CN211128328U

CN211128328U - 一种宽输入电压高转换效率的线性恒流电源

Info

Publication number: CN211128328U
Application number: CN201922125537.1U
Authority: CN
Inventors: 李学军; 雷云波; 李志科
Original assignee: Shenzhen Watt Zhihui Technology Co ltd
Current assignee: Guangdong industrial wing network technology Co.,Ltd.
Priority date: 2019-12-02
Filing date: 2019-12-02
Publication date: 2020-07-28
Anticipated expiration: 2029-12-02

Abstract

本实用新型公开了一种宽输入电压高转换效率的线性恒流电源，该宽输入电压高转换效率的线性恒流电源，包括交流电流源AC、保险丝F1、整流桥BR1、线性电源控制IC、二极管D1、机械开关S1、机械开关S2、采样电阻Rcs、场效应管Q1及n个LED。本实用新型的有益效果为：通过在线性恒流电源中根据输入电压Vin的高低来改变LED灯的串并联数的方式，可以让线性电源在宽范围输入电压使用，安全可靠；适应宽范围输入电压的同时还能实现高转换效率；不用备大量库存，降低成本压力。

Description

一种宽输入电压高转换效率的线性恒流电源

技术领域

本实用新型涉及LED电源技术领域，具体来说，涉及一种宽输入电压高转换效率的线性恒流电源。

背景技术

在设计小功率LED恒流电源时，为了节约成本，高压线性恒流电源由于其具有线路简单、无EMI干扰、高PF、高效率等优点，现在越来越受到LED企业的关注。目前，高压线性恒流多采用分段点亮的方式驱动高压灯珠，分段越多，效率越高，同样，分段越多线路就越复杂，不利于规模生产。市面上常见的多为3-4段，其工作原理与单段式的相同，在此以单段式IC说明其工作原理，如图3所示：

在t0-t1时刻，输入电压从0开始爬升，由于输入电压小于整串LED灯珠的开启值Vled，此时LED不亮，所以这段时间流过LED的电流IF为0。

在t1-t3时刻，输入电压先继续爬升，后下降，此时间段输入电压高于整串LED灯珠的开启值Vled，有电流流过LED灯珠，LED1-LEDn点亮，流过LED灯珠电流经过采样电阻Rcs采样反馈至控制IC，IC通过VS脚检测输入电压，内部的恒流电路根据输入电压信号和电流采样信号来控制LED的电流大小已实现恒流。

在t3-t4时刻，由于输入电压小于整串LED灯珠的开启值Vled，此时LED不亮，所以这段时间流过LED的电流IF也为0。

在t1-t3整个时间段Q1都是线性导通，使流过LED的电流IF平滑的跟随输入电压，因此可以实现较高的PF值和较低的THDi。输入电压Vin与整串LED灯珠的开启值Vled之间的差值也是由Q1来调节的，这个差值在Q1上以热能的形式消耗掉，差值越大，Q1的损耗就越大，效率就越低。因此，输入电压Vin必须大于整串LED灯珠的开启值Vled并且接近，才能实现高的转换效率。

从线性恒流电源的工作原理可知，这种方案的输入电压不能大范围波动，只能做单电压输入。但是不同的国家市电电压也不同，比如我国的市电电压是220Vac，而日本市电电压是110Vac。为了适应市场需求，目前LED厂商的解决方法是不同的输入电压匹配不同串数的LED灯。

这种解决方案缺点存在以下缺点：

缺点一：需要备大量的库存，成本压力大。

缺点二：如果客户使用条件错误，有烧坏灯珠和IC的风险，比较危险。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

针对相关技术中的问题，本实用新型提出一种宽输入电压高转换效率的线性恒流电源，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

为此，本实用新型采用的具体技术方案如下：

根据本实用新型的一个方面，提供了一种宽输入电压高转换效率的线性恒流电源。

该宽输入电压高转换效率的线性恒流电源，包括交流电流源AC、保险丝F1、整流桥BR1、线性电源控制IC、二极管D1、机械开关S1、机械开关S2、采样电阻Rcs、场效应管Q1及n个LED；

