发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足,提供一种带温度补偿的恒流LED电源。
本实用新型的技术方案是:
一种带温度补偿的恒流LED电源,包括依次串接的EMI/EMC模块和桥式整流模块,所述的EMI/EMC模块的输入端接市电电源,所述的带温度补偿的恒流LED电源还包括开关电源DC-DC转换模块和恒流温度补偿模块,所述的桥式整流模块的输出与开关电源DC-DC转换模块的输入端相连,开关电源DC-DC转换模块的输出端与恒流温度补偿模块的输入端相连,恒流温度补偿模块的输出端连接到LED光源。
本实用新型的开关电源DC-DC转换模块包括开关电源转换器IC1,开关电源转换器IC1的CONT脚通过电阻R1接桥式整流模块输出的高电平Vbus1,同时通过电阻R2接地,开关电源转换器IC1的DRAIN脚通过变压器主绕组NP接桥式整流模块输出的高电平Vbus1,变压器辅助绕组Naux一端接地,另一端通过二极管D1接所述开关电源转换器IC1的Vcc1脚,所述开关电源转换器IC1的Vcc1脚同时通过电容C2接地,开关电源转换器IC1的FB脚通过光耦与所述恒流限压控制模块连接。
本实用新型的开关电源DC-DC转换模块和恒流温度补偿模块之间串接限压控制电路,所述的限压控制电路包括二极管D3,变压器次级绕组Ns一端接地,另一端通过二极管D2和电解电容E1组成的整流滤波电路提供直流电压Vs,直流电压Vs通过电阻R3和经PC817芯片IC3的初级接二极管D3的负极,二极管D3的正极接地。
本实用新型的恒流温度补偿模块包括恒流芯片IC2,变压器次级绕组提供的直流电压Vs经电阻R4后连接恒流芯片IC2的CSN脚,恒流芯片IC2的VIN脚和二极管D4的负极接直流电压Vs,二极管D4的正极和恒流芯片IC2的SW脚通过电感L2后,与Vout给LED光源供电。
本实用新型的优点是:
本实用新型降低了控制器的生产成本和故障率,成本相对传统方案可降低10%以上。
本实用新型在恒流输出的基础上,增加了LED温度补偿电路实现LED灯具过温保护,极大的延长了LED的使用寿命。同时由于控制了LED的工作温度,在降低LED的发热的同时,也减轻了灯具的空间温度,使得LED电源的工作环境温度亦得到降低,减轻了器件损耗,延长了电源的使用寿命。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。本实用新型用于交流220V输入,带温度补偿,恒流输出的LED照明,包括如下部分:
1、EMI/EMC电路。防止外界和控制器相互之间的电磁干扰。
2、桥式整流。用于将交流输入转变为直流Vbus1。
3、开关电源转换器IC1,型号可为VIPER28及周边电路。
4、变压器。用于把高压直流Vbus1变成低压直流Vs。
5、限压控制电路。用于将限定直流电压Vs在一定范围内。
6、恒流芯片IC2,型号可为PT4115。使得输出恒流,同时带温度补偿。
如图1所示:按照功能模块划分,本实用新型包括依次串接的EMI/EMC模块和桥式整流模块,所述的EMI/EMC模块的输入端接市电电源,其特征是所述的带温度补偿的恒流LED电源还包括开关电源DC-DC转换模块和恒流温度补偿模块,所述的桥式整流模块的输出与开关电源DC-DC转换模块的输入端相连,开关电源DC-DC转换模块的输出端与恒流温度补偿模块的输入端相连,恒流温度补偿模块的输出端连接到LED光源。
如图2,本电源为单端反激式电路。
所述EMI/EMC模块输入220V交流。在输入端并联一个压敏电阻VR1防止雷击。+电感L1,电容CX1,CX2起滤波作用。桥式整流模块的整流桥BD1将交流输入变成直流Vbus1,Vbus1波形为半个正弦波形式。整流桥BD1的两个输出端之间连接第一电容C1。
