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一種高效led電源的制作方法

文檔序號:8194651閱讀:471來源:國知局
專利名稱:一種高效led電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及ー種電源電路,具體是ー種一種高效LED電源。
背景技術(shù)
LED作為ー種全新的照明方式,具有壽命長,耗能低,無汞污染,應(yīng)用靈活等顯著優(yōu)點(diǎn),發(fā)展前景廣闊。目前的LED電源大多是采用恒流輸出控制方案,需要用到隔離變壓器。如圖I所示,現(xiàn)有的恒流輸出控制方案,先將交流輸入整流成Vbusl,通過傳統(tǒng)的DC-DC開關(guān)電源電路,比如VIPER12等,把高壓直流Vbusl通過變壓器轉(zhuǎn)變?yōu)樗枰牡蛪?直流Vs。Vs再通過TSMlOl等的恒流電路,便得到負(fù)載所需要的Vout?,F(xiàn)有電路存在的最主要的問題是
I、效率低、體積大。傳統(tǒng)開關(guān)電源的做法,需要在主回路上,使用隔離變壓器,變壓器エ作時,本身會損耗10%到30%的能量,導(dǎo)致整個電路的效率偏低。同時變壓器一般體積較大。使用變壓器導(dǎo)致整個電源體積大,無法滿足ー些小空間內(nèi)安裝使用的要求。2、電路復(fù)雜、成本高。傳統(tǒng)開關(guān)電源一般采用開關(guān)控制芯片加恒流控制芯片的兩級控制的電路模式。由于使用獨(dú)立的恒流芯片電路,使電路結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜,既增加了故障隱患,又給維修帶來了不便。使用隔離變壓器,因變壓器和芯片均屬于電路中價值較高的器件,故導(dǎo)致整個電源成本高,不利于大量生產(chǎn)和應(yīng)用。3、無法控制LED工作溫度。大功率LED的產(chǎn)品規(guī)格書中都會標(biāo)明不同環(huán)境溫度(或LED焊點(diǎn)的溫度)下的最高容許輸出電流的曲線圖。當(dāng)周圍溫度低于安全溫度點(diǎn),輸出最高容許電流保持不變;當(dāng)高于安全溫度點(diǎn),輸出最高容許電流隨周圍溫度升高而降低,即所謂的降額曲線。為確保LED的性能壽命不受影響,必須保證LED工作安全溫度內(nèi)。但是,目前大多數(shù)LED的驅(qū)動電流設(shè)計為不隨溫度變化的恒流源,因此,當(dāng)LED周圍溫度高于安全溫度點(diǎn)時,工作電流就不在安全區(qū)內(nèi),這將導(dǎo)致LED的壽命遠(yuǎn)低于規(guī)格書的數(shù)值甚至直接損壞。而LED周圍溫度過高是由LED自身發(fā)熱導(dǎo)致。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足,提供一種高效LED電源,其電路結(jié)構(gòu)簡易,效率高。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案,所述的高效LED電源包括橋式整流模塊,所述橋式整流模塊的輸出端通過開關(guān)電源DC-DC轉(zhuǎn)換模塊連接到LED光源;所述橋式整流模塊中,整流橋的輸入端接交流電源,整流橋的正極通過第一電感連接到第一電解電容的正極,第一電解電容的負(fù)極與整流橋負(fù)極連接并接地;所述的開關(guān)電源DC-DC轉(zhuǎn)換模塊包括SSL21083芯片,SSL21083芯片的DRAIN腳與第一ニ極管的陽極連接,同時通過第二電感連接到第ニ電解電容的負(fù)極和LED光源的陰極;SSL21083芯片的SOURCE腳通過第二電阻接地;SSL21083芯片的HV腳、第一ニ極管的陰極、第二電解電容的正極以及LED光源的陽極均通過第一電感連接到整流橋的正極;SSL21083芯片的DVDT腳通過第三電容接SSL21083芯片的DRAIN腳;SSL21083芯片的VCC腳通過第二電容接地;SSL21083芯片的GND腳接地。所述整流橋?qū)⒔涣鬏斎胱兂芍绷麟妷篤busl,Vbusl波形為半個正弦波形式。進(jìn)ー步的,所述SSL21083芯片的NTC腳通過第一電阻接地,第一電阻為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。