CN203136274U

CN203136274U - 高功率因数的ap3770芯片的led驱动电源电路

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Publication number: CN203136274U
Application number: CN 201320120643
Authority: CN
Inventors: 田津龙
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2013-03-15
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2023-03-15

Abstract

本实用新型涉及一种高功率因数的AP3770芯片的LED驱动电源电路，该电路的交流输入保护电路接入外部电源后输出给整流及功率因数校正电路，整流及功率因数校正电路输出给开机供电电路、漏极钳位保护电路、驱动电源控制芯片供电电路及高频变压器，开机供电电路与AP3770电源控制电路中的控制芯片AP3770连接，在开机时给控制芯片AP3770供电，驱动电源控制芯片供电电路的输出与AP3770电源控制电路中的控制芯片AP3770连接，为控制芯片AP3770提供稳定的直流电压，高频变压器的输出与LED灯驱动电源直流输出电路的输入连接，漏极钳位保护电路的输出与AP3770电源控制电路中的大功率驱动管Q1连接。本实用新型驱动电源以BCD公司AP3770为控制芯片，配以经过多重优化的***电路组成，功率因数达0.9以上、效率达85﹪以上，多重保护、低成本。

Description

高功率因数的AP3770芯片的LED驱动电源电路

技术领域

本实用新型属于AP3770芯片的应用技术领域，尤其是一种高功率因数的AP3770芯片的LED驱动电源电路。

背景技术

LED驱动电源是LED灯的关键组成部分,LED(LightEmittingDiode)发光二极管。LED的特点非常明显，寿命长、光效高、低辐射与低功耗。但LED灯不仅只有LED，还必须有驱动电路；LED对驱动电源的要求近乎于苛刻，这是由LED的特性决定的，这增加了驱动电路开发的难度；由于驱动电源的问题，LED灯的优点会大打折扣；所以说LED灯的性能在某种意义上说取决于驱动电路。研究高效率、低成本、高可靠性的驱动电源成为LED灯推广、普及的关键。发改环资[2013]188通知，六部委制定的《半导体照明节能产业规划》主要任务专栏2新材料、装备和关键技术中，就把研制高效、高可靠、低成本的LED驱动电源开发列为关键技术。

LED灯是一个新型灯具，广阔的市场、LED灯的产业链驱动着驱动电源厂家如雨后春笋般出现，由于低功率LED灯的1规范不清，所以现在市场上低功率驱动电源良莠不齐，差距很大。主要问题是驱动电源的可靠性、寿命、稳定性以及在整个LED灯中的成本比重。

驱动电源电路是电子技术的综合应用，LED是2～3V的低电压驱动，不能直接连接220V交流电，必须要设计复杂的变换电路，而且不同用途的LED，要配备不同的电源适配器，设计一款好的驱动电源必须综合考虑很多因素，因为驱动电源在整个LED灯中的作用就好比人的心脏一样。目前，LED灯驱动电源方案多数以某一厂家控制芯片为核心，配以***件路；驱动方式通行的有两种：其一是一个恒压源供多个恒流源，每个恒流源单独给每路LED供电。这种方式，组合灵活，一路LED故障，不影响其它LED工作，但成本会略高一些。另一种是直接恒流供电，LED串联或并联运行。它的优点是成本低一点，但灵活性差，还需要解决某个LED故障，不影响其它LED运行的问题。这两种形式，在一段时间内会并行。多路恒流输出供电方式，在成本和性能方面会较好，是以后的主流方向。

