一種采用數(shù)控芯片的led燈驅(qū)動電源的制作方法
【專利摘要】一種采用數(shù)控芯片的LED燈驅(qū)動電源，由EMI濾波電路、市電整流濾波電路、PFC校正電路、數(shù)控芯片iW3620、MOS開關(guān)管、開關(guān)變壓器、輸出電壓取樣電路、輸出電流取樣電路和高頻整流濾波電路組成，其連接關(guān)系如附圖所示。iW3620是一款采用數(shù)字控制技術(shù)的高性能AC/DC離線式LED驅(qū)動器，采用初級側(cè)控制技術(shù)，無需次級反饋電路即可實現(xiàn)恒流控制，能極大地減少系統(tǒng)體積和節(jié)約系統(tǒng)成本。驅(qū)動電源的輸出電壓為40V，輸出電流為300mA，具有輸出過壓、過流保護(hù)，峰值電流限制，電流取樣電阻短路、芯片過溫保護(hù)等多種保護(hù)功能。其積極效果在于：電路簡單、體積小、重量輕、成本低、效率高、保護(hù)功能完善，使用壽命長。
【專利說明】—種采用數(shù)控芯片的LED燈驅(qū)動電源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及LED驅(qū)動電源【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種采用數(shù)控芯片的LED燈驅(qū)動電源。
【背景技術(shù)】
[0002]LED是一種注入型電致發(fā)光半導(dǎo)體器件，直流驅(qū)動，超低功耗，電光功率轉(zhuǎn)換效率接近100%，相同照明效果比傳統(tǒng)光源節(jié)能70%以上。固體冷光源，環(huán)氧樹脂封裝，使用壽命高達(dá)5萬到10萬小時，比傳統(tǒng)光源壽命長10倍以上。此外，LED燈是一種綠色光源，光譜中沒有紫外線和紅外線，熱量低、無頻閃、無輻射，因此，被譽(yù)為“第四代光源”。LED技術(shù)發(fā)展迅速，現(xiàn)在白光LED的發(fā)光效率已突破1001m/W。然而，LED燈的輸出光流明數(shù)和波長與PN結(jié)的電流及溫度密切相關(guān)，常規(guī)的驅(qū)動電路，如開關(guān)穩(wěn)壓電路，將引起LED燈的提前老化，不能有效滿足LED燈照明驅(qū)動的要求。因此，LED燈必須設(shè)計專用驅(qū)動電源提供恒定的電流點燃工作，充分滿足LED燈工作所需的驅(qū)動要求，以免電流增大將LED燈損壞，從而最大限度的發(fā)揮LED燈的性能，減少故障率。但是，現(xiàn)有的各種LED燈驅(qū)動電源成本高，性價比低，影響了 LED燈的推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決現(xiàn)有LED燈驅(qū)動電源的不足，本實用新型公開一種采用數(shù)控芯片的LED燈驅(qū)動電源。該驅(qū)動電源電路簡單、體積小、重量輕、成本低、效率高、保護(hù)功能完善，使用壽命長，可廣泛應(yīng)用于LED燈驅(qū)動電源領(lǐng)域。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:本實用新型由EMI濾波電路、市電整流濾波電路、PFC校正電路、數(shù)控芯片iW3620、MOS開關(guān)管、開關(guān)變壓器、輸出電壓取樣電路、輸出電流取樣電路和高頻整流濾波電路組成。EMI濾波電路的輸入端接交流市電電源，輸出端接市電整流濾波電路的輸入端；PFC電路的輸入端市電整流濾波電路的輸出端，輸出端接開關(guān)變壓器的Tl初級繞組NI的I端，初級繞組NI的2端接MOS開關(guān)管Ql的漏極；輸出電壓取樣電路的輸入端接開關(guān)變壓器Tl的輸出電壓取樣繞組N3的5端，輸出端接數(shù)控芯片iW3620的2腳INV端；輸出電流取樣電路的輸入端接MOS開關(guān)管Ql的源極，輸出端經(jīng)電阻R8接數(shù)控芯片iW3620的6腳INI端；M0S開關(guān)管Ql的柵極經(jīng)電阻R7接集成電路芯片iW3620的7腳GATE端；高頻整流濾波電路的輸入端接開關(guān)變壓器Tl的輸出繞組N2的3端，輸出端接LED燈。輸出電壓取樣電路的取樣電阻R2和R3分別設(shè)計為33K Ω和
