CN207216474U - 一种电流采样转换电路以及led恒流电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电流采样转换电路以及LED恒流电源，该电流采样转换电路包括恒流芯片控制电路、电流采样单元、第一电阻、第二电阻，第一电阻的一端与采样电流端口以及第二电阻的一端连接，第一电阻的另一端接地，第二电阻的另一端与恒流芯片控制电路以及所述电流采样单元连接，恒流芯片控制电路利用所述电流采样单元的开断开关控制采样电流的输出；恒流电源包括电流采样电路、EMI滤波电路、半桥谐波电路、整流滤波输出电路以及功率因数矫正电路。本实用新型通过各电路配合工作，提升功率因数值及谐波抑制。此外，本实用新型主线路的电流不流经拨码开关，保护了拨码开关；而成本未有任何增加也达到电流采样的目的，提高产品可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及LED驱动电源领域，尤其涉及到一种电流采样转换电路以及LED恒流电源。
背景技术
LED灯具是现有灯具产品中耗电少、发光效率高、节能并且使用寿命长的光源，广泛应用于日常生活中，是日光灯的良好替代品，但是在替换过程中， LED灯作为一种直流功率损耗元件，只有在适当的DC电压和电流下才会发光， LED驱动电源的输出DC电压不能低于LED或者LED串的正向电压降。档LED驱动电源并联LED或者相并联的LED串时，由于各个LED的伏安特性存在差异，在相同的正向电压时的正向电流相差较大，如果采用恒压供电，会导致各个LED的亮度和色度存在较大差异，因此都要求恒流而不是恒压驱动，一般来讲，LED驱动电源必须能够同时提供额定恒定电流和恒定电压。
原有的LED恒流源产品，其输出电流的设定，通过直接采用初级侧的主电路的电流参数，进行设置，而存在着主电路的电流过大，电流采样器件以及电流采样所需辅助器件功率损耗大，电流采样一般选用为电阻，而电流辅助器件一般选用拨码开关，其受到的电应力大，易造成器件失效；而本电路通过改变采样电压的值有效减小了拨码开关的电流应力，以达到解决以上问题。
现有技术中，流过拨码开关为主电路的电流，电流过大容易超过拨码开关的电流限值。
实用新型内容
有鉴于此，有必要提供一种应用于LED电源的电流采样转换电路，解决了通过拨码开关的电流过大的问题。
本实用新型是根据以下技术方案实现的：
一种应用于LED电源的电流采样转换电路，其特征在于，该电流采样转换电路包括恒流芯片控制电路、电流采样单元、采样电流输入端口、第一电阻、第二电阻，所述第一电阻的一端与所述采样电流输入端口以及所述第二电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端接地，所述第二电阻的另一端与恒流芯片控制电路以及所述电流采样单元连接，所述恒流芯片控制电路的检测电压值为一恒定值，利用所述电流采样单元的至少一个开关的开断控制流经所述电流采样单元的电流的大小。
进一步地，该电流采样转换电路还包括第三电阻，所述第三电阻与所述电流采样单元并联，所述第三电阻的一端连接在所述恒流芯片控制电路和第二电阻之间，所述第三电阻的另一端接地。
进一步地，所述第一电阻、所述第二电阻以及第三电阻为多个电阻串联或者并联联接而成。
进一步地，所述电流采样单元包括第四电阻和第一开关，所述第一开关与第四电阻串联连接，串联连接后再与第三电阻并联，并联形成的端点的一端接地，另一端与所述恒流芯片控制电路连接。
进一步地，所述电流采样单元还包括第五电阻和第二开关，所述第二开关与第五电阻串联连接，串联连接后再与第三电阻并联，并联形成的端点的一端接地，另一端与所述恒流芯片控制电路连接。
进一步地，所述电流采样单元还包括第六电阻和第三开关，所述第三开关与第六电阻串联连接，串联连接后再与第三电阻并联，并联形成的端点的一端接地，另一端与所述恒流芯片控制电路连接。
进一步地，所述电流采样单元还包括第七电阻和第四开关，所述第四开关与第七电阻串联连接，串联连接后再与第三电阻并联，并联形成的端点的一端接地，另一端与所述恒流芯片控制电路连接。
