專利名稱：三相軟開關(guān)led電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及到一種LED工作電源，尤其涉及到一種三相軟開關(guān)LED電源。 技術(shù)背景LED是一種可將電能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽艿陌雽?dǎo)體器件，屬于固態(tài)光源。高亮度的白光LED的開發(fā)成功，使得LED在照明領(lǐng)域得以推廣應(yīng)用，使照明技術(shù)面臨一場新的革命。LED作為 新型光源，具有光效高，壽命長，啟動時間短，色彩豐富，低壓安全等特點，是一種典型的綠 色光源。但是由于各方面的原因，驅(qū)動LED工作發(fā)光的LED電源的研制和應(yīng)用卻存在明顯 的滯后，現(xiàn)有的LED電源多為通信電源、電腦電源改制衍生而來，這就存在著一下缺點一、 輸入功率因數(shù)低，在單相LED電源的輸入整流電路中，設(shè)置了大容量的儲能電解電容，交流 電壓瞬時值只有高于儲能電解電容上的電壓，二極管才導(dǎo)通，故導(dǎo)通角很小，交流輸入電流 出現(xiàn)嚴(yán)重畸變，不再是正弦波形，而呈現(xiàn)幅值很大的尖峰脈沖，這種波形的高次諧波含量很 高，導(dǎo)致線路功率因數(shù)降低到0.60左右，現(xiàn)階段有人采用(APFC)自動修正功率因數(shù)電路 技術(shù)，即通過在電網(wǎng)在電源裝置之間串聯(lián)插入功率因素校正裝置，在校正裝置正常工作的 情況下，經(jīng)功率因素校正裝置處理后，功率因數(shù)可以提高到0.9以上，但是它的缺陷是，由 于功率因素校正裝置本身也是一個高壓大功率電子電路，從而要多損耗3% -5%的電功 率，同時其也有一定的失效損壞率，因此功率因素校正裝置的加入，也會對LED電源性能產(chǎn) 生相當(dāng)?shù)呢?fù)面影響；二、合閘電流大也正是由于在輸入整流電路中，設(shè)置了大容量的儲能 電解電容，使得在單相LED電源通電的瞬間，儲能電解電容上電壓為零，輸入回路產(chǎn)生一個 雖短暫但峰值極大的對儲能電解電容的充電電流浪涌，其峰值可達正常工作電流的百倍以 上，此電流浪涌具有較大的破壞力，尤其是大量的單相LED電源集群使用時，可使電氣開關(guān) 無法合閘，上級電氣開關(guān)越級跳閘，正在工作的其他電器受干擾誤動作、停機等惡性事故； 三、現(xiàn)有的LED電源，電源轉(zhuǎn)換效率低，多采用硬開關(guān)電源電路，在開關(guān)元件工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換 期間，開關(guān)元件中同時存在電壓和電流，因此產(chǎn)生了較大的功率損耗，造成開關(guān)元件發(fā)熱， 制約了電源轉(zhuǎn)換效率的提高，增加了能源消耗，降低了電路的工作可靠性；四、現(xiàn)有的LED 電源，對開關(guān)器件耐壓要求苛刻，多采用常規(guī)的二電平開關(guān)轉(zhuǎn)換技術(shù)，對開關(guān)器件耐壓要求 高，增加了電源成本，降低了整機可靠性；五、現(xiàn)有的LED電源，工作穩(wěn)定性低、溫度漂移大， 多數(shù)是簡單限流整流電路，LED工作狀態(tài)無法保障；即使采取了恒流措施的電源，由于LED 的工作電壓是LED結(jié)溫的函數(shù)，LED結(jié)溫上升，LED的工作電壓隨之按比例上升，LED的功率 消耗也隨之按比例上升，無法避免LED超功率工作，壽命和效率下降的后果；六、現(xiàn)有的LED 電源，缺乏高效內(nèi)置的調(diào)光功能，不具備高效內(nèi)置的調(diào)光功能，在需要調(diào)光的場合，多是在 LED電源輸出的低壓直流電上，進行二次調(diào)光，增加了能源消耗和產(chǎn)品成本。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有LED驅(qū)動電源技術(shù)方案亂，功率小，效率低，功率因數(shù)低，合閘電流大，穩(wěn) 定性差等技術(shù)缺陷，本實用新型提供了一種三相軟開關(guān)LED電源。[0004]為了解決上述的技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是一種三相軟開關(guān)LED電 源，包括與電壓網(wǎng)連接的初次輸入整流電路，與輸入整流電路相連的零電壓(ZVS)轉(zhuǎn)換電 路，輸入端與零電壓(ZVS)轉(zhuǎn)換電路相連的變壓及隔離電路，輸入端與變壓及隔離電路相 連的二次整流濾波電路，以及輸入端與二次整流濾波電路的電量取樣電路，其中，所述電量 取樣電路輸出端還與恒功型運算型運算反饋電路相連，所述恒功型運算反饋電路輸出端還 與控制及保護電路相連，所述控制及保護電路輸出端與零電壓(ZVS)轉(zhuǎn)換電路相連。 