一种120-347vac宽输入电压范围的led恒流驱动电源的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及LED照明驱动领域，尤其涉及一种120-347V AC输入宽范围、高指标的LED恒流驱动电源。
【背景技术】
[0002]目前在LED照明驱动领域，AC输入宽电压范围的LED驱动电源普遍存在输入AC高电压的情况下，功率因数(Power Factor , PF)值较低、总谐波失真(Total HarmonicDistort1n, THD)值较高，宽电压范围通常是120-277VAC，部分产品虽标注为100-305VAC，但其本质上是相同的，都是兼顾120VAC、240VAC、277VAC这三种制式的输入电压。通常在输入277VAC的情况下，PF值、THD值较差，尤其是在客户实际使用70%、50%负载电流的情况下，通常难以达到能源之星的要求。因此，本发明提供了一种新型的AC输入宽电压范围的LED驱动电源，输入电压范围可以达到120-347VAC，可以兼顾120 VAC、240VAC、277VAC、347VAC这四种制式的输入电压，同时可以在输入277VAC、347VAC，输出负载不小于50%的情况下，使PF值不小于0.9、THD值不大于20，从而真正实现实际使用的绿色节能环保LED照明系统。
【发明内容】
[0003]本发明正是针对现有LED驱动电源中存在的技术问题，提供一种输入120-347VAC且实际满足在此电压范围内输入电压波动10%要求的LED恒流驱动电源，实现在输入全范围、输出负载不小于50%的情况下，PF值不小于0.9，THD值不大于20的指标。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为，一种120-347VAC宽输入电压范围的LED恒流驱动电源，包括AC输入单元、双FLY-BUCK单元、功率因数调整单元、宽电压启动单元和输出恒流源单元，其中，
AC输入单元，用于提供脉动直流电，包括依次连接的EMC滤波处理电路和桥式全波整流器，所述EMC滤波处理电路的输入端接入供电电网，所述桥式全波整流器输出端连接双FLY-BUCK单元、功率因数调整单元和宽电压启动单元；
功率因数调整单元，与双FLY-BUCK单元相连，采样经AC输入单元送入的脉动直流电信号，获得电压信号，再与双FLY-BUCK单元提供的电流采样获得的电流信号进行比较，完成电压、电流波形的匹配调整；
双FLY-BUCK单元，包括单级PFC(功率因数校正)控制电路、负反馈取样电路和双FLY-BUCK功率转换电路，所述负反馈取样电路和双FLY-BUCK功率转换电路均与单级PFC控制电路相连，采用两个并联交错工作的FLY-BUCK功率转换电路，实现在PffM控制模式下的全周期内的能量转换；
宽电压启动单元，与双FLY-BUCK单元相连，采样经AC输入单元送入的脉动直流电信号，将脉动直流电信号经过处理后送至双FLY-BUCK单元中的单级PFC控制电路，确保控制电路的能量供给；
输出恒流源单元，其输入端连接双FLY-BUCK单元，输出端连接LED产品，实现输出电流的有效控制，满足LED产品对输出电流的控制要求，达到输出恒流、调光的效果。
[0005]作为本发明的一种改进，所述双FLY-BUCK单元的单级PFC控制电路采用单级PFC控制芯片NCP1652作为控制器，该控制器除含有误差放大器、脉宽调制器(PffM)、锯齿波发生器等电路外，还集成了Soft-Skip电路、高电压启动电路、电压前馈、掉电检测、输入闭锁、内置过载定时器以及高精度乘法器，具有集成度高、器件少及成本低等特点。
[0006]作为本发明的一种改进，所述双FLY-BUCK单元的双FLY-BUCK功率转换电路包括第一 FLY-BUCK功率转换电路和第二 FLY-BUCK功率转换电路，所述第一 FLY-BUCK功率转换电路的输入端通过第一功率开关管MOSFET的栅极连接控制器NCP1652的OUTA引脚，所述第二FLY-BUCK功率转换电路的输入端通过第二功率开关管MOSFET的栅极连接控制器NCP1652的OUTB引脚，第一 FLY-BUCK功率转换电路和第二 FLY-BUCK功率转换电路的输出端均连接至负反馈取样电路的输入端以及输出恒流源单元的输入端;并在控制器NCP1652的Rdelay引脚与信号地之间接一个电阻来设定OUTA引脚和OUTB引脚之间的无重叠时间延迟，从而经第一功率开关管MOSFET和第二功率开关管MOSFET这两个交错开通的MOSFET分别控制第一 FLY-BUCK功率转换电路和第二 FLY-BUCK功率转换电路，将能量从输入端传递到输出端。