进一步地，所述第一开关、第二开关、第三开关、第四开关为拨码开关或者旋转开关。
本实用新型的一种LED恒流电源，包括上述的电流采样电路、以及EMI 滤波电路、半桥谐波电路、整流滤波输出电路，所述EMI滤波电路的输入端连接电源的输入端，所述半桥谐波电路与所述整流滤波输出电路连接，其特征在于：在所述EMI滤波电路与所述半桥谐波电路之间连接有功率因数矫正电路，所述功率因数矫正电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管 D4、电解电容C10，其中，二极管D1的阴极与二极管D2的阴极相连，二极管D1的阳极与二极管D4的阴极相连，二极管D2的阳极与二极管D3的阴极相连，二极管D3的阳极与二极管D4的阳极相连并接地，电解电容C10的正极与二极管D1的阴极相连，电解电容C10的负极与二极管D3的阳极相连。
优选地，所述功率因数矫正电路还包括二极管D5、二极管D6、二极管 D7、二极管D8、电容C3、电容C4、电容C6，二极管D5与电容C3并联连接，二极管D5连接在二极管D3与电解电容C10之间，二极管D5的阴极与二极管D3的阳极连接，二极管D5的阳极与电解电容C10的阴极以及二极管D8的阳极相连，二极管D6的阴极与二极管D1的阳极相连，二极管D7的阴极与二极管D2的阳极相连，二极管D6的阳极和二极管D7的阳极相连并通过电容C6接地，二极管D6的阳极并与与二极管D8的阴极相连，二极管D4的阳极通过电容C4接地。
与现有技术相比，本实用新型具有以下技术效果：
本实用新型主线路的电流不流经拨码开关，拨码开关的电流很小，远未达到电流限值，保护了拨码开关，延长拨码开关的寿命，而LED恒流源的成本未有任何增加，也达到了电流采样的目的，提高了产品可靠性。
附图说明
以下结合附图描述本实用新型的实施例，其中：
图1为本实用新型的应用于LED电源的电流采样转换电路示意图；
图2为本实用新型的LED恒流电源的原理图；
图3为本实用新型的LED恒流电源的一个具体实施例的电路示意图；
附图标记：1-EMI滤波电路，2-功率因数矫正电路，3-半桥谐波电路，4- 整流滤波输出电路，5-恒流芯片控制电路，6-电流采样单元。
具体实施方式
以下基于附图对本实用新型的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅作为实施例，并不用于限定本实用新型的保护范围。
图1为的应用于LED电源的电流采样转换电路示意图，如图1所示，本实用新型的一种应用于LED电源的电流采样转换电路，包括恒流芯片控制电路、电流采样单元6、采样电流输入端口、第一电阻、第二电阻，所述第一电阻的一端与所述采样电流输入端口以及所述第二电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端接地，所述第二电阻的另一端与恒流芯片控制电路5以及所述电流采样单元6连接，所述恒流芯片控制电路5的检测电压值为一恒定值，利用所述电流采样单元6的至少一个开关的开断控制流经所述电流采样单元的电流的大小。
其中，恒流芯片控制电路采用RED2511芯片，该芯片是一个先进的COMS 控制芯片，用于共振LLC转换器，RED2511使用控制自激震荡转换器方案，在半桥式配置中驱动两个低成本双极晶体管，RED2511芯片对RediSem的LLC 转换器技术的拓扑结构进行了优化。
本实用新型的该电流采样转换电路还包括第三电阻，所述第三电阻与所述电流采样单元6并联，所述第三电阻的一端连接在所述恒流芯片控制电路和第二电阻之间，所述第三电阻的另一端接地。所述第一电阻、所述第二电阻以及第三电阻为多个电阻串联或者并联联接而成。
