具有apfc功能的無工頻紋波led路燈電源的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及具有APFC功能的無工頻紋波LED路燈電源，至少包括：EMC和浪涌電流控制電路、一次整流和濾波電路、PFC升壓電路、PWM控制電路、恒壓輸出整流濾波電路、線性恒流電路。由于前級PFC基本相同于原有的單端反激電路，故無需對原電路進行大幅度修改，在PFC升壓電路將電壓穩(wěn)定到400V后，通過高壓大容量電解電容消除工頻紋波。再增加線性恒流器件，使整體電源成本得到大幅度降低。相對于原單端反激模式電路，在PFC升壓完成后增加了高壓大容量電解電容，其工頻紋波得以消除。由于其結(jié)構(gòu)為非隔離模式，區(qū)別于原有的隔離式單端反激模式電源，其功率可以做到200W甚至更高。相對于LLC模式電源，其減少了后級的DC-DC部分電路，成本得到極大的降低。
【專利說明】具有APFC功能的無工頻紋波LED路燈電源

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及LED路燈電源，特別是具有APFC功能的無工頻紋波LED路燈電源。

【背景技術(shù)】
[0002]LED作為近幾年新興發(fā)展的一種高效光源，已經(jīng)得到了廣泛的認(rèn)可，逐漸被應(yīng)用于家用、商業(yè)照明以及工業(yè)照明等領(lǐng)域。而在工業(yè)照明中，LED由于其可控制性、調(diào)光性、省電且亮度高的特點逐漸替代了傳統(tǒng)的高壓鈉燈等方案。
[0003]隨著Led的快速發(fā)展，其價格已經(jīng)從原來的3-4元降低到現(xiàn)在的I元甚至一元以下(單顆光源)，而隨之而來的是LED驅(qū)動電源的價格無明顯下降，其成本占到整體成本的1/3甚至更多，為使LED能夠真正的普及到大眾接受的范圍，目前LED驅(qū)動電源的價格面臨嚴(yán)峻的考驗。
[0004]目前市場上LED驅(qū)動電源的基本架構(gòu)無非以下幾種:第一種為單端反激模式，通過無前級大容量電解電容提升其PF值，達到PF=0.9甚至更高。該方式成本較低，通常用作10ff以下燈具中。由于采用單端反激工作模式，其在工作時后級產(chǎn)生的工頻紋波一直無法得到解決。為解決其工頻紋波，大多采用兩級方案即前級單端反激+后級DC-DC的模式，該方式可有效解決工頻紋波問題，但不可避免的因為增加零部件的原因造成成本的增加。第二種采用LLC工作模式，其在100W以上有非常大的市場，成本適中，工頻紋波也得以有效解決，但其整體成本依然無法滿足目前市場的需要。
[0005]本實用新型提供一種只使用前級PFC方案的電路，由于前級PFC基本相同于原有的單端反激電路，故無需對原電路進行大幅度修改，在PFC升壓電路將電壓穩(wěn)定到400V后，通過高壓大容量電解電容消除工頻紋波。再增加線性恒流器件,使整體電源成本得到大幅度降低。相對于原單端反激模式電路，在PFC升壓完成后增加了高壓大容量電解電容，其工頻紋波得以消除。由于其結(jié)構(gòu)為非隔離模式，區(qū)別于原有的隔離式單端反激模式電源，其功率可以做到200W甚至更高。相對于LLC模式電源，其減少了后級的DC-DC部分電路，成本得到極大的降低。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型的目的是提供一種大功率、低成本，高可靠性、具有APFC功能的無工頻紋波LED路燈驅(qū)動電源。
