CN203618173U - 一种基于原边反馈的led灯驱动电源 - Google Patents

Abstract

一种基于原边反馈的LED灯驱动电源，由EMI滤波电路、市电整流滤波电路、PFC校正电路、集成电路芯片BP3105、MOS开关管、开关变压器、输出电压取样电路、输出电流取样电路和高频整流滤波电路组成，其连接关系如附图所示。BP3105是一款采用原边反馈的高精度LED灯恒流控制芯片，无需次级反馈电路即可实现恒流控制，可极大地减少***体积和节约***成本。驱动电源的输出电压为33V，输出电流为303mA，具有欠压保护、过压保护、FB短路保护、芯片过温保护、LED灯短路保护和LED灯开路保护等多种保护功能。其积极效果在于：电路简单、体积小、重量轻、成本低、效率高、保护功能完善，使用寿命长。

Description

一种基于原边反馈的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，具体涉及一种基于原边反馈的LED灯驱动电源。

背景技术

在电能消耗中，我国照明用电占发电总量的比例是11%，发达国家达到19%。随着经济的发展，我国的照明用电将大比例的提高，因此，绿色节能照明的研究越来越受到重视。与现有照明设备比较，LED照明有很多突出优点。①发光效率高，耗能少，光的单色性好、光谱窄。在同样的照明效果下，LED灯的耗电量是荧光灯的二分之一，白炽灯的八分之一。②安全环保，LED灯为全固态发光体，耐冲击，无热辐射，无污染，发热量低。③启动时间短，LED灯的响应时间只有几十纳秒，可适合用在一些需要快速响应的场合。④使用寿命长，LED灯的使用寿命可以长达近十万小时，而荧光灯为6000～8000小时，白炽灯一般为1000～2000小时。⑤体积小，LED灯有小型化，平面化，可设计性强的特点。然而，LED灯的输出光流明数和波长与PN结的电流以及温度密切相关，常规的驱动电路，如开关稳压电路，将引起LED灯的提前老化，不能有效满足LED灯照明驱动的要求。因此，LED灯必须设计专用驱动电源提供恒定电流点燃工作，充分满足LED灯工作所需的驱动要求，以免电流增大将LE灯D损坏，从而最大限度的发挥LED灯的性能，减少故障率。然而，现有的各种LED灯驱动电源电路成本高，性价比低，影响了LED灯的推广应用。

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基于原边反馈的LED灯驱动电源。该驱动电源电路简单、体积小、重量轻、成本低、效率高、保护功能完善，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EMI滤波电路、市电整流滤波电路、PFC校正电路、集成电路芯片BP3105、MOS开关管、开关变压器、输出电压取样电路、输出电流取样电路和高频整流滤波电路组成。EMI滤波电路的输入端接交流市电电源，输出端接市电整流滤波电路的输入端；PFC电路的输入端市电整流滤波电路的输出端，输出端接开关变压器初级绕组N1的1端，初级绕组N1的2端接MOS开关管的漏极；输出电压取样电路的输入端接开关变压器的输出电压取样绕组N2的3端，输出端接集成电路芯片BP3105的5脚FB端；输出电流取样电路的输入端接MOS开关管的源极，输出端接集成电路芯片BP3105的4脚CS端；MOS开关管的栅极经电阻R6接集成电路芯片BP3105的3脚GATE端；高频整流滤波电路的输入端接开关变压器的输出绕组N3的5端，输出端接LED灯。输出电压取样电路的取样电阻R4和R5分别设计为36KΩ和5.1KΩ，驱动电源的输出电压为33V。输出电流取样电路的取样电阻R7和R8都设计为2.2Ω，驱动电源的输出电流为303mA。

本实用新型的积极效果在于：电路简单、体积小、重量轻、成本低、效率高、保护功能完善，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EMI滤波电路、市电整流滤波电路、PFC校正电路、集成电路芯片BP3105、MOS开关管、开关变压器、输出电压取样电路、输出电流取样电路和高频整流滤波电路组成。

如附图2所示。

EMI滤波电路是由电容C1、C2和共模电感L1组成的低通滤波电路，可抑制驱动电源与市电电源之间的高频电磁干扰。其中C1 、C2用于抑制串模干扰信号，L1用于抑制共模干扰信号。

市电整流滤波电路是由桥式整流器BD1和电容C3组成的桥式整流滤波电路。对输入的85V～264V市电电压整流滤波，将得到的直流电压为驱动电源供电。

PFC电路是由二极管D1、D2、D3，电容C4、C5和电阻R1组成的填谷式无源功率因素校正电路。在AC电压的每个半周期内，当AC电压的幅值高于其峰值的50%时，D2导通， D1和D3截止，C4和C5以串联方式被充电。当AC电压的幅值降至其峰值的50%时以下，D2截止，D1和D3导通，C4和C5并联放电。R1的接入可以限制C4和C5的峰值电流，还有助于通过平滑输入电流尖峰来改善功率因数。在不加PFC电路时，在AC电压的半周期内，输入电流导通角仅60°，功率因数不超过0.6。采用这种填谷式PFC电路，电流导通角将增加到120°，功率因数达0.9以上，3次和5次谐波电流分别降至17%和15%以下，总谐波失真THD<30%，符合能源之星SSL功率因数大于0.9的要求。

