专利名称：无变压器照明用发光二极管电源的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种照明用的电源，特别是涉及一种无变压器的用于给发光二极管供电的直流稳压电源。
背景技术：
目前，常见的给照明用的发光二极管(简称LED)提供电源的直流稳压电源都含有一个用于降压的变压器，因而体积不能做到很小，显得笨重，且变压器在直流稳压电源中占有很大的生产成本。
发明内容
本发明的目的是克服现有常见的含变压器的直流稳压电源存在的体积大、笨重、成本高等不足，提供一种给照明用的发光二极管供电的无变压器的直流稳压电源。本发明的技术方案是一种无变压器照明用发光二极管电源，其结构特点是包括主电路、稳压恒流控制电路和LED电源接口 Jl ；LED电源接口 Jl具有正极和负极；上述的主电路设置有交流电输入端、直流电源输出端、第一控制信号输入端、第二控制信号输入端和稳压恒流控制电路电源输出端；上述的稳压恒流控制电路设置有取样电压输入端、第一控制信号输出端、第二控制信号输出端、电源端、取样电流输入端以及取样电流输出端；上述的稳压恒流控制电路的取样电压输入端与主电路的直流电源输出端电连接；主电路的第一控制信号输入端与稳压恒流控制电路的第一控制信号输出端电连接；主电路的第二控制信号输入端与稳压恒流控制电路的第二控制信号输出端电连接；主电路的稳压恒流控制电路电源输出端与稳压恒流控制电路的电源端电连接；稳压恒流控制电路的取样电流输入端与LED电源接口 Jl的负极电连接；稳压恒流控制电路2的取样电流输出端接地；LED电源接口的正极与与主电路的直流电源输出端电连接；上述的主电路是一种在输入交流电正半周时通过若干间隔设置的整流二极管和分压电容串联分压并在滤波蓄能电容Co产生直流输出、在输入交流电负半周时由各分压电容依次通过相应的隔离二极管、共用的第一电子开关Ql和电感线圈LI对滤波蓄能电容Co补充放电产生直流输出的电路；上述的稳压恒流控制电路是通过将取样电压信号和取样电流信号进行处理后反馈作用于上述主电路以保证主电路输出的直流电压及直流电流稳定的电路。进一步的方案是上述的主电路包括分压放电电路、滤波蓄能电容Co、第一电子开关Ql)、第二电子开关Q2、二极管Do2、续流二极管Dol和电感线圈LI ；
分压放电电路有η级，各级分压放电电路依次电连接；各级分压放电电路均由分压电容、整流二级管和2个隔离二极管组成；各级分压放电电路均具有输入端、第一共线端、第一输出端、第二输出端和接地端；分压电容为电解电容；2个隔离二极管分为第一隔离二极管和第二隔离二极管；整流二级管的正极即为输入端；整流二级管的负极，第二隔离二极管的正极、分压电容的正极共线而形成公共接点，该公共接点即为第一共线端；分压电容的负极和第一隔离二极管的负极电连接而形成公共接点，该公共接点即为第一输出端；第二隔离二极管的负极即为第二输出端；第一隔离二极管的正极即为接地端；其中，主电路的第I级分压放电电路由作为整流二极管的二极管D12、作为分压电容的电解电容Cl、作为第一隔离二极管的二极管Dll和作为第二隔离二极管的二极管D13组成；二极管D12的正极既为第I级分压放电电路的输入端，也是主电路的交流电输入端，主电路的第η级分压放电电路由作为整流二极管的二极管Dn2、作为分压电容的电解电容Cn、作为第一隔离二极管的二极管Dnl和作为第二隔离二极管的二极管Dn3组成；二极管Dn2的正极即为第η级分压放电电路的输入端，该输入端与上一级也即第η-i级分压放电电路的第一输出端电连接；二极管Dn2的负极、电解电容Cn的正极以及二极管Dn3的正级共线而形成公共接点，该公共接点即为第一共线端，也是主电路的稳压恒流控制电路电源输出端；
各级分压放电电路的第二输出端均连接于第一电子开关Ql的输入端；第一电子开关Ql的输出端、电感线圈LI的一端以及续流二极管Dol的负极共线；续流二极管Dol的正极接地；电感线圈LI的另一端、滤波蓄能电容Co的正极以及二极管Do2的负极共线而形成公共接点，该公共接点即为主电路的直流电源输出端；滤波蓄能电容Co的负极和第二电子开 关Q2的输出端均接地；二极管Do2的正极和第二电子开关Q2的输入端均与第η级分压放电电路的第一输出端电连接；第一电子开关Ql的控制端即为主电路的第一控制信号输入端；第二电子开关Q2的控制端即为主电路的第二控制信号输入端；
主电路的分压放电电路的级数η根据计算式n = ( Vac - Vout ) / (mX Vout )算出，其中Vac为向二极管D12的正极输入的交流电压,Vout为在滤波蓄能电容Co的正极输出的直流电压，m的取值范围为I至6。进一步的方案是上述的第一电子开关Ql为NPN型三极管、PNP型三极管或者是由2个PNP型三极管组成的共集-共集电路；当第一电子开关Ql为NPN型三极管时，该NPN型三极管的基极即为第一电子开关Ql的控制端，该NPN型三极管的集电极即为第一电子开关Ql的输入端，该NPN型三极管的发射极即为第一电子开关Ql的输出端；当第一电子开关Ql为PNP型三极管时，该PNP型三极管的基极即为第一电子开关Ql的控制端，该PNP型三极管的发射极即为第一电子开关Ql的输入端，该PNP型三极管的集电极即为第一电子开关Ql的输出端；当第一电子开关Ql为由2个PNP型三极管组成的共集-共集电路时，该复合管电路的基极即为第一电子开关Ql的控制端，该复合管电路的发射极即为第一电子开关Ql的输入端，该复合管电路的集电极即为第一电子开关Ql的输出端；
