專利名稱：高效小功率單端反激式led驅(qū)動(dòng)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種LED驅(qū)動(dòng)電源，特別是高效小功率單端反激式LED驅(qū)動(dòng)電源。
背景技術(shù)：
隨著城市照明的大規(guī)模普及和LED技術(shù)的革新，小功率半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED)光源以高效、節(jié)能、環(huán)保被大量應(yīng)用，作為綠色、高光效、超長(zhǎng)壽命的新型照明光源，已引起世界各國(guó)的普遍關(guān)注，尤其在歐洲、美洲、亞洲等發(fā)達(dá)國(guó)家。種類繁多的照明企業(yè)都爭(zhēng)相研發(fā)此類光源和驅(qū)動(dòng)電源，因半導(dǎo)體發(fā)光二極管的特殊驅(qū)動(dòng)工作方式，為使LED正常工作，驅(qū)動(dòng)電源是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，它貫穿整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，是保持LED產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要因
οLED使用效果很大程度取決于驅(qū)動(dòng)電源的好壞，對(duì)功率消耗沒(méi)有限制，可以采用簡(jiǎn)單的線性驅(qū)動(dòng)電源的形式；若對(duì)電流的控制要求不是很高，采用直接串聯(lián)電阻的方法也是可行的，但電壓，電流恒定效果較差，最終LED工作達(dá)不到理想狀態(tài)。在大多數(shù)場(chǎng)合，使用的還是高效的開(kāi)關(guān)型驅(qū)動(dòng)電源，可以滿足寬范圍內(nèi)的電壓供電和恒流恒壓驅(qū)動(dòng)，但與此同時(shí)開(kāi)關(guān)電源意味著會(huì)帶來(lái)EMI (電磁干擾)問(wèn)題。近幾年LED市場(chǎng)以驚人的速度擴(kuò)大，并且國(guó)際上還未針對(duì)此類電源的專項(xiàng)強(qiáng)制檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)一，導(dǎo)致此類電源技術(shù)上參差不齊電路設(shè)計(jì)復(fù)雜、成本高、性能不是很好而且安全性也不是很良好。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能好、減少成本、提高能效、實(shí)用安全的高效小功率單端反激式LED驅(qū)動(dòng)電源。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的高效小功率單端反激式LED驅(qū)動(dòng)電源，包括輸入整流濾波電路、泄放電路、單端反激式變壓器、整流濾波輸出電路、取樣反饋控制電路和自帶MOS管的PWM控制與驅(qū)動(dòng)電路，其特征是所述自帶MOS管的PWM控制與驅(qū)動(dòng)電路包括集成芯片，在輸入整流濾波電路與整流濾波輸出電路之間依次連接有泄放電路和單端反激式變壓器，單端反激式變壓器通過(guò)取樣反饋控制電路與集成芯片的反饋端連接，集成芯片的漏極端與泄放電路連接，集成芯片的源級(jí)端與輸入整流濾波電路連接。在上述結(jié)構(gòu)中，通過(guò)選用集成芯片，使得該電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、減少成本、提高能效。所述輸入整流濾波電路包括全波整流器和第一 π型濾波器，所述全波整流器的一輸入端連接有保險(xiǎn)電阻，所述第一 η型濾波器包括電感、第一電容、第一濾波電容，其中電感一端與全波整流器的3腳連接，電感的另一端與第一電容連接，第一電容的另一端與全波整流器的4腳連接，第一濾波電容的一端與與全波整流器的3腳連接，第一濾波電容的另一端與全波整流器的4腳連接。