CN203632933U - 一种采用数控芯片的led灯驱动电源 - Google Patents

Abstract

一种采用数控芯片的LED灯驱动电源，由EMI滤波电路、市电整流滤波电路、PFC校正电路、数控芯片iW3620、MOS开关管、开关变压器、输出电压取样电路、输出电流取样电路和高频整流滤波电路组成，其连接关系如附图所示。iW3620是一款采用数字控制技术的高性能AC/DC离线式LED驱动器，采用初级侧控制技术，无需次级反馈电路即可实现恒流控制，能极大地减少系统体积和节约系统成本。驱动电源的输出电压为40V，输出电流为300mA，具有输出过压、过流保护，峰值电流限制，电流取样电阻短路、芯片过温保护等多种保护功能。其积极效果在于：电路简单、体积小、重量轻、成本低、效率高、保护功能完善，使用寿命长。

Description

一种采用数控芯片的LED灯驱动电源

技术领域

本实用新型涉及LED驱动电源技术领域，具体涉及一种采用数控芯片的LED灯驱动电源。

背景技术

LED是一种注入型电致发光半导体器件，直流驱动，超低功耗，电光功率转换效率接近100%，相同照明效果比传统光源节能70%以上。固体冷光源，环氧树脂封装，使用寿命高达5万到10万小时，比传统光源寿命长10倍以上。此外，LED灯是一种绿色光源，光谱中没有紫外线和红外线，热量低、无频闪、无辐射，因此，被誉为“第四代光源”。LED技术发展迅速，现在白光LED的发光效率已突破100lm/W。然而，LED灯的输出光流明数和波长与PN结的电流及温度密切相关，常规的驱动电路，如开关稳压电路，将引起LED灯的提前老化，不能有效满足LED灯照明驱动的要求。因此，LED灯必须设计专用驱动电源提供恒定的电流点燃工作，充分满足LED灯工作所需的驱动要求，以免电流增大将LED灯损坏，从而最大限度的发挥LED灯的性能，减少故障率。但是，现有的各种LED灯驱动电源成本高，性价比低，影响了LED灯的推广应用。

发明内容

为解决现有LED灯驱动电源的不足，本实用新型公开一种采用数控芯片的LED灯驱动电源。该驱动电源电路简单、体积小、重量轻、成本低、效率高、保护功能完善，使用寿命长，可广泛应用于LED灯驱动电源领域。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：本实用新型由EMI滤波电路、市电整流滤波电路、PFC校正电路、数控芯片iW3620、MOS开关管、开关变压器、输出电压取样电路、输出电流取样电路和高频整流滤波电路组成。EMI滤波电路的输入端接交流市电电源，输出端接市电整流滤波电路的输入端；PFC电路的输入端市电整流滤波电路的输出端，输出端接开关变压器的T1初级绕组N1的1端，初级绕组N1的2端接MOS开关管Q1的漏极；输出电压取样电路的输入端接开关变压器T1的输出电压取样绕组N3的5端，输出端接数控芯片iW3620的2脚INV端；输出电流取样电路的输入端接MOS开关管Q1的源极，输出端经电阻R8接数控芯片iW3620的6脚INI端；MOS开关管Q1的栅极经电阻R7接集成电路芯片iW3620的7脚GATE端；高频整流滤波电路的输入端接开关变压器T1的输出绕组N2的3端，输出端接LED灯。输出电压取样电路的取样电阻R2和R3分别设计为33KΩ和4.7KΩ，驱动电源的输出电压为40V。输出电流取样电路的取样电阻R8设计为2.2Ω，驱动电源的输出电流为300mA。

本实用新型的积极效果在于：电路简单、体积小、重量轻、成本低、效率高、保护功能完善，使用寿命长。

附图说明

图1为本实用新型的方框图。

图2为本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

如附图1所示，本实用新型由EMI滤波电路、市电整流滤波电路、PFC校正电路、数控芯片iW3620、MOS开关管、开关变压器、输出电压取样电路、输出电流取样电路和高频整流滤波电路组成。

如附图2所示。

EMI滤波电路是由电容C1和共模电感L1组成的低通滤波电路，可抑制驱动电源与市电电源之间的高频电磁干扰。其中C1用于抑制串模干扰信号，L1用于抑制共模干扰信号。

市电整流滤波电路是由桥式整流器BDR1和电容C2组成的桥式整流滤波电路。对输入的85～264V市电电压整流滤波，将得到的直流电压为驱动电源供电。

PFC电路是由二极管D1、D2、D3，电容C3、C4和电阻R1组成的填谷式无源功率因素校正电路。在AC电压的每个半周期内，当AC电压的幅值高于其峰值的50%时，D2导通， D1和D3截止，C3和C4以串联方式被充电。当AC电压的幅值降至其峰值的50%时以下，D2截止，D1和D3导通，C3和C4并联放电。R1可以限制C3和C4的峰值电流，还有助于通过平滑输入电流尖峰来改善功率因数。不加PFC电路时，在AC电压的半周期内，输入电流导通角仅60°，功率因数不超过0.6。采用这种填谷式PFC电路，电流导通角增加到120°，功率因数达0.9以上，3次和5次谐波电流分别降至17%和15%以下，总谐波失真THD<30%，符合能源之星SSL功率因数大于0.9的要求。