所述电流采样单元包括第四电阻和第一开关，所述第一开关与第四电阻串联连接，串联连接后再与第三电阻并联，并联形成的端点的一端接地，另一端与所述恒流芯片控制电路连接。所述电流采样单元还包括第五电阻和第二开关，所述第二开关与第五电阻串联连接，串联连接后再与第三电阻并联，并联形成的端点的一端接地，另一端与所述恒流芯片控制电路连接。进一步地，所述电流采样单元还包括第六电阻和第三开关，所述第三开关与第六电阻串联连接，串联连接后再与第三电阻并联，并联形成的端点的一端接地，另一端与所述恒流芯片控制电路连接。进一步地，所述电流采样单元还包括第七电阻和第四开关，所述第四开关与第七电阻串联连接，串联连接后再与第三电阻并联，并联形成的端点的一端接地，另一端与所述恒流芯片控制电路连接。
结合附图1，本实用新型的电流采样转换工作原理如下：
设定第一电阻Rf作为该电流采样转换电路的设定电阻，设定恒流芯片控制电路的检测电压值为Vsense，其中Vsense为一恒定值，设定通过电流采样单元的电流值大小为Isense，设定电流采样单元的电阻值大小为Rsense，则有 Isense＝Vsense/Rsense，其中Rsense是根据拨码开关或者旋转开关的开启和关断的并联电阻的大小决定的，由此可以得知，通过第一电阻Rf的电压值Vf大小为： Vf＝Vsense+Isense·Rs，其中，Rs为第二电阻，通过第一电阻Rf的电流大小If为： If＝Vf/Rf＝(Vsense+Isense·Rs)/Rf，最终计算出采样输入电流Ic的大小，Ic＝If+Isense。
对Ic进一步简化，得到：
从上式可知，由于检测电压值Vsense为定值，Rf和Rs也为定值，因此只要通过调节电流采样单元的电阻值Rsense大小则可以调节采样输入电流的大小。而通过第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、第四开关K4的任意开关闭合或者断开时即可改变电流采样单元的电阻值Rsense，这样就会改变电流采样单元的电流值大小。
根据电路的串并联原理，当设置第二电阻Rs的阻值大小远远大于第一电阻Rf的电阻值时，则得到：
由于Vsense为恒定值，Rf也为定值，设定为基准电流，则有
具体地，当Rsense远大于Rs时，则有
当Rsense＝Rs时，则有
当Rsense＝1/2Rs时，则有
以此类推，通过调节Rsense与Rs的比值大小即可调节输入电流与基准电流的关系。
此外，由于设置第二电阻Rs的阻值大小远大于第一电阻Rf的电阻值，因此流过第二电阻Rs的电流就远小于第一电阻Rf的电流，流过拨码开关的电流不会大于拨码开关的电流限值，保护了拨码开关，延长拨码开关的寿命。
在本实用新型的具体实施例中，采用电阻R5和电阻R6并联连接构成第一电阻，采用R9作为第二电阻，并不接入地三电阻。采用三个电阻和三个开关构成电流采样单元，电流采样单元没有与任何电阻并联，具体地，请参考图 3，本实用新型通过设置电阻R20、R21、R22与各开关串联再并联形成电流采样单元，本领域技术人员可以根据需要设置多个开关和相应的电阻串联，并相互之间并联构成电流采样单元，本实用新型对此不做限定。
根据具体的应用的需求，本实用新型的开关为拨码开关或者旋转开关。具体地，本实用新型采用拨码开关，通过设置拨码开关的打开和关断，实现三个电阻多种组合的并联联接，得到不同的并联电阻的阻值大小。
本实用新型的电流采样转换电路用于LED的恒流电源中，请参考附图2，本实用新型的一种LED恒流电源，包括：上述电流采样转换电路以及EMI滤波电路1、半桥谐波电路3、整流滤波输出电路4，所述EMI滤波电路1的输入端连接交流电源的输入端，所述半桥谐波电路3与所述整流滤波输出电路4 连接。其中，EMI滤波电路1一般接在交流电网和高频开关电源的功率变换电路之间，其主要作用是抑制开关电源本身对交流电网的反干扰，同时也抑制窜入开关电源的交流电网中的高频干扰。
EMI滤波电路1包括抑制滤波电容和共模轭流线圈，其中电容为旁路电容，作用为抑制市网输入的高频干扰，绕在同一闭路磁环中的两个匝数相同的线圈，假如在同名端输入同向电流，就能在磁环中产生顺向刺痛，作用是抑制市网输入的共模干扰。共模轭流磁环采用无气隙高频特性良好的磁芯材料，线圈采用双线并绕制作方法，而且适当加大匝间距离，以减小其分布电容，提高频率特性。