所述泄放電路包括第二電阻、第四電容、第三電阻和第一二極管，其中第二電阻與第四電容并聯(lián)后一端與第一電容和電感的節(jié)點(diǎn)連接，第二電阻與第四電容并聯(lián)后的另一端連接于第三電阻與第一二極管串聯(lián)后的第三電阻一端上，第一二極管的正極與單端反激式變壓器的5腳連接。所述集成芯片的漏極端連接于泄放電路中的第一二極管的正極，集成芯片的源極端連接于全波整流器的4腳上，集成芯片的反饋端連接于第五電阻和第四電阻之間，集成芯片的偏置供電電路由變壓器的偏置繞組、半波整流二極管和第二 η型濾波器組成，其中所述第二 η型濾波器包括第一電阻、第二電容和第三電容，其中第一電阻一端與集成芯片的旁路/多功能端連接，第一電阻的另一端與第三電容的一端連接，第三電容的另一端與全波整流器的4腳連接，第二電容的一端與集成芯片的旁路/多功能端連接，第二電容的另一端與全波整流器的4腳連接，半波整流二極管的正極連接于單端反激式變壓器的2腳，半波整流二極管的負(fù)極連接于第一電阻與第三電容的節(jié)點(diǎn)上。所述取樣反饋控制電路包括第四電阻和第五電阻，其中第四電阻和第五電阻串聯(lián)后一端與單端反激式變壓器的2腳連接，第四電阻和第五電阻串聯(lián)后另一端與全波整流器的4腳連接，而集成芯片的反饋端連接于第四電阻和第五電阻的節(jié)點(diǎn)上。所述整流濾波輸出電路包括整流二極管、第二濾波電容和負(fù)載電阻，其中整流二極管的正極與單端反激式變壓器的A端連接，整流二極管的負(fù)極與輸出端連接，第二濾波電容和負(fù)載電阻并聯(lián)后的一節(jié)點(diǎn)與整流二極管的負(fù)極連接，另一端節(jié)點(diǎn)與變壓器一端連接后再接地。所述整流二極管選用SR2100肖特基二極管。在單端反激式變壓器中還可設(shè)有屏蔽繞組，單端反激式變壓器的4腳連接于全波整流器的4腳。上述結(jié)構(gòu)中，利用泄放電路，有效的衰減了振蕩幅度、電磁干擾(EMI)和由于變壓器漏感所引起的內(nèi)部損耗，從而提高性能。利用變壓器的偏置繞組、半波整流二極管和第二 π型濾波器，除能提供一個(gè)穩(wěn)定的6V供電電壓以外，還可起到前沿抑制的作用，預(yù)防了由于尖峰噪聲導(dǎo)致的芯片誤動(dòng)作，使用更安全，而且選用該變壓器，省去了輸入端的共模扼流圈，降低了初、次級(jí)之間的分布電容和Y電容的耐壓值，提高了整機(jī)的性能，從而簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)和降低了成本。利用整流二極管，提高電路輸出電壓和電流的效果。利用負(fù)載電阻，可有效防止在輕負(fù)載或空載時(shí)輸出電壓的上沖，提高了輕負(fù)載或空載時(shí)的轉(zhuǎn)換效率，改善了瞬態(tài)負(fù)載性能。本實(shí)用新型得到的高效小功率單端反激式LED驅(qū)動(dòng)電源，該電路利用集成芯片與單端反激式變壓器的配合，不但有效的衰減了振蕩幅度、電磁干擾(EMI)和由于變壓器漏感所引起的內(nèi)部損耗，從而提高性能；而且可起到前沿抑制的作用，預(yù)防了由于尖峰噪聲導(dǎo)致的芯片誤動(dòng)作，使用更安全，同時(shí)利用負(fù)載電阻有效防止在輕負(fù)載或空載時(shí)輸出電壓的上沖，提高了輕負(fù)載或空載時(shí)的轉(zhuǎn)換效率，改善了瞬態(tài)負(fù)載性能；從而提高了整機(jī)的性能，簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)和降低了成本。