所述第一ニ極管為快恢復(fù)ニ極管。SSL21083芯片的NTC腳通過第一電容接地。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、效率高,體積小。因SSL21083芯片為高壓非隔離開關(guān)電源轉(zhuǎn)換芯片,故省掉了傳統(tǒng)單端反激電源 中的變壓器。使電源體積大為減小,滿足了緊湊型應(yīng)用對電源的要求。同時整體電源效率大大提高,經(jīng)測試效率可達(dá)O. 95。2、電路簡單,成本低。因SSL21083芯片內(nèi)部集成恒流控制功能,故省掉了傳統(tǒng)電源中的專用恒流控制芯片及相關(guān)電路,降低了控制器的生產(chǎn)成本和故障率,也間接降低了電路工作時的能量損耗。3、増加LED溫度補(bǔ)償功能,實現(xiàn)LED燈具過溫保護(hù),極大的延長了 LED的使用壽命。由于控制了 LED的工作溫度,在降低LED的發(fā)熱的同時,也減輕了燈具的空間溫度,使得LED電源的工作環(huán)境溫度亦得到降低,減輕了器件損耗,延長了電源的使用壽命。


圖I是現(xiàn)有技術(shù)的電路框圖。圖2是本發(fā)明電路框圖。圖3是本發(fā)明電路原理圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)ー步說明。本發(fā)明用于交流220V輸入,恒流輸出的LED照明,包括橋式整流模塊、開關(guān)電源DC-DC轉(zhuǎn)換模塊,橋式整流模塊的輸出端通過開關(guān)電源DC-DC轉(zhuǎn)換模塊連接到LED光源,如圖2所示。具體電路如圖3所示,包括
I、橋式整流模塊。用于將交流輸入轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妷篤busl。2、開關(guān)電源轉(zhuǎn)換芯片SSL21083及周邊電路。如圖3,本電源為降壓型BUCK電路。所述橋式整流模塊的整流橋BDl將交流輸入變成直流電壓VbusI,Vbusl波形為半個正弦波形式。整流橋BDl的正極通過第一電感LI連接到第一電解電容El的正極,第一電解電容El的負(fù)極與整流橋BDl負(fù)極連接并接地。所述的開關(guān)電源DC-DC轉(zhuǎn)換模塊包括SSL21083芯片IC1,SSL21083芯片ICl的DRAIN腳與第一ニ極管Dl的陽極連接,同時通過第二電感L2連接到第二電解電容E2的負(fù)極和LED光源的陰極;SSL21083芯片ICl的SOURCE腳通過第二電阻R2接地;SSL21083芯片ICl的HV腳、第一ニ極管Dl的陰極、第二電解電容E2的正極以及LED光源的陽極均通過第一電感LI連接到Vbusl ;SSL21083芯片ICl的NTC腳通過第一電阻Rl接地,第一電阻Rl為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻;SSL21083芯片ICl的NTC腳通過第一電容Cl接地;SSL21083芯片ICl的DVDT腳通過第三電容C3接SSL21083芯片ICl的DRAIN腳;SSL21083芯片的VCC腳通過第二電容C2接地;SSL21083芯片的GND腳接地。
SSL21083芯片的HV腳內(nèi)部帶有高壓電流源,用于剛上電時啟動芯片SSL21083。SSL21083芯片啟動后的供電由芯片的DVDT弓丨腳通過第三電容C3從DRAIN腳耦合電流獲得。所述橋式整流模塊輸出的直流電壓Vbusl經(jīng)過第一電感LI和第一電解電容El濾波后給開關(guān)電源DC-DC轉(zhuǎn)換模塊和LED光源供電。第二電容C2用于對VCC弓丨腳的直流電壓進(jìn)行濾波。SSL21083芯片內(nèi)部集成PWM控制器和成高壓功率M0SFET。當(dāng)MOSFET導(dǎo)通時,整流濾波電路輸出的直流電壓Vbusl經(jīng)第二電解電容E2濾波后給LED光源供電,此時第二電感L2用于儲能;當(dāng)MOSFET關(guān)斷時,第二電感L2存儲的電能通過第一ニ極管(快恢復(fù)ニ極管)D1,經(jīng)第二電解電容E2濾波后向LED光源供電。當(dāng)?shù)诙姼蠰2上的電流降為O吋,MOSFET重新開啟。當(dāng)MOSFET導(dǎo)通時,流過LED的電流,通過第二電阻R2采樣送到SSL21083芯片的SOURCE腳。SSL21083芯片內(nèi)部自帶峰值電流檢測電路,當(dāng)采樣的SOURCE腳的電壓達(dá)到該引腳允許的電壓的極限值Vth (Source)時,SSL21083芯片內(nèi)部自帶的峰值電流檢測電路 開始動態(tài)調(diào)整開關(guān)占空比,使得輸出電流保持恒定。LED光源上的平均電流為
