Led驅(qū)動(dòng)電源的輸出濾波電路及l(fā)ed驅(qū)動(dòng)電源電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了LED驅(qū)動(dòng)電源的輸出濾波電路及LED驅(qū)動(dòng)電源電路，包括電感L及與電感串聯(lián)的回轉(zhuǎn)器電路；回轉(zhuǎn)器電路包括第一運(yùn)算放大器A1、第二運(yùn)算放大器A2、無(wú)極性電容C、電阻R1、R2、R3和R4；A1的正相輸入端分別與電感L及A2的正相輸入端連接，A1的反相輸入端通過(guò)電阻R1與其輸出端連接，A1的反相輸入端通過(guò)電容接地，A1的輸出端通過(guò)R2與A2的反相輸入端連接，A2的正相輸入端通過(guò)電阻R3與其輸出端連接，A2的反相輸入端通過(guò)電阻R4與其輸出端連接；電阻R2和R3的阻值乘積小于電阻R1和R4的阻值乘積。本實(shí)用新型中采用體積少及壽命長(zhǎng)無(wú)極性電容代替電解電容，提高了LED驅(qū)動(dòng)電源的使用壽命。
【專利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種LED驅(qū)動(dòng)電源，特別涉及一種LED驅(qū)動(dòng)電源的輸出濾波電路 及LED驅(qū)動(dòng)電源電路。 LED驅(qū)動(dòng)電源的輸出濾波電路及LED驅(qū)動(dòng)電源電路

【背景技術(shù)】
[0002] LED驅(qū)動(dòng)電源是把電源供應(yīng)轉(zhuǎn)換為特定的電壓電流以驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光的電壓轉(zhuǎn)換 器。如圖1所示，傳統(tǒng)LED驅(qū)動(dòng)電源電路在開(kāi)關(guān)頻率不高的情況下，為濾除開(kāi)關(guān)頻率下的紋 波電壓和紋波電流，通常需要采用電容量較大的輸出濾波電容器，這時(shí)只能選擇電解電容 器。為了濾除更高頻率的紋波電壓和紋波電流，要求輸出整流濾波電容器應(yīng)具有盡可能小 的ESR (等效串聯(lián)電阻）和ESL (等效串聯(lián)電感)，因此輸出電容其的品質(zhì)要求非常商，但常 規(guī)鋁電解電容器的ESR太高，以1000 μ F/16V鋁電解電容器為例，其ESR大約為0. 25 Ω，在 50kHz時(shí)的容抗為3. 18mΩ，遠(yuǎn)低于ESR值，從濾除交流成分角度考慮，電解電容器已經(jīng)相當(dāng) 于"電阻"，決定濾波效果將不再是電解電容的電容量而是ESR。
[0003] 針對(duì)上面所出現(xiàn)的問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)中也出現(xiàn)了一些低ESR的鋁電解電容器，但是 低ESR鋁電解電容器同樣存在壽命短問(wèn)題，特別是高溫條件下，對(duì)其壽命的影響更大，根據(jù) 測(cè)算：電容溫度65°C時(shí)的壽命只能保證約8萬(wàn)小時(shí)；電容溫度75°C時(shí)的壽命只能保證約4 萬(wàn)小時(shí)；電容溫度85°C時(shí)的壽命只能保證約2萬(wàn)小時(shí)；電容溫度95°C時(shí)的壽命只能保證約 1萬(wàn)小時(shí)；可見(jiàn)電解電容溫度每上升l〇°C，壽命差不多會(huì)減半。
