LLC大功率LED驱动电源的制作方法

文档序号:11765790阅读:617来源:国知局

本实用新型涉及LED 驱动电路技术领域,尤其涉及一种LLC大功率LED驱动电源。



背景技术:

LED的广泛普及应用,传统低光效的灯具慢慢由LED灯具取代,大功率路灯也由原来的白炽灯或钠灯光源也替换成LED光源,由于路灯灯具功率大一般为120W-200W,需要LED光源的驱动电源照明满足输出功率大的要求,要求高功率因素,及输出无频闪等。普通的单极PFC反激式-LED驱动电源符合高功率因素,可是功率最大做到120W,且较为靠上限,由于存在效率低等问题功率做大后电源板发热严重,可靠性下降,输出也会有频闪现象存在,所以单极PFC反激式电源适用性低、参数无法满足。因此,在这方面还需要进一步研究。



技术实现要素:

本实用新型所要解决的技术问题是,克服现有技术的缺陷,提供一种新型、可靠、简单的LLC大功率驱动电源方案,本实用新型采用如下的技术方案。

LLC大功率LED驱动电源,其特征在于,包括:整流滤波单元、升压控制单元、储能单元、比较控制单元;整流滤波单元的输入端连接上一级调光器的输出端;整流滤波单元的输出端连接升压控制单元的输入端;升压控制单元的输出端连接储能单元的输入端;储能单元通过变压器耦合和比较控制单元实现相互作用;比较控制单元的输出端和LED光源输入端连接。

整流滤波单元包括:自恢复保险丝F1,电阻R1、R2、R3、RJ1,可调电阻VR1,电容C1、C9、CY1、CY2、XC2,电感FL1、FL2、L2,整流桥BRGE;上一级调光器的输出端和自恢复保险丝F1串联后连接到电感FL1输入端,电感FL1输出端并联电阻R1 R2的串联、电容XC2、电容CY1 CY2的串联后连接到电感FL2的输入端,电感FL2的输出端连接到整流桥BRGE的输入端,整流桥BRGE的输出端的一端连接到电阻RJ1,电阻RJ1的另一端和电容C1的一端、电感L2电阻R3并联的一端连接,电感L2电阻R3并联的另一端、电容C19的一端连接到升压控制单元输入端;整流桥BRGE的输出端的另一端、电容C1、C19的另一端均接地;

升压控制单元包括:升压控制器芯片IC1,电阻R4至R21、电阻NTC1,电容C2至C6、电容C4A,电解电容EC1、EC2,二极管D1至D5,稳压管D6、ZD1,三极管Q1,MOS管Q3,变压器T2、T1D;电阻R4R5R6串联的一端、二极管D1的正极连接到变压器T2输入端的一端,变压器T2输入端的另一端、二极管D2的正极、电容C6的一端均连接到MOS管Q3的D极,电阻R14、R17、R18的一端、电容C6的另一端均连接到MOS管Q3的S极,二极管D4的正极、电阻R9、R16的一端均连接到MOS管Q3的G极;电阻R4R5R6串联的另一端、电阻R8的一端连接VCC1电压端,电阻R8的另一端连接二极管D3的负极,二极管D3的正极,电阻R12的一端连接到变压器T2输出端的一端,变压器T2输出端的另一端接地;电阻R12的另一端连接到升压控制器芯片IC1的第5引脚,升压控制器芯片IC1的第6引脚接地,二极管D4的负极和电阻R9的另一端连接到电阻R10的一端,电阻R10的另一端连接到升压控制器芯片IC1的第7引脚,稳压管D6的正极,电解电容EC1的一端,电容C2的一端均连接到升压控制器芯片IC1的第8引脚,电容C3的一端、电阻R7的一端、电阻R19R20R21串联的一端连接到升压控制器芯片IC1的第1引脚,电阻R11电容C4A串联的一端、电容C4的一端均连接到升压控制器芯片IC1的第3引脚,电阻R17R18并联后串联电阻R14的一端,电阻R14的另一端、电容C5的一端均连接到升压控制器芯片IC1的第4引脚;稳压管D6的负极、三极管Q1的发射极连接到VCC电压源,三极管Q1的集电极、电阻R13的一端、电解电容EC2的一端、电阻E15的一端连接到VCC1电压源,三极管Q1的基极、电阻R13的另一端连接到稳压管ZD1的负极,电阻R15的另一端连接二极管D5的负极,二极管D5的正极连接变压器T1D的一端,稳压管ZD1的正极、电解电容EC2的另一端变压器T1D的另一端均接地;