4.7K Ω，驅(qū)動電源的輸出電壓為40V。輸出電流取樣電路的取樣電阻R8設(shè)計為2.2 Ω，驅(qū)動電源的輸出電流為300mA。
[0005]本實用新型的積極效果在于:電路簡單、體積小、重量輕、成本低、效率高、保護(hù)功能完善，使用壽命長。
【專利附圖】

【附圖說明】[0006]圖1為本實用新型的方框圖。
[0007]圖2為本實用新型的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0008]如附圖1所示，本實用新型由EMI濾波電路、市電整流濾波電路、PFC校正電路、數(shù)控芯片iW3620、MOS開關(guān)管、開關(guān)變壓器、輸出電壓取樣電路、輸出電流取樣電路和高頻整流濾波電路組成。
[0009]如附圖2所示。
[0010]EMI濾波電路是由電容Cl和共模電感LI組成的低通濾波電路，可抑制驅(qū)動電源與市電電源之間的高頻電磁干擾。其中Cl用于抑制串模干擾信號，LI用于抑制共模干擾信號。
[0011]市電整流濾波電路是由橋式整流器BDRl和電容C2組成的橋式整流濾波電路。對輸入的85?264V市電電壓整流濾波，將得到的直流電壓為驅(qū)動電源供電。
[0012]PFC電路是由二極管Dl、D2、D3，電容C3、C4和電阻Rl組成的填谷式無源功率因素校正電路。在AC電壓的每個半周期內(nèi)，當(dāng)AC電壓的幅值高于其峰值的50%時，D2導(dǎo)通，Dl和D3截止，C3和C4以串聯(lián)方式被充電。當(dāng)AC電壓的幅值降至其峰值的50%時以下，D2截止，Dl和D3導(dǎo)通，C3和C4并聯(lián)放電。Rl可以限制C3和C4的峰值電流，還有助于通過平滑輸入電流尖峰來改善功率因數(shù)。不加PFC電路時，在AC電壓的半周期內(nèi)，輸入電流導(dǎo)通角僅60°，功率因數(shù)不超過0.6。采用這種填谷式PFC電路，電流導(dǎo)通角增加到120°，功率因數(shù)達(dá)0.9以上，3次和5次諧波電流分別降至17%和15%以下，總諧波失真THD〈30%，符合能源之星SSL功率因數(shù)大于0.9的要求。
[0013]輸出電壓取樣電路由電阻R2和R3組成，輸出電流取樣電路由電阻R8、R9和電容C8組成，高頻整流濾波電路由二極管D6和電容ClO組成。
[0014]EMI濾波電路的輸入端接交流市電電源，輸出端接市電整流濾波電路的輸入端；PFC電路的輸入端市電整流濾波電路的輸出端，輸出端接開關(guān)變壓器的Tl初級繞組NI的I端，初級繞組NI的2端接MOS開關(guān)管Ql的漏極；輸出電壓取樣電路的輸入端接開關(guān)變壓器Tl的輸出電壓取樣繞組N3的5端，輸出端接數(shù)控芯片iW3620的2腳INV端；輸出電流取樣電路的輸入端接MOS開關(guān)管Ql的源極，輸出端經(jīng)電阻R8接數(shù)控芯片iW3620的6腳INI端；M0S開關(guān)管Ql的柵極經(jīng)電阻R7接集成電路芯片iW3620的7腳GATE端；高頻整流濾波電路的輸入端接開關(guān)變壓器TI的輸出繞組N2的3端，輸出端接LED燈。
[0015]本實用新型使用的iW3620是一款采用數(shù)字控制技術(shù)的高性能AC/DC離線式LED驅(qū)動器。采用初級側(cè)控制技術(shù)，無需次級反饋電路和補(bǔ)償電路即可實現(xiàn)恒流控制，能極大地減少系統(tǒng)體積和節(jié)約系統(tǒng)成本。iW3620滿載時工作在PWM模式，輕載時工作在PFM模式，內(nèi)部通過數(shù)字誤差放大器對系統(tǒng)環(huán)路進(jìn)行補(bǔ)償，不需外加任何補(bǔ)償元件。iW3620具有輸出過壓、過流保護(hù)，峰值電流限制，電流取樣電阻短路保護(hù)、芯片過溫保護(hù)等多種保護(hù)功能。
[0016]電阻R5為iW3620的啟動和輸入電壓感測電阻，電容C5用于濾除iW3620引腳VIN上的高頻噪聲。電阻R6、電容C7和二極管D4組成初級箝位保護(hù)電路，吸收漏感尖峰電壓保護(hù)開關(guān)管。Rll為輸出負(fù)載電阻。
