一种长寿命LED驱动电路的制作方法

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一种长寿命LED驱动电路的制作方法

本实用新型涉及LED电源领域,更具体地说,涉及一种长寿命LED驱动电路。



背景技术:

随着LED灯的推广,越来越多的地方用到LED驱动电源,对LED驱动电源的性价比要求越来越高,现有市面上的LED驱动电源存在不足,如LED电源的稳定性差;价格偏高;防浪涌能力差;效率偏低;同时在一些特殊场所,比如:LED高温厂房灯,LED高温工矿灯,LED特种灯,高温长寿命LED灯,使用环境恶劣,温度超高,使LED的寿命变短。

LED(发光二极管)作为新一代的绿色照明光源,具有节能、环保、高亮度、长寿命等诸多优点。它不仅是照明光源的新宠,也与人们的生活戚戚相关。因此,研制长寿命的驱动电源,构建高效率、低成本、高功率因数和是LED灯发光品质和整体性能的关键,也是LED照明技术发展的需要。据不完全统计现有的白炽灯泡寿命比LED灯少约40倍。因为发光二级管不仅是直流电流驱动器件,也是光电转换器,有将光电转换的功能。

但是,在LED驱动电源的整流电路和滤波电路中一般需要使用大容量的电解电容。电解电容器的寿命一般为l05℃/2000h,就是说当电容周围温度升高到105℃时其寿命只有84天,即使工作在温度为85℃的环境中,使用寿命也仅为332天,所以电解电容是阻碍LED驱动电路寿命的主要原因。



技术实现要素:

本实用新型要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述使用电解电容导致LED寿命短的缺陷,提供一种长寿命LED驱动电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种长寿命LED驱动电路,包括:前级保护电路、EMI滤波电路、整流电路、RCD钳位电路、功率变换电路、输出滤波电路、反馈电路、控制电路,其中,

所述前级保护电路的输入端连接交流电源,接入交流电;所述前级保护电路的输出端通过所述EMI滤波电路连接所述整流电路的输入端,对交流电进行滤波整流,转化为直流电;

所述整流电路的输出端通过所述RCD钳位电路连接所述功率变换电路的输入端,所述功率变换电路的输出端连接所述输出滤波电路的输入端,所述输出滤波电路的输出端分别连接所述反馈电路和LED阵列,所述反馈电路通过所述控制电路连接所述功率变换电路,所述控制电路根据反馈信号调节所述功率变换电路的输出值。

优选地,本实用新型所述的长寿命LED驱动电路,所述前级保护电路包括:保险丝和压敏电阻,

交流电源的一端通过所述保险丝连接所述压敏电阻的一端,所述压敏电阻的另一端连接所述交流电源的另一端。

优选地,本实用新型所述的长寿命LED驱动电路,所述EMI滤波电路包括:电容C1、电容C2、电感L1、电感L2,

所述电感L1的第一端连接所述前级保护电路的输出端,所述电感L1的第二端并联连接所述电容C1,所述电容C1并联连接所述电感L2的第一端,所述电感L2的第二端并联连接所述电容C2。

优选地,本实用新型所述的长寿命LED驱动电路,所述电容C1和电容C2为差模电容。

优选地,本实用新型所述的长寿命LED驱动电路,所述整流电路为桥式整流电路,所述桥式整流电路的输入端连接所述电容C2。

优选地,本实用新型所述的长寿命LED驱动电路,还包括:π型滤波电路,所述π型滤波电路的输入端连接所述桥式整流电路的输出端,所述π型滤波电路的输出端连接所述RCD钳位电路的输入端;

所述π型滤波电路包括:电容C3、电容C4、电感L3,所述桥式整流电路的第一输出端分别连接所述电容C3的一端和所述电感L3的一端,所述电容C3的另一端连接所述桥式整流电路的第二输出端,所述电感L3的另一端通过所述电容C4连接所述桥式整流电路的第二输出端,所述电容C3和电容C4接地。

优选地,本实用新型所述的长寿命LED驱动电路,所述电容C3和电容C4为薄膜电容。

优选地,本实用新型所述的长寿命LED驱动电路,所述输出滤波电路包括:二极管D4、电容C9、电容C10、稳压管D5,

所述二极管D4的正极连接变压器副边的一端,所述二极管D4的负极通过所述电容C9连接所述变压器副边的另一端,所述二极管D4的负极通过所述电容C10连接所述变压器副边的另一端,所述二极管D4的负极连接所述稳压管D5的负极,所述稳压管D5的正极连接所述变压器副边的另一端,所述稳压管D5的正极接地。