输出电压取样电路由电阻R2和R3组成，输出电流取样电路由电阻R8、R9和电容C8组成，高频整流滤波电路由二极管D6和电容C10组成。

EMI滤波电路的输入端接交流市电电源，输出端接市电整流滤波电路的输入端；PFC电路的输入端市电整流滤波电路的输出端，输出端接开关变压器的T1初级绕组N1的1端，初级绕组N1的2端接MOS开关管Q1的漏极；输出电压取样电路的输入端接开关变压器T1的输出电压取样绕组N3的5端，输出端接数控芯片iW3620的2脚INV端；输出电流取样电路的输入端接MOS开关管Q1的源极，输出端经电阻R8接数控芯片iW3620的6脚INI端；MOS开关管Q1的栅极经电阻R7接集成电路芯片iW3620的7脚GATE端；高频整流滤波电路的输入端接开关变压器TI的输出绕组N2的3端，输出端接LED灯。

本实用新型使用的iW3620是一款采用数字控制技术的高性能AC/DC离线式LED驱动器。采用初级侧控制技术，无需次级反馈电路和补偿电路即可实现恒流控制，能极大地减少系统体积和节约系统成本。iW3620满载时工作在PWM模式，轻载时工作在PFM模式，内部通过数字误差放大器对系统环路进行补偿，不需外加任何补偿元件。iW3620具有输出过压、过流保护，峰值电流限制，电流取样电阻短路保护、芯片过温保护等多种保护功能。

电阻R5为iW3620的启动和输入电压感测电阻，电容C5用于滤除iW3620引脚VIN上的高频噪声。电阻R6、电容C7和二极管D4组成初级箝位保护电路，吸收漏感尖峰电压保护开关管。R11为输出负载电阻。

输入的交流市电，通过电容C1和电感L1低通滤波后，经BDR1整流C2滤波输出的直流电压，通过启动电阻R5加到iW3620的3脚VIN端，当VIN电压达到芯片的开启阈值电压12V时，芯片内部控制电路开始工作。系统启动后，VCC由辅助绕组N3的感应电压经D5整流C6滤波供电。

iW3620采用变压器初级侧反馈控制技术，反馈绕组N3的电压用来间接地反映输出电压的高低，无需使用次级侧反馈元件，简化了电路设计。芯片通过检测输出电压取样电阻R3两端的电压监测输出电压的变化，若有误差，芯片就会调整MOS开关管Q1的输出占空比，控制开关变压器T1的能量传输，保持输出电压的恒定。本实用新型输出电压取样电路的取样电阻R2和R3分别设计为33KΩ和4.7KΩ，驱动电源的输出电压为40V。

iW3620周期性检测开关变压器初级绕组的峰值电流，将R9两端的电压与芯片内部的参考电压比较，若有误差，芯片就会调整MOS开关管Q1的输出占空比，保持输出电流的恒定。本实用新型输出电流取样电路的取样电阻R8设计为2.2Ω，驱动电源的输出电流为300mA。

iW3620内置多种保护功能。当VCC电压高于16V时，芯片关断外部功率MOS开关管Q1，自动重启直到外部过压状态解除；芯片内部热保护电路检测结温，当结温超过阈值时，将关断功率MOS开关管Q1，直到结温度下降30°C后，MOS开关管Q1才会被重新使能。

该LED灯驱动电源在85～264VAC电压范围内输出效率≥84%，功率因数≥0. 9。

Claims (3)

1.一种采用数控芯片的LED灯驱动电源，其特征是：它由EMI滤波电路、市电整流滤波电路、PFC校正电路、数控芯片iW3620、MOS开关管、开关变压器、输出电压取样电路、输出电流取样电路和高频整流滤波电路组成；EMI滤波电路的输入端接交流市电电源，输出端接市电整流滤波电路的输入端；PFC电路的输入端市电整流滤波电路的输出端，输出端接开关变压器的T1初级绕组N1的1端，初级绕组N1的2端接MOS开关管Q1的漏极；输出电压取样电路的输入端接开关变压器T1的输出电压取样绕组N3的5端，输出端接数控芯片iW3620的2脚INV端；输出电流取样电路的输入端接MOS开关管Q1的源极，输出端经电阻R8接数控芯片iW3620的6脚INI端；MOS开关管Q1的栅极经电阻R7接集成电路芯片iW3620的7脚GATE端；高频整流滤波电路的输入端接开关变压器T1的输出绕组N2的3端，输出端接LED灯。

2.根据权利要求1所述的一种采用数控芯片的LED灯驱动电源，其特征是：输出电压取样电路的取样电阻R2和R3分别设计为33KΩ和4.7KΩ，驱动电源的输出电压为40V。

3.根据权利要求1所述的一种采用数控芯片的LED灯驱动电源，其特征是：输出电流取样电路的取样电阻R8设计为2.2Ω，驱动电源的输出电流为300mA。

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