專利名稱：節(jié)能型led燈專用電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種節(jié)能型LED燈專用電源。適用于大功率LED系列燈具。
背景技術(shù)：
目前市場(chǎng)上各種LED照明燈大有取代長(zhǎng)期以來(lái)一直使用的白熾燈和螢光燈 之勢(shì)，然而傳統(tǒng)的AC/DC (交流/直流)電壓轉(zhuǎn)換器，其輸入電路普遍采用全橋 二極管整流方式或者相控整流方式。這種傳統(tǒng)的電壓轉(zhuǎn)換器存在的不足是1) 危害電網(wǎng)，在向輸入端高壓電容充電的過(guò)程中，傳統(tǒng)的AC/DC電壓轉(zhuǎn)換器會(huì)從 電網(wǎng)中汲取高峰值電流，使輸入端電流和交流電壓均發(fā)生畸變，使得整流器的 導(dǎo)通角大約縮小2/3左右，電流脈沖變成了非正弦的窄脈沖。功率因素大大降 低(大約在0.5-0. 65之間)。這種現(xiàn)象危害了電網(wǎng)的正常工作，使220V電網(wǎng)輸 送線路上損耗劇增，浪費(fèi)了大量的電能；2)效率低，如果在傳統(tǒng)的AC/DC電壓 轉(zhuǎn)換器前端增加一級(jí)功率因素校正將220V市電升壓到400V左右直流電壓，再 通過(guò)一級(jí)DC/DC功率轉(zhuǎn)換，來(lái)完成隔離和升(降)壓的目的。而一般典型的功 率因素校正電路(PFC)，它的轉(zhuǎn)換效率iu在90%左右，而隔離式功率轉(zhuǎn)換效率 112—般不大于90%，按這樣計(jì)算illxn2《81%。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種節(jié)能型LED燈專用電源，旨在 提高AC/DC (交流/直流)電壓轉(zhuǎn)換器的效率，使大功率LED系列燈具在實(shí)際使 用中更加節(jié)能高效。
本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是節(jié)能型LED燈專用電源，其特征在于該 專用電源由電源濾波電路、隔離變壓和功率輸出電路、功率因素校正及電壓控 制和恒流控制電路組成，電源濾波電路將輸入的220V市電濾波整流成脈動(dòng)直流 電壓，再經(jīng)隔離變壓和功率輸出電路向外輸出，電壓控制和恒流控制電路通過(guò) 提取輸出的電壓信號(hào)和電流信號(hào)再耦合反饋到功率因素校正來(lái)實(shí)現(xiàn)恒壓控制和 恒流控制。
所述隔離變壓和功率輸出電路包括變壓器TR,、 二極管D5、電阻K。、電容 C7和電容C8，其中變壓器T仏起隔離作用，電阻R,o和電容G串聯(lián)后再與二極管Ds并聯(lián)組成整流電路，電容G為濾波。
所述功率因素校正主要為一集成電路Id，其中集成電路Id的腳7通過(guò)
電阻R8接場(chǎng)效應(yīng)管Q,的柵極，Qi的漏極接變壓器TR,的初級(jí)線圈N" Qi的源極與 Id的腳4并聯(lián)后經(jīng)電阻Rs接地，Id的腳5通過(guò)電阻R7與二極管D^電容Cs相 連接，同時(shí)又與TR,的NF繞組相接，IC,的腳1和腳8與限壓電路仏、R5相連， Id的腳3與輸入電壓取樣電路R2、 R3、 Ce相連，ICj的腳2與接收光耦Pd—2連接， Id的腳6接地。
所述電壓控制和恒流控制電路主要由運(yùn)算放大器U,和U2及外圍電路組成， 其中U,和U2的輸出端分別經(jīng)二極管D7和De、再經(jīng)電阻R"接發(fā)射光耦PCh，仏 的一個(gè)輸入腳接分壓電路Rw、 R2。用于取出輸出電壓信號(hào)，仏的一個(gè)輸入腳通過(guò) 電阻L提取輸出的取樣電流。
所述電源濾波電路由Li、 L2、 d、 C2和C3組成EMI濾波環(huán)節(jié)，再經(jīng)過(guò)由二極 管組成的BRi全橋整流成脈沖直流電壓。
本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型僅用一個(gè)功率因素校正器一級(jí)功率 轉(zhuǎn)換就實(shí)現(xiàn)了輸入輸出間的隔離和升、降壓，并在較寬的電壓范圍內(nèi)(186-260V) 使功率因素》0. 97，且轉(zhuǎn)換效率ri= ni》89%，與現(xiàn)有技術(shù)相比增加了 8%的效率。 8%的效率，意味著大量的有色金屬和電能的節(jié)省，因此本實(shí)用新型具有廣闊的 推廣和應(yīng)用前景。

