CN210641106U - 一种五路输出的led照明大功率电源电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种五路输出的LED照明大功率电源电路，包括：用于吸收电网叠加的高突波能量的交流输入滤波电路，用于矫正输入电流与电压的相位的PFC升压电路及升压控制电路，用于控制电路开关的LLC半桥电路及半桥控制电路，用于将降压后的交流电转换成直流电的输出整流滤波电路，用于控制电压电流大小的负反馈电路，用于平衡各个外接LED灯组的DC‑DC输出均流电路。本实用新型通过PFC升压电路的功率矫正作用，提升电源转换效率，LLC半桥电路可减小场效管的开通损耗及输出二极管的关断损耗，通过DC‑DC输出均流电路的五路独立分流及阻值调节作用，可使各组的LED灯具保持不同的电流大小，避免LED灯具发生光衰。

Description

一种五路输出的LED照明大功率电源电路

技术领域

本实用新型涉及LED电源领域，尤其涉及的是一种五路输出的LED照明大功率电源电路。

背景技术

现有技术中，常见的LED大功率灯具驱动电源，采用的是单组输出的形式，单组输出的特点是在较低的输出电压时，其输出的电流相对较大。而LED大功率灯具，一般采用多颗集成灯珠或数颗大功率灯珠串并形成分离式光源，由于LED灯珠存在个体间的Vf差异，如果采用单组输出的电源驱动的话，会存在电流分流不均的情况出现，这会导致各组的LED灯具存在较大的光衰差异，影响LED灯具的正常使用工况。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种电流均衡、节能降损、使用寿命长，方便维护的LED照明大功率电源电路。

本实用新型的技术方案如下：一种五路输出的LED照明大功率电源电路，包括：

用于吸收电网叠加的高突波能量和雷击能量，避免传递到后级使电源失效的交流输入滤波电路；

用于矫正输入电流与电压的相位，使输入电流随输入电压变化的PFC升压电路及用于控制PFC升压电路的升压控制电路；

用于控制电路开关的LLC半桥电路及用于控制所述LLC半桥电路的半桥控制电路；

用于将降压后的交流电转换成直流电，以提供给后级电路的输出整流滤波电路；

用于控制电压电流大小的负反馈电路；

用于平衡各个外接LED灯组的DC-DC输出均流电路及变压器；

其中，交流输入滤波电路的输入端与市电电源连接，所述PFC升压电路的输入端与交流输入滤波电路的输出端连接，所述升压控制电路输入端与PFC升压电路第一输出端连接，所述PFC升压电路第二输出端与LLC半桥电路的输入端连接，所述半桥控制电路第一输入端与LLC半桥电路第一输出端连接，所述LLC半桥电路第二输出端及半桥控制电路的输出端分别与变压器的输入端连接，所述输出整流滤波电路的输入端与变压器的第一输出端连接，所述负反馈电路第一输入端与变压器的第二输出端连接，所述负反馈电路第二输入端与输出整流滤波电路第一输出端连接，所述负反馈电路输出端与半桥控制电路第二输入端连接，所述输出整流滤波电路第二输出端与DC-DC输出均流电路的输入端连接。

采用上述技术方案，所述的五路输出的LED照明大功率电源电路中，所述交流输入滤波电路包括浪涌电流抑制电路、EMC滤波电路及全波桥式整流电路，所述浪涌电流抑制电路与市电输入端连接，所述EMC滤波电路输入端与浪涌电流抑制电路输出端连接，所述全波桥式整流电路输入端与EMC滤波电路输出端连接，所述全波桥式整流电路输出端与PFC升压电路的输入端连接。

采用上述各个技术方案，所述的五路输出的LED照明大功率电源电路中，所述PFC升压电路包括L4、D1、D2及Q1，所述L4输入端与交流输入滤波电路的输出端连接，所述D2的正极与L4的输出端连接，所述D1正极与L4输入端连接、所述D1负极与D2负极连接，所述Q1的漏极与D2的负极连接。

采用上述各个技术方案，所述的五路输出的LED照明大功率电源电路中，所述升压控制电路包括U1，所述U1的第一引脚与PFC升压电路的输出端连接，所述U1的第三引脚与PFC升压电路的输入端连接，所述U1的第四引脚、第七引脚分别与Q1的栅极连接，所述U1的第五引脚与L4连接。