[0007]本實用新型的目的這樣實現(xiàn)的，具有APFC功能的無工頻紋波LED路燈電源，至少包括:EMC和浪涌電流控制電路、一次整流和濾波電路、PFC升壓電路、PWM控制電路、恒壓輸出整流濾波電路、線性恒流電路，其特征是:AC220V輸入通過EMC和浪涌電流控制電路后進入一次整流和濾波電路輸入端；浪涌電流控制電路的輸出經(jīng)一次整流和濾波電路與PFC升壓電路的輸入電連接；所述的PFC升壓電路包含有升壓電感T2，它具有兩組繞組；一組繞組串接在一次整流和濾波電路輸出端和恒壓輸出整流濾波電路輸入端之間；另一路一端接地，另一端直接分兩路，一路通過電阻R7引出兩個支路，一個支路到與線性恒流電路的穩(wěn)壓管穩(wěn)壓端，另一個支路到PWM控制電路的SA6561第I腳；升壓電感T2分兩路的另一路通過電阻R14、二極管D2分兩個支路；第一支路與SA6561第8腳電連接；第二支路通過串接的兩個電阻R5、R4到一次整流和濾波電路輸出端；同時SA6561第8腳對地接有電解電容C8 ;線性恒流電路與LED陣列的電極相連接。
[0008]所述的PWM控制電路包括串聯(lián)連接電阻R1、R2、R3，包括SA6561控制電路、MOS開關(guān)管G ;R1、R2、R3進行串聯(lián)連接，Rl另一端與一次整流和濾波電路輸出端電連接；電阻R3另一端接地；電阻R3和電阻R2的電連接點與SA6561控制電路第3腳電連接，第3腳與電解電容C5的正端電連接，C5的負(fù)端接地；SA6561的第I腳與第2腳接電容C6 ；SA6561的第6腳接地，第4腳和第5腳電連接，并與電阻R8 —端、MOS開關(guān)管G的源極電連接，MOS開關(guān)管G的柵極通過電阻R6與SA6561的第7腳電連接。
[0009]所述的恒壓輸出整流濾波電路包含有二極管BYV26C和電解電容C9，電解電容C9的參數(shù)是450V/22uF，二極管BYV26C的正極接PFC升壓電路的一端繞組，電解電容450V/22UF對PFC升壓電路后二極管整流后的電壓進行平滑濾波，減小工頻紋波。
[0010]所述的線性恒流電路由多路恒流電路組成，每路恒流電路包含有線性恒流器件LC1984和電流調(diào)節(jié)電阻及穩(wěn)壓管，左邊第一個LC1984、R9、D5構(gòu)成第一路；右邊第N個LC1984、R1、D6構(gòu)成第N路；穩(wěn)壓管和LC1984并聯(lián)，電流調(diào)節(jié)電阻電連接LC1984 ;穩(wěn)壓管D5、D6采用1N4747 ;通過線性恒流電路串聯(lián)到LED陣列的單路中，LC1984對單串LED進行恒流控制；同時穩(wěn)壓管上面的電壓變化信號反饋到PWM控制電路第I腳，PWM控制電路通過第7腳控制PFC升壓電路中的調(diào)整管G，使變壓器T2輸出所需要的電壓。
[0011]本實用新型的優(yōu)點是:由于本實用新型引入了線性恒流電路，通過線性恒流電路不僅對LED陣列進行恒流控制，也通過其本身上電壓的變化將輸出電壓維持到LED陣列所需求的范圍內(nèi)。該電路由于對恒流部分控制進行了改變，使恒流恒壓控制僅通過三個器件完成，極大范圍的減少了成本。同時由于該電路的APFC功能，使其克服了因輸入電壓、環(huán)境溫度等因素而使LED燈光的顏色易變動等弊端，功率因數(shù)達到0.9以上，THD可做到20%以下，壽命可達到50000小時以上，同時還可完成從100%到1%的調(diào)光功能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合實施例附圖對本實用新型作進一步說明:
[0013]圖1是本實用新型實施例電路圖。
[0014]圖中:1、AC220V輸入；2、EMC和浪涌電流控制電路；3、一次整流和濾波電路；4、PFC升壓電路；5、PWM控制電路；6、恒壓輸出整流濾波電路；7、線性恒流電路；8、LED陣列。

【具體實施方式】
