一种带有pfc功能的两级式led驱动电源的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种带有PFC功能的两级式LED驱动电源，由前、后两级电路和控制芯片构成，前级电路为基于BOOST斩波器的PFC电路，后级为准谐振反激式DC/DC变换电路；控制芯片控制主开关管Q2的通断，控制芯片设有八个引脚，引脚1为系统输出，主要为MOSFET开关提供门极驱动；引脚2为电压检测；引脚3为整流输入电压检测；引脚4为外部功率限制和关断控制端；引脚5为接地端；引脚6为一次电流检测端；引脚7为输出外部MOSFET开关管驱动；引脚8为芯片电源端。由于系统采用了两级式结构，大大简化了电路结构，能够实现LED的恒流稳压控制，并具有较高的功率因数。
【专利说明】
-种带有PFC功能的两级式LED驱动电源
技术领域
[0001] 本发明设及电源技术领域，具体设及基于电力电子技术的电源设计，主要应用于 LED驱动。
【背景技术】
[0002] 节约能源、保护环境、发展绿色照明产品是从上世纪九十年代初我国照明产业就 一直在积极开展的重点工作。L邸因具有节能、寿命长、环保、体积小、控制灵活、响应速度快 等优点，W普及到千家万户。然而，传统LED驱动电源的功率因数较低，输入电流具有严重的 谐波，导致电能质量较差，对电网形成严重污染，也在一定程度上限制了 Lm)灯的广泛使用。 传统的单级式L抓驱动电源将PFC校正和DC/DC变换集成在一起，所用的器件少，成本低，但 其二次侧需加上大电解电容，W克服纹波和低频电压闪变，输入电流尖峰较大，严重影响 Lm)的使用寿命。传统两级式L抓驱动电源将PFC和DC/DC变换器独立设置，虽然相互独立性 好，带负载能力强，但所用器件多，可靠性差，效率低，控制电路也比较复杂，导致成本过高， 也限制了在低功率场合的应用。有鉴于此，本专利提出一种带有PFC功能的两级式Lm)驱动 电源，旨在解决上述问题，从而加速L邸光源的使用。
【发明内容】
[0003] 本实用新型的目的在于提供一种新的带有PFC功能的两级式L邸驱动电源。
[0004] 为实现上述目的，本实用新型所采用了下述的技术方案:一种带有PFC功能的两级 式Lm)驱动电源，由前、后两级电路和控制忍片构成，前级电路为基于BOOST斩波器的PFC电 路，后级为准谐振反激式DC/DC变换电路；
[0005] 所述控制忍片控制主开关管Q2的通断，所述控制忍片设有八个引脚，引脚1为系统 输出，主要为M0SFET开关提供口极驱动；引脚2为电压检测，主要检测来自辅助绕组的输入 信号，从而提供次级电压反馈输出调节；引脚3为整流输入电压检测，用于输入欠压和过压 保护，该引脚同时为忍片起动提供电流；引脚4为外部功率限制和关断控制端；引脚5为接地 端；引脚6为一次电流检测端;主要用于周期循环峰值电流检测；引脚7为输出外部M0SFET开 关管驱动；引脚8为忍片电源端。
[0006] 优选的，所述的一种带有PFC功能的两级式LED驱动电源中，所述控制忍片采用控 制忍片iw3614作为系统的主控元件，控制主开关管的通断。
[0007] 优选的，所述的一种带有PFC功能的两级式Lm)驱动电源中，包括第一电阻、第二电 阻、第Ξ电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第屯电阻、第八电阻、第九电阻、第一电容、第 二电容、第Ξ电容、第四电容、第五电容、第六电容、第一二极管、第二二极管、第Ξ二极管、 第四二极管、第一开关管和第二开关管，所述第四电阻与第五电阻串联，所述第四二极管与 第屯电阻串联，所述控制忍片的引脚8与第四二极管连接，所述控制忍片的引脚7通过第八 电阻与第二开关管连接，所述控制忍片的引脚1分别与第二电阻、第Ξ电阻和第一开关管连 接，第一开关管与第一电阻连接。