[0017]輸入的交流市電，通過電容Cl和電感LI低通濾波后，經(jīng)BDRl整流C2濾波輸出的直流電壓，通過啟動電阻R5加到iW3620的3腳VIN端，當(dāng)VIN電壓達(dá)到芯片的開啟閾值電壓12V時，芯片內(nèi)部控制電路開始工作。系統(tǒng)啟動后，VCC由輔助繞組N3的感應(yīng)電壓經(jīng)D5整流C6濾波供電。
[0018]iff3620采用變壓器初級側(cè)反饋控制技術(shù)，反饋繞組N3的電壓用來間接地反映輸出電壓的高低，無需使用次級側(cè)反饋元件，簡化了電路設(shè)計。芯片通過檢測輸出電壓取樣電阻R3兩端的電壓監(jiān)測輸出電壓的變化，若有誤差，芯片就會調(diào)整MOS開關(guān)管Ql的輸出占空t匕，控制開關(guān)變壓器Tl的能量傳輸，保持輸出電壓的恒定。本實用新型輸出電壓取樣電路的取樣電阻R2和R3分別設(shè)計為33ΚΩ和4.7KΩ，驅(qū)動電源的輸出電壓為40V。
[0019]iff3620周期性檢測開關(guān)變壓器初級繞組的峰值電流，將R9兩端的電壓與芯片內(nèi)部的參考電壓比較，若有誤差，芯片就會調(diào)整MOS開關(guān)管Ql的輸出占空比，保持輸出電流的恒定。本實用新型輸出電流取樣電路的取樣電阻R8設(shè)計為2.2 Ω，驅(qū)動電源的輸出電流為300mA。
[0020]iff3620內(nèi)置多種保護(hù)功能。當(dāng)VCC電壓高于16V時，芯片關(guān)斷外部功率MOS開關(guān)管Q1，自動重啟直到外部過壓狀態(tài)解除；芯片內(nèi)部熱保護(hù)電路檢測結(jié)溫，當(dāng)結(jié)溫超過閾值時，將關(guān)斷功率MOS開關(guān)管Q1，直到結(jié)溫度下降30° C后，MOS開關(guān)管Ql才會被重新使能。
[0021]該LED燈驅(qū)動電源在8`5~264VAC電壓范圍內(nèi)輸出效率≤84%，功率因數(shù)≤0.9。
【權(quán)利要求】
1.一種采用數(shù)控芯片的LED燈驅(qū)動電源，其特征是:它由EMI濾波電路、市電整流濾波電路、PFC校正電路、數(shù)控芯片iW3620、MOS開關(guān)管、開關(guān)變壓器、輸出電壓取樣電路、輸出電流取樣電路和高頻整流濾波電路組成；EMI濾波電路的輸入端接交流市電電源，輸出端接市電整流濾波電路的輸入端；PFC電路的輸入端市電整流濾波電路的輸出端，輸出端接開關(guān)變壓器的Tl初級繞組NI的I端，初級繞組NI的2端接MOS開關(guān)管Ql的漏極；輸出電壓取樣電路的輸入端接開關(guān)變壓器Tl的輸出電壓取樣繞組N3的5端，輸出端接數(shù)控芯片iW3620的2腳INV端；輸出電流取樣電路的輸入端接MOS開關(guān)管Ql的源極，輸出端經(jīng)電阻R8接數(shù)控芯片iW3620的6腳INI端；M0S開關(guān)管Ql的柵極經(jīng)電阻R7接集成電路芯片iW3620的7腳GATE端；高頻整流濾波電路的輸入端接開關(guān)變壓器Tl的輸出繞組N2的3端，輸出端接LED燈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用數(shù)控芯片的LED燈驅(qū)動電源，其特征是:輸出電壓取樣電路的取樣電阻R2和R3分別設(shè)計為33ΚΩ和4.7KΩ，驅(qū)動電源的輸出電壓為40V。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用數(shù)控芯片的LED燈驅(qū)動電源，其特征是:輸出電流取樣電路的取樣電阻R8設(shè)計為2.2 Ω，驅(qū)動電源的輸出電流為300mA。
【文檔編號】H05B37/02GK203632933SQ201320803140
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日
【發(fā)明者】張新安 申請人:張新安