專利名稱：一種led驅(qū)動電源的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種市電輸入照明的LED驅(qū)動電路。
背景技術：
擁有高效、節(jié)能、環(huán)保、長效等優(yōu)良特點的LED產(chǎn)品即將成為當今世界新一代光源。而 現(xiàn)階段LED產(chǎn)品驅(qū)動電路轉(zhuǎn)換效率低下，器件的發(fā)熱、輻射仍產(chǎn)生了大量的功耗，并且成本 居高不下，是制約其發(fā)展的瓶頸之一。例如，用于市電輸入照明的LED驅(qū)動電源，很多采用 交流輸入電容降壓和工頻變壓器降壓的AC/DC電路。該驅(qū)動電源體積過大，而且輸出穩(wěn)壓性 能差。或者用高頻開關電源來驅(qū)動，這種方式可以使驅(qū)動電源體積較小，也可以獲得較好的 輸出穩(wěn)壓特性，但電路相對復雜，成本較高。
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是，提供一種不僅電路結(jié)構簡單、成本低，而且體積小、輸出穩(wěn)定性 好的LED驅(qū)動電源。
本實用新型的技術方案是這樣一種LED驅(qū)動電源，該電源包括有其交流側(cè)連接在市電一 端、其直流側(cè)連接在的LED光源一端的整流橋。本實用新型的改進之處是，在整流橋的正負 輸出端之間連接了包括有一個三端穩(wěn)壓器和一個功率開關管的斬波電路，有一個輸出電容并 聯(lián)在該斬波電路輸出端之間。其中三端穩(wěn)壓器的負極連接在該整流橋負極輸出端與該功率 開關管的輸入端之間，功率開關管的輸入端連接在輸出電容的負極；在該功率開關管的輸出 端與控制端之間并聯(lián)有一個鉗壓二極管，該功率開關管的控制端與該鉗壓二極管的正極通過
一個分壓電阻連接在整流橋的正極輸出端，該功率開關管的控制端又通過一個限流電阻與該 三端穩(wěn)壓器的正極連接； 一個三極管的集電極和發(fā)射極分別連接在該限流電阻與該三端穩(wěn)壓 器正極之間的節(jié)點處與功率開關管的輸出端與鉗壓二極管負極之間的節(jié)點處，該三極管的基
極通過各一個分壓檢測電阻分別與三端穩(wěn)壓器的控制極和整流橋的負極輸出端連接，該三端
穩(wěn)壓器ui的控制極又通過另一個分壓檢測電阻與該整流橋的正極輸出端連接。
本實用新型的有益效果是如下(其工作過程，在"具體實施方式
"中再作介紹) 與現(xiàn)有的交流輸入電容降壓和工頻變壓器降壓的AC/DC電路相比較，本實用新型的體積 小，而且輸出穩(wěn)壓性好。與現(xiàn)有的高頻開關電源的驅(qū)動相比較，本實用新型的電路相對簡單，
制造成本低，而且在全電壓范圍內(nèi)輸出穩(wěn)定。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的說明。
圖1——-本實用新型的電路原理圖
圖2a—一增加有buck降壓電路的本實用新型原理圖
圖2b—一圖2a中雙點劃線框住部分的局部放大圖
圖3——-圖1的電路原理圖的輸出電壓波形圖
圖4——-圖1的電路原理圖的輸入電流波形圖
圖5——-圖2的電路原理圖的輸出電壓波形圖
圖6——-圖2的電路原理圖的輸入電流波形圖
具體實施方式
一種LED驅(qū)動電源(參考圖1)。該電源包括有其交流側(cè)連接在市電一端、其直流側(cè)連接 在的LED光源一端的整流橋。在整流橋的正負輸出端之間連接了包括有一個三端穩(wěn)壓器Ul 和一個功率開關管Q1的斬波電路，有一個輸出電容C1并聯(lián)在該斬波電路輸出端之間。其中， 三端穩(wěn)壓器U1的負極連接在該整流橋負極輸出端與該功率開關管Q1的輸出端之間，功率開 關管Q1的輸入端連接在輸出電容C1的負極；在該功率開關管Q1的輸出端與控制端之間并 聯(lián)有一個鉗壓二極管ZD1，該功率開關管Ql的控制端與該鉗壓二極管ZD1的正極通過一個 分壓電阻R2連接在整流橋的正極輸出端，該功率開關管Ql的控制端又通過一個限流電阻R4 與該三端穩(wěn)壓器U1的正極連接;一個三極管Q3的集電極和發(fā)射極分別連接在該限流電阻R4
