CN202435665U - 高功率因素led恒流驱动电路 - Google Patents

Abstract

高功率因素LED恒流驱动电路，涉及电子技术。本实用新型包括电源输入单元、整流滤波单元、变压器隔离单元和输出单元，其特征在于，还包括一个设置于整流滤波单元和变压器隔离单元之间的PFC充电泵单元。本实用新型转换效率提高，降低了元器件温升，从而提高了使用寿命。

Description

高功率因素LED恒流驱动电路

技术领域

本实用新型涉及电子技术。

背景技术

由于LED具有环保、节能、寿命长、高亮度等优点被视为21世纪照明光源，为了满足LED本身特性要求，所以LED恒流驱动电源应允而生；目前在LED恒流驱动电源的应用领域中，可将其分为两类产品，一为非隔离LED恒流驱动电源，此类电源主要应用于室内的LED灯管，其余场合基本上很少使用，此类电源的缺点在于其输入与输出的电气性能没有隔离，所以在安全标准上有所欠缺；另一类为隔离LED恒流驱动电源，此类电源由于输入与输出的电气性能彻底通过变压器进行隔离，它的使用场合是全方位的，应用于各种LED的驱动，是非隔离电源的升级品；隔离LED驱动电源在设计和使用过程中，都希望得到高功率因数，减少输入端电流谐波污染，目前常用方法是采用有源校正，即使用专用的功率因数校正芯片，这种方案的优点是可以得到更高的功率因数，缺点是电路的成本升高，专用PFC校正芯片的价格昂贵，增加了电路成本。显然在LED驱动电源的一般应用领域中，在实现相同功能及性能的情况下，保证电路的稳定性，更低的成本，让性价比得到更高的体现，才能让LED的推广及应用更加广阔。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种能够，使入端电流形成正弦波，提高功率因数的LED恒流驱动电路。

本实用新型解决所述技术问题采用的技术方案是，高功率因素LED恒流驱动电路，包括电源输入单元、整流滤波单元、变压器隔离单元和输出单元，还包括一个设置于整流滤波单元和变压器隔离单元之间的PFC充电泵单元。

进一步的，本实用新型还包括：

EMI滤波单元，位于电源输入单元和整流滤波单元之间；

PWM恒流控制单元，和整流滤波单元连接，还通过开关单元连接到变压器隔离单元；

电流采样单元，和PWM恒流控制单元连接；

电压反馈单元，设置于变压器隔离单元和PWM恒流控制单元之间；

开关单元，与PWM恒流控制单元、变压器隔离单元和电流采样单元连接。

更进一步的，所述PFC充电泵单元包括第二电感L2、第四电容C4和第一二极管D1，第二电感L2和第一二极管D1串联于整流滤波单元和变压器隔离单元之间，第二电感L2和第一二极管D1的连接点通过第四电容C4接开关单元的输入端，第一二极管D1的负极通过变压器隔离单元的初级绕组接开关单元的输入端；开关单元的输出端接电流采用单元，开关单元的控制端接PWM恒流控制单元。

所述PWM恒流控制单元包括控制IC，控制IC的Vcc端接电压反馈单元接，Vin端接第二电感L2和第一二极管D1的连接点，Vin端还通过第十电容C10接地，COMP端通过电压反馈单元的第八电阻R8接地，COMP端还通过第九电容C9接地，CS端通过第七电容R7接地，Output端通过第四电阻R4接开关单元的控制端，开关单元为MOS管。

本实用新型的有益效果是，利用EMI滤波单元有效的抑制恒流电源的电磁干扰，从而使电源符合GB17743-2007的辐射电磁骚扰及骚扰电压标准；利用PFC充电泵单元提高了恒流电源的功率因数使PF≥0.8，有效的降低了电流谐波，使电源符合GB17625.1的电磁兼容性标准；提高了转换效率，η≥78％，转换效率提高，降低了元器件温升，从而提高了使用寿命；恒定电流输出，线性调整率小于±3％，负载调整率小于±3％，从而使LED工作更稳定；在相同实现功率因数的情况下，降低了成本，使得LED应用的推广更加广泛。

附图说明

图1为本实用新型新型实现高功率因数的简化原理图。

图2为现有RCD吸收电路的简化原理图。

图3为本实用新型新型高功率因素LED恒流驱动电源的结构图。

图4为本实用新型新型高功率因素LED恒流驱动电源的电路图。

图中芯片可采用爱瓦特公司IW1692芯片。

具体实施方式

本实用新型提出一种新型无源单级高功率因数校正电路----充电泵高功率因数校正，该电路的特点是利用电容充电泵升压原理，使直流滤波电容上电压高于输入交流电压的峰值，在功率开关器件切换过程中，利用负载电流和入端电流的差值对充电泵电容充放电，使入端电流形成正弦波，提高了功率因数，简化了电路结构，提高了电路稳定性，降低了电路成本。

