无电解电容低纹波led驱动电源的智能数字控制电路的制作方法_2

文档序号:9277341阅读:来源:国知局
1所揭示的是一种无电解电容低纹波LED驱动电源的智能数字控制电路,包括全波倍压整流输入电路、高频振荡电路、MCU1、电信号取样电路、成“日”字型的磁芯柱、纹波抑平电路和全波倍压整流输出电路;所述高频振荡电路的初级绕组Nll和初级绕组N12分别绕在所述磁芯柱的两个边柱上,所述纹波抑平电路的附加绕组N31和附加绕组N32分别绕在两个所述边柱对应所述初级绕组Nll和所述初级绕组N12的位置上,所述电信号取样电路的绕组ND和所述全波倍压整流输出电路的次级绕组N2分别对应地绕在所述磁芯柱的中柱上;
所述全波倍压整流输入电路与所述高频振荡电路电性连接,所述MCUl的信号输出端与所述高频振荡电路的开关电路2的控制端电性连接,所述电信号取样电路与所述MCUl电性连接,所述电信号取样电路为所述MCUl提供电能和取样信号,所述MCUl根据取样信号控制所述开关电路2的开关频率,所述开关电路2控制所述尚频振荡电路中的电彳目号的占空比,所述纹波抑平电路和所述全波倍压整流输出电路将整流、滤波后电信号输送给负载LED灯5。
[0020]本实施例中,所述全波倍压整流输入电路包括交流电源ΠΝ、二极管Dl、二极管D2、电容Cl和电容C2,所述交流电源UIN的L端分别与所述二极管Dl的正极、所述二极管D2的负极电性连接,所述交流电源ΠΝ的N端通过所述电容Cl、所述电容C2分别与所述二极管Dl的负极、所述二极管D2的正极电性连接。
[0021 ] 本实施例中,所述高频振荡电路包括二极管DF2、二极管DFl、二极管DV、电容CVl、电容CV2、所述开关电路2、所述初级绕组Nll和所述初级绕组N12,所述二极管Dl的负极分别与所述初级绕组Nll的一端和所述二极管DF2的负极电性连接,所述初级绕组Nll的另一端通过所述开关电路2与所述初级绕组N12的一端电性连接,所述初级绕组N12的另一端与所述二极管D2的正极电性连接;所述二极管DFl的正极与所述二极管D2的正极电性连接,所述二极管DFl的负极分别与所述电容CVl的一端和所述二极管DV的正极电性连接,所述电容CVl的另一端与所述初级绕组Nll的另一端电性连接,所述二极管DV的负极和所述二极管DF2的正极分别通过所述电容CV2与所述初级绕组N12的一端电性连接。
[0022]本实施例中,所述开关电路2是软开关电路2,所述开关电路2可以是“零电流导通”的ZCS软开关,所述开关电路2还可以是“零电压截止”的ZVS软开关。
[0023]本实施例中,还包括电阻RS,所述开关电路2通过所述电阻RS与所述初级绕组N12的一端电性连接,所述MCUl的CS连接点与所述开关电路2和所述电阻RS之间的线路电性连接,所述MCUl的CS连接点对所述高频振荡电路中的电信号进行取样,所述MCUl根据所述电信号取样电路和CS连接点采集到的信号控制开关电路的开关频率,实现了恒流恒功率输出。
[0024]本实施例中,所述电信号取样电路包括所述绕组ND、二极管DD1、二极管DD2、稳压二极管DZ、电容⑶1、电容⑶2、电容⑶、电阻RN和电阻RJ,所述MCUl的VDD端分别与所述电容CD的一端、所述稳压二极管DZ的负极、所述电容CDl的一端、所述二极管DDl的负极和所述电阻RJ的一端电性连接,所述电阻RJ的另一端与所述初级绕组Nll的另一端电性连接,所述MCUl的GND端分别与所述电容CD的另一端、所述稳压二极管DZ的正极、所述电容CD2的一端和所述二极管DD2的正极电性连接,所述电容CDl的另一端和所述电容CD2的另一端分别与所述绕组ND的另一端电性连接,所述二极管DDl的正极和所述二极管DD2的负极分别与所述绕组ND的一端电性连接,所述MCUl的VSEN端通过所述电阻RN与所述二极管DDl的负极电性连接,所述MCUl的GND端与所述初级绕组N12的一端电性连接。