本实用新型的开关电源DC-DC转换模块包括开关电源转换器IC1,开关电源转换器IC1的CONT脚通过电阻R1接桥式整流模块输出的高电平Vbus1,同时通过电阻R2接地,开关电源转换器IC1的DRAIN脚通过变压器主绕组NP接桥式整流模块输出的高电平Vbus1,变压器辅助绕组Naux一端接地,另一端通过二极管D1接所述开关电源转换器IC1的Vcc1脚,所述开关电源转换器IC1的Vcc1脚同时通过电容C2接地,开关电源转换器IC1的FB脚通过光耦与所述恒流限压控制模块连接。
本实用新型的开关电源DC-DC转换模块和恒流温度补偿模块之间串接限压控制电路,所述的限压控制电路包括二极管D3,变压器次级绕组Ns一端接地,另一端通过二极管D2和电解电容E1组成的整流滤波电路提供直流电压Vs,直流电压Vs通过电阻R3和经PC817芯片IC3的初级接二极管D3的负极,二极管D3的正极接地。
本实用新型的恒流温度补偿模块包括恒流芯片IC2,变压器次级绕组提供的直流电压Vs经电阻R4后连接恒流芯片IC2的CSN脚,恒流芯片IC2的VIN脚和二极管D4的负极接直流电压Vs,二极管D4的正极和恒流芯片IC2的SW脚通过电感L2后,与Vout给LED光源供电。
BD1和C1组成桥式整流滤波电路。电阻R1和R2串联后。接在桥式整流输出的两端,组成电阻分压器。开关电源转换器VIPER28芯片IC1通过CONT脚采样电阻R2上的压降,来调节芯片IC1中的MOSFET漏极电流限制设置点,抑制漏极电流过大。VIPER28芯片IC1的反馈引脚FB用来控制PWM操作。变压器辅助绕组Naux通过二极管D1整流和电容C2滤波,给VIPER28芯片IC1供电。
变压器次级绕组Ns通过D2整流和E1滤波后,输出直流电压Vs。Vs一路经R5给LED供电,一路给PT4115芯片供电。第三二极管D3为稳压二极管,用于控制直流电压Vs工作在设定范围内。
恒流温度补偿模块中,R4是取样电阻,它决定恒流源的绝对精度,L2 是镇流电感,用于将脉冲电流变换成三角波电流,D4 是续流二极管,在PT4115芯片IC2内部MOS 管处于截止状态时为储存在电感L2中的电流提供放电回路。R6为负温度系数热敏电阻,用于LED温度控制和自动亮度控制。
PT4115和电感L2、电流采样电阻R4形成一个自振荡的连续电感电流模式的降压型恒流LED控制器。VIN上电时,电感L2和电流采样电阻R4的初始电流为零,LED输出电流也为零。这时候,内部比较器的输出为高,内部功率开关导通,SW的电位为低。电流通过电感L2、电流采样电阻R4、LED和内部功率开关从VIN流到地,电流上升的斜率由VIN、电感L2和LED压降决定,在R4上产生一个压差VCSN, 当(VIN-VCSN) >115mV时,内部比较器的输出变低,内部功率开关关断,电流以另一个斜率流过电感L2、电流采样电阻R4、LED和二极管D3,当(VIN-VCSN) < 85mV时,功率开关重新打开,这样使得在LED上的平均电流为:
Iout=(0.085+0.115)/2R4 =0.1/R4。
LED 电流通过DIM 到地之间接负温度系数热敏电阻(NTC)R5到进行调节,PT4115芯片IC1内部有一个上拉电阻接在内部稳压电压5V上,DIM 管脚的电压VDIM由内部S上拉电阻和外部NTC电阻R6分压决定。当环境温度低于LED安全温度时,VDIM 高于2.5V时,输出LED 电流保持恒定,并由(0.1/R4)设定。当周围温度高于LED安全温度时,R5阻值因温度升高二减小,故VDIM 管脚的电压降低。当VDIM低于2.5V时,PT4115芯片IC2会控制Iout随周围温度升高而降低。,使LED光照强度降低,从而降低发热,实现对LED灯的过温保护。