[0015]如圖1所示，具有APFC功能的無工頻紋波LED路燈電源，至少包括:EMC和浪涌電流控制電路2、一次整流和濾波電路3、PFC升壓電路4、PWM控制電路5、恒壓輸出整流濾波電路6、線性恒流電路7，其特征是:AC220V輸入I通過EMC和浪涌電流控制電路2后進入一次整流和濾波電路3輸入端；浪涌電流控制電路2的輸出經(jīng)一次整流和濾波電路3與PFC升壓電路4的輸入電連接；所述的PFC升壓電路4包含有升壓電感T2，它具有兩組繞組；一組繞組串接在一次整流和濾波電路3輸出端和恒壓輸出整流濾波電路6輸入端之間；另一路一端接地，另一端直接分兩路，一路通過電阻R7引出兩個支路，一個支路到與線性恒流電路7的穩(wěn)壓管穩(wěn)壓端，另一個支路到PWM控制電路5的SA6561第I腳；升壓電感T2分兩路的另一路通過電阻RH、二極管D2分兩個支路；第一支路與SA6561第8腳電連接；第二支路通過串接的兩個電阻R5、R4到一次整流和濾波電路3輸出端；同時SA6561第8腳對地接有電解電容C8 ;線性恒流電路7與LED陣列8的電極相連接。
[0016]工作時，PWM控制電路5通過對MOS開關(guān)后管G的導(dǎo)通來將一次整流和濾波電路3的低頻電壓轉(zhuǎn)換為高頻電壓；另一組為PWM控制電路5的SA6561控制器提供可維持其工作所需的電壓電流。
[0017]本實用新型通過線性恒流電路7檢測到自身電壓的變化來控制LED陣列8流過的電流維持不變，線性恒流電路7和PWM控制電路5之間連接有電壓采樣檢測信號，當(dāng)設(shè)定信號超過線性恒流電路?上的上限時，通過控制PWM控制電路5的內(nèi)部開關(guān)導(dǎo)通頻率來使PFC升壓電路3的輸出電壓進行調(diào)節(jié)，來達到輸出恒壓的目的。
[0018]所述的PWM控制電路5使寬動態(tài)范圍電路，它包括串聯(lián)連接電阻Rl、R2、R3，包括SA6561控制電路、MOS開關(guān)管G ;R1、R2、R3進行串聯(lián)連接，Rl另一端與一次整流和濾波電路3輸出端電連接；電阻R3另一端接地；電阻R3和電阻R2的電連接點與SA6561控制電路第3腳電連接，第3腳與電解電容C5的正端電連接，C5的負(fù)端接地；SA6561的第I腳與第2腳接電容C6 ；SA6561的第6腳接地，第4腳和第5腳電連接，并與電阻R8 —端、MOS開關(guān)管G的源極電連接，MOS開關(guān)管G的柵極通過電阻R6與SA6561的第7腳電連接。
[0019]所述的恒壓輸出整流濾波電路6包含有二極管BYV26C和電解電容C9，電解電容C9的參數(shù)是450V/22uF，二極管BYV26C的正極接PFC升壓電路4的一端繞組，電解電容450V/22UF對PFC升壓電路4后二極管整流后的電壓進行平滑濾波，減小工頻紋波。
[0020]所述的線性恒流電路7由多路恒流電路組成，每路恒流電路包含有線性恒流器件LC1984和電流調(diào)節(jié)電阻及穩(wěn)壓管，左邊第一個LC1984、R9、D5構(gòu)成第一路；右邊第N個LC1984、R10、D6構(gòu)成第N路；穩(wěn)壓管和LC1984并聯(lián)，電流調(diào)節(jié)電阻電連接LC1984。穩(wěn)壓管(D5、D6)采用1N4747 ;通過線性恒流電路7串聯(lián)到LED陣列8的單路中，LC1984對單串LED進行恒流控制。同時穩(wěn)壓管上面的電壓變化信號反饋到PWM控制電路5第I腳，PWM控制電路5通過第7腳控制PFC升壓電路4中的調(diào)整管G，使變壓器T2輸出所需要的電壓。
[0021]由于SA6561為集成電路，有著可靠的性能。因此，能有效保證供給負(fù)載LED陣列的電流和電壓穩(wěn)定在需要的設(shè)定值上。