本实用新型包括下述部分：

1、电源输入端。

2、与电源输入端相连的EMI滤波单元。

3、与EMI滤波单元相连的整流滤波单元。

4、与整流滤波单元相连的PFC充电泵单元，并连接至变压器隔离单元。

5、与整流滤波单元相连的PWM恒流控制单元发生控制信号连接至开关单元，开关单元根据其导通和关断控制对变压器进行储存和释放能量的转换。

6、与变压器隔离单元相连的输出单元，并连接至LED负载。

7、一个与开关单元和PWM恒流控制单元连接的电流采样单元，电流采样单元采集变压器原边的电流信号并送至PWM恒流控制单元；

PWM恒流控制单元根据所述电流信号输出矩形脉冲开关信号，控制所述开关单元周期性导通和关断，实现电流大小的输出。

8、一个与变压器隔离单元和PWM恒流控制单元连接的电压反馈单元，所诉电压反馈单元是采集变压器辅助绕组两端的误差信号，送至PWM恒流控制单元由芯片内部进行计数对比，实现电流的恒定输出。

参见图1～3。

假定交流输入电压为230V，在MOS管Q1导通时，漏极电压从600V左右跳降到零，变压器T1的初级电感开始充电，初级电流线性上升；导通的同时，漏极电压的降低也会通过第四电容C4传送到第二电感L2和第一二极管D1之间的连接点上，所以此点的电压从400V降到接近200V。由于有交流电压的存在，流过扼流圈(第二电感L2)的电流会逐步上升，并向第四电容C4充电；当变压器和扼流圈的充电阶段完成后，MOS管Q1转换为截止，漏极电流为零，而漏极电压和第四电容C4上的电压会急剧上升，直到第四电容C4的电压与第五电容C5的电压相等约为400V。此后漏极电压改为缓慢爬升，而第四电容C4和第五电容C5的电压则维持在400V不变，与此同时，第二电感L2(它最初是向第四电容C4充电)上的电流改为经过第一二极管D1流进第五电容C5中，这使得蕴含在第二电感L2中的能量转移到了第五电容C5中，利用这个原理，就使输入电流从较低的第四电容C4处流向较高的第五电容C5处。

第二电感L2的作用是避免MOS管导通后有交流整流后产生的大幅度脉冲电流向第四电容C4充电；第一二极管D1阻断第五电容C5(滤波电容)和第四电容C4(充电电容)，由于有阻断的作用所以使得第二电感L2上的波形接近正弦波；第四电容C4是利用低电压向第五电容C5充电的电容，第四电容C4的选值是在nF～10nF之间，第五电容C5的选值微法级别电容，根据电源功率选择，第二电感L2的选值是在毫亨级别。

与现有技术相比(如图2)，利用PFC充电泵电路取代了以前的RCD吸收电路，由于PFC充电泵电路不仅具有PFC功能，可使电源功率因数达到0.8以上，而且兼有吸收缓冲功能，因此不再需要RCD吸收电路，而且由于没有了RCD吸收电路中的电阻成分，所以不含有功率消耗，从而提高了整机的工作效率。

Claims (4)

1.高功率因素LED恒流驱动电路，包括电源输入单元、整流滤波单元、变压器隔离单元和输出单元，其特征在于，还包括一个设置于整流滤波单元和变压器隔离单元之间的PFC充电泵单元。

2.如权利要求1所述的高功率因素LED恒流驱动电路，其特征在于，还包括：

EMI滤波单元，位于电源输入单元和整流滤波单元之间；

PWM恒流控制单元，和整流滤波单元连接，还通过开关单元连接到变压器隔离单元；

电流采样单元，和PWM恒流控制单元连接；

电压反馈单元，设置于变压器隔离单元和PWM恒流控制单元之间；

开关单元，与PWM恒流控制单元、变压器隔离单元和电流采样单元连接。

3.如权利要求2所述的高功率因素LED恒流驱动电路，其特征在于，所述PFC充电泵单元包括第二电感(L2)、第四电容(C4)和第一二极管(D1)，第二电感(L2)和第一二极管(D1)串联于整流滤波单元和变压器隔离单元之间，第二电感(L2)和第一二极管(D1)的连接点通过第四电容(C4)接开关单元的输入端，第一二极管(D1)的负极通过变压器隔离单元的初级绕组接开关单元的输入端；开关单元的输出端接电流采用单元，开关单元的控制端接PWM恒流控制单元。

4.如权利要求3所述的高功率因素LED恒流驱动电路，其特征在于，所述PWM恒流控制单元包括控制IC，控制IC的Vcc端接电压反馈单元接，Vin端接第二电感(L2)和第一二极管(D1)的连接点，Vin端还通过第十电容(C10)接地，COMP端通过电压反馈单元的第八电阻(R8)接地，COMP端还通过第九电容(C9)接地，CS端通过第七电容(R7)接地，Output端通过第四电阻(R4)接开关单元的控制端，开关单元为MOS管。

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