圖1是實(shí)施例1的電路結(jié)構(gòu)原理框圖；圖2是實(shí)施例1的電路原理圖。[0021 ] 圖中輸入整流濾波電路1、泄放電路2、單端反激式變壓器3、整流濾波輸出電路4、取樣反饋控制電路5、自帶MOS管的PWM控制與驅(qū)動(dòng)電路6、全波整理器11、第一 π型濾波器12、集成芯片62、第二 π型濾波器61、電感Li、第一電容Cl、第二電容C3、第三電容C5、第四電容C6、第一濾波電容C2、第二濾波電容C4、第一電阻R1、第二電阻R3、第三電阻R4、第四電阻R5、第五電阻R7、負(fù)載電阻R8、第一二極管D1、半波整流二極管D3、整流二極管D2、保險(xiǎn)電阻RF1、反饋端FB、旁路/多功能端ΒΡ/Μ、源極端S、漏極端D。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例如圖1所示，本實(shí)用新型提供的高效小功率單端反激式LED驅(qū)動(dòng)電源，包括輸入整流濾波電路1、泄放電路2、單端反激式變壓器3、整流濾波輸出電路4、取樣反饋控制電路5和自帶MOS管的PWM控制與驅(qū)動(dòng)電路6，其特征是所述自帶MOS管的PWM控制與驅(qū)動(dòng)電路6包括集成芯片62，在輸入整流濾波電路1與整流濾波輸出電路4之間依次連接有泄放電路2和單端反激式變壓器3，單端反激式變壓器3通過(guò)取樣反饋控制電路5與集成芯片62的反饋端FB連接，集成芯片62的漏極端D與泄放電路2連接，集成芯片62的源級(jí)端S與輸入整流濾波電路1連接，該集成芯片62采用美國(guó)Power生產(chǎn)的Link Switch-II產(chǎn)品Lnk系列的集成芯片9。如圖2所示，輸入整流濾波電路1包括全波整流器11和第一 π型濾波器12，全波整流器11的一輸入端連接有保險(xiǎn)電阻RF1，第一 π型濾波器12包括電感Li、第一電容Cl和第一濾波電容C2，其中電感Ll 一端與全波整流器11的3腳連接，電感Ll的另一端與第一電容C1連接，第一電容C1的另一端與全波整流器11的4腳連接，第一濾波電容C2的一端與與全波整流器11的3腳連接，第一濾波電容C2的另一端與全波整流器11的4腳連接。泄放電路2包括第二電阻R3、第四電容C6、第三電阻R4和第一二極管D1，其中第二電阻R3與第四電容C6并聯(lián)后的一端與第一電容Cl和電感Ll的節(jié)點(diǎn)連接，第二電阻R3與第四電容C6并聯(lián)后的另一端連接于第三電阻R4與第一二極管Dl串聯(lián)后的第三電阻R4一端上，第一二極管Dl的正極與單端反激式變壓器3的5腳連接。集成芯片62的漏極端D連接于泄放電路2中的第一二極管Dl的正極，集成芯片62的源極端S連接于全波整流器11的4腳上，集成芯片62的反饋端FB連接于第五電阻R7和第四電阻R5之間，集成芯片62的6V偏置供電電路由變壓器的偏置繞組、半波整流二極管D3和第二 π型濾波器61組成，其中第二 π型濾波器61包括第一電阻R1、第二電容C3和第三電容C5，其中第一電阻Rl —端與集成芯片62的旁路/多功能端ΒΡ/Μ連接，第一電阻Rl的另一端與第三電容C5的一端連接，第三電容C5的另一端與全波整流器11的4腳連接，第二電容C3的一端與集成芯片62的旁路/多功能端ΒΡ/Μ連接，第二電容C3的另一端與全波整流器11的4腳連接，半波整流二極管D3的正極連接于單端反激式變壓器3的2腳，半波整流二極管D3的負(fù)極連接于第一電阻Rl與第三電容C5的節(jié)點(diǎn)上。取樣反饋控制電路5包括第四電阻R5和第五電阻R7，其中第四電阻R5和第五電阻R7串聯(lián)后一端與單端反激式變壓器3的2腳連接，第四電阻R5和第五電阻R7串聯(lián)后的另一端與全波整流器11的4腳連接，而集成芯片62的反饋端FB連接于第四電阻R5和第五電阻R7的節(jié)點(diǎn)上。整流濾波輸出電路4包括整流二極管D2、第二濾波電容C4和負(fù)載電阻R8，其中整流二極管D2的正極與單端反激式變壓器3的A端連接，整流二極管D2的負(fù)極與輸出端Vo連接，第二濾波電容C4和負(fù)載電阻R8并聯(lián)后的一節(jié)點(diǎn)與整流二極管D2的負(fù)極連接，第二濾波電容C4和負(fù)載電阻R8并聯(lián)后的另一端節(jié)點(diǎn)與變壓器3 —端連接，然后接地GND。整流二極管D2選用SR2100肖特基二極管。本實(shí)施的單端反激式變壓器3中增加了屏蔽繞組，單端反激式變壓器3的4腳連接于全波整流器11的4腳。電路在具體工作中的作用，電路如圖2所示，交流電源通過(guò)全波整流器11的L、N兩輸入端，通過(guò)整流器11進(jìn)行整流，將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，整流后的DC通過(guò)第一電容Cl和第一濾波C2進(jìn)行濾波，電感Li、第一電容Cl和第一濾波C2組成第一 π型濾波器12，對(duì)差模傳導(dǎo)EMI噪聲進(jìn)行衰減，保險(xiǎn)電阻PFl在發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)提供保護(hù)，因此在具體實(shí)施例中應(yīng)當(dāng)選用合適的電阻，這樣才能在輸入電容初次連接到交流線路充電時(shí)可以經(jīng)住瞬間消
