高效率LED恒流驱动电源制造技术

一种高效率ＬＥＤ恒流驱动电源，由ＥＭＩ滤波电路、一次整平滑整流电路、吸收电路、驱动电路、控制电路、高控制电路器、二次整平滑整流电路和检测电路组成。本实用新型专利技术的高效率ＬＥＤ恒流驱动电源通过选择低导通电阻、快速切换的ＭＯＳＦＥＴ管，降低了导通时的电压，增加了芯片尺寸和漏源击穿电压，有助于降低导通电阻，减少了ＭＯＳＦＥＴ管在导通时的功率损耗；选用进口的高导磁率低功耗的磁性器件，降低主脉冲变压器的功耗，在脉冲变压器的绕制过程中采用了特殊的绕制方法，能有效减小脉冲变压器漏感、主绕组与次绕组之间产生的干扰，使电源转换效率可以达到９０％。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及LED驱动电源，具体涉及一种高效率大功率LED恒流驱 动电源。
技术介绍
LED灯是一种节能、环保、小尺寸且长寿命的新型固体光源。近年来不 断地被推广应用到日常照明领域，由于LED灯具有耗电低、温度低、不含汞、 铅等有害金属、工作寿命长等优点，利用LED灯作为照明光源是未来灯具的 必然趋势。由于LED本身的工作特性，决定了其不能与普通白炽灯采用同样的驱动 电源，现有的一些LED灯组因受限于驱动电源为低电压高电流，所以多采用 并联方式连接，而并联所产生通过电流不一致使LED灯泡常有亮度不一的情 形产生，导致排列的LED灯寿命无法均等。但现目前的大功率LED驱动电源 转换效率却非常低，在工作时元器件的发热、辐射产生了大量的损耗，很多 市电输入照明大功率LED驱动电源采用的交流输入电容降压和工频变压器降 压的AC/DC电路，该驱动电源体积过大，而且输出稳压性能差；或者使用的 高频开关电源来驱动，这种方式可以使驱动电源体积较小，但电路相对复杂， 成本较高。而且其中大部分功率的损耗来自开关器件MOSFET管，另外一部 分损耗来自磁芯和电容。磁芯损耗并不像传导损耗那样容易估算，它由磁滞、 涡流损耗组成，直接影响铁芯的交变磁通。在大功率LED恒流驱动电源中，尽管平均直流电流流过电感，但是由于通过电感开关电压的变化产生的纹波 电流导致磁芯周期性磁通变化，每个交流周期中磁芯偶极子的重新排列都会 带来磁滞损耗，所消耗的功率正比于频率和磁通密度，使大功率恒流驱动电 源的效率非常低。
技术实现思路
针对现有技术中大功率的LED驱动电源在能量转换过程中效率损耗大、 元器件之间相互干扰、电源转换率低的不足，本技术的目的是提供一种 能够降低变压器功耗、减少电磁干扰、提高驱动电源转换率的高效率LED恒 流驱动电源。本技术的目的是这样实现的 一种高效率LED恒流驱动电源，由EMI 滤波电路、 一次整平滑整流电路、吸收电路、驱动电路、控制电路、高频变 压器、二次整平滑整流电路和检测电路组成。进一步特征，控制电路采用L6562芯片作为高度集成的DC/DC转换器。所述驱动电路采用高电压700V、低导通电阻、快速切换的功率开关 MOSFET管。所述电源电路中的工作频率为135KHz。所述高频变压器采用分 段交错绕制，将初级线圈分成两半，将次级线圈夹在初级线圈中间绕制。相对于现有技术，本技术具有以下显著优点1、 选择低导通电阻、快速切换的MOSFET管，降低了导通时的电压， 增加了芯片尺寸和漏源击穿电压，有助于降低导通电阻，减少了MOSFET管 在导通时的功率损耗；2、 选用进口的高导磁率低功耗的磁性器件， 低主脉冲变压器的功耗， 在脉冲变压器的绕制过程中采用了特殊的绕制方法，能有效减小脉冲变压器漏感、主绕组与次绕组之间产生的干扰；3、采用尖峰吸收电路，减少纹波干扰，使电源转换效率可以达到90%。附图说明图1是本技术的高效率LED恒流驱动电源的原理方框图； 图2是一种具体实施方式的电路原理图。图中，1^EMI滤波电路，2—一次整平滑整流电路，3—吸收电路，4一 驱动电路，5—控制电路，6—高频变压器，7—二次整平滑整流电路，8—检 测电路。具体实施方式以下结合附图和具体实施方式对本技术作进一步说明。 本技术的高效率LED恒流驱动电源，如图1所示，其特征在于，由 EMI滤波电路1、 一次整平滑整流电路2、吸收电路3、驱动电路4、控制电 路5、高频变压器6、 二次整平滑整流电路7和检测电路8组成；吸收电路3 作用为抑制电力电子器件的过电压或过电流，消除整流回路中的电流浪涌和 高频寄生振荡，减小器件的开关损耗；驱动电路4和高频变压器6将交流电 压转换为恒流电源，并同时完成与LED电压和电流的匹配；控制电路5控制 驱动MOSFET管的开关电压，达到控制输出电压的目的；检测电路8检测输 出电流变化并反馈到控制电路5，使输出电流恒定保持不变，始终工作在恒流 状态。