CN203645889U

CN203645889U - 一种采用有pfc功能芯片的led灯驱动电源

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Publication number: CN203645889U
Application number: CN201320866762.0U
Authority: CN
Inventors: 张新安
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-12-26
Filing date: 2013-12-26
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2023-12-26

Abstract

一种采用有PFC功能芯片的LED灯驱动电源，它由EMI滤波电路、市电整流滤波电路、集成电路芯片MT7930、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。MT7930是一款高性能LED驱动器，采用原边控制技术，外围器件少，恒流精度高，内置功率因数校正电路，功率因数高，总谐波失真小，具有输入过压、欠压保护，输出短路、开路和过流保护等多种保护功能。驱动电源的输出电压为40V，输出电流为300mA。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

一种采用有PFC功能芯片的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，具体涉及一种采用有PFC功能芯片的LED灯驱动电源。

背景技术

与现有照明设备比较，LED照明有许多突出优点。1、发光效率高，耗能少，光的单色性好、光谱窄。在相同的照明效果下，LED灯的耗电量是白炽灯的八分之一，荧光灯的二分之一。2、安全环保，LED灯为固态发光体，耐冲击，无热辐射，无污染，发热量低。3、使用寿命长，LED灯的使用寿命可长达十万小时，而白炽灯一般为1000～2000小时，荧光灯为6000～8000小时。4、体积小，LED灯有小型化，平面化，可设计性强的特点。然而，LED灯的输出光流明数和波长与PN结的电流以及温度密切相关，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，以免电流增大而将LED灯损坏，减少故障率。然而，现有的各种LED灯驱动电源电路成本高，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有PFC功能芯片的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、集成电路芯片MT7930、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；市电整流滤波电路的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N2的3端，输出端接集成电路芯片MT7930的6脚DSEN端；输出电流取样电路的输入端接MOS开关管Q1的源极，输出端接集成电路芯片MT7930的8脚CS端；MOS开关管Q1的栅极经电阻R5接集成电路芯片MT7930的1脚DRV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N3的5端，输出端接LED灯。输出电压取样电路的取样电阻R3和R4分别设计为51KΩ和9.1KΩ，驱动电源的输出电压为40V。输出电流取样电路的取样电阻R6设计为1.6Ω，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、集成电路芯片MT7930、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BR1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。

输出电压取样电路由电阻R3和R4组成，输出电流取样电路由电阻R6组成，高频整流滤波电路由二极管D3和电容C7组成。

由EMI滤波电路、市电整流滤波电路、集成电路芯片MT7930、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；市电整流滤波电路的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N2的3端，输出端接集成电路芯片MT7930的6脚DSEN端；输出电流取样电路的输入端接MOS开关管Q1的源极，输出端接集成电路芯片MT7930的8脚CS端；MOS开关管Q1的栅极经电阻R5接集成电路芯片MT7930的1脚DRV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N3的5端，输出端接LED灯。

本实用新型使用的MT7930是美芯晟科技有限公司的一款高性能LED驱动器。采用原边控制技术，外围器件少，恒流精度高。内置功率因数校正电路，工作在DCM（断续电流模式）和恒定关断时间模式，功率因数高，总谐波失真小。具有输入过压、欠压保护，输出短路、开路和过流保护等多种保护功能。

电阻R1为MT7930的启动电阻，电容C5是MT7930内部误差放大器的频率补偿电容，电阻R2、电容C3和二极管D1组成初级箝位保护电路，吸收漏感尖峰电压保护开关管Q1。R8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BR1整流C2滤波输出的直流电压，通过启动电阻R1加到MT7930的5脚STP端对VDD端的C4充电，当VDD电压达到18V时，控制逻辑开始工作，栅极驱动脚（DRV）输出脉冲信号，软启动功能保证启动过程中变压器不会进入CCM（持续导电模式）。系统启动后，VDD由辅助绕组N2的感应电压经D2整流C4滤波供电。

MT7930采用变压器原边反馈控制技术，通过反馈绕组N2的电压用来间接地反映输出电压的高低，不使用次级侧反馈元件，电路设计简单。芯片通过检测输出电压取样电阻R4两端的电压监控输出电压的变化，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R3和R4分别设计为51KΩ和9.1KΩ，驱动电源的输出电压为40V。

MT7930周期性检测开关变压器初级绕组的峰值电流，将R6两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R6设计为1.6Ω，驱动电源的输出电流为300mA。

在外部MOS管Q1的导通时间内，原边电流会从0线性增加到峰值，此电流通过电流取样电阻R6加到MT7930的CS 脚被检测。当原边电流达到阀值极限时，MT7930就立即关闭MOS管Q1，经过恒定的关断时间TOFF后，MT7930再次开启MOS管Q1，峰值电流的阈值会跟踪整流后的母线电压的正弦波形。因此，电感电流的包络也是正弦波形，因而可实现高功率因数。

MT7930内置多种保护功能。当DSEN脚电压发生三次高于3.2V，则被判定为输出开路，MT7930自动关闭PWM开关信号，VDD电压降至UVLO阀值时，进入重启模式。如果VDD脚的电压超过三次19.2V，MT7930关闭PMW信号，VDD降至UVLO 阀值，进入重启模式。如果DSEN脚电压在持续640μS的时间内检测到低于200mV，则开启短路保护功能，栅极驱动信号停止。当VDD电压降到低于UVLO阀值时，进入重启模式，重启过程一直重复，直到短路消除。当CS脚电压超过2.2V时，MT7930立即关断功率MOS管。如果VDD低于7.2V，MT7930将自动关闭。

本实用新型设计LED灯驱动电源在全范围（85～264V）交流输入情况下，AC85V时功率因数高为0.997，效率最低为84.1%。AC220V时功率因数为0.956，效率为87.8%。AC264V时功率因数最低为0.927，效率最高为87.6%。实现了在85～264VAC电压范围内效率＞84%，功率因数＞0. 92。

本实用新型基于MT7930的恒流LED灯驱动电源，提供了一种电路简单的高性能LED灯驱动电源的低成本和高性能解决方案，拥有广阔的应用前景。

Claims

1.一种采用有PFC功能芯片的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、集成电路芯片MT7930、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；市电整流滤波电路的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N2的3端，输出端接集成电路芯片MT7930的6脚DSEN端；输出电流取样电路的输入端接MOS开关管Q1的源极，输出端接集成电路芯片MT7930的8脚CS端；MOS开关管Q1的栅极经电阻R5接集成电路芯片MT7930的1脚DRV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N3的5端，输出端接LED灯。

2.根据权利要求1所述的一种采用有PFC功能芯片的LED灯驱动电源，其特征是：输出电压取样电路的取样电阻R3和R4分别设计为51KΩ和9.1KΩ，驱动电源的输出电压为40V。

3.根据权利要求1所述的一种采用有PFC功能芯片的LED灯驱动电源，其特征是：输出电流取样电路的取样电阻R6设计为1.6Ω，驱动电源的输出电流为300mA。