采用上述各个技术方案，所述的五路输出的LED照明大功率电源电路中，所述LLC半桥电路包括Q2、Q3及C5，所述Q2的漏极与PFC升压电路的输出端连接，所述Q2的源极与Q3的漏极连接，所述Q2的栅极与变压器的第一输入端连接，所述Q3的源极与变压器的第二输入端连接，所述Q3的栅极与半桥控制电路的输入端连接。

采用上述各个技术方案，所述的五路输出的LED照明大功率电源电路中，所述半桥控制电路包括U2，所述U2的第十五引脚与Q2的栅极连接，所述U2的第十一引脚与Q3的栅极连接。

采用上述各个技术方案，所述的五路输出的LED照明大功率电源电路中，所述输出整流滤波电路包括D4及C8、C9、C44，所述C8、C9、C44分别并联连接，所述D4第一端与功率变压器连接，所述D4第二端分别与C8、C9、C44的正极连接，所述C8、C9、C44的负极分别与DC-DC输出均流电路连接。

采用上述各个技术方案，所述的五路输出的LED照明大功率电源电路中，所述负反馈电路包括U4及U3，所述U4的反相输入端分别与输出整流滤波电路连接，所述U4的同相输入端与变压器的输出端连接，所述U4的输出端与U3的发射端连接，所述U3的接收端与U2的第五引脚连接。

采用上述各个技术方案，所述的五路输出的LED照明大功率电源电路中，所述DC-DC输出均流电路包括五路相同的LED电源电路，五路所述LED电源电路分别与输出整流滤波电路连接，所述LED电源电路均包括有Ls、Ds、电阻并联组及Cout，所述Ls的输入端与输出整流滤波电路的输出端连接，所述Ds的输入端与Ls的输出端连接，所述Ds的输出端与Cout的输入端连接，所述Ds与Cout之间连接有电阻并联组，所述Cout的输出端与外接的LED灯具连接。

采用上述各个技术方案，本实用新型通过PFC升压电路的功率矫正作用，可减少电力损耗和提升电源转换效率，LLC半桥电路可减小场效管的开通损耗及输出二极管的关断损耗，提升了整体的效能；输出整流滤波电路可使电流以恒压的方式输出，后级连接DC-DC输出均流电路，通过DC-DC输出均流电路的五路独立分流及电阻并联组的调节作用，可使各组的LED灯具保持不同的电流参数大小，亮度稳定，避免LED灯具发生光衰；同时，采用五组独立的LED灯驱动电源电路的方式，每组LED灯可单独进行拆装维修，维护方便；整体电源电路能耗低、功率转换效率高、使用寿命长，可推广使用。

附图说明

图1为本实用新型的电路流程示意图；

图2为本实用新型的交流输入滤波电路图；

图3为本实用新型的PFC升压电路图；

图4为本实用新型的升压控制电路图；

图5为本实用新型的LLC半桥电路、输出整流滤波电路图；

图6为本实用新型的半桥控制电路图；

图7为本实用新型的负反馈电路图；

图8为本实用新型的DC-DC输出均流电路图；

图9为本实用新型中DC-DC输出均流电路的其中一路具体电路图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。