圖1是本實(shí)用新型的電路框圖。
圖2是本實(shí)用新型的電原理圖。
具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)施例專用電源由電源濾波電路1、隔離變壓和功率輸出 電路2、功率因素校正3及電壓控制和恒流控制電路4組成。電源濾波電路1 將輸入的220V市電濾波整流成脈動(dòng)直流電壓，再經(jīng)隔離變壓和功率輸出電路2 向外輸出，電壓控制和恒流控制電路4通過(guò)提取輸出的電壓信號(hào)和電流信號(hào)再 耦合反饋到功率因素校正3來(lái)實(shí)現(xiàn)電壓控制和恒流控制。
如圖2所示，所述隔離變壓和功率輸出電路2包括變壓器TR" 二極管Ds、 電阻&。、電容C7和電容Cs。其中變壓器TRi起隔離作用，電阻R。和電容C7 串聯(lián)后再與二極管Ds并聯(lián)組成整流電路，電容Cs為濾波電容，并由此功率輸出。圖2中的功率因素校正3主要為一集成電路Id，其中集成電路Id的腳
7通過(guò)電阻Rs接場(chǎng)效應(yīng)管(^的柵極，ql的漏極接變壓器TRi的初級(jí)線圈A， Qi的 源極與IG的腳4并聯(lián)后經(jīng)電阻R9接地。Id的腳5通過(guò)電阻R7與二極管Di、電 容C5相連接，同時(shí)又與T&的NF繞組相接。Id的腳l和腳8與限壓電路R4、 R5 相連。Id的腳3與輸入電壓取樣電路R2、 R3、 Ce相連。Id的腳2與接收光耦Pd—2 連接。Id的腳6接地。
圖2中的電壓控制和恒流控制電路4主要由運(yùn)算放大器仏和U2及外圍電路 組成，其中仏和U2的輸出端分別經(jīng)二極管"和"、再經(jīng)電阻Rn接發(fā)射光耦PCh， 仏的一個(gè)輸入腳接分壓電路R19、 R2。，用于取出輸出電壓信號(hào)，U2的一個(gè)輸入腳 通過(guò)電阻Ri2提取輸出的取樣電流。
所述電源濾波電路l由L、 L2、 d、 G和C3組成EMI濾波環(huán)節(jié)，再經(jīng)過(guò)由二 極管組成的BR,全橋整流成脈沖直流電壓供后級(jí)使用。
本實(shí)施例的工作原理是220V市電經(jīng)R進(jìn)入Li、 L2、 d、 G和C3組成的EMI 濾波環(huán)節(jié)，通過(guò)BR1全橋整流成脈動(dòng)直流，該脈動(dòng)直流經(jīng)R6向Cs充電，當(dāng)Cs兩 端電壓達(dá)到Id啟動(dòng)電壓時(shí)IG的腳7輸出脈沖驅(qū)動(dòng)Qw由于本電路為反激式工 作方式，當(dāng)Qi導(dǎo)通時(shí)TRi中貯存的能量為EL^l/2LI2，當(dāng)驅(qū)動(dòng)脈沖消失時(shí)Qi由導(dǎo) 通狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)閉狀態(tài)。TRi初級(jí)線圈電壓極性反轉(zhuǎn)，該部分能量通過(guò)次級(jí)線圈 饋送到輸出回路，同時(shí)TRi的NF繞組通過(guò)D,向C5充電使Id有源源不斷的工作 電壓供應(yīng)，N3繞組通過(guò)D3向l)2供電，提供IJ2工作電源，R2、 R3、 Ce完成對(duì)輸入脈 動(dòng)直流的電壓取樣，這是實(shí)現(xiàn)功率因素校正的關(guān)鍵。R4、 R5完成對(duì)輸出電壓的限 壓作用。U2單元通過(guò)Ri2來(lái)提取輸出的取樣電流，通過(guò)控制PCH的電流再經(jīng)Pd々 控制IG的2腳電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)恒流控制(恒流精度可達(dá)1%);仏單元同相端通過(guò)R19、 L分壓取出輸出電壓信號(hào)，同樣通過(guò)控制PCH的電流再經(jīng)PC卜2控制輸出電壓恒 定。而當(dāng)U,進(jìn)入恒流狀態(tài)時(shí)，U2自動(dòng)退出恒壓狀態(tài)，輸出電壓僅取決于單個(gè)LED 的壓降電壓和LED個(gè)數(shù)的乘積Uout=UoXn。
