專利名稱：一種ac-dc高效隔離led恒流電源電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及LED照明技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種AC-DC高效隔離LED恒流電源電路。
背景技術(shù)：
隨著LED綠色照明技術(shù)的興起，AC-DC隔離驅(qū)動(dòng)LED恒流電源電路成為其中的關(guān)鍵需求，其驅(qū)動(dòng)控制IC (即控制芯片)也不斷推陳出新。我們知道LED導(dǎo)通電壓基本恒定，其需要一個(gè)電流恒定的電源來點(diǎn)亮，電流恒定才能保證功率或亮度也基本不變，因此一個(gè)性能優(yōu)越的恒流源變得尤其重要。LED驅(qū)動(dòng)恒流電源分為隔離和非隔離兩種方式，在隔離的LED驅(qū)動(dòng)方式中，IC根據(jù)獲得的反饋電流電壓信息進(jìn)行內(nèi)部控制，達(dá)到控制輸出電流恒定的目的。按照獲取反饋電流電壓信息的不同，AC-DC隔離LED恒流驅(qū)動(dòng)電源電路可以分為初級(jí)反饋和次級(jí)反饋。初級(jí)(原邊)反饋形式主要是從變壓器輔助繞組得到工作的電壓，經(jīng)過分析電壓波形的Ton、Toff、Vfb電壓等得到輸出電壓信息，結(jié)合電流取樣電阻得到的原邊電流信息，再控制內(nèi)部電路進(jìn)行操作，其反饋繞組上的電壓波形是交流動(dòng)態(tài)的，為得到精確的每個(gè)周期的傳輸能量來計(jì)算輸出電流信息，其工作方式基本上是在DCM (電流斷續(xù)模式)或CRM (電流臨界模式)。變壓器輔助繞組波形中包含了變壓器漏感等帶來的震蕩等雜波，因此初級(jí)反饋恒流控制IC對(duì)內(nèi)部電路要求是比較高的，大多數(shù)包含了復(fù)雜的模擬和數(shù)字電路的組合，復(fù)雜的有幾萬個(gè)以上元件，內(nèi)部晶圓面積比較大，成本也高，為達(dá)到高精度的輸出恒流(5%內(nèi))和可靠的保護(hù)，國內(nèi)的該類IC進(jìn)行了不斷的改進(jìn)和創(chuàng)新，目前性能也已經(jīng)達(dá)到了國外的同類控制1C。初級(jí)反饋有分內(nèi)置功率管和外置功率管的差異。由于受到控制方式等限制，目前比較可靠的AC-DC隔離LED恒流驅(qū)動(dòng)IC功率都不可能太大，內(nèi)置功率管的一般在15W內(nèi)，外置功率管的一般20W內(nèi)，總體上不同品牌的控制IC由于內(nèi)部電路不同，其最大功率的大小差異也比較大，并和外圍電路設(shè)計(jì)有關(guān)。比如國外PI初級(jí)控制ICLNK61X系列(內(nèi)置功率開關(guān)管M0S)最大功率在6W內(nèi)；0B的初級(jí)控制IC 0B2538 (內(nèi)置功率開關(guān)管M0S)功率可達(dá)15W，圖3為0B2538參考線路，其它控制品牌的該類IC應(yīng)用電路差異不大?？梢钥闯觯跫?jí)反饋的隔離恒流控制電源電路有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，但是控制IC內(nèi)部電路比較復(fù)雜，IC的價(jià)格也就比較高；還有對(duì)變壓器的漏感控制要求高，電感量精度要求高；IC的一致性無法完全保證，因此批量生產(chǎn)的電流精度也有很多偏差；功率無法做很大，比如30W以上；電路工作在斷續(xù)模式，影響電路的效率，隨著功率加大其整機(jī)發(fā)熱問題尤其明顯。次級(jí)別反饋電路主要是從輸出端取樣直流電壓和電流信號(hào)，經(jīng)過和基準(zhǔn)比較放大，驅(qū)動(dòng)光藕器件，通過光藕器件反饋到原邊控制IC的反饋腳FB (即第2腳)達(dá)到控制輸出恒流或恒壓的目的?；旧嫌迷诟鞣N電源適配器上的恒壓電源加上輸出恒流電路都可以構(gòu)成隔離的次級(jí)反饋恒流恒壓電路來驅(qū)動(dòng)LED。同樣，次級(jí)反饋驅(qū)動(dòng)IC也有內(nèi)置和外置功率開關(guān)管的差異。