CN203120259U - 一种数控可调光led灯驱动电源 - Google Patents

一种数控可调光led灯驱动电源 Download PDF

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Abstract

一种数控可调光LED灯驱动电源，它由可控硅调光电路、EMI滤波电路、整流电路、斩波电路和DC/DC变换电路组成，其连接关系如附图所示。可控硅调光电路是由调光电位器、电阻、电容、双向触发二极管和双向可控硅组成的调压电路。EMI滤波电路是由电容和电感组成的低通滤波电路。斩波电路由二极管、电容、电感、MOSFET管和电阻组成。集成电路芯片iW3610和***的MOSFET管等元器件组成DC/DC变换电路，输出功率为45W，功率因数大于0.9，无调光器时的效率可达85％。其积极效果在于：体积小、重量轻、成本低、效率高、保护功能完善，使用寿命长，能实现从2%～100%的调光。

Description

一种数控可调光LED灯驱动电源
技术领域
本实用新型涉及LED驱动电源技术领域，具体涉及一种数控可调光LED灯驱动电源。
背景技术
LED是一种非常具有竞争力的新型光源，与传统的白炽灯及荧光灯相比，LED等具有功耗低、亮度高、体积小、寿命长的优点，正逐步取代以往的光源，开始广泛运用于全彩色显示屏、交通信号灯、汽车车灯、背景光源、特种工作照明等，成为照明领域新一代绿色光源。但是，由于LED的正向伏安特性非常陡，动态电阻小，使得不能使用市电电压源直接供电，否则在电压增加时，流过LED的电路会急剧增加，导致LED损坏，因此，必须设计恒流或恒压驱动电源充分满足LED工作所需的驱动要求，从而最大限度的发挥LED的性能，减少故障率。然而，现有的各种LED灯驱动电源电路复杂，成本高，性价比低，而且随着人们对照明质量要求的提高，固定亮度的LED灯已经不能满足人们的需求，也不利于节约能源。高性能的LED灯驱动电源需要增加调光功能，在不必要满功率输出的场合，降低输出功率，不仅节能，而且还能达到变换视觉效果的目的。
发明内容
为解决现有LED灯驱动电源的不足，本实用新型公开一种数控可调光LED灯驱动电源。该驱动电源体积小、重量轻、成本低、效率高、保护功能完善，使用寿命长，能实现从2%～100%的调光，可广泛应用于小功率LED灯驱动电源领域。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：本实用新型由依次顺序连接的可控硅调光电路、EMI滤波电路、整流电路、斩波电路和DC/DC变换电路组成。
可控硅调光电路是由调光电位器W1，电阻R1，电容C1，双向触发二极管D1和双向可控硅VS1组成的调压电路。EMI滤波电路是由电容C2、C3和电感L1组成的低通滤波电路。整流电路是由全桥整流器DB1构成的市电整流滤波电路。斩波电路由二极管D2、D3、D4，电容C5、C6，电感L2，MOSFET管Q1，电阻R3～R6组成。DC/DC变换电路由集成电路芯片iW3610，MOSFET管Q2，开关变压器T1，电阻R7～R12，热敏电阻RNTC，电容C7、C8、C9，二极管D5、D6、D7组成。
本实用新型的积极效果在于：体积小、重量轻、成本低、效率高、保护功能完善，使用寿命长，能实现从2%～100%的调光。
附图说明
图1为本实用新型的方框图。
图2为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
如附图1所示，本实用新型由依次顺序连接的可控硅调光电路、EMI滤波电路、整流滤波电路、斩波电路和DC/DC变换电路组成。
 如附图2所示。
可控硅调光电路是由调光电位器W1，电阻R1，电容C1，双向触发二极管D1和双向可控硅VS1组成的调压电路。W1、R2和C1值决定调光器的延迟，调节电位器W1 , 使滑动片向下移动，则将增加导通延时，而使导通角θ减小，LED灯亮度则变暗。调节调光电位器W1，可实现从2%～100%的调光。
 EMI滤波电路是由电容C2、C3和电感L1组成的低通滤波电路，可抑制市电电源与驱动电源之间的高频电磁干扰。其中C2、C3用于抑制串模干扰信号，L1用于抑制共模干扰信号。
整流电路是由全桥整流器DB1构成的市电整流滤波电路，DB1将220V交流电经整流得到的直流电压为斩波电路和DC/DC变换电路供电。
斩波电路由二极管D2、D3、D4，电容C5、C6，电感L2，MOSFET管Q1，电阻R3～R6组成。斩波电路的作用是为调光器提供动态阻抗，并为DC/DC变换电路建立能量。D3在电路C6上的电压UC6低于输入电压时为C6充电提供通路，在双向可控硅被触发导通时可以减少浪涌电流。在斩波周期期间，当Q1导通时，L2存储能量；当Q1关断时，L2释放能量，使D4导通。斩波电路的作用与无源功率因数校正（PFC）电路类似，在不接入调光器时，通过L2的平均电流与输入AC电压同相位，因此，能实现高于0.9的功率因数。