權(quán)利要求1、一種節(jié)能型LED燈專用電源，其特征在于該專用電源由電源濾波電路(1)、隔離變壓和功率輸出電路(2)、功率因素校正(3)及電壓控制和恒流控制電路(4)組成，電源濾波電路(1)將輸入的220V市電濾波整流成脈動(dòng)直流電壓，再經(jīng)隔離變壓和功率輸出電路(2)向外輸出，電壓控制和恒流控制電路(4)通過(guò)提取輸出的電壓信號(hào)和電流信號(hào)再耦合反饋到功率因素校正(3)來(lái)實(shí)現(xiàn)恒壓控制和恒流控制。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能型LED燈專用電源，其特征在于所述隔離 變壓和功率輸出電路(2)包括變壓器T&、 二極管Ds、電阻Ru)、電容G和電容 C8，其中變壓器T&起隔離作用，電阻Rw和電容C7串聯(lián)后再與二極管Ds并聯(lián)組 成整流電路，電容Cs為濾波和功率輸出。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能型LED燈專用電源，其特征在于所述功率 因素校正(3)主要為一集成電路Id，其中集成電路Id的腳7通過(guò)電阻R8 接場(chǎng)效應(yīng)管(^的柵極，Qi的漏極接變壓器TR,的初級(jí)線圈R， Qi的源極與Id的 腳4并聯(lián)后經(jīng)電阻Rg接地，Id的腳5通過(guò)電阻R7與二極管D^電容Cs相連接， 同時(shí)又與TRi的NF繞組相接，Id的腳1和腳8與限壓電路&、 R5相連，IC,的 腳3與輸入電壓取樣電路R2、 R3、 C6相連，Id的腳2與接收光耦Pd-2連接，IC, 的腳6接地。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能型LED燈專用電源，其特征在于所述電壓 控制和恒流控制電路(4)主要由運(yùn)算放大器仏和U2及外圍電路組成，其中仏 和U2的輸出端分別經(jīng)二極管D7和D6、再經(jīng)電阻Rn接發(fā)射光耦PCH，仏的一個(gè)輸 入腳接分壓電路R19、 R加用于取出輸出電壓信號(hào)，U2的一個(gè)輸入腳通過(guò)電阻R12提取輸出的取樣電流。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能型LED燈專用電源，其特征在于所述電源 濾波電路(1)由L、 L2、 d、 G和C3組成EMI濾波環(huán)節(jié)，再經(jīng)過(guò)由二極管組成 的B&全橋整流成脈沖直流電壓。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種節(jié)能型LED燈專用電源。本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種節(jié)能型LED燈專用電源，旨在提高AC/DC(交流/直流)電壓轉(zhuǎn)換器的效率，使大功率LED系列燈具在實(shí)際使用中更加節(jié)能高效。解決該問(wèn)題的技術(shù)方案是該專用電源由電源濾波電路、隔離變壓和功率輸出電路、功率因素校正及電壓控制和恒流控制電路組成，電源濾波電路將輸入的220V市電濾波整流成脈動(dòng)直流電壓，再經(jīng)隔離變壓和功率輸出電路向外輸出，電壓控制和恒流控制電路通過(guò)提取輸出的電壓信號(hào)和電流信號(hào)再耦合反饋到功率因素校正來(lái)實(shí)現(xiàn)恒壓控制和恒流控制。本實(shí)用新型可用于大功率LED系列燈具。
文檔編號(hào)H05B37/02GK201374836SQ200920113799
公開(kāi)日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2009年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月12日
發(fā)明者李耀明, 熒 來(lái), 鄭方耀, 陳少華 申請(qǐng)人:杭州五聯(lián)照明科技有限公司