CN203368850U

CN203368850U - 一种无电解电容的长寿命led灯驱动电源

Info

Publication number: CN203368850U
Application number: CN 201320427016
Authority: CN
Inventors: 张新安
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-07-18
Filing date: 2013-07-18
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2023-07-18

Abstract

一种无电解电容的长寿命LED灯驱动电源，它由EMI滤波电路、整流滤波电路和恒流驱动电路组成，整个LED灯驱动电源电路无电解电容，其连接关系如附图所示。EMI滤波电路是由电容和共模电感组成的低通滤波电路。整流滤波电路是由二极管、电感、电阻和电容组成的市电整流滤波电路。恒流驱动电路由集成电路芯片LNK403EG、电阻、电容、开关变压器、二极管、稳压二极管和三极管组成，输出电压为20V，输出电流为300mA，输出功率为6W，具有输入过压、欠压，输出过压和LED开路等保护功能。其积极效果在于：电路简单、成本低、体积小、重量轻、效率高、保护功能完善，无电解电容，使用寿命长。

Description

一种无电解电容的长寿命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，具体涉及一种无电解电容的长寿命LED灯驱动电源。

背景技术

LED是一种注入型电致发光半导体器件，作为21世纪最新发展的环保型光源，有着发光效率高、发光单色性好、寿命长、节能环保等诸多优点，因此被誉为“***光源”。随着大功率LED的研究和发展，发光效率超过100lm/W的功率型LED已经在照明行业得到了广泛的应用，随着技术的发展，大功率LED的特性的日趋完善，LED灯具的寿命与LED寿命的不匹配是一个较为严重的问题。一般LED具有很长的寿命，利用LED设计的照明产品，其整体寿命取决于这个设计中寿命最短的部分，而一个LED灯寿命最短的就是驱动电源，因此驱动电源的好坏影响了LED灯具的应用。传统的LED灯驱动电源电路中都采用了电解电容，驱动电源在高温环境下工作时，因电解电容寿命急剧缩短，造成LED驱动器带负载的能力不足，直接导致LED灯具寿命缩短。

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无电解电容的长寿命LED灯驱动电源。该驱动电源电路简单、成本低、体积小、重量轻、效率高、保护功能完善，无电解电容，使用寿命长，可广泛应用于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EMI滤波电路、整流滤波电路和恒流驱动电路组成，整个LED灯驱动电源电路无电解电容。整流滤波电路是由二极管D1～D4，电感L2，电阻R1，电容C2、C3组成的市电整流滤波电路。恒流驱动电路由集成电路芯片LNK403EG，电阻R2～R10，电容C4～C13，开关变压器T1，二极管D5～D11，稳压二极管VD1、VD2和三极管Q1组成。

本实用新型的积极效果在于：电路简单、成本低、体积小、重量轻、效率高、保护功能完善，无电解电容，使用寿命长。

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EMI滤波电路、整流滤波电路和恒流驱动电路组成，整个LED灯驱动电源电路无电解电容。

如附图2所示。

EMI滤波电路是由电容C1和共模电感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C1用于抑制串模干扰信号，L1用于抑制共模干扰信号。[0011] 整流滤波电路是由二极管D1～D4，电感L2，电阻R1，电容C2、C3组成的市电整流滤波电路。二极管整流电路对输入的AC线电压进行整流，将得到直流电压为驱动电源供电。电容C3为初级开关电流提供低阻抗通路。为使功率因数保持在0.9以上，需要确保较低的电容（C1、C2和C3电容量的总和）值。

恒流驱动电路由集成电路芯片LNK403EG，电阻R2～R10，电容C4～C13，开关变压器T1，二极管D5～D11，稳压二极管VD1、VD2和三极管Q1组成，输出电压为20V，输出电流为300mA，输出功率为6W，具有输入过压、欠压，输出过压和LED开路等保护功能。

本实用新型设计所使用的拓扑结构是隔离反激、连续导通模式，具有初级检测并调节输出电流的功能，在电路设计时无需配备次级光耦反馈元件以及次级电流检测传感器。LNK403EG芯片内部集成了电流检测电路，所以在初级侧也无需另加检测电路，从而可以进一步减少元器件数量，降低功率损耗。LNK403EG的内部控制器通过调整MOSFET占空比以保持输入电流为正弦交流电，从而确保高功率因数和低谐波电流。