如图1至图9所示，一种五路输出的LED照明大功率电源电路，包括：

用于吸收电网叠加的高突波能量和雷击能量，避免传递到后级使电源失效的交流输入滤波电路1；

用于矫正输入电流与电压的相位，使输入电流随输入电压变化的PFC升压电路2及用于控制PFC升压电路的升压控制电路3；

用于控制电路开关的LLC半桥电路4及用于控制所述LLC半桥电路4的半桥控制电路5；

用于将降压后的交流电转换成直流电，以提供给后级电路的输出整流滤波电路6；

用于控制电压电流大小的负反馈电路8；

用于平衡各个外接LED灯组的DC-DC输出均流电路7及变压器；

其中，交流输入滤波电路1的输入端与市电电源连接，所述PFC升压电路2的输入端与交流输入滤波电路1的输出端连接，所述升压控制电路3输入端与PFC升压电路第一输出端连接，所述PFC升压电路2第二输出端与LLC半桥电路4的输入端连接，所述半桥控制电路5第一输入端与LLC半桥电路4第一输出端连接，所述LLC半桥电路4第二输出端及半桥控制电路5的输出端分别与变压器的输入端连接，所述输出整流滤波电路6的输入端与变压器的第一输出端连接，所述负反馈电路8第一输入端与变压器的第二输出端连接，所述负反馈电路8第二输入端与输出整流滤波电路6第一输出端连接，所述负反馈电路8输出端与半桥控制电路5第二输入端连接，所述输出整流滤波电路6第二输出端与DC-DC输出均流电路7的输入端连接。

如图2所示，进一步的，所述交流输入滤波电路1包括浪涌电流抑制电路11、EMC滤波电路12及全波桥式整流电路13，所述浪涌电流抑制电路11与市电输入端连接，所述EMC滤波电路12输入端与浪涌电流抑制电路11输出端连接，所述全波桥式整流电路13输入端与EMC滤波电路12输出端连接，所述全波桥式整流电路13输出端与PFC升压电路2的输入端连接。当交流市电接入至交流输入滤波电路1的输入端后，开关电源在加电时，会产生较高的浪涌电流，如不将瞬时高电流加以阻止，将有可能会损坏设备。本实施例中，浪涌电流抑制电路包括RV1、RV2及RV3，RV1、RV2及RV3为压敏电阻，RV1、RV2及RV3分别与电源输入端并联，RV1、RV2及RV3可有效抑制电源接入时产生的浪涌电流，当完成抑制浪涌电流作用以后，由于通过其电流的持续作用，压敏电阻的阻值将下降到非常小的程度，其消耗的功率可以忽略不计，不会对正常的工作电流造成影响。而EMC滤波电路12可减少电源在开关时产生的谐波干扰，防止其影响到下级电子器件的正常运作。全波桥式整流电路13可将输入的市交流电压转换成单向脉动性直流电压。

如图3所示，PFC升压电路2可矫正输入电流与电压的相位，使输入电流随输入电压变化，提高电能的利用率。作为优选的，所述PFC升压电路2包括PFC电感L4、保护二极管D1、升压二极管D2及MOS三极管Q1，所述PFC电感L4输入端与交流输入滤波电路1的输出端连接，所述升压二极管D2的正极与PFC电感L4的输出端连接，所述保护二极管D1正极与PFC电感L4输入端连接，所述保护二极管D1负极与升压二极管D2负极连接，所述MOS三极管Q1的漏极与升压二极管D2的负极连接。当MOS三极管Q1导通时，PFC电感L4存储能量；当MOS三极管Q1截止时，PFC电感L4可将存储的能量输出在升压二极管D2上进行充电。保护二极管D1可对经过升压二极管D2的电流进行分流，防止在启动的瞬间，大电流经过PFC电感L4时，过流导致的升压二极管D2损坏。

如图4所示，升压控制电路3可对输入电压进行取样，以调整控制信号的占空比，即改变PFC升压电路2的导通和关断时间。具体的，本实施例中，是改变MOS三极管Q1的导通及关断时间，从而稳定PFC的输出电压。作为优选的，所述升压控制电路3包括第一IC芯片U1，所述第一IC芯片U1的第一引脚与PFC升压电路2的输出端连接，所述第一IC芯片U1的第三引脚与PFC升压电路2的输入端连接，所述第一IC芯片U1的第四引脚、第七引脚分别与MOS三极管Q1的栅极连接，所述第一IC芯片U1的第五引脚与PFC电感L4连接。

如图5所示，LLC半桥电路4可降低开关器件在开通或关断过程中造成的损耗。作为优选的，所述LLC半桥电路4包括第一场效管Q2、第二场效管Q3及谐振电容C5，所述第一场效管Q2的漏极与PFC升压电路2的输出端连接，所述第一场效管Q2的源极与第二场效管Q3的漏极连接，所述第一场效管Q2的栅极与变压器的第一输入端连接，所述第二场效管Q3的源极与变压器的第二输入端连接，所述第二场效管Q3的栅极与半桥控制电路5的输入端连接。通过LLC半桥电路4的谐振作用，使得电路中的电流按照电压的正弦规律进行变化，当电压的正弦趋势经过零点时，第一场效管Q2或第二场效管Q3开通或关断，使电路中产生的损耗为零，降低损耗。