與該三端穩(wěn)壓器U1正極之間的節(jié)點處與功率開關管Q1的輸出端與鉗壓二極管ZD1負極之間 的節(jié)點處，該三極管Q3的基極通過各一個分壓檢測電阻(R3、 R7)分別與三端穩(wěn)壓器U1的控 制極和整流橋的負極輸出端連接，該三端穩(wěn)壓器U1的控制極又通過另一個分壓檢測電阻R1 與該整流橋的正極輸出端連接。
在本具體實施方式
中，三端穩(wěn)壓器U1選用TL431CP、三極管Q3選用9011、鉗壓二極管 ZD1的電壓為16V。
進一步講，在輸出電容C1的兩端并聯(lián)上相互串聯(lián)的三個穩(wěn)壓二極管(ZD2、 ZD3、 ZD4)。 當斬波電路出現(xiàn)故障時，穩(wěn)壓二極管保證輸出不過壓，可以保護LED不受損壞。
更進一步講，在本具體實施方式
中，分壓電阻R2的阻值，以在一個市電半波內(nèi)，輸入 電流在輸出電壓峰值的兩側(cè)呈現(xiàn)出相等的兩部分為準。通常，該兩部分基本相同即可，如圖 4和圖6所示。這樣一來，就能達到降低輸入電流諧波，提高功率因數(shù)的作用。顯然，該分 壓電阻R2的阻值需要依據(jù)功率開關Q1的控制端和輸出端之間的極間電容，以及輸出功率的 大小來確定。
本實用新型工作前，先通過調(diào)節(jié)各分壓電阻(R1、 R3、 R7)的大小，以調(diào)節(jié)輸出電壓設定 值。工作時，整流橋(由二極管D1、 D2、 D3、 D4構成)對交流輸入進行整流，分壓檢測電阻 (Rl， R3、 R7)對輸出電容C1的電壓進行檢測。在電壓低于設定值時，三端穩(wěn)壓器U1不導通， 輸出電容C1上的電壓通過分壓電阻R2對功率開關管Q1進行驅(qū)動，功率開關管Q1導通，當 輸入電壓值高于輸出電容C1電壓時，輸入電壓對輸出電容C1充電，輸出電容C1電壓上升， 當輸入電壓高于設定值時，三端穩(wěn)壓器U1導通，由于限流電阻R4阻值較小，功率開關管Q1 的驅(qū)動電壓下降，從而關斷，輸出電流由輸出電容C1提供，輸出電容C1電壓下降，其輸出 電壓如圖3所示，呈現(xiàn)2工頻的紋波，依據(jù)輸出電流的大小，調(diào)節(jié)輸出電容的大小，就可以 保證輸出電壓紋波在LED要求的范圍內(nèi)。三極管Q3在當三端穩(wěn)壓器U1出現(xiàn)故障時，起輸出 過壓保護作用；穩(wěn)壓二極管ZD2、 ZD3、 ZD4串連作輸出過壓保護功能。
再進一步地講，為了使本LED電源適用于負載較大(超過10W以上)而且輸出電流較大(大 于350mA時)的場合。在斬波電路之后連接一個包括帶反激繞組的電感Lp，功率開關管Q2 和續(xù)流二極管D7組成的buck降壓電路(參考圖2a、圖2b)，對斬波后的輸出電壓進行進一步的降壓。功率開關管Q2的輸入端連接在斬波輸出電容C1的正端，其輸出端和帶反激繞組 的電感Lp相連，該電感Lp的另一端連接在buck降壓輸出電容C6的正端。有一個電流采樣 電阻Rs連接在斬波輸出電容Cl的負端和Buck降壓輸出電容C6的負端；續(xù)流二極管D7的 正端連接在斬波輸出電容C6負端，該續(xù)流二極管D7的負端連接在功率開關管Q2的輸出端。 電感Lp的反激繞組Ls —端連接在斬波輸出電容Cl的負端,該反激繞組Ls的另一端和一個 反激二極管D5的正端連接，該反激二極管D5的負端和一個輔助電容C4的正端連接，同時 一個啟動電容C7連接在斬波輸出電容C1的正端和輔助電容C4的正端之間。 一個自舉二極 管D6的正端連接在輔助電容C4的正端，負端連接在一個自舉電容C5的正端，該自舉電容 C5的負端連接在功率開關管Q2輸出端和電感Lp的連接處。輔助電容C4的正端連接到一個 電路集成控制器U2的供電端；自舉電容C5的正端連接一個光耦合器U3的輸出側(cè)供電端， 集成控制器U2的輸出PWM控制波形連接到光耦合器U3輸入側(cè)，經(jīng)過光耦合器U3隔離驅(qū)動 功率開關管Q2。