^^ οLnk的集成芯片9集成了功率開(kāi)關(guān)器件、振蕩器、CC/CV控制引擎、啟動(dòng)以及保護(hù)的功能。集成芯片62的6V偏置供電電路由變壓器的偏置繞組、半波整流二極管D3和第二 π型濾波器61組成后自行供電，其中第二 π型濾波器61包括第一電阻R1、第二電容C3和第三電容C5，對(duì)于該芯片來(lái)說(shuō)第二 π型濾波器中第二電容C3和第三電容C5的值決定輸出電纜壓降補(bǔ)償，本實(shí)施例選用一個(gè)IuF值作為標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)償，在具體實(shí)施例中可以根據(jù)要求而定，一個(gè)IuF值作為標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)償，一個(gè)IOuF值作為增強(qiáng)補(bǔ)償。電路中第四電阻R5和第五電阻R7形成了反饋電路滿足輸入電壓大范圍波動(dòng)。變壓器3的次級(jí)繞組由整流二極管D2進(jìn)行整流，由第二濾波電容C4進(jìn)行濾波，為了提高效率選用SR2100肖特基二極管，輸出端Vo連接了一個(gè)阻值較大的負(fù)載電阻R8作為假負(fù)載。
權(quán)利要求1.一種高效小功率單端反激式LED驅(qū)動(dòng)電源，包括輸入整流濾波電路(1)、泄放電路 O)、單端反激式變壓器(3)、整流濾波輸出電路G)、取樣反饋控制電路(5)和自帶MOS管的PWM控制與驅(qū)動(dòng)電路(6)，其特征是所述自帶MOS管的PWM控制與驅(qū)動(dòng)電路(6)包括集成芯片(62)，在輸入整流濾波電路(1)與整流濾波輸出電路(4)之間依次連接有泄放電路 (2)和單端反激式變壓器(3)，單端反激式變壓器(3)通過(guò)取樣反饋控制電路(5)與集成芯片(62)的反饋端(FB)連接，集成芯片(62)的漏極端(D)與泄放電路(2)連接，集成芯片 (62)的源級(jí)端( 與輸入整流濾波電路(1)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效小功率單端反激式LED驅(qū)動(dòng)電源，其特征是所述輸入整流濾波電路(1)包括全波整流器(11)和第一 η型濾波器(12)，所述全波整流器(11)的一輸入端連接有保險(xiǎn)電阻(RFl)，所述第一 π型濾波器(1 包括電感(Li)、第一電容(Cl) 和第一濾波電容(C2)，其中電感(Li) 一端與全波整流器(11)的3腳連接，電感(Li)的另一端與第一電容(Cl)連接，第一電容(Cl)的另一端與全波整流器(11)的4腳連接，第一濾波電容(以)的一端與與全波整流器(11)的3腳連接，第一濾波電容(以)的另一端與全波整流器(11)的4腳連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高效小功率單端反激式LED驅(qū)動(dòng)電源，其特征是所述泄放電路( 包括第二電阻(R3)、第四電容(C6)、第三電阻(R4)和第一二極管(Dl)，其中第二電阻(R3)與第四電容(C6)并聯(lián)后一端與第一電容(Cl)和電感(Li)的節(jié)點(diǎn)連接，第二電阻 (R3)與第四電容(C6)的另一端連接于第三電阻(R4)與第一二極管(Dl)串聯(lián)后的第三電阻(R4) —端上，第一二極管(Dl)的正極與單端反激式變壓器(3)的5腳連接。