[0022]AC220V輸入I通過EMC和浪涌電流控制電路2后進入一次整流和濾波電路3輸入端；浪涌電流控制電路2的輸出經(jīng)一次整流和濾波電路3與PFC升壓電路4的輸入電連接；由于浪涌電流控制電路2和一次整流和濾波電路3屬于大多屬電路采用的技術(shù)，因此，不作細化說明。
[0023]本實施例沒有詳細敘述的部件、結(jié)構(gòu)及電路屬本行業(yè)的公知部件和常用結(jié)構(gòu)或常用手段，這里不一一敘述。
【權(quán)利要求】
1.具有八--(:功能的無工頻紋波[￡0路燈電源，至少包括疋此和浪涌電流控制電路、一次整流和濾波電路、升壓電路、？麗控制電路、恒壓輸出整流濾波電路、線性恒流電路，其特征是:^2207輸入通過￡1(:和浪涌電流控制電路后進入一次整流和濾波電路輸入端；浪涌電流控制電路的輸出經(jīng)一次整流和濾波電路與？?￠:升壓電路的輸入電連接；所述的 升壓電路包含有升壓電感12，它具有兩組繞組；一組繞組串接在一次整流和濾波電路輸出端和恒壓輸出整流濾波電路輸入端之間；另一路一端接地，另一端直接分兩路，一路通過電阻87引出兩個支路，一個支路到與線性恒流電路的穩(wěn)壓管穩(wěn)壓端，另一個支路到？麗控制電路的“6561第1腳；升壓電感12分兩路的另一路通過電阻町4、二極管02分兩個支路；第一支路與“6561第8腳電連接；第二支路通過串接的兩個電阻陽、財?shù)揭淮握骱蜑V波電路輸出端；同時“6561第8腳對地接有電解電容⑶；線性恒流電路與[￡0陣列的電極相連接；所述的？麗控制電路包括串聯(lián)連接電阻町、以、83，包括“6561控制電路、103開關(guān)管洱1、82、1？3進行串聯(lián)連接，1？1另一端與一次整流和濾波電路輸出端電連接；電阻尺3另一端接地；電阻83和電阻82的電連接點與“6561控制電路第3腳電連接，第3腳與電解電容⑶的正端電連接，05的負(fù)端接地；“6561的第1腳與第2腳接電容⑶；8^6561的第6腳接地，第4腳和第5腳電連接，并與電阻狀一端、103開關(guān)管的源極電連接，103開關(guān)管6的柵極通過電阻冊與“6561的第7腳電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有八--功能的無工頻紋波[￡0路燈電源，其特征是:所述的恒壓輸出整流濾波電路包含有二極管8^26(:和電解電容⑶，電解電容⑶的參數(shù)是45(^/2211？，二極管8^26(:的正極接升壓電路的一端繞組，電解電容4507/2211？對升壓電路后二極管整流后的電壓進行平滑濾波，減小工頻紋波。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有八--功能的無工頻紋波[￡0路燈電源，其特征是:所述的線性恒流電路由多路恒流電路組成，每路恒流電路包含有線性恒流器件1X1984和電流調(diào)節(jié)電阻及穩(wěn)壓管，左邊第一個1^198439、05構(gòu)成第一路；右邊第?個1^1984、1？10、06構(gòu)成第~路；穩(wěn)壓管和1X1984并聯(lián)，電流調(diào)節(jié)電阻電連接1X1984 ；穩(wěn)壓管05、06采用1財747 ；通過線性恒流電路串聯(lián)到[￡0陣列的單路中，1X1984對單串[￡0進行恒流控制；同時穩(wěn)壓管上面的電壓變化信號反饋到？麗控制電路第1腳，？麗控制電路通過第7腳控制升壓電路中的調(diào)整管6，使變壓器12輸出所需要的電壓。
【文檔編號】H05B37/02GK204145795SQ201320836848
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】喬曉濤, 王水平 申請人:西安信唯信息科技有限公司