[0008] 优选的，所述的一种带有PFC功能的两级式L邸驱动电源中，所述前级电路包括PFC 校正电路、一整流滤波输出电路、一设于所述PFC校正电路与整流滤波输出电路之间的反馈 控制单元，所述PFC校正电路包括一 PFC功率校正忍片W及分别与该PFC功率校正忍片连接 的反激输出电压电路、PWM升压拓扑结构电路;所述反激输出电压电路包括一去磁时间和谷 电压取样电路、一反激输入控制电路;所述反馈控制单元包括一隔离光禪反馈电路、第一、 第二运放单元W及用于给所述隔离光禪反馈单元、第一、第二运放单元供电的辅助电源电 路;一与所述反馈控制单元相连的PWM恒流拓扑结构单元。
[0009] 相对于现有技术的有益效果是，采用上述方案，系统采用了两级式结构，PFC和DC/ DC变换电路共用一个控制忍片，大大简化了电路结构，能够实现LED的恒流稳压控制，并具 有较高的功率因数。
【附图说明】
[0010] 图1为本实用新型的电路结构图。
【具体实施方式】
[0011] 为了使从事LED驱动电源技术相关领域人员能更好地理解本发明方案，下面给出 具体的电路设计步骤。
[0012] 如图1所示，一种带有PFC功能的两级式LED驱动电源，由前、后两级电路和控制忍 片构成，前级电路为基于BOOST斩波器的PFC电路，后级为准谐振反激式DC/DC变换电路；
[0013] 所述控制忍片控制主开关管Q2的通断，所述控制忍片设有八个引脚，引脚1为系统 输出，主要为M0SFET开关提供口极驱动；引脚2为电压检测，主要检测来自辅助绕组的输入 信号，从而提供次级电压反馈输出调节；引脚3为整流输入电压检测，用于输入欠压和过压 保护，该引脚同时为忍片起动提供电流；引脚4为外部功率限制和关断控制端；引脚5为接地 端；引脚6为一次电流检测端;主要用于周期循环峰值电流检测；引脚7为输出外部M0SFET开 关管驱动；引脚8为忍片电源端。
[0014] 优选的，所述的一种带有PFC功能的两级式LED驱动电源中，所述控制忍片采用控 制忍片iw3614作为系统的主控元件，控制主开关管的通断。
[0015] 优选的，所述的一种带有PFC功能的两级式Lm)驱动电源中，包括第一电阻、第二电 阻、第Ξ电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第屯电阻、第八电阻、第九电阻、第一电容、第 二电容、第Ξ电容、第四电容、第五电容、第六电容、第一二极管、第二二极管、第Ξ二极管、 第四二极管、第一开关管和第二开关管，所述第四电阻与第五电阻串联，所述第四二极管与 第屯电阻串联，所述控制忍片的引脚8与第四二极管连接，所述控制忍片的引脚7通过第八 电阻与第二开关管连接，所述控制忍片的引脚1分别与第二电阻、第Ξ电阻和第一开关管连 接，第一开关管与第一电阻连接。
[0016] 优选的，所述的一种带有PFC功能的两级式L邸驱动电源中，所述前级电路包括PFC 校正电路、一整流滤波输出电路、一设于所述PFC校正电路与整流滤波输出电路之间的反馈 控制单元，所述PFC校正电路包括一 PFC功率校正忍片W及分别与该PFC功率校正忍片连接 的反激输出电压电路、PWM升压拓扑结构电路;所述反激输出电压电路包括一去磁时间和谷 电压取样电路、一反激输入控制电路;所述反馈控制单元包括一隔离光禪反馈电路、第一、 第二运放单元w及用于给所述隔离光禪反馈单元、第一、第二运放单元供电的辅助电源电 路;一与所述反馈控制单元相连的PWM恒流拓扑结构单元。
[0017]首先，根据输入电压大小，选取加速起动电路Rst阻值，该电阻将影响开关管Q2的导 通时间与周期，从而影响PFC的效果。由于通过该电阻接入忍片的3引脚，内部设定了分压系 数为0.0043，W输入电压为230V为例，管脚内阻为Rvin = 2.化Ω，起动电阻可W选为；
[001引及。,=共-及,，"=580娩 K机。
[0019] 其次，选择化EEDER电阻。忍片起动时，会有Ξ个半周期导通时间，约为30ms，初始 化调光器状态，选择化EED邸电阻，可W提供固定的维持电流，同时限制输入电路峰值，根据 经验，选择47 Ω电阻时，电流小于148mA。