Ioutニ Vth (Source) /2R2 =0. 5/2R2=0. 25/R2 。第一電容Cl用于濾波,第一電阻Rl用于監(jiān)測LED光源的工作溫度,流經(jīng)第一電阻Rl的電流為固定值。當(dāng)環(huán)境溫度低于LED安全溫度,Vntc高于O. 5V時,輸出LED電流保持恒定,并由(0.25/R2)設(shè)定。當(dāng)周圍溫度高于LED安全溫度時,第二電阻R2阻值因溫度升高而減小,故Vntc管腳的電壓降低。當(dāng)Vntc電壓低于O. 5V時,SSL21083芯片會控制Iout隨周圍溫度升高而降低,使LED光照強(qiáng)度降低,從而降低發(fā)熱,實現(xiàn)對LED燈的過溫保護(hù)。
權(quán)利要求
1.一種高效LED電源,包括橋式整流模塊,其特征是所述橋式整流模塊的輸出端通過開關(guān)電源DC-DC轉(zhuǎn)換模塊連接到LED光源;所述橋式整流模塊中,整流橋(BDl)的輸入端接交流電源,整流橋(BDl)的正極通過第一電感(LI)連接到第一電解電容(El)的正極,第一電解電容(El)的負(fù)極與整流橋(BDl)負(fù)極連接并接地;所述的開關(guān)電源DC-DC轉(zhuǎn)換模塊包括SSL21083芯片,SSL21083芯片的DRAIN腳與第一ニ極管(Dl)的陽極連接,同時通過第二電感(L2)連接到第二電解電容(E2)的負(fù)極和LED光源的陰極;SSL21083芯片的SOURCE腳通過第二電阻(R2)接地;SSL21083芯片的HV腳、第一ニ極管(Dl)的陰極、第二電解電容(E2)的正極以及LED光源的陽極均通過第一電感(LI)連接到整流橋(BDl)的正極;SSL21083芯片的DVDT腳通過第三電容(C3)接SSL21083芯片的DRAIN腳;SSL21083芯片的VCC腳通過第二電容(C2)接地;SSL21083芯片的GND腳接地。
2.如權(quán)利要求I所述的ー種高效LED電源,其特征是,所述整流橋(BDl)將交流輸入變成直流電壓Vbusl, Vbusl波形為半個正弦波形式。
3.如權(quán)利要求I所述的ー種高效LED電源,其特征是,所述SSL21083芯片的NTC腳通過第一電阻(Rl)接地,第一電阻(Rl)為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。
4.如權(quán)利要求I所述的ー種高效LED電源,其特征是,所述第一ニ極管(Dl)為快恢復(fù)ニ極管。
5.如權(quán)利要求I所述的ー種高效LED電源,其特征是,SSL21083芯片的NTC腳通過第ー電容(Cl)接地。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高效LED電源,它包括橋式整流模塊、開關(guān)電源DC-DC轉(zhuǎn)換模塊,所述橋式整流模塊的輸出端通過開關(guān)電源DC-DC轉(zhuǎn)換模塊連接到LED光源。所述開關(guān)電源DC-DC轉(zhuǎn)換模塊包括SSL21083芯片。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是通過取消變壓器和獨(dú)立的恒流控制電路,大為提高了電源的工作效率,減小了電源體積,降低了產(chǎn)品成本;通過自帶的LED溫度補(bǔ)償電路,控制了LED的工作溫度,實現(xiàn)了LED光源的過溫保護(hù),延長了電源及燈具的使用壽命。
文檔編號H05B37/02GK102665341SQ20121013762
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月5日
發(fā)明者陳忠勝, 陳輝斌 申請人:無錫捷威電子有限公司
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