[0025]本实施例中,所述全波倍压整流输出电路包括次级绕组N2、二极管D01、二极管D02、电容CO 1、电容C02、电容CO和电阻RO,所述次级绕组N2的一端分别与所述电容COl的一端和所述电容C02的一端电性连接,所述次级绕组N2的另一端分别与所述二极管DOl的正极和所述二极管D02的负极电性连接,所述电容COl的另一端、所述二极管DOl的负极和所述电容CO的一端与负载LED灯5的一端电性连接,所述电容C02的另一端、所述二极管D02的正极和所述电容CO的另一端与负载LED灯5的另一端电性连接,所述电阻RO与所述电容CO并联。
[0026]本实施例中,所述纹波抑平电路包括所述附加绕组N31、所述附加绕组N32、电感L31、电感L32、二极管D311、二极管D321、二极管D312和二极管D322,所述附加绕组N31的一端通过所述电感L31分别与所述二极管D311的正极、所述二极管D312的负极电性连接;所述附加绕组N31的另一端与所述附加绕组N32的一端电性连接,所述附加绕组N32的另一端通过所述电感L32分别与所述二极管D321的正极、所述二极管D322的负极电性连接;所述二极管D311的负极和所述二极管D321的负极与负载LED灯5的一端电性连接,所述二极管D312的正极和所述二极管D322的正极与负载LED灯5的另一端电性连接。
[0027]本实施例中,还包括调光调色电路3,所述调光调色电路3与所述MCUl电性连接。还包括保护电路4,所述保护电路4与所述MCUl电性连接,所述保护电路4包括过压保护、过流保护、短路保护、过压保护和欠压保护等。
[0028]本发明中,所述交流电源ΠΝ正半波经所述二极管Dl向所述电容Cl充电Q1,所述交流电源UIN负半波经所述二极管D2向所述电容C2充电Q2,Q1和Q2由所述电容Cl的正极流出,并依次流经所述初级绕组N11、所述开关电路2、所述电阻RS和所述初级绕组N12后,又回到所述电容C2的负极,完成Ql和Q2供电的闭合回路。所述电容Cl和所述电容C2均不用电解电容,而采用没有液态电解液的电容。
[0029]本发明中,当所述开关电路2未工作之前,直流电经所述初级绕组Nll和所述电阻RJ向所述MCUl提供启动电源,使所述MCUl启动。所述MCUl驱动所述开关电路2工作之后,所述绕组ND得到感应交流电,由所述二极管DDl和所述二极管DD2,向所述电容CDl和所述电容CD2充电,经过所述稳压管DZ稳压及所述电容CD滤波后,向所述MCUl供电,取代高耗电低效率的所述电阻RJ的作用,所述电容CDl、所述电容CD2和所述电容CD均不用电解电容,而采用没有液态电解液的电容。
[0030]本发明中,当所述MCUl启动之后,所述MCUl控制所述开关电路2以每秒两万次(还可以是其他数值)开关高频率的APFC续流,向所述电容CVl和所述电容CV2充电,得到高频直流电流源QCVl和QCV2。在所述开关电路2导通时,所述二极管DFl把QCVl的电能馈向所述初级绕组N12并转化为磁能。同时,所述二极管DF2把QCV2的电能馈向所属初级绕组Nll并转化为磁能。所述电容CVl和所述电容CV2以每秒两万次(还可以是其他数值)高频电流源激磁供电,所述电容CVl和所述电容CV2均不使用电解电容,而采用没有液态电解液的电容。
[0031]本发明中,所述次级绕组N2感应电流i2,经由所述二极管DOl和所述二极管D02,向所述电容COl和所述电容C02充电,经所述电容CO滤波并向负载LED灯5供电。由于所述绕组N2与所述电容C01、所述电容C02、所述二极管DOl和所述二极管D02形成全波倍压整流输出电路,所以具有“倍频作用”使i2的纹波频率是所述开关电路2工作频率的两倍,即每秒四万赫兹(还可以是其他数值)高频纹波,所述电容COl、所述电容C02和所述电容CO均不使用电解电容,而采用没有液态电解液的电容,并且所述电容CO只需要采用固态电容就可以实现低纹波。
[0032]本发明中,所述附加绕组N31、所述电感L31、所述电容COl和所述电容C02串联谐振于THD的谐波频率中,把有害的谐波能量转化为抑平纹波的正能量,化害为利,为抑平纹波的作贡献。所述附加绕组N32、所述电感L32、所述电容C
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