圖4的控制IC為英飛凌的ICE3B0565 (內(nèi)置功率開關(guān)MOS)，圖4為簡(jiǎn)單的恒壓電路，如果需要增加恒流功能來驅(qū)動(dòng)LED，則需要在此基礎(chǔ)上增加電流檢測(cè)電阻，為不犧牲太多效率，檢測(cè)出的電壓Vcs (Vcs=Io X Ro, Io為輸出電流，Ro為檢測(cè)電阻值)越小越好，之后需要通過運(yùn)放將Vcs和基準(zhǔn)電壓比較放大，目前有使用普通運(yùn)放LM358加上有TL431構(gòu)成的基準(zhǔn)電路，也有將一個(gè)運(yùn)放集成基準(zhǔn)到內(nèi)部的轉(zhuǎn)用恒流1C，還有需要解決IC供電問題，加上濾波等器件，應(yīng)用電路比較復(fù)雜，元件數(shù)量較多。圖5為增加LM358等元件構(gòu)成恒流電路的示意圖。次級(jí)反饋的隔離恒流控制電源電路可以確保輸出電流的恒流精度，但是存在以下缺點(diǎn)電路復(fù)雜，元件多，成本高；需要專門供電電路，增加電源功耗，降低效率。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)要解決的技術(shù)問題，提供一種AC-DC高效隔離LED恒流電源電路，該電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、一致性較好。一種AC-DC高效隔離LED恒流電源電路，包括第一整流濾波電路、變壓電路和第二整流濾波電路，所述第一整流濾波電路的輸入端與交流電輸入端連接，第一整流濾波電路的輸出端與變壓電路的輸入端連接，第二整流濾波電路的輸入端與變壓電路的輸出端連接，第二整流濾波電路的輸出端與整個(gè)電路的輸出端連接，還包括將第二整流濾波電路的輸出信號(hào)反饋給變壓電路的恒流控制電路。其中，所述恒流控制電路包括變壓器T2、電阻R5、R6、R7、R8、二極管D9、D10、三極管Q1、電容C6、穩(wěn)壓二極管ZENER1、ZENER2、光電耦合器U2，所述T2的初級(jí)線圈的一端與AC-DC高效隔離LED恒流電源電路的輸出端的負(fù)極連接，T2的初級(jí)線圈的另一端與變壓電路的輸出端連接，T2的次級(jí)線圈的一端分別與D9的正極、R7的一端、R8的一端、C6的一端連接，T2的次級(jí)線圈的另一端分別與R6的一端、DlO的正極連接，R6的另一端與D9的負(fù)極連接，DlO的負(fù)極分別與R7的另一端、C6的另一端分別、ZENER2的負(fù)極連接，R8的另一端與Ql的基極連接，Ql的集電極和ZENER2的正極分別接地，Ql的發(fā)射極、U2的集電極與變壓電路的控制端連接，R5的一端與ZENERl的負(fù)極連接，R5的另一端、U2的陰極與第二整流濾波電路的輸出端連接，ZENERl的正極與U2的陽極連接，U2的集電極與Ql的發(fā)射極連接。其中，所述第一整流濾波電路包括保險(xiǎn)絲F1、二極管Dl、D2、D3、D4、電容Cl，所述Fl的一端與火線連接，F(xiàn)l的另一端分別與Dl的負(fù)極、D2的正極連接，D2的負(fù)極分別與D3的負(fù)極、Cl的正極連接，D3的正極、D4的負(fù)極分別與零線連接，Dl的正極、D4的正極、Cl的負(fù)極分別接地。其中，所述變壓電路包括控制芯片Ul、變壓器T1、電阻Rl、R2、R3、R4、電容C2、C3、C4、二極管D5、D6，所述控制芯片Ul為ICE3B0565，所述Rl的一端、R2的一端、C3的一端、Tl的初級(jí)線圈的一端分別與第一整流濾波電路的Cl的正極連接，Tl的初級(jí)線圈的另一端分別與Ul的第4腳、Ul的第5腳、D5的正極連接，D5的負(fù)極分別與Rl的另一端、R2的另一端、C3的另一端連接，Tl的次級(jí)線圈的一端與T2的初級(jí)線圈的另一端連接，Tl的次級(jí)線圈的另一端與第二整流濾波電路的輸入端連接，Tl的輔助繞組的一端與D6的正極連接，Tl的輔助繞組的另一端分別與Cl的負(fù)極、C2的負(fù)極、C4的一端、R4的一端、U2的發(fā)射極連接連接，C2的正極分別與R3的一端、Ul的第7腳連接，R3的另一端與D6的負(fù)極連接，C4的另一端與Ul的第I腳連接，R4的另一端與Ul的第3腳連接，Ul的第2腳分別與Ql的發(fā)射極、U2的集電極連接，Ul的第8腳接地。其中，所述第二整流濾波電路包括電容C5、二極管D7、D8，D7的正極、D8的正極分別與Tl的次級(jí)線圈的另一端連接，D7、D8的負(fù)極分別與R5的另一端、C5的正極、AC-DC高效隔離LED恒流電源電路的輸出端的正極連接，C5的負(fù)極與U2的陰極連接。本實(shí)用新型的有益效果在于本實(shí)用新型的AC-DC高效隔離LED恒流電源電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、電路效率較高，可以做更大的功率應(yīng)用，和現(xiàn)有通用的控制IC兼容性較好、電流精度較高、使用非常方便。