LED灯驱动电源是LED产业链的发展的保证，LED驱动电源的品质直接制约着LED产品的可靠性，驱动电源是LED灯具最薄弱的环节，严重滞后LED灯珠发展，因此在LED产业链逐步完善的今天，LED驱动电源的成熟至关重要。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高功率因数的AP3770芯片的LED驱动电源电路。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种高功率因数的AP3770芯片的LED驱动电源电路，本实用新型的创新点是，该电路包括交流输入保护电路、整流及功率因数校正电路、开机供电电路、漏极钳位保护电路、驱动电源控制芯片供电电路、高频变压器、AP3770电源控制电路及LED灯驱动电源直流输出电路，交流输入保护电路接入外部电网220V电源后输出给整流及功率因数校正电路，整流及功率因数校正电路将输入的交流经桥式整流转变为直流，且进行功率因数校正后输出给开机供电电路、漏极钳位保护电路、驱动电源控制芯片供电电路及高频变压器，开机供电电路与AP3770电源控制电路中的控制芯片AP3770连接，在开机时给控制芯片AP3770供电，驱动电源控制芯片供电电路的输出与AP3770电源控制电路中的控制芯片AP3770连接，为控制芯片AP3770正常工作提供稳定的直流电压，高频变压器的输出与LED灯驱动电源直流输出电路的输入连接，漏极钳位保护电路的输出与AP3770电源控制电路中的大功率驱动管Q1连接。

而且，所述AP3770电源控制电路包括控制芯片AP3770、电容C2、电阻R4、R5、R6、R7、R8及大功率驱动管Q1，电容C2连接在控制芯片AP3770脚5与地之间，电阻R4连接在控制芯片AP3770脚6与高频变压器的Na绕组正极端之间，电阻R5连接在控制芯片AP3770脚6与地之间，电阻R8连接在大功率驱动管Q1源极与地之间，电阻R6连接在大功率驱动管Q1栅极与源极之间，大功率驱动管Q1的栅极与控制芯片AP3770脚1连接，电阻R7一端连接在控制芯片AP3770脚4上，另一端连接在电阻R8与大功率驱动管Q1源极的节点上，控制芯片AP3770脚2接地。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本实用新型AP3770芯片的高功率因数LED灯驱动电源，功率因数可达0.9以上。

2、本实用新型驱动电源以BCD公司AP3770为控制芯片，配以经过多重优化的***电路组成。做到了高功率因数达0.9以上、效率达85﹪以上，多重保护、低成本。

3、本实用新型线路工作稳定，且生产便利，成本低的优点。

附图说明

图1是本实用新型的线路原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述：需要强调的是本实用新型实施例是说明性的，不能以本实施例作为对本实用新型的限定。

一种高功率因数的AP3770芯片的LED驱动电源电路，如图1所示，该电路包括交流输入保护电路1、整流及功率因数校正电路2、开机供电电路3、漏极钳位保护电路4、驱动电源控制芯片供电电路5、高频变压器6、AP3770电源控制电路7及LED灯驱动电源直流输出电路8，交流输入保护电路1接入外部电网220V电源后输出给整流及功率因数校正电路2，整流及功率因数校正电路2将输入的交流经桥式整流转变为直流，且进行功率因数校正后输出给开机供电电路3、漏极钳位保护电路4、驱动电源控制芯片供电电路5及高频变压器6，开机供电电路3与AP3770电源控制电路7中的控制芯片AP3770连接，在开机时给控制芯片AP3770供电，驱动电源控制芯片供电电路5的输出与AP3770电源控制电路7中的控制芯片AP3770连接，为控制芯片AP3770正常工作提供稳定的直流电压，高频变压器6的输出与LED灯驱动电源直流输出电路8的输入连接，漏极钳位保护电路4的输出与大功率驱动管Q1连接，对AP3770外接的大功率驱动管Q1进行保护。

其中，交流输入保护电路1由熔丝管F1、负温度系数热敏电阻R0、输入滤泼电容C0、电感L0组成，熔丝管F1一端连接外部220V电源的一项，另一端串接负温度系数热敏电阻R0，电感L0一端连接外部220V电源的另一项,另一端与负温度系数热敏电阻R0的一端共同做为交流输入保护电路1的输出，输入滤波电容C0并联在外部220V输入电源的两端。