其中，所述交流电流源AC的两端分别与所述保险丝F1的一端及所述整流桥BR1的第三端连接，所述保险丝F1的另一端及所述整流桥BR1的第一端连接，所述整流桥BR1的第二端依次与所述线性电源控制IC上的VS引脚、LED1及所述机械开关S1的一端连接，所述机械开关S1的另一端依次与LED(n/2)+1及所述二极管D1的负极连接，所述二极管D1的正极依次与所述机械开关S2的一端及LEDn/2连接，所述机械开关S2的另一端依次与所述场效应管Q1的漏极及LEDn连接，且所述LED1与所述LEDn/2之间及所述LED(n/2)+1与所述LEDn之间分别均串联有n/2个LED，所述场效应管Q1的栅极与所述线性电源控制IC上的驱动引脚连接，所述场效应管Q1的源极依次与所述线性电源控制IC上的电流采样引脚及所述采样电阻Rcs的一端连接，所述采样电阻Rcs的另一端接地。

优选的，所述机械开关S1与所述机械开关S2均为单控类型开关或多控类型开关。

优选的，所述场效应管Q1为N型MOSFET场效应管。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种宽输入电压高转换效率的线性恒流电源。

该宽输入电压高转换效率的线性恒流电源，包括交流电流源AC、保险丝F1、整流桥BR1、线性电源控制IC、二极管D1、电子开关S1、电子开关S2、采样电阻Rcs、场效应管Q1及n个LED；

其中，所述交流电流源AC的两端分别与所述保险丝F1的一端及所述整流桥BR1的第三端连接，所述保险丝F1的另一端及所述整流桥BR1的第一端连接，所述整流桥BR1的第二端依次与所述线性电源控制IC上的VS引脚、LED1及所述电子开关S1的漏极连接，所述电子开关S1的源极依次所述线性电源控制IC上的隔离驱动引脚一、与LED(n/2)+1及所述二极管D1的负极连接，所述线性电源控制IC上的隔离驱动引脚一与所述电子开关S1的栅极连接，所述二极管D1的正极依次与所述电子开关S2的漏极及LEDn/2连接，所述电子开关S2的源极依次与所述线性电源控制IC上的隔离驱动引脚二、所述场效应管Q1的漏极及LEDn连接，所述线性电源控制IC上的隔离驱动引脚二与所述电子开关S2的栅极连接，且所述LED1与所述LEDn/2之间及所述LED(n/2)+1与所述LEDn之间分别均串联有n/2个LED，所述场效应管Q1的栅极与所述线性电源控制IC上的驱动引脚连接，所述场效应管Q1的源极依次与所述线性电源控制IC上的电流采样引脚及所述采样电阻Rcs的一端连接，所述采样电阻Rcs的另一端接地。

优选的，所述电子开关S1与所述电子开关S2均为晶闸管、晶体管、场效应管、可控硅或继电器。

优选的，所述场效应管Q1为N型MOSFET场效应管。

本实用新型的有益效果为：通过在线性恒流电源中根据输入电压Vin的高低来改变LED灯的串并联数的方式，可以让线性电源在宽范围输入电压使用，安全可靠；适应宽范围输入电压的同时还能实现高转换效率；不用备大量库存，降低成本压力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本实用新型实施例一的宽输入电压高转换效率的线性恒流电源的电路图；

图2是根据本实用新型实施例二的宽输入电压高转换效率的线性恒流电源的电路图；

图3是现有技术中的恒流电源的电路图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图，这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

根据本实用新型的实施例，提供了一种宽输入电压高转换效率的线性恒流电源，现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

实施例一

如图1所示，根据本实用新型实施例的宽输入电压高转换效率的线性恒流电源，包括交流电流源AC、保险丝F1、整流桥BR1、线性电源控制IC、二极管D1、机械开关S1、机械开关S2、采样电阻Rcs、场效应管Q1及n个LED；

在一个实施例中，所述机械开关S1与所述机械开关S2均为单控类型开关或多控类型开关。

在一个实施例中，所述场效应管Q1为N型MOSFET场效应管。

实施例二

如图2所示，根据本实用新型实施例的宽输入电压高转换效率的线性恒流电源，包括交流电流源AC、保险丝F1、整流桥BR1、线性电源控制IC、二极管D1、电子开关S1、电子开关S2、采样电阻Rcs、场效应管Q1及n个LED；