圖1為本實(shí)用新型的AC-DC高效隔離LED恒流電源電路的模塊結(jié)構(gòu)圖。圖2為本實(shí)用新型的AC-DC高效隔離LED恒流電源電路的電路圖。圖3為現(xiàn)有技術(shù)的初級(jí)反饋的LED恒流電源電路的電路圖。圖4為現(xiàn)有技術(shù)的次級(jí)反饋的LED恒流電源電路的電路圖。圖5為現(xiàn)有技術(shù)的次級(jí)反饋的另一種LED恒流電源電路的電路圖。I 一第一整流濾波電路； 2—變壓電路；3—第二整流濾波電路； 4 一恒流控制電路。
具體實(shí)施方式
為了使實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1和圖2所示，一種AC-DC高效隔離LED恒流電源電路，包括第一整流濾波電路1、變壓電路2和第二整流濾波電路3，所述第一整流濾波電路I的輸入端與交流電輸入端連接，第一整流濾波電路I的輸出端與變壓電路2的輸入端連接，第二整流濾波電路3的輸入端與變壓電路2的輸出端連接，第二整流濾波電路3的輸出端與整個(gè)電路的輸出端連接，還包括將第二整流濾波電路3的輸出信號(hào)反饋給變壓電路2的恒流控制電路4。第一整流濾波電路I將交流信號(hào)整流為直流信號(hào)，變壓電路2將直流信號(hào)進(jìn)行變壓、并根據(jù)恒流控制電路4的反饋信號(hào)進(jìn)行輸出控制，第二整流濾波電路3對(duì)變壓電路2的輸出電流進(jìn)行整流濾波處理，恒流控制電路4對(duì)第二整流濾波電路3的輸出電流進(jìn)行處理、并將信息反饋給變壓電路2。其中，所述恒流控制電路4包括變壓器T2、電阻R5、R6、R7、R8、二極管D9、D10、S極管Q1、電容C6、穩(wěn)壓二極管ZENERl、ZENER2、光電耦合器U2，所述T2的初級(jí)線圈的一端與AC-DC高效隔離LED恒流電源電路的輸出端的負(fù)極連接，T2的初級(jí)線圈的另一端與變壓電路的輸出端連接，T2的次級(jí)線圈的一端分別與D9的正極、R7的一端、R8的一端、C6的一端連接，T2的次級(jí)線圈的另一端分別與R6的一端、DlO的正極連接，R6的另一端與D9的負(fù)極連接，DlO的負(fù)極分別與R7的另一端、C6的另一端分別、ZENER2的負(fù)極連接，R8的另一端與Ql的基極連接，Ql的集電極和ZENER2的正極分別接地，Ql的發(fā)射極、U2的集電極與變壓電路的控制端連接，R5的一端與ZENERl的負(fù)極連接，R5的另一端、U2的陰極與第二整流濾波電路的輸出端連接，ZENERl的正極與U2的陽極連接，U2的集電極與Ql的發(fā)射極連接。[0025]其中，所述第一整流濾波電路I包括保險(xiǎn)絲？1、二極管01、02、03、04、電容(1，所述Fl的一端與火線連接，F(xiàn)l的另一端分別與Dl的負(fù)極、D2的正極連接，D2的負(fù)極分別與D3的負(fù)極、Cl的正極連接，D3的正極、D4的負(fù)極分別與零線連接，Dl的正極、D4的正極、Cl的負(fù)極分別接地。其中，所述變壓電路2包括控制芯片Ul、變壓器Tl、電阻Rl、R2、R3、R4、電容C2、C3、C4、二極管D5、D6，所述控制芯片Ul為ICE3B0565，所述Rl的一端、R2的一端、C3的一端、Tl的初級(jí)線圈的一端分別與第一整流濾波電路I的Cl的正極連接，Tl的初級(jí)線圈的另一端分別與Ul的第4腳、Ul的第5腳、D5的正極連接，D5的負(fù)極分別與Rl的另一端、R2的另一端、C3的另一端連接，Tl的次級(jí)線圈的一端與T2的初級(jí)線圈的另一端連接，Tl的次級(jí)線圈的另一端與第二整流濾波電路的輸入端連接，Tl的輔助繞組的一端與D6的正極連接，Tl的輔助繞組的另一端分別與Cl的負(fù)極、C2的負(fù)極、C4的一端、R4的一端、U2的發(fā)射極連接連接，C2的正極分別與R3的一端、Ul的第7腳連接，R3的另一端與D6的負(fù)極連接，C4的另一端與Ul的第I腳連接，R4的另一端與Ul的第3腳連接，Ul的第2腳分別與Ql的發(fā)射極、U2的集電極連接，Ul的第8腳接地。