其中EMI滤波电路1的工作原理为：当输入的市电网有共模噪声时，方向相同的噪声电流在线圈内产生两个磁通，由于顺向串联，磁通相加，电感呈现出高阻抗，阻止共模噪声进入开关电源，同时也阻止开关电源所产生的噪声向公共市电网扩散，以免污染交流电网。
而半桥谐波电路3以图腾柱的形式连接在一起，并进行输出，提供方波信号，实现恒流输出。整流滤波输出电路为了适应LED负载特性的要求，对其输出电流进行整流滤波，延长LED的使用寿命。众所周知，EMI滤波电路1、半桥谐波电路3以及整流滤波输出电路4为本领域技术人员所习知的电路，如图3所示，在此不再详细说明。
本实用新型在EMI滤波电路1与所述半桥谐波电路3之间连接有功率因数矫正电路2，请参考附图3所示，本实用新型的功率因数矫正电路2、包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电解电容C10，其中，二极管D1的阴极与二极管D2的阴极相连，二极管D1的阳极与二极管D4的阴极相连，二极管D2的阳极与二极管D3的阴极相连，二极管D3的阳极与二极管 D4的阳极相连并接地，电解电容C10的正极与二极管D1的阴极相连，电解电容C10的负极与二极管D3的阳极相连。
进一步地，所述功率因数矫正电路还包括二极管D5、二极管D6、二极管 D7、二极管D8、电容C3、电容C4、电容C6，二极管D5与电容C3并联连接，二极管D5连接在二极管D3与电解电容C10之间，二极管D5的阴极与二极管D3的阳极连接，二极管D5的阳极与电解电容C10的阴极以及二极管D8的阳极相连，二极管D6的阴极与二极管D1的阳极相连，二极管D7的阴极与二极管D2的阳极相连，二极管D6的阳极和二极管D7的阳极相连并通过电容C6接地，二极管D6的阳极并与与二极管D8的阴极相连，二极管D4的阳极通过电容C4接地。本实用新型通过设置八个二极管实现无源功率因数矫正，进一步提高了该电路的功率因素。
在本实用新型的一个具体实施中，如图3所示，本实用新型的功率因数矫正电路与半桥谐振电路配合工作，提升功率因数值及谐波抑制，其工作原理如下：
电容C4和电容C6为隔直流电容并与电感L2，电感L，三极管Q1，三极管Q2形成振荡回路，其中高频电流的有效值受IC控制，基本不变。电容C3 为BOOST电容，选择合适的电容值，使得电容C3的最高工作电压在Vin峰值电压和电容C10电压之间。输入电源的拉电流，当电感L极为正弦波正向时，通过二极管D1、半桥谐波电路及电容C6、二极管D7和电容C4、二极管 D3形成回路，泵电流从电感L2，电感L、三极管Q1、三极管Q2、电容C6、二极管D7和电容C4、二极管D3，在半桥谐波电路不断振荡时，电容C3不断冲放电，使得输入电流波基本连续并且跟随输入电压的波形；当电感L极为正弦波负向时，与正向时相反，输入电源的拉电流，通过二极管D2，半桥谐波电路及电容C6，二极管D6和电容C4，二极管D4形成回路，泵电流从电感L2，电感Lm、三极管Q1、三极管Q2、电容C6、二极管D7和电容C4、二极管D3，在半桥谐波电路不断振荡时，电容C3不断冲放电，使得输入电流波基本连续并且跟随输入电压的波形。所以在整个周期内时，输入电流与输入电压基本同步，功率因数得到有效改善。
本实用新型还包括本领域所熟知的***电路，其为本领域技术人员所习知的技术，在此不再赘述。
与现有技术相比，由于恒流电源使用了本实用新型的电流采样转换电路，由于设置第二电阻R2的阻值大小远大于第一电阻R1的电阻值，因此流过第二电阻R2的电流就远小于第一电阻R1的电流，流过拨码开关的电流不会大于拨码开关的电流限值，保护了拨码开关，延长拨码开关的寿命。此外，通过调节Rs与R2的比值大小即可调节输入电流与基准电流的关系，而恒流源的成本未有任何增加，也通过到电流采样的目的，提高了产品可靠性。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则的内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种应用于LED电源的电流采样转换电路，其特征在于，该电流采样转换电路包括恒流芯片控制电路、电流采样单元、采样电流输入端口、第一电阻、第二电阻，所述第一电阻的一端与所述采样电流输入端口以及所述第二电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端接地，所述第二电阻的另一端与恒流芯片控制电路以及所述电流采样单元连接，所述恒流芯片控制电路的检测电压值为一恒定值，利用所述电流采样单元的至少一个开关的开断控制流经所述电流采样单元的电流的大小。