熔丝管F1和负温度系数热敏电阻R0都是输入电路的过流保护，当熔丝管通过的电流超过额定电流的1.25～1.5倍时，熔丝管的熔丝就会快速熔断；负温度系数热敏电阻是通电瞬间限流保护，电容C0的作用是滤除供电电源的高次谐波干扰，电感有电路开启时浪涌电流以及外部、内部电磁干扰（EMI）拟制作用。

其中，整流及功率因数校正电路2由桥式整流器D1～D4，二极管D05、D06、D07，电解电容C01、C02组成，桥式整流器的D1与D2之间，D3与D4之间的节点处接入交流输入保护电路1的输出，电容C01与二极管D05串联后，电容C02与二极管D07串联后分别并联在桥式整流器D1～D4的输出两端，二极管D06连接在电容C01与二极管D05及电容C02与二极管D07连接的节点上。

电路的作用是将输入的交流经桥式整流转变为直流，且采用逐流电路进行功率因数校正，以提高电路的功率因数值，功率因数校正电路（PFC）工作原理是：迫使AC线路电流跟踪电压波形的瞬时变化轨迹，使电流与电压保持同相位。

其中，开机供电电路3由串联的电阻R1和R2组成，该串联电路的一端连接在整流及功率因数校正电路2的输出端，另一端与控制芯片AP3770的脚3连接，开机供电电路3的作用是在开机时给控制芯片AP3770供电，以保证在驱动电源启动时正常工作。

其中，漏极钳位保护电路4由二极管D6、电阻R9、电容C3组成，电阻R9与电容C3并联后与二极管D6串接，该漏极钳位保护电路4的一端与桥式整流器D1～D4的输出连接，另一端与AP3770电源控制电路7中的大功率驱动管Q1的漏极连接，它的作用是对AP3770外接的大功率驱动管Q1进行保护,以防大功率管被击穿。

本驱动电源是一个单端反激式开关电源，每当功率管由导通变成截至时，开关电源的一次绕组上就会产生尖峰电压和感应电压。其中的尖峰电压是由于高频变压器存在漏感（即漏感产生的自感）而形成，它与整流滤泼后产生的直流高压U1和感应电压Uor叠加在一起，加在功率管的漏极上，很容易损坏功率管。为此，必须增加漏极嵌位保护电路，对尖峰电压进行嵌位或吸收。电阻R3和电容C4是吸收元件，D6是阻塞二极管，组成R、C、VD型嵌位电路。

其中，驱动电源控制芯片供电电路5由二极管D5、电容C4、电容R3和变压器Na绕组组成，电容C4与电容R3并联后，一端连接Na绕组的地端，另一端串接二极管D5后与变压器Na绕组的正端连接，驱动电源控制芯片供电电路5在电路启动后，由Na绕组的感应电压经整流滤波产生直流电压，为AP3770电源控制电路7中的控制芯片AP3770正常工作提供稳定的直流电压。电源启动瞬间控制芯片AP3970由R1、R2供电，电路启动后R1、R2就完成了任务。