EMI滤波电路1、 一次整平滑整流电路2和二次整平滑整流电路7为现 有技术，在此不详述。所述控制电路5采用L6562芯片作为高度集成的DC/DC转换器。所述驱动电路4采用高电压700V、低导通电阻、快速切换的功率幵关 MOSFET管。所述电源电路中的工作频率为135KHz。所述高频变压器6采用分段交错绕制，将初级线圈分成两半，将次级线 圈夹在初级线圈中间绕制。参见图2，工作时，外部电流接入EMI滤波电路1，其作用是将电网存在 的杂波过滤，同时将阻碍本机产生的杂波反馈到公共电网，再通过一次整平 滑整流电路2将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电，以供下一级变换。 通过吸收电路3消除整流回路中的电流浪涌和高频寄生振荡，控制电路5从 电阻R28、R29端取样，经LM358与设定标准进行比较发出信号，这时PC817 导通，促使芯片L6562控制驱动MOSFET管Ql 。驱动电路4是功率开关 MOSFET管Ql，Ql以一定的时间间隔重复地接通和断开，在整个开关接通期 间，电源向负载提供能量；当开关Q1断开时，输入电源便中断了能量的提供。 可见，输入电源向负载提供能量是断续的，为使负载能得到连续的能量提供， 驱动电源必须要有一套储能装置就是高频变压器6，高频变压器6是驱动电源 的核心部分，在开关接通时将一部分能量储存起来，在开关断开时，向负载 释放。二次整平滑整流电路7再次进行整流，根据负载需要，提供稳定可靠 的恒流电源。检测电路8检测输出电流变化，通过电路中的LM358、 PC817 反馈到控制电路5，通过驱动电路4改变高频变压器6的占空比，使输出电流 恒定保持不变，从而使电源始终工作在恒流状态，保证LED可靠工作。本技术的高效率LED恒流驱动电源，主要采取以下措施1、为实现良好的高负载效率，合理选择功率开关器件MOSFET，有助 于改善效率。功率开关MOSFET中的功率损耗可以分为两类导通损耗和开关损耗。导通损耗是MOSFET在导通期间产生的，其瞬态损耗等于MOSFET 的电流与导通电阻的乘积，开关损耗在开关周期开始和结束时的切换过程中 产生，还包括在对栅极电容进行充电和放电时所消耗的能量。导通损耗由负 载电流决定，而开关损耗由开关频率决定。电路中Q1选用了高电压700V的 功率开关MOSFET，增加漏源击穿电压，降低导通电阻，减少了 MOSFET管 在导通时的功率损耗。2、 LED恒流驱动电源的工作频率是电路重点考虑的问题。尽管理论上开 关频率越高，高频变压器的体积就越小，电源效率就越高，但实际上磁芯损 耗、铜阻损耗、整流管和MOSFET的开关损耗，随开关频率的升高而增大， 反而导致效率降低。因此，本装置在电路中选择工作频率为135KHz.，此时损 耗低，高频变压器尺寸小，而且效率较高，电磁干扰也较弱。3、高频变压器是LED恒流驱动电源中能量储存与传输的重要组成部份， 它对驱动电源的效率影响较大， 一个高效率的高频变压器应具备直流损耗和 交流损耗低、漏感小、绕组本身的分部电容及绕组间的耦合电容小的特点。 高频变压器的漏感不仅与初级和次级线圈相对位置有关，而且与初级的匝数 有关。线圈间磁场强度越大，漏感越大，分段交错绕制线圈不但可以减少漏 感，而且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效率ＬＥＤ恒流驱动电源，其特征在于，由ＥＭＩ滤波电路（１）、一次整平滑整流电路（２）、吸收电路（３）、驱动电路（４）、控制电路（５）、高频变压器（６）、二次整平滑整流电路（７）和检测电路（８）组成；吸收电路（３）作用为抑制电力电子器件的过电压或过电流，消除整流回路中的电流浪涌和高频寄生振荡，减小器件的开关损耗；驱动电路（４）和高频变压器（６）将交流电压转换为恒流电源，并同时完成与ＬＥＤ电压和电流的匹配；控制电路（５）控制驱动ＭＯＳＦＥＴ管的开关电压，达到控制输出电压的目的；检测电路（８）检测输出电流变化并反馈到控制电路（５），使输出电流恒定保持不变，始终工作在恒流状态。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：任启秀，邓波，王勇，张布林，
申请(专利权)人：重庆乔亚电子有限公司，
类型：实用新型
国别省市：85[中国|重庆]