为使IC1得到峰值输入电压信息，AC输入整流后经由D5对C4充电。然后电流经过R3注入IC1的V引脚。通过LNK403EG V引脚的输入电流来设置输入过压和欠压保护阈值。欠压保护可确保不同电源在相同的输入电压下启动；过压保护可使整流后的线电压承受能力（在浪涌和线电压陡升期间）达到内部MOSFET的额定725BVDSS。电阻R2为C4提供放电通路，时间常数远大于经整流AC的放电时间，以防止V引脚电流被线电压频率所调制。V引脚电流和FB引脚电流在内部用来控制LED平均输出电流。电阻R4用于设置内部的线电压输入升高、降低和输入过压保护阈值。

MOSFET导通期间，由于漏感的影响，二极管D6和稳压二极管VD1将漏极电压箝位到一个安全水平。在C3上的电压降到反向输出电压以下时，需要使用二极管D5来防止反向电流流经IC1。本发明选用高速PN型二极管（UF4007）降低成本，也可使用肖特基势垒二极管来代替，以减少此元件中的损耗，从而提高效率。

二极管D9、C10、R6构成初级偏置供电电路，能量来自变压器的辅助绕组。电容C5对IC1的BP引脚进行局部去耦，BP脚是内部控制器的供电引脚。在启动期间与漏极引脚相连的内部高压电流源将C5充电至约6V时LNK403EG进入开关状态，供电电流再由偏置供电电路经过R7提供。二极管D10隔离BP引脚和C10，以防止由于对C5和C10的充电而使得启动时间延长。

偏置绕组电压用来间接地反映输出电压的高低，而无需使用次级侧反馈元件。偏置绕组上的电压与输出电压是成比例的，比例由偏置绕组与次级绕组之间的匝数比决定。电阻R8将偏置电压转换为电流，注入至IC1的反馈（FB）引脚。IC1中的内部控制电路综合FB引脚电流、V引脚电流和漏极电流信息，在2∶1的输出电压变化范围内提供恒定的输出电流，同时保持较高的输入功率因数。

为限制空载时的输出电压，由D11、C12、R10、VD2、C11、R9和Q1共同组成输出过压箝位电路。如果断开输出负载的连接，偏置电压将升高，直至VD2导通，这样会使Q1导通并减小流入FB引脚的电流。当该电流低于20μA时，LNK403EG进入自动重启动模式，开关动作被禁止800ms，使输出电压（和偏置电压）下降。

变压器次级绕组的感应电压由D8进行整流，由C6、C7、C8和C9进行滤波，得到20V的直流输出电压。D8采用肖特基势垒二极管以提高效率，所选取的C6、C7、C8和C9的总值可使LED纹波电流等于平均值的40%。如果需要更低纹波的设计，可提高输出滤波电容的电容值。R5用作小的假负载，可限制空载条件下的输出电压。

在常温下对驱动电源分别在输出电压为18V、20V、22V的条件下，进行了输入电压在90～265VAC的全电压范围内的测试。测试结果得出，该LED驱动电源在全电压范围内输出效率（η）≥82%，功率因数（PF）≥0. 9。驱动电源的输出电流在固定输入电压下，改变输出电压的大小，其输出电流可以维持恒定值。

本实用新型设计的无电解电容LED灯驱动电源，避免了因电解电容造成的电源工作寿命短的问题。与此同时，该款电源高效率、高功率因数的性能完全可以满足市场对普及型LED照明灯具的要求。它可作为现有LED电源的长寿命替代产品，拥有广阔的应用前景。

Claims

1.一种无电解电容的长寿命LED灯驱动电源，其特征是：由依次顺序连接的EMI滤波电路、整流滤波电路和恒流驱动电路组成，整个LED灯驱动电源电路无电解电容。

2.根据权利要求1所述的一种无电解电容的长寿命LED灯驱动电源，其特征是：整流滤波电路是由二极管D1～D4，电感L2，电阻R1，电容C2、C3组成的市电整流滤波电路。

3.根据权利要求1所述的一种无电解电容的长寿命LED灯驱动电源，其特征是：恒流驱动电路由集成电路芯片LNK403EG，电阻R2～R10，电容C4～C13，开关变压器T1，二极管D5～D11，稳压二极管VD1、VD2和三极管Q1组成。