[0004] 目前商用的80?1201m/w光效已是所有照明產(chǎn)品中最高水平，但仍有60%左右的 電能不能轉(zhuǎn)換為光能而轉(zhuǎn)換為熱能。所有LED燈具工作時(shí)是一個(gè)加熱體，使燈具局部形成 50?70度甚至85度的高溫區(qū)，會(huì)很快將電解電容的電解液蒸發(fā)。當(dāng)電容的電解液蒸發(fā)到 一定程度，電容將最終失效。LED的工作壽命理論上高達(dá)4萬(wàn)小時(shí)，而電解電容的壽命只有 幾千小時(shí)，由于系統(tǒng)的壽命是由電源組件中使用的電解電容的壽命來(lái)決定的，因此電解電 容的壽命成為L(zhǎng)ED驅(qū)動(dòng)電源乃至整個(gè)LED的短板。如果不想法解決電解電容的壽命問(wèn)題， 那么LED照明驅(qū)動(dòng)電源的壽命與LED的壽命就很不匹配，也就很難發(fā)揮出LED照明的長(zhǎng)工 作壽命優(yōu)勢(shì)。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0005] 本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種LED驅(qū)動(dòng)電源的輸 出濾波電路，采用該輸出濾波電路代替?zhèn)鹘y(tǒng)LED驅(qū)動(dòng)電源中的輸出濾波電路，利用該濾波 電路中回轉(zhuǎn)器電路的阻抗變化作用，將傳統(tǒng)濾波電路中的大容量電解電容替換成小容量無(wú) 極性電容，提高了 LED驅(qū)動(dòng)電源的使用壽命。
[0006] 本實(shí)用新型的另一目的提供一種基于上述輸出濾波電路的LED驅(qū)動(dòng)電源電路。
[0007] 本實(shí)用新型的第一目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：LED驅(qū)動(dòng)電源的輸出濾波電路， 包括電感L,還包括與電感L串聯(lián)的回轉(zhuǎn)器電路；
[0008] 所述回轉(zhuǎn)器電路包括第一運(yùn)算放大器A1、第二運(yùn)算放大器A2、無(wú)極性電容C、電阻 R1、電阻R2、電阻R3和電阻R4 ;所述第一運(yùn)算放大器A1的正相輸入端分別與電感L及第二 運(yùn)算放大器A2的正相輸入端連接，所述第一運(yùn)算放大器A1的反相輸入端通過(guò)電阻R1與其 輸出端連接，所述第一運(yùn)算放大器A1的反相輸入端還通過(guò)電容C接地，所述第一運(yùn)算放大 器A1的輸出端通過(guò)電阻R2與第二運(yùn)算放大器A2的反相輸入端連接，所述第二運(yùn)算放大器 A2的正相輸入端通過(guò)電阻R3與其輸出端連接，所述第二運(yùn)算放大器A2的反相輸入端通過(guò) 電阻R4與其輸出端連接；
[0009] 所述電阻R2和電阻R3的阻值乘積值小于所述電阻R1和電阻R4的阻值乘積值。
[0010] 優(yōu)選的，所述電阻R1的阻值為10 Ω，電阻R2的阻值為1 Ω，電阻R3的阻值為1 Ω， 電阻R4的阻值為20 Ω，所述電容C的電容量為1 μ F。
[0011] 優(yōu)選的，所述回轉(zhuǎn)器電路中的第一運(yùn)算放大器Α1和第二運(yùn)算放大器Α2為L(zhǎng)M358 心/Τ 〇
[0012] 優(yōu)選的，所述無(wú)極性電容C為陶瓷電容。
[0013] 本實(shí)用新型的第二目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種LED驅(qū)動(dòng)電源電路，包括上 述輸出濾波電路。
[0014] 本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果：
[0015] (1)本實(shí)用新型中由運(yùn)算放大器、電阻和無(wú)極性電容所組成回轉(zhuǎn)器電路，在合理配 置電阻的阻值后，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)回轉(zhuǎn)器電路電容量的倍增，從而實(shí)現(xiàn)采用小容量無(wú)極性電容 代替?zhèn)鹘y(tǒng)LED驅(qū)動(dòng)電源濾波電路中的大容量電解電容；本實(shí)用新型中采用體積少及壽命更 長(zhǎng)無(wú)極性電容代替電解電容，提高了 LED驅(qū)動(dòng)電源的使用壽命。