优选地,本实用新型所述的长寿命LED驱动电路,还包括:有源纹波补偿电路,所述有源纹波补偿电路的输入端连接所述输出滤波电路的输出端,所述有源纹波补偿电路的输出端连接LED阵列。

优选地,本实用新型所述的长寿命LED驱动电路,所述有源纹波补偿电路包括:放大器A、二极管D1、电感L4、电容C5、电容C6、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5;

所述二极管D1的两端连接所述输出滤波电路的输出端,所述二极管D1的负极连接所述电感L4的一端,所述电感L4的另一端通过串联电容C5和电阻R3连接所述放大器A的反相输入端,所述电感L4的另一端通过串联电阻R6和电阻R4连接所述放大器A的同相输入端,所述电感L4的另一端通过串联电阻R6和电阻R5连接所述放大器A的输出端;

所述放大器A的反相输入端通过所述电阻R2连接所述放大器A的输出端,所述放大器A的同相输入端通过所述电容C6接地;所述放大器A的同相输入端通过串联电阻R4和电阻R1连接所述二极管D1的正极,所述二极管D1的正极接地。

实施本实用新型的一种长寿命LED驱动电路,具有以下有益效果:前级保护电路的输入端连接交流电源,接入交流电;前级保护电路的输出端通过EMI滤波电路连接整流电路的输入端,对交流电进行滤波整流,转化为直流电;整流电路的输出端通过RCD钳位电路连接功率变换电路的输入端,功率变换电路的输出端连接输出滤波电路的输入端,输出滤波电路的输出端分别连接反馈电路和LED阵列,反馈电路通过控制电路连接功率变换电路,控制电路根据反馈信号调节功率变换电路的输出值。本实用新型采用长寿命的薄膜电容等容性元件,使其具有寿命长、效率高、纹波电流小特点,具有较高的安全性和稳定性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明,附图中:

图1是本实用新型一种长寿命LED驱动电路的结构示意图;

图2是本实用新型中输入电路的电路图;

图3是本实用新型中输出滤波电路的电路图;

图4是本实用新型中有源纹波补偿电路的电路图;

图5是本实用新型中有源纹波补偿电路的工作波形图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图详细说明本本实用新型的具体实施方式。

图1是本实用新型一种长寿命LED驱动电路的结构示意图。

具体的,该长寿命LED驱动电路包括:前级保护电路、EMI滤波电路、整流电路、RCD钳位电路、功率变换电路、输出滤波电路、反馈电路、控制电路,其中,

前级保护电路的输入端连接交流电源,接入交流电;前级保护电路的输出端通过EMI滤波电路连接整流电路的输入端,对交流电进行滤波整流,转化为直流电。将EMI滤波电路设置在前级保护电路后,通过将电路中的高次谐波和浪涌滤除,减小电路的电磁干扰。

整流电路的输出端通过RCD钳位电路连接功率变换电路的输入端,功率变换电路的输出端连接输出滤波电路的输入端,输出滤波电路的输出端分别连接反馈电路和LED阵列,反馈电路通过控制电路连接功率变换电路,控制电路根据反馈信号调节功率变换电路的输出值。

图2是本实用新型中输入电路的电路图。

本实用新型的长寿命LED驱动电路,前级保护电路包括:保险丝和压敏电阻,交流电源的一端通过保险丝连接压敏电阻的一端,压敏电阻的另一端连接交流电源的另一端。当有危害电路的尖峰电路的尖峰电流产生时,保险丝会迅速切断电路以保护负载;压敏电阻是浪涌吸收器,当驱动电路的输入端出现静电和浪涌时它会变得阻抗很高,因此可以保护后面的电路。

交流电源的电压为Vin为90-264V,频率为50-60Hz;输出电路输出的电压Vo为27V直流电,电流为IO为0.68A。

优选地,本实用新型的长寿命LED驱动电路,EMI滤波电路包括:电容C1、电容C2、电感L1、电感L2,电感L1的第一端连接前级保护电路的输出端,电感L1的第二端并联连接电容C1,电容C1并联连接电感L2的第一端,电感L2的第二端并联连接电容C2。EMI滤波电路可减少在1MHz的频段内的电磁干扰。