[0020] 第立，设计PFC的电感，斩波电路导通时间为：
[0021] T〇n = ^S-2.^is/vXVin_a
[0022] T = 12.2ys+8.祉 s/vXVin_a
[0023] 调整电感量，可w使斩波器工作于电流连续和饱和状态。W230V为例，一个18-20W 的L邸电源，电感可W选为3.2mH，功率因数可达90% W上。
[0024] 第四，设计变压器和选择M0SFET及整流管。变压器设计可W直接根据iw3614的数 据页进行选择设计，同时可根据数据页选择整流管和M0SFET。
[0025] 第五，为了提高系统的抗电磁干扰能力，进行抗电磁干扰EMI设计，在大功率设计 情况下，可W采用工字型磁忍线圈，同时进行两级LC滤波器设计。
[0026] 由于系统采用了两级式结构，PFC和DC/DC变换电路共用一个控制忍片，大大简化 了电路结构，能够实现LED的恒流稳压控制，并具有较高的功率因数。
[0027] W上内容是结合优选技术方案对本发明所做的详细说明，不能认定发明的具体实 施仅限于运些，对于在不脱离本发明思想前提下做出的简单推演及替换，都应当视为本发 明的保护范围。
【主权项】
1. 一种带有PFC功能的两级式LED驱动电源，其特征在于：由前、后两级电路和控制芯片 构成，前级电路为基于BOOST斩波器的PFC电路，后级为准谐振反激式DC/DC变换电路； 所述控制芯片控制主开关管Q2的通断，所述控制芯片设有八个引脚，引脚1为系统输 出，主要为M0SFET开关提供门极驱动；引脚2为电压检测，主要检测来自辅助绕组的输入信 号，从而提供次级电压反馈输出调节；引脚3为整流输入电压检测，用于输入欠压和过压保 护，该引脚同时为芯片起动提供电流；引脚4为外部功率限制和关断控制端；引脚5为接地 端；引脚6为一次电流检测端;主要用于周期循环峰值电流检测；引脚7为输出外部M0SFET开 关管驱动；引脚8为芯片电源端。2. 根据权利要求1所述的一种带有PFC功能的两级式LED驱动电源，其特征在于，所述控 制芯片采用控制芯片iw3614作为系统的主控元件，控制主开关管的通断。3. 根据权利要求1所述的一种带有PFC功能的两级式LED驱动电源，其特征在于，包括第 一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电 阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第一二极管、第二二极 管、第三二极管、第四二极管、第一开关管和第二开关管，所述第四电阻与第五电阻串联，所 述第四二极管与第七电阻串联，所述控制芯片的引脚8与第四二极管连接，所述控制芯片的 引脚7通过第八电阻与第二开关管连接，所述控制芯片的引脚1分别与第二电阻、第三电阻 和第一开关管连接，第一开关管与第一电阻连接。4. 根据权利要求1所述的一种带有PFC功能的两级式LED驱动电源，其特征在于，所述前 级电路包括PFC校正电路、一整流滤波输出电路、一设于所述PFC校正电路与整流滤波输出 电路之间的反馈控制单元，所述PFC校正电路包括一 PFC功率校正芯片以及分别与该PFC功 率校正芯片连接的反激输出电压电路、PWM升压拓扑结构电路;所述反激输出电压电路包括 一去磁时间和谷电压取样电路、一反激输入控制电路;所述反馈控制单元包括一隔离光耦 反馈电路、第一、第二运放单元以及用于给所述隔离光耦反馈单元、第一、第二运放单元供 电的辅助电源电路;一与所述反馈控制单元相连的PWM恒流拓扑结构单元。
【文档编号】H05B33/08GK205430699SQ201620225887
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月23日
【发明人】王武
【申请人】许昌学院