[0016] (2)本實(shí)用新型中采用LM358芯片作為回轉(zhuǎn)器電路中的第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn) 算放大器，且僅采用電阻和電容外圍元件，具有集成度高且成本低的優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1是傳統(tǒng)LED驅(qū)動(dòng)電源電路圖。
[0018] 圖2是本實(shí)用新型LED驅(qū)動(dòng)電源的輸出濾波電路圖。
[0019] 圖3是本實(shí)用新型LED驅(qū)動(dòng)電源采用LM358芯片時(shí)的輸出濾波電路圖。
[0020] 圖4是本實(shí)用新型LED驅(qū)動(dòng)電源電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施 方式不限于此。
[0022] 實(shí)施例
[0023] 本實(shí)施例公開(kāi)了 LED驅(qū)動(dòng)電源的輸出濾波電路，包括電感L，以及與電感L串聯(lián)的 回轉(zhuǎn)器電路；電感與回轉(zhuǎn)器電路串聯(lián)的一端作為濾波電路的輸出端；
[0024] 如圖2所示，回轉(zhuǎn)器電路包括第一運(yùn)算放大器A1、第二運(yùn)算放大器A2、無(wú)極性電容 C、電阻R1、電阻R2、電阻R3和電阻R4 ;第一運(yùn)算放大器A1的正相輸入端分別與電感L及 第二運(yùn)算放大器A2的正相輸入端連接，第一運(yùn)算放大器A1的反相輸入端通過(guò)電阻R1與其 輸出端連接，第一運(yùn)算放大器A1的反相輸入端還通過(guò)電容C接地，第一運(yùn)算放大器A1的輸 出端通過(guò)電阻R2與第二運(yùn)算放大器A2的反相輸入端連接，第二運(yùn)算放大器A2的正相輸入 端通過(guò)電阻R3與其輸出端連接，第二運(yùn)算放大器A2的反相輸入端通過(guò)電阻R4與其輸出端 連接；第一運(yùn)算放大器A1和第二運(yùn)算放大器A2均工作在線性區(qū)。其中本實(shí)施例中所采用 的無(wú)極性電容為陶瓷電容。
[0025] 其中本實(shí)施例中電阻R2和電阻R3的阻值乘積值小于電阻R1和電阻R4的阻值乘 積值。本實(shí)施例中回轉(zhuǎn)器電路的阻抗Z in為： ^ U. 1 R2-R3
[0026] Zin= 丁.= · r . .; /., jojC R\ R4
[0027] 其中ω=1〇〇π，R1、R2、R3和R4分別為電阻R1、電阻R2、電阻R3和電阻R4的阻 值，C無(wú)極性電容C的電容量；U in為回轉(zhuǎn)器電路的輸入電壓，Iin為回轉(zhuǎn)器電路的輸入電流， R2 · R3〈R1 · R4。在本實(shí)施例中取電阻R1的阻值為10 Ω，電阻R2的阻值為1 Ω，電阻R3的 阻值為1 Ω，電阻R4的阻值為20 Ω，所述電容C的電容量為1 μ F。而在傳統(tǒng)的LED驅(qū)動(dòng)電 源電路的濾波電路中需要采用電容量為200yF的電解電容才能得到與上述回轉(zhuǎn)器電路相 同的阻抗Zin。可見(jiàn)本實(shí)施例的濾波電路能夠采用小容量的陶瓷電容，在配置合理阻值大小 的電阻R1、電阻R2、電阻R3和電阻R4后，能夠?qū)崿F(xiàn)電容量倍增的效果，從而能夠代替大容 量的電解電容，得到相同的阻抗。克服了采用電解電容導(dǎo)致LED驅(qū)動(dòng)電源電路體積大及壽 命短的缺陷。
[0028] 在本實(shí)施例的回轉(zhuǎn)器電路中采用LM358芯片，LM358芯片包含有兩個(gè)運(yùn)算放大器， 分別作為第一運(yùn)算放大器A1和第二運(yùn)算放大器A2。LM358芯片包含有8個(gè)引腳，其中引腳 4和引腳8分別為兩個(gè)運(yùn)算放大器的接地腳和電源腳，其中引腳8接5V直流電源。引腳1、 2和3分別為第一運(yùn)算放大器的輸出端、反相輸入端和正相輸入端，引腳5、6和7為第二運(yùn) 算放大器的正相輸入端、反相輸入端和輸出端。LM358芯片與電容C、電阻R1、電阻R2、電阻 R3和電阻R4的具體連接關(guān)系如圖3所示。采用LM358芯片作為第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn) 算放大器可以提高回轉(zhuǎn)器電路的集成度。