根據(jù)上述的三相軟開關(guān)LED電源，其中，所述輸入整流電路輸出端還與輸入電壓 取樣電路相連，所述輸入電壓取樣電路與控制及保護電路相連。根據(jù)上述的三相軟開關(guān)LED電源，其中，所述輸入整流電路采用三相無零線橋式 整流輸入電路。根據(jù)上述的三相軟開關(guān)LED電源，其中，所述零電壓(ZVS)轉(zhuǎn)換電路為ZVS零電壓 軟開關(guān)電路。根據(jù)上述的三相軟開關(guān)LED電源，其中，所述零電壓(ZVS)轉(zhuǎn)換電路內(nèi)設(shè)置有軟開 關(guān)電路，所述軟開關(guān)電路內(nèi)包含有開關(guān)器件，所述軟開關(guān)電路內(nèi)采用三電平開關(guān)轉(zhuǎn)換技術(shù)。根據(jù)上述的三相軟開關(guān)LED電源，其特征在于，所述控制及保護電路內(nèi)還設(shè)置有 遙控信號端口，接受0-10VDC或PWM信號的調(diào)光控制。本實用新型的技術(shù)效果是一、整機效率高，供電轉(zhuǎn)換效率高達95%，充分滿足了綠色照明的要求；二、合閘電流小、輸入電流小、功率因數(shù)高純?nèi)噍斎肱浜宪泦樱祥l電流近似 為零，消除了對電網(wǎng)和設(shè)備的大電流沖擊，有利于設(shè)備安全和在各種大功率、特大功率場合 推廣應(yīng)用。輸入電流僅為單相電源的35%以下，功率因數(shù)達0.9以上，總諧波含量小，大大 減少了線路損耗和對電網(wǎng)的影響；三、恒功率特性，在電網(wǎng)電壓和LED狀態(tài)大幅度波動時，其輸出功率恒定，既保證 了系統(tǒng)的安全和照明效果的穩(wěn)定，又延長了 LED壽命；四、異常狀態(tài)保護完善，過壓、過流、高溫、欠等異常狀態(tài)時，保護功能完善；五、遙控通信調(diào)光，按照控制指令，可調(diào)光于零功率(全暗)至滿功率(全亮)的 任何狀態(tài)，既節(jié)約了電能，改善了照明效果，又增加了 LED的使用壽命。

圖1是本實用新型的連接示意圖；圖2是零電壓(ZVS)轉(zhuǎn)換電路圖；圖3是控制及保護電路示意圖。1、輸入整流電路，2、零電壓(ZVS)轉(zhuǎn)換電路，3、變壓及隔離電路，4、二次整流濾波 電路，5、電量取樣電路，6、恒功型運算反饋電路，7、控制及保護電路，8、電量取樣電路。
具體實施方式
參照圖1，輸入整流電路1與電網(wǎng)連接處為三相無零線橋式整流輸入電路，在連接 處有三個連接點，分為A、B、C三相相位，，三相相位A、B、C的角度互差120°，在輸入整流電 路1的相位線路中，每條相位線路都設(shè)置有兩個二極管，它們分別為Dl和D2，D3和D4，D5和D6，由于是無零線橋式整流輸入電路，所以每個周期導(dǎo)通角達120°，在無零線橋式整流輸入電路上串聯(lián)一個電感Li，并聯(lián)一個電容Cl，電網(wǎng)電流經(jīng)三相相位A、B、C連接點進入輸 入整流電路1，通過電感LI和電容Cl，使得輸出整流電路1輸出為直流。輸出整流電路1 的輸出端分別與零電壓(ZVS)轉(zhuǎn)換電路2和輸入電壓取樣電路8連接，零電壓(ZVS)轉(zhuǎn)換 電路2的輸出端與變壓及隔離電器的輸入端相連，用于把零電壓(ZVS)轉(zhuǎn)換電路2輸送來 的高頻交流電經(jīng)變壓器及隔離電器3變壓為合適電壓的高頻交流電，以備供二次整流電路 4使用；同時變壓器及隔離電器3也提供了變壓器初級與次級間的電氣隔離。二次整流濾波電路4輸入端連接到變壓器及隔離電器3的輸出端，二次整流濾波 電路4用于把變壓及隔離電路3輸送來的合適電壓的高頻交流電進行整流，變?yōu)橹绷麟姡?濾除高頻紋波成分，再送至電量取樣電路5。電量取樣電路5有兩個輸出端，一個輸送電流至外部LED上，另一個作為電壓信息 反饋至恒功型運算反饋電路6，恒功型運算反饋電路6把電量取樣電路5傳送來的電壓、電 流信息進行放大，運算，生成功率誤差信號，并把此功率誤差信號作指令，傳送給與之相連 的控制及保護電路7?？刂萍氨Ｗo電路7執(zhí)行恒功型運算反饋電路6傳送來的信息，并把執(zhí)行的信息反 饋到零電壓(ZVS)轉(zhuǎn)換電路2，控制及保護電路7同時還接受遙控信號端口的0-10VDC或 PWM信號的調(diào)光控制，并作出相應(yīng)的調(diào)光運行?？刂萍氨Ｗo電路7還有一端與輸入電壓取樣電路8輸出端連接，輸入電壓取樣電 路8輸入端與輸入整流電流1連接，用于從輸入端與三相無零線輸入整流電路1取樣取出 過壓、欠壓信號，并以此過壓、欠壓信號作指令，傳送給控制及保護電路7，使控制及保護電 路7作保護性的關(guān)閉，達到過壓、欠壓保護的目的，控制及保護電路7內(nèi)還設(shè)置有遙控信號 端口，接受0-10VDC或PWM信號的調(diào)光控制。