储能单元包括:功率开关芯片IC2,电阻R22至R25、电阻R28至R32、电阻R34至R36,电容C7、C8s、C10、C12、C12s、C13、C14、C15,电解电容EC3至EC5,二极管D7,三极管Q2、Q4,光耦发射器PC1A,变压器T1E;电阻R23、R22的一端、三极管Q4的发射极连接到VCC电压源,三极管Q4的基极、电阻R22的另一端连接到电阻R25的一端,电阻R25的另一端连接到三极管Q2的集电极,三极管Q2的基极、电阻23的另一端、电容C7的一端均连接到升压控制器芯片IC1的第2引脚;三极管Q4的集电极连接电阻R24的一端,电阻R24的另一端、电容EC4的一端、电容C8s的一端以及电阻R34的一端均连接到功率开关芯片IC2的第7引脚,电阻NTC1的一端、电阻R19R20R21串联的另一端以及点解电容EC3的一端均连接到功率开关芯片IC2的第1引脚,电容C12、C12s的一端、电阻R36的一端、光耦发射器PC1A的一端连接到功率开关芯片IC2的第2引脚,电容C10的一端、电阻R29的一端连接到功率开关芯片IC2的第4引脚,电阻R28电解电容EC5串联的一端、电阻R35的一端、电阻R36的另一端均连接到功率开关芯片IC2的第3引脚,变压器T1E的一端和电容C13的一端连接到功率开关芯片IC2的第10引脚,电容C13的另一端、二极管D7的负极均连接到功率开关芯片IC2的第9引脚,功率开关芯片IC2的第5、第6引脚均接地;电容C14、C15的一端均连接到变压器T1E的另一端,电容C14的另一端连接R30的一端,电阻R30的另一端,电阻R31、R32的一端连接到电阻R29的另一端;电容C12、C12s的另一端、电阻R28电解电容EC5串联的另一端、电阻R35、R31、R32的另一端、以及光耦发射器PC1A的另一端均接地;

比较控制单元包括:比较器芯片U4,电阻R37至R41、R40s、R43至R51、R47s、R53、Rn1、Rn2,电容C9、C11、C16、C17、C18、C18s、CY4,电解电容EC6至EC9,二极管D8、D10、D11、D12、D10s、DS1,稳压二极管U3,电感FL3,变压器T1A、T1B、T1C,光耦发射器PC1B。

变压器T1A、T1B、T1C、变压器T1D、变压器T1E之间相互耦合;储能单元的光耦发射器PC1A和比较控制单元的光耦发射器PC1B为焊接在同一个端子的两个输入点;储能单元的功率开关芯片IC2、电容C15、光耦发射器PC1A,比较控制单元的光耦发射器PC1B以及升压控制单元的变压器T2构成LLC电路。

进一步地,升压控制器芯片IC1为FAN7930型号芯片;功率开关芯片IC2为FSFR2100型号芯片。

进一步地,所述三极管Q1、Q2为NPN型三极管,Q4为PNP型三极管,MOS管Q3为N型MOS管。

进一步地,所述电感LF1、电感LF3为共模电感。

实施本实用新型的有益效果在于:本方案为一种新型、可靠、简单的基于FAN7930+FSFR2100芯片的LLC大功率驱动电源方案:由于采用了FAN7930+FSFR2100的方案的输出功率可达300W最大功率,满足大功率LED光源的应用;AC电源输入通过整流滤波单元经整流桥整流滤波后,IC1、T2、Q3、R17、R18等主要器件将滤波后的1.41X输入电压,升压到400V后EC3进行储能滤波,给后半部分主电源LLC电路提供稳定能量,而且该电路具有功率校正功能,使输入功率因素可达99%,稳定性高,且输出纹波小,无工频频闪,对光源LED有好保护作用。