[0029] 如圖4所示，本實(shí)施例還公開(kāi)了 LED驅(qū)動(dòng)電源電路，該LED驅(qū)動(dòng)電源電路包括依次 連接輸入電源、整流模塊1、整流濾波模塊2、DC/DC變換器3及輸出濾波電路4 ;其中Vin為 LED驅(qū)動(dòng)電源的輸入電壓。本實(shí)施例LED驅(qū)動(dòng)電源的輸出濾波電路采用的是上述電感L和 回轉(zhuǎn)器電路組成的輸出濾波電路?？梢?jiàn)，本實(shí)施例的LED驅(qū)動(dòng)電源電路中采用了回轉(zhuǎn)器電 路代替了大容量的電解電容，克服了包含電解電容的LED驅(qū)動(dòng)電源電路帶來(lái)的缺陷，具有 體積小且壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。
[0030] 上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述 實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替 代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. LED驅(qū)動(dòng)電源的輸出濾波電路，包括電感L，其特征在于，還包括與電感L串聯(lián)的回轉(zhuǎn) 器電路； 所述回轉(zhuǎn)器電路包括第一運(yùn)算放大器A1、第二運(yùn)算放大器A2、無(wú)極性電容C、電阻R1、 電阻R2、電阻R3和電阻R4 ;所述第一運(yùn)算放大器A1的正相輸入端分別與電感L及第二運(yùn) 算放大器A2的正相輸入端連接，所述第一運(yùn)算放大器A1的反相輸入端通過(guò)電阻R1與其輸 出端連接，所述第一運(yùn)算放大器A1的反相輸入端還通過(guò)電容C接地，所述第一運(yùn)算放大器 A1的輸出端通過(guò)電阻R2與第二運(yùn)算放大器A2的反相輸入端連接，所述第二運(yùn)算放大器A2 的正相輸入端通過(guò)電阻R3與其輸出端連接，所述第二運(yùn)算放大器A2的反相輸入端通過(guò)電 阻R4與其輸出端連接； 所述電阻R2和電阻R3的阻值乘積值小于所述電阻R1和電阻R4的阻值乘積值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED驅(qū)動(dòng)電源的輸出濾波電路，其特征在于，所述電阻R1的 阻值為10 Ω，電阻R2的阻值為1 Ω，電阻R3的阻值為1 Ω，電阻R4的阻值為20 Ω，所述電 容C的電容量為lyF。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED驅(qū)動(dòng)電源的輸出濾波電路，其特征在于，所述回轉(zhuǎn)器電路 中的第一運(yùn)算放大器A1和第二運(yùn)算放大器A2為L(zhǎng)M358芯片。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED驅(qū)動(dòng)電源的輸出濾波電路，其特征在于，所述無(wú)極性電容 C為陶瓷電容。 5. LED驅(qū)動(dòng)電源電路，其特征在于，包括權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的輸出濾波電路。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK203883670SQ201320745922
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】丁力, 陳艷峰, 陳建壯 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)