其中，高频变压器6是高频变压器T1，其输入绕组有Na绕组及Np绕组，其输出绕组为Ns绕组。高频变压器是开关电源的重要部件，它起到储存能量、传输能量的作用。

其中，LED灯驱动电源直流输出电路8由高频变压器Ns绕组、串接在Ns绕组输出正极端的快恢复二极管D7及并联在Ns绕组两端的滤波电容C5和负载电阻R10组成。

其中，AP3770电源控制电路7是驱动电源的控制电路，包括控制芯片AP3770、电容C2、电阻R4、R5、R6、R7、R8及大功率驱动管Q1，直流输出补偿电容C2连接在控制芯片AP3770脚5与地之间，电阻R4、R5是原边反馈电压采样电阻，电阻R4连接在控制芯片AP3770脚6与Na绕组正极端之间，电阻R5连接在控制芯片AP3770脚6与地之间，电阻R4、R5的比值与变压器绕组比值决定输出电压的高低，电阻R8连接在大功率驱动管Q1源极与地之间，电阻R8是电流采样电阻，通过改变这个电阻的大小就可以控制输出电流的大小，电阻R6连接在大功率驱动管Q1栅源极之间，电阻R6是控制芯片AP3770电流采样限流电阻，大功率驱动管Q1的栅极与控制芯片AP3770脚1连接，电阻R7一端连接在控制芯片AP3770脚4上，另一端连接在电阻R8与大功率驱动管Q1源极的节点上，控制芯片AP3770脚2接地。

控制芯片AP3770是控制部分的核心，是一个频率调制芯片（PFM）.。特点是：源边反馈（PSR）恒压/恒流（CV/CC）控制；极低启动电流：0.2μA；内置软启动、过压保护、短路保护。

该驱动电源的工作原理：

该驱动电源是一个开关直流稳压电源，是一个断续模式单端隔离反激AC-DC变换器。

工作原理是：在功率管Q1饱和导通期间，输入电压（整流滤波后的直流电压）Ui加到高频变压器T1初级绕组Np，同“·”名端相对非同名端为正，次级绕组Ns二极管D7反向截止，高频变压器作为电感运行；当功率管Q1关断时，高频变压器每个绕组感应电动势“·”端为负，次级二极管D7正偏导通，磁芯磁通不能突变，励磁磁势不变，满足i_2p/i_1p=Np/Ns关系，作为变压器运行，将导通期间存储的磁场能量传输到负载，在整个负载和输入电压范围内，在截止时间内次级电流下降到零。如果输出电容C5足够大，输出电压Uo在充电与放电时间内基本不变。

这是一个频率调制控制芯片（PFM），当输入电压变化或负载变化（即输出电流发生变化），会通过采样电阻反馈到芯片相应输入端，芯片就会改变工作平率，保持输出电压、电流的稳定。

Claims

1.一种高功率因数的AP3770芯片的LED驱动电源电路，其特征在于：该电路包括交流输入保护电路、整流及功率因数校正电路、开机供电电路、漏极钳位保护电路、驱动电源控制芯片供电电路、高频变压器、AP3770电源控制电路及LED灯驱动电源直流输出电路，交流输入保护电路接入外部电网220V电源后输出给整流及功率因数校正电路，整流及功率因数校正电路将输入的交流经桥式整流转变为直流，且进行功率因数校正后输出给开机供电电路、漏极钳位保护电路、驱动电源控制芯片供电电路及高频变压器，开机供电电路与AP3770电源控制电路中的控制芯片AP3770连接，在开机时给控制芯片AP3770供电，驱动电源控制芯片供电电路的输出与AP3770电源控制电路中的控制芯片AP3770连接，为控制芯片AP3770正常工作提供稳定的直流电压，高频变压器的输出与LED灯驱动电源直流输出电路的输入连接，漏极钳位保护电路的输出与AP3770电源控制电路中的大功率驱动管Q1连接。

2.根据权利要求1所述的高功率因数的AP3770芯片的LED驱动电源电路，其特征在于：所述AP3770电源控制电路包括控制芯片AP3770、电容C2、电阻R4、R5、R6、R7、R8及大功率驱动管Q1，电容C2连接在控制芯片AP3770脚5与地之间，电阻R4连接在控制芯片AP3770脚6与高频变压器的Na绕组正极端之间，电阻R5连接在控制芯片AP3770脚6与地之间，电阻R8连接在大功率驱动管Q1源极与地之间，电阻R6连接在大功率驱动管Q1栅极与源极之间，大功率驱动管Q1的栅极与控制芯片AP3770脚1连接，电阻R7一端连接在控制芯片AP3770脚4上，另一端连接在电阻R8与大功率驱动管Q1源极的节点上，控制芯片AP3770脚2接地。