优选地,本实用新型的长寿命LED驱动电路,电容C1和电容C2为差模电容。EMI滤波电路设置在整流桥前,并使用差模电容来减小衰减差模干扰。进一步,差模电容可选用X安规电容,安全等级为X2,你耐压值为2500V,其中电容C1为0.47uF,电容C2为0.01uF。电感L1和电感L2为共模电感,电感L1为7mL,电感L2为1mL。

优选地,本实用新型的长寿命LED驱动电路,整流电路为桥式整流电路,桥式整流电路的输入端连接电容C2。

优选地,本实用新型的长寿命LED驱动电路,还包括:π型滤波电路,π型滤波电路的输入端连接桥式整流电路的输出端,π型滤波电路的输出端连接RCD钳位电路的输入端;

π型滤波电路包括:电容C3、电容C4、电感L3,桥式整流电路的第一输出端分别连接电容C3的一端和电感L3的一端,电容C3的另一端连接桥式整流电路的第二输出端,电感L3的另一端通过电容C4连接桥式整流电路的第二输出端,电容C3和电容C4接地。

优选地,本实用新型的长寿命LED驱动电路,电容C3和电容C4为薄膜电容,电容C3和电容C4电压为450V,电容值为0.22uF,电感L3为差模电感,为1mL。

图3是本实用新型中输出滤波电路的电路图。

本实用新型的长寿命LED驱动电路,输出滤波电路包括:二极管D4、电容C9、电容C10、稳压管D5,二极管D4的正极连接变压器副边的一端,二极管D4的负极通过电容C9连接变压器副边的另一端,二极管D4的负极通过电容C10连接变压器副边的另一端,二极管D4的负极连接稳压管D5的负极,稳压管D5的正极连接变压器副边的另一端,稳压管D5的正极接地。二极管D4的额定电压应大于1.5倍的输入电压,额定电流应大于2倍的输出电流,反向恢复时间小于1ns,例如,二极管D4可选用MB220,其参数为200mA,100V,Trr=50ns。C9和C10是输出滤波电容,由于输出负载是LED串,根据LED的伏安特性,LED正向导通电压的较小的波动,都会导致LED导通电流较大的变动,因此要控制输出的纹波电压,而且在控制环节采用电流补偿和提高开关频率的技术,使得在不增大纹波电压的情况下适当的减小输出电容值,因此这里选用的是四个22nF/50V的电解电容并联。

优选地,本实用新型的长寿命LED驱动电路,还包括:有源纹波补偿电路,有源纹波补偿电路的输入端连接输出滤波电路的输出端,有源纹波补偿电路的输出端连接LED阵列。

图4是本实用新型中有源纹波补偿电路的电路图;图5是本实用新型中有源纹波补偿电路的工作波形图。

优选地,本实用新型的长寿命LED驱动电路,有源纹波补偿电路包括:放大器A、二极管D1、电感L4、电容C5、电容C6、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5;二极管D1的两端连接输出滤波电路的输出端,二极管D1的负极连接电感L4的一端,电感L4的另一端通过串联电容C5和电阻R3连接放大器A的反相输入端,电感L4的另一端通过串联电阻R6和电阻R4连接放大器A的同相输入端,电感L4的另一端通过串联电阻R6和电阻R5连接放大器A的输出端;放大器A的反相输入端通过电阻R2连接放大器A的输出端,放大器A的同相输入端通过电容C6接地;放大器A的同相输入端通过串联电阻R4和电阻R1连接二极管D1的正极,二极管D1的正极接地。

因为现有的L C滤波电路无法完全滤除纹波,而且电容量小的电容滤波效果更差,所以传统的开关电源输出波纹大,若流过LED的电流纹波过大将不仅影响了LED的光效,而且影响LED的光衰,特别是电解电容由于它的使用寿命短,从而严重的缩短了开关电源和LED的使用寿命。因此,从研究小电容量入手、以输出纹波小、能量变换效率高为内容,以使用的安全性和长期性为目的,构建新型驱动电源,是十分重要的和必要的,是当前急需解决的问题,具有一定的科学性和可靠性。

在总结主辅补偿电路的基础上,采用线性电源对电感纹波电流进行补偿的方法。通过检测电阻R6的电压来检测电感纹波电流,放大器A输出与电感纹波电流反向的补偿电流通过电阻R5将电感纹波电流补偿。该电路通过用电阻匹配来解决纹波电流补偿问题,容易实现,并且省去电解电容,使得电源的使用寿命能够延长。

以上实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据此实施,并不能限制本实用新型的保护范围。凡跟本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰,均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

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