在圖2a和2b中，功率開關管Q2、帶反激繞組的電感Lp、續(xù)流二極管D7組成一個buck 降壓電路，對斬波降壓后的電壓進一步實現(xiàn)降壓和輸出調(diào)節(jié)。集成控制器U2通過電流采樣 電阻Rs，電壓采樣電阻R12，R19對輸出電流和電壓進行采樣，然后將采樣的電壓和電流信號 和給定的參考值進行比較和反饋，形成P簡控制波形，PWM控制波形通過光耦驅(qū)動器U3驅(qū) 動功率開關管Q2。啟動時，啟動電容C7、輔助C4對電容C1的電壓分壓，輔助電容C4上的 電能為集成控制器U2，光耦驅(qū)動器U3提供啟動電流。當功率開關管Q2開始工作后，電感 Lp和附加繞組Ls組成的反激變壓器Tl對電容C4充電，提供控制和驅(qū)動電流。其中二極管 D6和自舉電容C5組成自舉電路。當為恒流輸出時，電壓反饋為輸出過壓保護，當為恒壓輸 出時，電流反饋為輸出過流保護。圖5為恒流輸出反饋的輸出電壓，從圖5可以看到電路可 以很好的實現(xiàn)從全市電范圍(85VAC 265VAC)到數(shù)十伏的降壓，并且可以保證很好的輸出
穩(wěn)定度o
權利要求1、一種LED驅(qū)動電源，該電源包括有其交流側(cè)連接在市電一端、其直流側(cè)連接在的LED光源一端的整流橋，其特征在于，在整流橋的正負輸出端之間分別連接了包括有一個三端穩(wěn)壓器(U1)和一個功率開關管(Q1)的斬波電路，有一個輸出電容(C1)并聯(lián)在該斬波電路輸出端之間；其中，三端穩(wěn)壓器(U1)的負極連接在該整流橋負極輸出端與該功率開關管(Q1)的輸出端之間，功率開關管(Q1)的輸入端連接在所述輸出電容(C1)的負極；在該功率開關管(Q1)的輸出端與控制端之間并聯(lián)有一個鉗壓二極管(ZD1)，該功率開關管(Q1)的控制端與該鉗壓二極管(ZD1)的正極通過一個分壓電阻(R2)連接在所述整流橋的正極輸出端，該功率開關管(Q1)的控制端又通過一個限流電阻(R4)與該三端穩(wěn)壓器(U1)的正極連接；一個三極管(Q3)的集電極和發(fā)射極分別連接在該限流電阻(R4)與該三端穩(wěn)壓器(U1)正極之間的節(jié)點處與功率開關管(Q1)的輸入端與鉗壓二極管(ZD1)負極之間的節(jié)點處，該三極管(Q3)的基極通過各一個分壓檢測電阻(R3、R7)分別與所述三端穩(wěn)壓器(U1)的控制極和整流橋的負極輸出端連接，該三端穩(wěn)壓器(U1)的控制極又通過另一個分壓檢測電阻(R1)與該整流橋的正極輸出端連接。
2、 根據(jù)權利要求1所述的LED驅(qū)動電源，其特征在于，在所述輸出電容(C1)的兩端并 聯(lián)有相互串聯(lián)的三個穩(wěn)壓二極管(ZD2、 ZD3、 ZD4)。
3、 根據(jù)權利要求1或2所述的LED驅(qū)動電源，其特征在于，所述分壓電阻(R2)的阻值， 以在一個市電半波內(nèi)，輸入電流在輸出電壓峰值的兩側(cè)呈現(xiàn)出相等的兩部分為準。
4、 根據(jù)權利要求1或2所述的LED驅(qū)動電源，在所述斬波電路之后連接有一個包括帶 反激繞組的電感(Lp),功率開關管(Q2)和續(xù)流二極管(D7)組成的buck降壓電路。
5、 根據(jù)權利要求3所述的LED驅(qū)動電源，在所述斬波電路之后連接有一個包括帶反激 繞組的電感(Lp)，功率開關管(Q2)和續(xù)流二極管(D7)組成的buck降壓電路。
專利摘要一種LED驅(qū)動電源，該電源包括有其交流側(cè)連接在市電一端的整流橋。在整流橋的正負輸出端之間連接了包括有一個三端穩(wěn)壓器和一個功率開關管的斬波電路，有一個輸出電容并聯(lián)在該斬波電路輸出端之間。輸出電容的兩端并聯(lián)有相互串聯(lián)的三個穩(wěn)壓二極管；斬波電路之后連接有一個包括帶反激繞組的電感，功率開關管和續(xù)流二極管組成的buck降壓電路。與現(xiàn)有的交流輸入電容降壓和工頻變壓器降壓的AC/DC電路相比較，本實用新型的體積小，而且輸出穩(wěn)壓性好。與現(xiàn)有的高頻開關電源的驅(qū)動相比較，本實用新型的電路相對簡單，制造成本低，而且在全電壓范圍內(nèi)輸出穩(wěn)定。
文檔編號H05B37/00GK201001217SQ20072012334
公開日2008年1月2日 申請日期2007年1月15日 優(yōu)先權日2007年1月15日
發(fā)明者周雒維, 羅全明, 平 黎 申請人:重慶大學