DC/DC变换电路由集成电路芯片iW3610，MOSFET管Q2，开关变压器T1，电阻R7～R12，热敏电阻RNTC，电容C7、C8、C9，二极管D5、D6、D7组成。输出功率为45W，具有过电压、过电流和过温度等保护功能。
iW3610芯片集成了启动和输入电压检测电路、反馈信号调节电路、A/D转换器、D/A转换器、调光器检测与相位测量电路、恒流控制电路、过电流保护比较器、峰值电流限制比较器、斩波电路MOSFFT栅极驱动器、主电源MOSFET栅极驱动器等。采用数字控制技术，具有包括：斩波电路，其作用是提高功率因数，为调光器提供动态阻抗；隔离反激式电路拓扑，提供低成本解决方案；允许利用传统白炽灯调光器对LED灯进行调光；能够对调光器类型进行检测和对相位进行测量。iW3610在谷值模式开关和无调光器时的效率可达85％，采用初级侧反馈恒流控制技术，能获得容差±5％的LED灯电流调节。
T1初级绕组上的R11、C8和D6组成RCD型初级箝位电容。T1次级侧上的D7和C9组成输出整流滤波电路，R12为预负载。T1辅助（或偏置）绕组、D5和C7组成IC1引脚VCC上的偏置电源，辅助绕组同时为IC1提供输出反馈。
 接通AC电源后，整流后的DC高压经电阻R2和IC1内部连接在引脚VIN和引脚VCC之间的二级管对电容C7充电。只要IC1引脚VCC上的电压超过12V的阀值，IC1中的控制逻辑使能，IC1进入正常操作模式。在开始时的前3个AC半周期期间，IC1引脚OUTPUT（TR）保持高电平，Q1导通。在调光器类型和AC线路周期被检测后，恒流电路使能，输出电压开始上升。当输出电压高于LED灯串上的总正向电压时，IC1开始在恒流模式操作。在IC1启动后，IC1引脚VCC则由偏置电源供电。
 调光器检测与调光器相位测量通过电阻R2和IC1引脚VIN内部电路来实现。调光器检测分两步：第一步是确定调光器是否存存；第二步是在检测到调光器存在的情况下确定调光器的类型（是前沿调光器还是后沿调光器）。调光器检测发生在***启动后的第三个周期。当IC1引脚③上的电压VIN＜0.1V的时间不超过600μS时，IC1则确定调光器未接入，IC1将调光器类型设置在“无调光器”。如果VIN＜0.1V的时间超过600μS，IC1则确定调光器的存在。如果调光器存在，IC1将检测调光器类型。在调光器检测期间，IC1引脚①输出高电平，斩波电路中的MOSFET（Q1）导通，从而为调光器产生一个纯电阻性负载。在发现调光器出现的第二个周期中检测VIN周期并锁定备用。当VIN超过0.1V并计数输入电压采样时，开始测量调光器相位。如果可控硅导通时间为ton，调光周期是T，调光器相位则为ton/T。调光器中可控硅的导通角越大，电源输出功率也就越大，LED则越亮；反之，调光器导通角越小，LED亮度也就越暗。
iW3610采用初级侧反馈，无需次级侧感测和光耦合器。T1辅助绕组上的电压经R7和R8馈送到IC1引脚VSENSE，经内部恒流控制电路将输出电流调节到一个恒定电平上，而不管输出电压与否。初级侧电流通过Q2源极电阻R10检测，以执行峰值电流限制（PCL）和过电流保护（OCP）。
在恒流输出操作期间，IC1采用谷值模式开关，即Q2在漏—源极谐振电压最低点上开关，因此具有最小的开关损耗和EMI。
IC1引脚VT外部连接一个NTC热敏电阻RNTC，为LED灯提供温度漂移补偿。RNTC能够感测到LED灯的温度，当温度较高时，IC1可使LED灯变暗，如果LED温度达到限制阀值，IC1将关断。

Claims (5)

1. 一种数控可调光LED灯驱动电源，其特征是：它由依次顺序连接的可控硅调光电路、EMI滤波电路、整流电路、斩波电路和DC/DC变换电路组成。
2. 根据权利要求1所述的一种数控可调光LED灯驱动电源，其特征是：可控硅调光电路是由调光电位器W1，电阻R1，电容C1，双向触发二极管D1和双向可控硅VS1组成的调压电路。
3. 根据权利要求1所述的一种数控可调光LED灯驱动电源，其特征是：EMI滤波电路是由电容C2、C3和电感L1组成的低通滤波电路。
4. 根据权利要求1所述的一种数控可调光LED灯驱动电源，其特征是：斩波电路由二极管D2、D3、D4，电容C5、C6，电感L2，MOSFET管Q1，电阻R3～R6组成。
5.根据权利要求1所述的一种数控可调光LED灯驱动电源，其特征是：DC/DC变换电路由集成电路芯片iW3610，MOSFET管Q2，开关变压器T1，电阻R7～R12，热敏电阻RNTC，电容C7、C8、C9，二极管D5、D6、D7组成。
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