其中，所述第二整流濾波電路3包括電容C5、二極管D7、D8，D7的正極、D8的正極分別與Tl的次級(jí)線圈的另一端連接，D7、D8的負(fù)極分別與R5的另一端、C5的正極、AC-DC高效隔離LED恒流電源電路的輸出端的正極連接，C5的負(fù)極與U2的陰極連接。其中，R1、R2、C3、D5為變壓器漏感的RCD吸收電路，減小變壓器漏感電壓尖峰對(duì)電路的影響；D6、R3、C2和變壓器的輔助繞組為Ul供電；R4為原邊電流取樣電阻。R5、ZENER1將電壓穩(wěn)定在37V，電壓過壓后，電流通過R5、ZENERl加到U2上，通過光耦將Ul的第2腳(即PIN2腳FB)電壓拉低，使原邊導(dǎo)通占空比減小，達(dá)到控制輸出電壓的目的。T2為由300 :1變壓器構(gòu)成的比流器，輸出的充電電流脈沖通過T2、DIO、R7、C6組成整流電路，將輸出電流轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，此處設(shè)計(jì)的輸出電流為300mA，經(jīng)過T2后的正向同步整流電流則變?yōu)镮 mA，R7為20K，在C6上得到的平均電壓為20V左右，當(dāng)輸出電流超過300mA時(shí)，C6上電壓超過20V，那么ZENER2和R8為Ql (C9012，NPN三極管)的基極提供驅(qū)動(dòng)電流，通過放大在Ql的集電極形成對(duì)地電流，拉低了 Ul的PIN2腳FB，達(dá)到穩(wěn)定輸出電流的作用。電路中R6和D9為T2磁復(fù)位提供放電回路。該電路在本例的應(yīng)用中為輸入AC85-265V，輸出最大DC37V/300mA，實(shí)驗(yàn)電路的輸出電壓范圍可以為16-37V，電流精度在AC高低壓輸入、DC高低壓輸出情況下均能滿足5%內(nèi)的變化精度。該電路使用了 T2替代圖5中的U2來達(dá)到傳輸輸出電流信號(hào)和隔離的目的，T2串在輸出電路中的一圈需要使用三重絕緣線，達(dá)到安規(guī)對(duì)高壓的隔離要求。本實(shí)用新型的AC-DC高效隔離LED恒流電源電路無專門的供電電路，Ql也可以換為PNP管，只需要將電路換一種形式連接；該電路可以應(yīng)用在所有隔離或非隔離的電源控制IC組成的電源電路中，作為恒流電路的電流反饋。該電路對(duì)輸出電路損耗非常小，T2整流出的電壓20V，那么T2原邊的正向電壓只有20/300=0. 0667V， 正向?qū)ǖ膿p耗為O. 0667 X O. 3=0. 02 (W)，加上T2等其它損耗，可以假設(shè)總損耗為O. 02X2=0. 04 (W),在輸出功率為36 X O. 3=10. 8 (W)時(shí)的效率犧牲可以估計(jì)為 O. 04/10. 8 X 100/100= O. 37%，非常小。[0034]本實(shí)用新型的AC-DC高效隔離LED恒流電源電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、電路效率較高，可以做更大的功率應(yīng)用，和現(xiàn)有通用的控制IC兼容性較好、電流精度較高、使用非常方便。以上內(nèi)容僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
權(quán)利要求1.一種AC-DC高效隔離LED恒流電源電路，包括第一整流濾波電路、變壓電路和第二整流濾波電路，所述第一整流濾波電路的輸入端與交流電輸入端連接，第一整流濾波電路的輸出端與變壓電路的輸入端連接，第二整流濾波電路的輸入端與變壓電路的輸出端連接，第二整流濾波電路的輸出端與整個(gè)電路的輸出端連接，其特征在于還包括將第二整流濾波電路的輸出信號(hào)反饋給變壓電路的恒流控制電路；所述恒流控制電路包括變壓器T2、電阻R5、R6、R7、R8、二極管D9、DlO、三極管Q1、電容C6、穩(wěn)壓二極管ZENERl、ZENER2、光電耦合器U2，所述T2的初級(jí)線圈的一端與AC-DC高效隔離LED恒流電源電路的輸出端的負(fù)極連