附图说明

附图1为本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

结合附图1的电路原理图,LLC大功率LED驱动电源,包括:整流滤波单元1、升压控制单元2、储能单元3、比较控制单元4;整流滤波单元1的输入端连接上一级调光器的输出端;整流滤波单元1的输出端连接升压控制单元2的输入端;升压控制单元2的输出端连接储能单元3的输入端;储能单元3通过变压器耦合和比较控制单元4实现相互作用;比较控制单元4的输出端和LED光源输入端连接。

整流滤波单元1包括:自恢复保险丝F1,电阻R1、R2、R3、RJ1,可调电阻VR1,电容C1、C9、CY1、CY2、XC2,电感FL1、FL2、L2,整流桥BRGE;上一级调光器的输出端和自恢复保险丝F1串联后连接到电感FL1输入端,电感FL1输出端并联电阻R1 R2的串联、电容XC2、电容CY1 CY2的串联后连接到电感FL2的输入端,电感FL2的输出端连接到整流桥BRGE的输入端,整流桥BRGE的输出端的一端连接到电阻RJ1,电阻RJ1的另一端和电容C1的一端、电感L2电阻R3并联的一端连接,电感L2电阻R3并联的另一端、电容C19的一端连接到升压控制单元输入端;整流桥BRGE的输出端的另一端、电容C1、C19的另一端均接地;

升压控制单元2包括:升压控制器芯片IC1,电阻R4至R21、电阻NTC1,电容C2至C6、电容C4A,电解电容EC1、EC2,二极管D1至D5,稳压管D6、ZD1,三极管Q1,MOS管Q3,变压器T2、T1D;电阻R4R5R6串联的一端、二极管D1的正极连接到变压器T2输入端的一端,变压器T2输入端的另一端、二极管D2的正极、电容C6的一端均连接到MOS管Q3的D极,电阻R14、R17、R18的一端、电容C6的另一端均连接到MOS管Q3的S极,二极管D4的正极、电阻R9、R16的一端均连接到MOS管Q3的G极;电阻R4R5R6串联的另一端、电阻R8的一端连接VCC1电压端,电阻R8的另一端连接二极管D3的负极,二极管D3的正极,电阻R12的一端连接到变压器T2输出端的一端,变压器T2输出端的另一端接地;电阻R12的另一端连接到升压控制器芯片IC1的第5引脚,升压控制器芯片IC1的第6引脚接地,二极管D4的负极和电阻R9的另一端连接到电阻R10的一端,电阻R10的另一端连接到升压控制器芯片IC1的第7引脚,稳压管D6的正极,电解电容EC1的一端,电容C2的一端均连接到升压控制器芯片IC1的第8引脚,电容C3的一端、电阻R7的一端、电阻R19R20R21串联的一端连接到升压控制器芯片IC1的第1引脚,电阻R11电容C4A串联的一端、电容C4的一端均连接到升压控制器芯片IC1的第3引脚,电阻R17R18并联后串联电阻R14的一端,电阻R14的另一端、电容C5的一端均连接到升压控制器芯片IC1的第4引脚;稳压管D6的负极、三极管Q1的发射极连接到VCC电压源,三极管Q1的集电极、电阻R13的一端、电解电容EC2的一端、电阻E15的一端连接到VCC1电压源,三极管Q1的基极、电阻R13的另一端连接到稳压管ZD1的负极,电阻R15的另一端连接二极管D5的负极,二极管D5的正极连接变压器T1D的一端,稳压管ZD1的正极、电解电容EC2的另一端变压器T1D的另一端均接地;

