一种led照明驱动的无变压器无电感的高频开关电源的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种LED照明驱动的无变压器无电感的高频开关电源。
【背景技术】
[0002]1.LED灯与传统的照明灯不同，其应用方法有嵌入式、灯具式。各种嵌入式的应用主要随电子、电力设备的不同而不同，设计可变极大。灯具式从最初的单独新型LED灯到现在的与传统电力照明灯兼容的LED灯，可以有螺口灯泡式、插口灯泡式、管型灯式、板型灯式等等。LED新型灯具开发虽然是全新的、制约少，但由于受现有社会资源系统的制约推广会有难度；与传统照明灯兼容的LED灯显然没有推广上的制约，相反由于安全、低耗、长寿、低温、绝缘、使用灵活等优点更易推广，因此应着力发展与传统兼容的LED灯。
[0003]兼容的要求给LED灯驱动电源的设计带来了更大的挑战。因其驱动电源唯一可以藏身的位置只有各种灯具的螺口、插口或管型灯的两端，这些位置的大小通常只有约10~40mm的直径(约100~1200mm2截面)、30~50mm高的空间，在如此小体积中，藏身驱动电源，必须采用模块化集成器件来加以解决，设计不含隔离变压器、无电感、少含电解电容且高效率的电路。
[0004]2.传统的高频开关直流电源使调整管工作在高频开关状态，通过改变调整管的开关占空比来调节输出电压，不仅可大幅减少调整管的功耗，还因高频化使变压器变压器体积可大为缩小，从而大幅减小电路体积，使能效大幅提闻到90%左右；但由于仍需要闻频隔离变压器、电感器件、电解电容等，对于LED灯具来说，电路体积仍然显大，且控制电路的能耗在几百毫瓦甚至到瓦级，与自身功率仅瓦级或几百毫瓦的LED照明灯比较，控制电路的能耗显然过大，故而传统的高频开关直流电源显然不是最适宜用作LED灯的驱动电源。
[0005]3.传统高频开关电源，由于工作在开关状态，加上变压器、电感等的能量变换，其电磁干扰较高，EMC解决的难度较大。
【发明内容】
[0006]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可以直接接交流电源电路，无变压器、无电感件，少电磁兼容干扰、体积小，效率高的LED驱动器，带有稳压功能的LED照明驱动的无变压器无电感的高频开关电源。
[0007]本实用新型是通过以下技术方案来实现的:一种LED照明驱动的无变压器无电感的高频开关电源，其特征在于:包括七个电路，第一部分为整流滤波电路，第二部分为调整执行电路，第三部分为基准电压电路，第四部分为取样电路，第五部分为误差放大电路，第六部分为上、下限检测和开关控制电路，第七部分为过流、过压、过热保护电路，所述整流滤波电路由Vl?V4桥堆和滤波电容Cl组成。
[0008]作为优选的技术方案，所述调整执行电路安装于整流滤波电路与开关控制电路之间。
[0009]作为优选的技术方案，所述开关控制电路的一端与整流滤波电路电联接。
[0010]作为优选的技术方案，所述基准电压电路的输出端与取样电路的输入端电联接。
[0011]作为优选的技术方案，所述整流滤波电路的两端安装有负载，所述调整执行电路安装于负载一端。
[0012]作为优选的技术方案，所述误差放大电路的输出端与上、下限检测和开关控制电路的输入端连接。
[0013]作为优选的技术方案，所述取样电路的输出端与误差放大电路的输入端连接。
[0014]作为优选的技术方案，所述基准电压电路的工作电源为3-5V。
[0015]本实用新型的有益效果是:
[0016]1.简化控制电路和降低控制电流
[0017]典型的闻频开关电源有振荡电路、基准电源和电路、占空比调节控制电路以及过压保护、过热保护、过流保护电路，电路较复杂。本设计将基于LED灯低耗、电压电流非线性等特征，在普通高频开关电源的基础上，设计利用高频纹波谐振控制高频调整开关的方式构建高频开关电源；基本方案是:当通电时，高频调整开关“开"、输出电压上升，当输出电压上升到设定的上限时，控制调整开关“关〃，输出电压由电容对负载放电，当电压下降到设定的下限时，再次控制调整开关“开〃，这样循环往复、调整管实现谐振式“开关〃的工作，从而简化控制电路、减小控制电流，降低损耗。
[0018]2.采用非隔离LED的驱动电源模式
[0019]LED自身功耗低、发热小，易采用塑料材料进行产品封装、能方便的达到良好绝缘，因此本设计采用省去高频隔离变压器的方式，且尽可能少用电容(必要时采用小体积电解电容)、不采用电感，工作电路将直接与负载连接(通常与负载并联)，从而可减小体积、实现集成化。为少采用电容，也使得电路设计应尽量采用高频率及高电压、小电流(以提高负载等效阻抗)。
[0020]3.减小体积，获得更加多的应用
[0021]由于没有变压器及电感器件，体积可以做到很小，加上主体的元器件，都是电阻、二极管、三极管等，方便电路集成化(烧成1C)，至于所需电容，可以做成层叠的平板型，然后卷成空心圆柱，空心圆柱中间放置IC集成片，这样可解决电容和芯片的安装问题。或者也可以设想将电容做成面圆柱形，在两端面取连接脚，如扣式电池形状，形成Cl、IC片、C2串接的布置。也可以直接采用贴片多层陶瓷电容，具体视输出功率而定。
[0022]4.串联为主的LED级联模式(主要由LED灯具设计者来实现)
[0023]由于LED工作电压在伏级、工作电流在十毫安左右，因此要获得大功率的LED灯需要若干颗LED串联或并联。为减少电路损耗，LED灯应采用串联方式为主获得大功率，仅在串联数量太多使工作电压达到交流供电电压下限而不便于电路控制时，再考虑采用并联，即先串后并而不是先并后串。例如:在交流220V电压下(整流滤波后约300V以上直流)，单颗工作电压2.7V、额定电流12mA的LED最多串联不宜超过100颗左右(总功率约3.2W);即上述LED仅采用串联最大可实现约3瓦多的LED灯，功率再要大幅增加就需要在串联的基础上再并联。具体如何串并，应根据LED灯设计功率(照度)、制造方便、便于控制电路设计、便于应用等综合考虑。
【附图说明】
[0024]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1为本实用新型的原理结构图；
[0026]图2为整流滤波电路的电路图；
[0027]图3为本实用新型的电路图；
[0028]图4为本实用新型的另一电路图。
【具体实施方式】
[0029]本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[0030]本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
[0031]如图1、图2、图3和图4所示，本实用新型的一种LED照明驱动的无变压器无电感的高频开关电源，其特征在于:包括七个电路，第一部分为整流滤波电路，第二部分为调整执行电路，第三部分为基准电压电路，第四部分为取样电路，第五部分为误差放大电路，第六部分为上、下限检测和开关控制电路，第七部分为过流、过压、过热保护电路，所述整流滤波电路由Vl?V4桥堆和滤波电容Cl组成。
[0032]调整执行电路安装于整流滤波电路与开关控制电路之间。开关控制电路的一端与整流滤波电路电联接。基准电压电路的输出端与取样电路的输入端电联接。整流滤波电路的两端安装有负载，所述调整执行电路安装于负载一端。误差放大电路的输出端与上、下限检测和