4.根據(jù)權(quán)利要 求3所述的高效小功率單端反激式LED驅(qū)動(dòng)電源，其特征是所述集成芯片(62)的漏極端⑶連接于泄放電路(2)中的第一二極管(Dl)的正極，集成芯片(62)的源極端(S)連接于全波整流器(11)的4腳上，集成芯片(62)的反饋端(FB)連接于第五電阻(R7)和第四電阻(R5)之間，集成芯片(62)的偏置供電電路由變壓器的偏置繞組、半波整流二極管(D!3)和第二 π型濾波器(61)組成，其中所述第二 π型濾波器(61)包括第一電阻(Rl)、第二電容(C3)和第三電容(C5)，其中第一電阻(Rl) —端與集成芯片(62)的旁路/多功能端(ΒΡ/Μ)連接，第一電阻(Rl)的另一端與第三電容(C5)的一端連接，第三電容(C5)的另一端與全波整流器(11)的4腳連接，第二電容(C3)的一端與集成芯片(62)的旁路/多功能端(ΒΡ/Μ)連接，第二電容(O)的另一端與全波整流器(11)的4腳連接，半波整流二極管(D3)的正極連接于單端反激式變壓器(3)的2腳，半波整流二極管(D3)的負(fù)極連接于第一電阻(Rl)與第三電容05)的節(jié)點(diǎn)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高效小功率單端反激式LED驅(qū)動(dòng)電源，其特征是所述取樣反饋控制電路(5)包括第四電阻(R5)和第五電阻(R7)，其中第四電阻(R5)和第五電阻(R7) 串聯(lián)后一端與單端反激式變壓器(3)的2腳連接，第四電阻(R5)和第五電阻(R7)串聯(lián)后另一端與全波整流器(11)的4腳連接，而集成芯片(62)的反饋端(FB)連接于第四電阻(R5) 和第五電阻(R7)的節(jié)點(diǎn)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高效小功率單端反激式LED驅(qū)動(dòng)電源，其特征是所述整流濾波輸出電路(4)包括整流二極管(D2)、第二濾波電容(C4)和負(fù)載電阻(R8)，其中整流二極管(擬)的正極與單端反激式變壓器(3)的A端連接，整流二極管(擬)的負(fù)極與輸出端 (Vo)連接，第二濾波電容(C4)和負(fù)載電阻(R8)并聯(lián)后的一節(jié)點(diǎn)與整流二極管(D2)的負(fù)極連接，另一端節(jié)點(diǎn)與變壓器C3) —端連接后再接地。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高效小功率單端反激式LED驅(qū)動(dòng)電源，其特征是所述整流二極管(擬)是SR2100肖特基二極管。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高效小功率單端反激式LED驅(qū)動(dòng)電源，其特征是在單端反激式變壓器(3)中設(shè)有屏蔽繞組，單端反激式變壓器(3)的4腳連接于全波整流器(11)的4 腳。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種高效小功率單端反激式LED驅(qū)動(dòng)電源，包括輸入整流濾波電路、泄放電路、單端反激式變壓器、整流濾波輸出電路、取樣反饋控制電路和自帶MOS管的PWM控制與驅(qū)動(dòng)電路，其特征是所述自帶MOS管的PWM控制與驅(qū)動(dòng)電路包括集成芯片，在輸入整流濾波電路與整流濾波輸出電路之間依次連接有泄放電路和單端反激式變壓器，單端反激式變壓器通過(guò)取樣反饋控制電路與集成芯片的反饋端連接，集成芯片的漏極端與泄放電路連接，集成芯片的源級(jí)端與輸入整流濾波電路連接。本實(shí)用新型得到的高效小功率單端反激式LED驅(qū)動(dòng)電源，該電路利用集成芯片與單端反激式變壓器的配合，從而提高了整機(jī)的性能，簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)、降低了成本，使用更安全。
文檔編號(hào)H05B37/02GK202335019SQ20112048235
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月28日
發(fā)明者俞才龍, 王水平, 王鐳 申請(qǐng)人:寧波龍?jiān)凑彰麟娖饔邢薰?br>