如图6所示，半桥控制电路5可对通过LLC半桥电路4的电压频率进行检测，从而控制LLC半桥电路4中第一场效管Q2或第二场效管Q3的开通或关断。作为优选的，所述半桥控制电路5包括第二IC芯片U2，所述第二IC芯片U2的第十五引脚与第一场效管Q2的栅极连接，所述第二IC芯片U2的第十一引脚与第二场效管Q3的栅极连接。

如图5所示，进一步的，输出整流滤波电路6包括二极管组D4及C8、C9、C44，所述C8、C9、C44分别并联连接，所述二极管组D4第一端与功率变压器连接，所述二极管组D4第二端分别与C8、C9、C44的正极连接，所述C8、C9、C44的负极分别与DC-DC输出均流电路7连接。二极管组D14可将功率变压器输出得到的交流电整流得到脉动直流电，再经过C8、C9、C44进行滤波，得到近似直流的电流输出，为后级DC-DC输出均流电路7的外接LED灯具提供直流电源。

如图8及图9所示，进一步的，DC-DC输出均流电路7包括五路相同的LED电源电路71，五路所述LED电源电路71分别与输出整流滤波电路6连接，所述LED电源电路71均包括有电感Ls、二极管Ds、电阻并联组711及电容Cout，所述电感Ls的输入端与输出整流滤波电路6的输出端连接，所述二极管Ds的输入端与电感Ls的输出端连接，所述二极管Ds的输出端与电容Cout的输入端连接，所述二极管Ds与电容Cout之间连接有电阻并联组711，所述电容Cout的输出端与外接的LED灯具连接。五路LED电源电路71中各组相互独立，可分别设置不同的输出参数，通过调节电阻并联711的阻值大小，调整每一路的电路输出参数，避免串联大电流的LED灯具从而发生光衰。

如图6及图7所示，进一步的，负反馈电路8包括一双运算放大器U4及光耦U3，所述双运算放大器U4的反相输入端分别与输出整流滤波电路6连接，所述双运算放大器U4的同相输入端与变压器的输出端连接，所述双运算放大器U4的输出端与光耦U3的发射端连接，所述光耦U3的接收端与第二IC芯片U2的第五引脚连接。双运算放大器U4可接收输出整流滤波电路6的输入电流并放大，同时光耦U3的发射端发出一定的波长，使光耦U3的接收端受到光照后导通电流。由于光耦U3的输入端与输出端互相隔离，电信号具有单向传递性，使得负反馈电路8具有良好的抗干扰能力及电绝缘能力，工作稳定，传输效率高，控制精密。

采用上述各个技术方案，本实用新型通过PFC升压电路的功率矫正作用，可减少电力损耗和提升电源转换效率，LLC半桥电路可减小场效管的开通损耗及输出二极管的关断损耗，提升了整体的效能；输出整流滤波电路可使电流以恒压的方式输出，后级连接DC-DC输出均流电路，通过DC-DC输出均流电路的五路独立分流及电阻并联组的调节作用，可使各组的LED灯具保持不同的电流参数大小，亮度稳定，避免LED灯具发生光衰；同时，采用五组独立的LED灯驱动电源电路的方式，每组LED灯可单独进行拆装维修，维护方便；整体电源电路能耗低、功率转换效率高、使用寿命长，可推广使用。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、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 (9)