2.根据权利要求1所述的应用于LED电源的电流采样转换电路，其特征在于，该电流采样转换电路还包括第三电阻，所述第三电阻与所述电流采样单元并联，所述第三电阻的一端连接在所述恒流芯片控制电路和第二电阻之间，所述第三电阻的另一端接地。
3.根据权利要求2所述的应用于LED电源的电流采样转换电路，其特征在于，所述第一电阻、所述第二电阻以及第三电阻为多个电阻串联或者并联联接而成。
4.根据权利要求3所述的应用于LED电源的电流采样转换电路，其特征在于，所述电流采样单元包括第四电阻和第一开关，所述第一开关与第四电阻串联连接，串联连接后再与第三电阻并联，并联形成的端点的一端接地，另一端与所述恒流芯片控制电路连接。
5.根据权利要求4所述的应用于LED电源的电流采样转换电路，其特征在于，所述电流采样单元还包括第五电阻和第二开关，所述第二开关与第五电阻串联连接，串联连接后再与第三电阻并联，并联形成的端点的一端接地，另一端与所述恒流芯片控制电路连接。
6.根据权利要求5所述的应用于LED电源的电流采样转换电路，其特征在于，所述电流采样单元还包括第六电阻和第三开关，所述第三开关与第六电阻串联连接，串联连接后再与第三电阻并联，并联形成的端点的一端接地，另一端与所述恒流芯片控制电路连接。
7.根据权利要求6所述的应用于LED电源的电流采样转换电路，其特征在于，所述电流采样单元还包括第七电阻和第四开关，所述第四开关与第七电阻串联连接，串联连接后再与第三电阻并联，并联形成的端点的一端接地，另一端与所述恒流芯片控制电路连接。
8.根据权利要求7所述的应用于LED电源的电流采样转换电路，其特征在于，所述第一开关、第二开关、第三开关、第四开关为拨码开关或者旋转开关。
9.一种LED恒流电源，包括上述权利要求1-8任一项所述的电流采样电路、以及EMI滤波电路、半桥谐波电路、整流滤波输出电路，所述EMI滤波电路的输入端连接电源的输入端，所述半桥谐波电路与所述整流滤波输出电路连接，其特征在于：在所述EMI滤波电路与所述半桥谐波电路之间连接有功率因数矫正电路，所述功率因数矫正电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电解电容C10，其中，二极管D1的阴极与二极管D2的阴极相连，二极管D1的阳极与二极管D4的阴极相连，二极管D2的阳极与二极管D3的阴极相连，二极管D3的阳极与二极管D4的阳极相连并接地，电解电容C10的正极与二极管D1的阴极相连，电解电容C10的负极与二极管D3的阳极相连。
10.根据权利要求9所述的一种LED恒流电源，其特征在于：所述功率因数矫正电路还包括二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8、电容C3、电容C4、电容C6，二极管D5与电容C3并联连接，二极管D5连接在二极管D3与电解电容C10之间，二极管D5的阴极与二极管D3的阳极连接，二极管D5的阳极与电解电容C10的阴极以及二极管D8的阳极相连，二极管D6的阴极与二极管D1的阳极相连，二极管D7的阴极与二极管D2的阳极相连，二极管D6的阳极和二极管D7的阳极相连并通过电容C6接地，二极管D6的阳极并与二极管D8的阴极相连，二极管D4的阳极通过电容C4接地。
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| GR01 | Patent grant | ||
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