[0007]作为本发明的一种改进，所述AC输入单元的桥式全波整流器的输出端连接有由第一电感和第一电容构成的后级滤波电路，所述第一电容的取值范围为0.1yF-1.0yF，能减小高开关频率，为单级PFC控制电路提供低阻抗电源。
[0008]作为本发明的一种改进，所述功率因数调整单元包括两个相并联的第一电阻分压电路和第二电阻分压电路，第一电阻分压电路连接控制器NCP1652的AC IN引脚，由桥式全波整流器整流输出的正弦波通过第一电阻分压电路将线电压的信息输入到控制器NCP16 5 2的乘法器;第二电阻分压电路连接控制器NCP165 2的Vff引脚，经过整流滤波的线电压通过第二电阻分压电路输入到控制器NCP1652中，用于调整控制器。
[0009]作为本发明的一种改进，所述宽电压启动单元包括控制器NCP1652的直流启动电路和启动电压Vcc产生电路，所述直流启动电路包括肖特基二极管、第一整流二极管、第一限流分压电阻和第二电容，肖特基二极管的阳极与第一整流二极管的正极相连，第一整流二极管的负极连接第二电容后接入信号地，第一整流二极管的负极串联第一限流分压电阻后与控制器NCP1652的HV引脚相连;所述启动电压Vcc产生电路包括第二整流二极管、第三整流二极管、第二限流分压电阻、第三电容、第四电容和耦合电感器，第二整流二极管的正极与耦合电感器相连，第二整流二极管的负极连接第三整流二极管的正极，第三整流二极管的负极串联第二限流分压电阻后与控制器NCP1652的Vcc引脚相连;第三电容的一端连接在第二整流二极管的负极和第三整流二极管的正极之间，另一端接信号地;第四电容的一端连接在第二限流分压电阻和Vcc引脚之间，另一端接信号地。
[0010]作为本发明的一种改进，所述EMC滤波处理电路包括熔断器、耦合电感、电阻器、第五电容、第二电感、第六电容、第七电容和第八电容，熔断器接入交流电网的火线上，耦合电感的同名端分别连接交流电网的零线和火线，在耦合电感的异名端并联接入电阻器，在电阻器的两端依次并联接入第五电容和第六电容，在第五电容和第六电容之间串接有第二电感，第七电容串联在零线和接零保护线之间，第八电容串接在接零保护线和第二电感之间。
[0011]作为本发明的一种改进，所述第一电阻分压电路包括依次串接的第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻，在第四电阻两端并联有第九电容，第四电阻的末端接入信号地，在第三电阻和第四电阻之间引出一条支路连接控制器NCP1652的AC IN引脚;所述第二电阻分压电路包括依次串联连接的第五电阻、第六电阻、第七电阻和第八电阻，在第八电阻的两端并联有第九电阻和第十电容，第八电阻的末端接入信号地，在第七电阻和第八电阻之间引出一条支路连接控制器NCP1652的Vff引脚。
[0012]作为本发明的一种改进，所述第一FLY-BUCK功率转换电路包括第一变压器、第一二极管、第十电阻、第十一电容、第一输出整流二极管和第一输出电容，第一二极管的正极和第一变压器的原边同名端连接第一功率开关管MOSFET的漏极，第十电阻与第^^一电容相并联后一端与第一二极管的负极相连，另一端连接第一变压器的原边异名端，第一变压器的副边同名端连接第一输出整流二极管的正极，第一输出整流二极管的负极连接第一输出电容的正极，第一输出电容的负极与第一变压器的副边异名端相连后接入模拟地，在第一输出整流二极管的负极和第一输出电容的正极之间引出一条支路作为双FLY-BUCK单元的第一输出端;所述第二 FLY-BUCK功率转换电路包括第二变压器、第二二极管、第i^一电阻、第十二电容和第二输出整流二极管，第二二极管的正极和第二变压器的原边同名端连接第二功率开关管MOSFET的漏极，第^^一电阻与第十二电容相并联后一端与第二二极管的负极相连，另一端连接第二变压器的原边异名端，第二变压器的副边同名端连接第二输出整流二极管的正极，第二变压器的副边异名端接入模拟地，第二输出整流二极管的负极引出作为双FLY-BUCK单元的第二输出端;第一变压器和第二变压器的原边异名端与AC输入单元的后级滤波电路输出端相连，第一功率开关管MOSFET和第二功率开关管MOSFET的源极相连并串联第十二电阻后再连接至AC输入单元的后级滤波电路输出端;所述负反馈取样电路包括依次相连的电流/电压检测电路和光电隔离器，双FLY-BUCK单元的第一输出端和第二输出端一方面连接电流/电压检测电路，另一方面连接输出恒流源单元，光电隔离器的双路输出端的一路通过第十三电阻连接控制器NCP1652的FB引脚，另一路与AC输入单元的后级滤波电路输出端相连。
[0013]作为本发明的一种改进，所述控制器NCP1652的CT引脚外