1.一种五路输出的LED照明大功率电源电路，其特征在于，包括：

用于吸收电网叠加的高突波能量和雷击能量，避免传递到后级使电源失效的交流输入滤波电路；

用于矫正输入电流与电压的相位，使输入电流随输入电压变化的PFC升压电路及用于控制PFC升压电路的升压控制电路；

用于控制电路开关的LLC半桥电路及用于控制所述LLC半桥电路的半桥控制电路；

用于将降压后的交流电转换成直流电，以提供给后级电路的输出整流滤波电路；

用于控制电压电流大小的负反馈电路；

用于平衡各个外接LED灯组的DC-DC输出均流电路及变压器；

其中，交流输入滤波电路的输入端与市电电源连接，所述PFC升压电路的输入端与交流输入滤波电路的输出端连接，所述升压控制电路输入端与PFC升压电路第一输出端连接，所述PFC升压电路第二输出端与LLC半桥电路的输入端连接，所述半桥控制电路第一输入端与LLC半桥电路第一输出端连接，所述LLC半桥电路第二输出端及半桥控制电路的输出端分别与变压器的输入端连接，所述输出整流滤波电路的输入端与变压器的第一输出端连接，所述负反馈电路第一输入端与变压器的第二输出端连接，所述负反馈电路第二输入端与输出整流滤波电路第一输出端连接，所述负反馈电路输出端与半桥控制电路第二输入端连接，所述输出整流滤波电路第二输出端与DC-DC输出均流电路的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的五路输出的LED照明大功率电源电路，其特征在于：所述交流输入滤波电路包括浪涌电流抑制电路、EMC滤波电路及全波桥式整流电路，所述浪涌电流抑制电路与市电输入端连接，所述EMC滤波电路输入端与浪涌电流抑制电路输出端连接，所述全波桥式整流电路输入端与EMC滤波电路输出端连接，所述全波桥式整流电路输出端与PFC升压电路的输入端连接。

3.根据权利要求1所述的五路输出的LED照明大功率电源电路，其特征在于：所述PFC升压电路包括L4、D1、D2及Q1，所述L4输入端与交流输入滤波电路的输出端连接，所述D2的正极与L4的输出端连接，所述D1正极与L4输入端连接、所述D1负极与D2负极连接，所述Q1的漏极与D2的负极连接。

4.根据权利要求1所述的五路输出的LED照明大功率电源电路，其特征在于：所述升压控制电路包括U1，所述U1的第一引脚与PFC升压电路的输出端连接，所述U1的第三引脚与PFC升压电路的输入端连接，所述U1的第四引脚、第七引脚分别与Q1的栅极连接，所述U1的第五引脚与L4连接。

5.根据权利要求1所述的五路输出的LED照明大功率电源电路，其特征在于：所述LLC半桥电路包括Q2、Q3及C5，所述Q2的漏极与PFC升压电路的输出端连接，所述Q2的源极与Q3的漏极连接，所述Q2的栅极与变压器的第一输入端连接，所述Q3的源极与变压器的第二输入端连接，所述Q3的栅极与半桥控制电路的输入端连接。

6.根据权利要求1所述的五路输出的LED照明大功率电源电路，其特征在于：所述半桥控制电路包括U2，所述U2的第十五引脚与Q2的栅极连接，所述U2的第十一引脚与Q3的栅极连接。

7.根据权利要求1所述的五路输出的LED照明大功率电源电路，其特征在于：所述输出整流滤波电路包括D4及C8、C9、C44，所述C8、C9、C44分别并联连接，所述D4第一端与功率变压器连接，所述D4第二端分别与C8、C9、C44的正极连接，所述C8、C9、C44的负极分别与DC-DC输出均流电路连接。

8.根据权利要求1所述的五路输出的LED照明大功率电源电路，其特征在于：所述负反馈电路包括U4及U3，所述U4的反相输入端分别与输出整流滤波电路连接，所述U4的同相输入端与变压器的输出端连接，所述U4的输出端与U3的发射端连接，所述U3的接收端与U2的第五引脚连接。

9.根据权利要求1所述的五路输出的LED照明大功率电源电路，其特征在于：所述DC-DC输出均流电路包括五路相同的LED电源电路，五路所述LED电源电路分别与输出整流滤波电路连接，所述LED电源电路均包括有Ls、Ds、电阻并联组及Cout，所述Ls的输入端与输出整流滤波电路的输出端连接，所述Ds的输入端与Ls的输出端连接，所述Ds的输出端与Cout的输入端连接，所述Ds与Cout之间连接有电阻并联组，所述Cout的输出端与外接的LED灯具连接。

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