在一个实施例中，所述电子开关S1与所述电子开关S2均为晶闸管、晶体管、场效应管、可控硅或继电器。

在一个实施例中，所述场效应管Q1为N型MOSFET场效应管。

为了方便理解本实用新型的上述技术方案，以下就本实用新型在实际过程中的工作原理或者操作方式进行详细说明。

在实际应用时，在设计时按230Vac的输入电压匹配LED灯珠的串数，图1中匹配了LED1～LEDn共n颗LED灯珠，控制IC的VS引脚检测输入电压Vin，VS引脚可以设定一个阈值电压Vvs，当检测VS引脚的电压大于Vvs则认为输入电压Vin为高电压输入，检测VS引脚的电压小于Vvs则认为输入电压Vin为低电压输入。当检测到为高电压输入时，开关S1和S2断开，LED1～LEDn/2和LEDn/2+1～LEDn经二极管D1串联起来，此时LED灯珠的电压Vled和输入电压Vin相近，可以实现高转换效率；当检测到VS引脚电压小于Vvs时则认为输入电压Vin为低电压输入，此时开关S1和S2同时闭合，二极管D1可以防止直通，这样LED1～LEDn/2和LEDn/2+1～LEDn两串灯就形成了并联的结构接入到电路中，LED灯珠的开启电压为Vled/2，与输入电压Vin的差值变小，提高了低压输入时的转换效率。

在实施例一中(即图1中)的开关S1、S2是机械开关，机械开关是指借助机械操作使触点断开电路、接通电路、转换电路的元件，比如家中电灯泡的拨动开关，包括单控类型开关和多控类型开关；图1使用单孔机械开关来改变LED灯的串并联数的结构。

在实施例二中(即图2中)的开关S1、S2是电子开关，电子开关是指用电子技术通过电流或电压驱动某个元件实现电路通断的单元，至少包括一个可控的电子驱动器件，如晶闸管(Thyristor)、晶体管(Transistor)、场效应管(Field Effect Transistor)、可控硅(Silicon Controlled Rectifier)、继电器(Relay)等。如图2所示；使用N型MOSFET作开关来改变LED灯的串并联数的结构。N型MOSFET属于场效应管(Field Effect Transistor)中的一种。

根据实际应用的需求，灯珠可以扩展成多路串并联方式，高压输入时多路串联，低压输入时多路并联。

综上所述，借助于本实用新型的上述技术方案，通过在线性恒流电源中根据输入电压Vin的高低来改变LED灯的串并联数的方式，可以让线性电源在宽范围输入电压使用，安全可靠；适应宽范围输入电压的同时还能实现高转换效率；不用备大量库存，降低成本压力。

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之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种宽输入电压高转换效率的线性恒流电源，其特征在于，包括交流电流源AC、保险丝F1、整流桥BR1、线性电源控制IC、二极管D1、机械开关S1、机械开关S2、采样电阻Rcs、场效应管Q1及n个LED；

2.根据权利要求1所述的宽输入电压高转换效率的线性恒流电源，其特征在于，所述机械开关S1与所述机械开关S2均为单控类型开关或多控类型开关。

3.根据权利要求1所述的宽输入电压高转换效率的线性恒流电源，其特征在于，所述场效应管Q1为N型MOSFET场效应管。

4.一种宽输入电压高转换效率的线性恒流电源，其特征在于，包括交流电流源AC、保险丝F1、整流桥BR1、线性电源控制IC、二极管D1、电子开关S1、电子开关S2、采样电阻Rcs、场效应管Q1及n个LED；

5.根据权利要求4所述的宽输入电压高转换效率的线性恒流电源，其特征在于，所述电子开关S1与所述电子开关S2均为晶闸管、晶体管、场效应管、可控硅或继电器。

6.根据权利要求4所述的宽输入电压高转换效率的线性恒流电源，其特征在于，所述场效应管Q1为N型MOSFET场效应管。