接，T2的初級(jí)線圈的另一端與變壓電路的輸出端連接，T2的次級(jí)線圈的一端分別與D9的正極、R7的一端、R8的一端、C6的一端連接，T2的次級(jí)線圈的另一端分別與R6的一端、DlO的正極連接，R6的另一端與D9的負(fù)極連接，DlO的負(fù)極分別與R7的另一端、C6的另一端分別、ZENER2的負(fù)極連接，R8的另一端與Ql的基極連接，Ql的集電極和ZENER2的正極分別接地，Ql的發(fā)射極、U2的集電極與變壓電路的控制端連接，R5的一端與ZENERl的負(fù)極連接，R5的另一端、U2的陰極與第二整流濾波電路的輸出端連接，ZENERl的正極與U2的陽極連接，U2的集電極與Ql的發(fā)射極連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種AC-DC高效隔離LED恒流電源電路，其特征在于所述第一整流濾波電路包括保險(xiǎn)絲Fl、二極管Dl、D2、D3、D4、電容Cl，所述Fl的一端與火線連接，F(xiàn)l的另一端分別與Dl的負(fù)極、D2的正極連接，D2的負(fù)極分別與D3的負(fù)極、Cl的正極連接，D3的正極、D4的負(fù)極分別與零線連接，Dl的正極、D4的正極、Cl的負(fù)極分別接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種AC-DC高效隔離LED恒流電源電路，其特征在于所述變壓電路包括控制芯片仍、變壓器11、電阻1 1、1 2、1 3、1 4、電容02、〇3、C4、二極管D5、D6，所述控制芯片Ul為ICE3B0565，所述Rl的一端、R2的一端、C3的一端、Tl的初級(jí)線圈的一端分別與第一整流濾波電路的Cl的正極連接，Tl的初級(jí)線圈的另一端分別與Ul的第4腳、Ul的第5腳、D5的正極連接，D5的負(fù)極分別與Rl的另一端、R2的另一端、C3的另一端連接，Tl的次級(jí)線圈的一端與T2的初級(jí)線圈的另一端連接，Tl的次級(jí)線圈的另一端與第二整流濾波電路的輸入端連接，Tl的輔助繞組的一端與D6的正極連接，Tl的輔助繞組的另一端分別與Cl的負(fù)極、C2的負(fù)極、C4的一端、R4的一端、U2的發(fā)射極連接連接，C2的正極分別與R3的一端、Ul的第7腳連接，R3的另一端與D6的負(fù)極連接，C4的另一端與Ul的第I腳連接，R4的另一端與Ul的第3腳連接，Ul的第2腳分別與Ql的發(fā)射極、U2的集電極連接，Ul的第8腳接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種AC-DC高效隔離LED恒流電源電路，其特征在于所述第二整流濾波電路包括電容C5、二極管D7、D8，D7的正極、D8的正極分別與Tl的次級(jí)線圈的另一端連接，D7、D8的負(fù)極分別與R5的另一端、C5的正極、AC-DC高效隔離LED恒流電源電路的輸出端的正極連接，C5的負(fù)極與U2的陰極連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及LED照明技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種AC-DC高效隔離LED恒流電源電路，包括第一整流濾波電路、變壓電路和第二整流濾波電路，所述第一整流濾波電路的輸入端與交流電輸入端連接，第一整流濾波電路的輸出端與變壓電路的輸入端連接，第二整流濾波電路的輸入端與變壓電路的輸出端連接，第二整流濾波電路的輸出端與整個(gè)電路的輸出端連接，還包括將第二整流濾波電路的輸出信號(hào)反饋給變壓電路的恒流控制電路。本實(shí)用新型的AC-DC高效隔離LED恒流電源電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、電路效率較高，可以做更大的功率應(yīng)用，和現(xiàn)有通用的控制IC兼容性較好、電流精度較高、使用非常方便。
文檔編號(hào)H02M3/28GK202872671SQ20122045384
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月7日
發(fā)明者羅進(jìn)旺, 陳佳, 王文君, 劉繼勇 申請(qǐng)人:東莞市茂揚(yáng)科技股份有限公司