EMI滤波电路的输入端接交流市电电源，输出端接市电整流滤波电路的输入端；PFC电路的输入端市电整流滤波电路的输出端，输出端接开关变压器初级绕组N1的1端，初级绕组N1的2端接MOS开关管的漏极；输出电压取样电路的输入端接开关变压器的输出电压取样绕组N2的3端，输出端接集成电路芯片BP3105的5脚FB端；输出电流取样电路的输入端接MOS开关管的源极，输出端接集成电路芯片BP3105的4脚CS端；MOS开关管的栅极经电阻R6接集成电路芯片BP3105的3脚GATE端；高频整流滤波电路的输入端接开关变压器的输出绕组N3的5端，输出端接LED灯。

本实用新型使用的BP3105是一款采用原边反馈的高精度LED灯恒流控制芯片，无需次级反馈电路和补偿电路即可实现恒流控制，可极大地减少***体积和节约***成本。BP3105工作在电感电流断续模式，采用恒流控制方式，可以达到优异的负载调整率和线性调整率。芯片内带有高精度的电流取样电路，能使驱动电源输出电流的精度在±3%以内。BP3105具有欠压保护、过压保护、FB短路保护、芯片过温保护、LED灯短路保护和LED灯开路保护等多种保护功能。

输入的交流市电，通过电容C1、C2和电感L1低通滤波后，经BD1整流C3滤波输出的直流电压，通过启动电阻R2对VCC引脚上的电容C7充电，当VCC电压达到芯片的开启阈值电压（典型值14V）时，芯片内部控制电路开始工作。***启动后，VCC由辅助绕组N2的感应电压经D5整流C7滤波供电。

BP3105逐周期检测开关变压器初级绕组的峰值电流，CS端连接到内部的峰值电流比较器的输入端，与内部500mV阈值电压进行比较。当CS外部电压达到500mV时，功率管关断。本实用新型输出电流取样电路的取样电阻R7和R8都设计为2.2Ω，驱动电源的输出电流为303mA。

BP3105采用变压器原边反馈恒流控制技术，反馈绕组N2的电压用来间接地反映输出电压的高低，无需使用次级侧反馈元件，简洁可靠。芯片通过FB来反馈输出电压的状态，FB的阈值电压为1V。本实用新型输出电压取样电路的取样电阻R4和R5分别设计为36KΩ和5.1KΩ，驱动电源的输出电压为33V。

BP3105内置多种保护功能。当VCC电压高于16V（典型值）时，芯片关断外部功率管，自动重启直到外部过压状态解除；VCC内部自带19V嵌位电路，用于防止异常条件下芯片损坏。芯片内部热保护电路检测结温，过热保护阈值为160°C，当结温超过阈值（160°C）时，将关断功率MOSFET，直到结温度下降30°C后，MOSFET才会重新使能。当输出出现LED灯短路或LED灯开路时，***将自动进入低功耗模式，同时不断检测负载状态，直到故障解除。故障解除后，***自动恢复正常工作。

该LED灯驱动电源在85V～264VAC的全电压范围内输出效率≥85%，功率因数≥0. 9。

Claims (3)

1.一种基于原边反馈的LED灯驱动电源，其特征是：它由EMI滤波电路、市电整流滤波电路、PFC校正电路、集成电路芯片BP3105、MOS开关管、开关变压器、输出电压取样电路、输出电流取样电路和高频整流滤波电路组成；EMI滤波电路的输入端接交流市电电源，输出端接市电整流滤波电路的输入端；PFC电路的输入端市电整流滤波电路的输出端，输出端接开关变压器初级绕组N1的1端，初级绕组N1的2端接MOS开关管的漏极；输出电压取样电路的输入端接开关变压器的输出电压取样绕组N2的3端，输出端接集成电路芯片BP3105的5脚FB端；输出电流取样电路的输入端接MOS开关管的源极，输出端接集成电路芯片BP3105的4脚CS端；MOS开关管的栅极经电阻R6接集成电路芯片BP3105的3脚GATE端；高频整流滤波电路的输入端接开关变压器的输出绕组N3的5端，输出端接LED灯。

2.根据权利要求1所述的一种基于原边反馈的LED灯驱动电源，其特征是：输出电压取样电路的取样电阻R4和R5分别设计为36KΩ和5.1KΩ，驱动电源的输出电压为33V。

3.根据权利要求1所述的一种基于原边反馈的LED灯驱动电源，其特征是：输出电流取样电路的取样电阻R7和R8都设计为2.2Ω，驱动电源的输出电流为303mA。

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