參照圖2，零電壓(ZVS)轉(zhuǎn)換電路2內(nèi)設(shè)置有軟開關(guān)電路，其內(nèi)設(shè)置有開關(guān)器件，開 關(guān)器件的電路拓?fù)洳捎萌娖介_關(guān)轉(zhuǎn)換技術(shù)，零電壓(ZVS)轉(zhuǎn)換電路2的輸入端與三相無 零線輸入整流電路1的輸出端相連。當(dāng)控制及保護電路7輸出的信號，驅(qū)動零電壓(ZVS) 轉(zhuǎn)換電路2中的開關(guān)器件，在其開關(guān)器件兩端的電壓下降至零后，才給以加上導(dǎo)通的指令 信號，使開關(guān)器件在其兩端電壓為零的情況下導(dǎo)通。參照圖3，ICl芯片內(nèi)設(shè)置有遙控調(diào)信端口，當(dāng)端口接收到外部的調(diào)信信號為 0-10VDC或PWM信號時，ICl芯片啟動，進行信號處理，對燈光的色彩進行調(diào)節(jié)。本實用新型的優(yōu)先實施方式是，零電壓(ZVS)轉(zhuǎn)換電路2內(nèi)設(shè)置有開關(guān)器件，當(dāng)零 電壓(ZVS)轉(zhuǎn)換電路2內(nèi)的開關(guān)器件兩端電壓降至零時，開關(guān)器件才導(dǎo)通，這就不會造成能 耗，開關(guān)器件的電路拓?fù)洳捎萌娖介_關(guān)轉(zhuǎn)換技術(shù)，從而降低對開關(guān)器件的耐壓要求。本發(fā)明保護的是可調(diào)色溫和亮度的臺燈控制裝置和方法，只要是本領(lǐng)域技術(shù)人員 了解本發(fā)明的實施例，而不經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動，僅是同等技術(shù)的替換，都屬于本發(fā)明的保護 范圍。
權(quán)利要求一種三相軟開關(guān)LED電源，包括與外部電網(wǎng)連接的輸入整流電路，與輸入整流電路相連的零電壓(ZVS)轉(zhuǎn)換電路，輸入端與零電壓(ZVS)轉(zhuǎn)換電路相連的變壓及隔離電路，輸入端與變壓及隔離電路相連的二次整流濾波電路，以及輸入端與二次整流濾波電路的電量取樣電路，其特征在于，所述電量取樣電路輸出端與恒功型運算反饋電路相連，所述恒功型運算反饋電路輸出端與控制及保護電路相連，所述控制及保護電路輸出端與零電壓(ZVS)轉(zhuǎn)換電路相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相軟開關(guān)LED電源，其特征在于，所述輸入整流電路輸出端 還與輸入電壓取樣電路相連，所述輸入電壓取樣電路與控制及保護電路相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相軟開關(guān)LED電源，其特征在于，所述輸入整流電路采用三 相無零線橋式整流輸入電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相軟開關(guān)LED電源，其特征在于，所述零電壓(ZVS)轉(zhuǎn)換電 路為ZVS零電壓軟開關(guān)電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三相軟開關(guān)LED電源，其特征在于，所述零電壓(ZVS)轉(zhuǎn)換電 路內(nèi)設(shè)置有軟開關(guān)電路，所述軟開關(guān)電路內(nèi)包含有開關(guān)器件，所述軟開關(guān)電路內(nèi)采用三電 平開關(guān)轉(zhuǎn)換技術(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相軟開關(guān)LED電源，其特征在于，所述控制及保護電路內(nèi)還 設(shè)置有遙控信號端口，接受O-IOVDC或PWM信號的調(diào)光控制。
專利摘要本實用新型涉及到一種電源，尤其涉及到一種三相軟開關(guān)LED電源，其包括與電壓網(wǎng)連接的初次輸入整流電路、零電壓(ZVS)轉(zhuǎn)換電路、變壓及隔離電路、二次整流濾波電路、電量取樣電路，恒功型運算反饋電路相連、控制及保護電路、電壓取樣電路，由于采用了三相無零線橋式整流輸入電路和控制及保護電路，所以取得的有益效果有整機效率高，合閘電流小、輸入電流小、功率因數(shù)高、恒功率特性、異常狀態(tài)保護完善、遙控調(diào)光控制等。
文檔編號H02M1/14GK201590928SQ20092028678
公開日2010年9月22日 申請日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者周繼武 申請人:上海奧佳電子有限公司