储能单元3包括:功率开关芯片IC2,电阻R22至R25、电阻R28至R32、电阻R34至R36,电容C7、C8s、C10、C12、C12s、C13、C14、C15,电解电容EC3至EC5,二极管D7,三极管Q2、Q4,光耦发射器PC1A,变压器T1E;电阻R23、R22的一端、三极管Q4的发射极连接到VCC电压源,三极管Q4的基极、电阻R22的另一端连接到电阻R25的一端,电阻R25的另一端连接到三极管Q2的集电极,三极管Q2的基极、电阻23的另一端、电容C7的一端均连接到升压控制器芯片IC1的第2引脚;三极管Q4的集电极连接电阻R24的一端,电阻R24的另一端、电容EC4的一端、电容C8s的一端以及电阻R34的一端均连接到功率开关芯片IC2的第7引脚,电阻NTC1的一端、电阻R19R20R21串联的另一端以及点解电容EC3的一端均连接到功率开关芯片IC2的第1引脚,电容C12、C12s的一端、电阻R36的一端、光耦发射器PC1A的一端连接到功率开关芯片IC2的第2引脚,电容C10的一端、电阻R29的一端连接到功率开关芯片IC2的第4引脚,电阻R28电解电容EC5串联的一端、电阻R35的一端、电阻R36的另一端均连接到功率开关芯片IC2的第3引脚,变压器T1E的一端和电容C13的一端连接到功率开关芯片IC2的第10引脚,电容C13的另一端、二极管D7的负极均连接到功率开关芯片IC2的第9引脚,功率开关芯片IC2的第5、第6引脚均接地;电容C14、C15的一端均连接到变压器T1E的另一端,电容C14的另一端连接R30的一端,电阻R30的另一端,电阻R31、R32的一端连接到电阻R29的另一端;电容C12、C12s的另一端、电阻R28电解电容EC5串联的另一端、电阻R35、R31、R32的另一端、以及光耦发射器PC1A的另一端均接地;

比较控制单元4包括:比较器芯片U4,电阻R37至R41、R40s、R43至R51、R47s、R53、Rn1、Rn2,电容C9、C11、C16、C17、C18、C18s、CY4,电解电容EC6至EC9,二极管D8、D10、D11、D12、D10s、DS1,稳压二极管U3,电感FL3,变压器T1A、T1B、T1C,光耦发射器PC1B。

变压器T1A、T1B、T1C、变压器T1D、变压器T1E之间相互耦合;储能单元3的光耦发射器PC1A和比较控制单元4的光耦发射器PC1B为焊接在同一个端子的两个输入点;储能单元3的功率开关芯片IC2、电容C15、光耦发射器PC1A,比较控制单元4的光耦发射器PC1B以及升压控制单元的变压器T2构成LLC电路。

进一步地,升压控制器芯片IC1为FAN7930型号芯片;功率开关芯片IC2为FSFR2100型号芯片。

进一步地,所述三极管Q1、Q2为NPN型三极管,Q4为PNP型三极管,MOS管Q3为N型MOS管。

进一步地,所述电感LF1、电感LF3为共模电感。

AC电源输入通过整流滤波单元1经整流桥整流滤波后,IC1、T2、Q3、R17、R18等主要器件将滤波后的1.41X输入电压,升压到400V后EC3进行储能滤波。给后半部分主电源LLC电路提供稳定能量。此电路具有功率校正功能,使输入功率因素可达99%。

LLC电路由IC2、T2、C15、PC1A构成,将EC3的400V电压耦合输出至输出端经D10S整流,EC7、EC8、EC9滤波后作为LED光源驱动恒流输出。该输出具有恒压恒流保护。

U4为比较器,采集输出电压电流后进行比较控制,将调整信号从输出次级端用PC1B反馈至初级端的PC1B再连接到IC2的第2脚,进行恒压恒流调整,使输出得到要求的电流、电压。

所述升压控制器芯片IC1:FAN7930、功率开关芯片IC2:FSFR2100为市售芯片,各引脚的具体定义和功能就不加赘述。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施方式,故凡依本实用新型专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰,均包括于本实用新型专利申请范围内。

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