所述的第二电子开关Q2为NPN型三极管、PNP型三极管或者是由2个PNP型三极管组成的共集-共集电路；当第二电子开关Q2为NPN型三极管时，该NPN型三极管的基极即为第二电子开关Q2的控制端，该NPN型三极管的集电极即为第二电子开关Q2的输入端，该NPN型三极管的发射极即为第二电子开关Q2的输出端；当第二电子开关Q2为PNP型三极管时，该PNP型三极管的基极即为第二电子开关Q2的控制端，该PNP型三极管的发射极即为第二电子开关Q2的输入端，该PNP型三极管的集电极即为第二电子开关Q2的输出端；当第二电子开关Q2为由2个PNP型三极管组成的共集-共集电路时，该复合管电路的基极即为第二电子开关Q2的控制端，该复合管电路的发射极即为第二电子开关Q2的输入端，该复合管电路的集电极即为第二电子开关Q2的输出端。进一步的方案是上述的稳压恒流控制电路包括双电压比较器U1、三极管Q3、二极管Dl、二极管D2、电阻R1、电阻R3、电阻R9、采样电阻Rf和基准电压电路；所述基准电压电路由三端基准稳压源U2、电阻R2以及依次串联的电阻R4、电阻R5和电阻R6组成；三端基准稳压源U2的阳极、三极管Q3的基极、电阻R6的一端以及采样电阻Rf的一端共享而形成公共接点，该公共接点即为稳压恒流控制电路的取样电流输入端；三极管Q3的发射极与采样电阻Rf的另一端共线而形成公共接点，该公共接点即为稳压恒流控制电路的取样电流输出端；三端基准稳压源U2的阴极、电阻R2的一端、电阻R4的一端以及双电压比较器Ul的第二同相输入端共线；三端基准稳压源U2的参考级、电阻R6的另一端以及电阻R5的一端共线；双电压比较器Ul的第一反相输入端、二极管Dl的正极以及电阻R9的一端共线；电阻R9的另一端、电阻R4的另一端以及电阻R5的另一端共线；双电压比较器Ul的电源端与基准电压电路的电阻R2的另一端共线而形成公共接点，该公共接点即为稳压恒流控制电路的电源端；电阻Rl的一端即为稳压恒流控制电路的第一控制信号输出端；电阻Rl的另一端与双电压比较器Ul的第一输出端电连接；电阻R3的一端即为稳压恒流控制电路的第二控制信号输出端；电阻R3的另一端、二极管D2的正极以及双电压比较器Ul的第二输出端共线；二极管D2的负极、二极管Dl的负极以及三极管Q3的集电极共线；双电压比较器Ul的第一同相输入端和第二反相输入端共同作为稳压恒流控制电路的取样电压输入端。
进一步的方案是上述的各级分压放电电路的分压电容Cl至Cn和滤波蓄能电容Co的电容值均相等。本发明的积极效果是本发明用常规的晶体三级管、晶体二级管、比较器、稳压管及电阻、电容等元器件，通过电路的设计实现了不带变压器即能提供稳压恒流直流输出带动照明用的LED或串联LED组工作的电源，由于省略了变压器从而使电源体积减小，重量减轻，成本降低。
图I是本发明的一种电路框 图2是图I的电原理 图3是图2中的各级分压放电电路在交流电正半周期时的等效电路 图4是图2中的各级分压放电电路在交流电负半周期时的等效电路图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。见图1，本发明的无变压器照明用发光二极管电源由主电路I、稳压恒流控制电路2和LED电源接口 Jl组成。LED电源接口 Jl具有正极和负极；主电路I设置有交流电输入端Al、直流电源输出端A2、第一控制信号输入端A3、第二控制信号输入端A4和稳压恒流控制电路电源输出端A5 ;稳压恒流控制电路2设置有取样电压输入端B2、第一控制信号输出端B3、第二控制信号输出端B4、电源端B5、取样电流输入端B6以及取样电流输出端B7 ;稳压恒流控制电路2的取样电压输入端B2与主电路I的直流电源输出端A2电连接；主电路I的第一控制信号输入端A3与稳压恒流控制电路2的第一控制信号输出端B3电连接；主电路I的第二控制信号输入端A4与稳压恒流控制电路2的第二控制信号输出端B4电连接；主电路I的稳压恒流控制电路电源输出端A5与稳压恒流控制电路2的电源端B5电连接；稳压恒流控制电路2的取样电流输入端B6与LED电源接口 Jl的负极电连接；稳压恒流控制电路2的取样电流输出端B7接地；LED电源接口 Jl的正极与主电路I的直流电源输出端A2电连接。见图2，前述的主电路I由分压放电电路、滤波蓄能电容Co、第一电子开关Ql、第二电子开关Q2、二极管Do2、续流二极管Dol和电感线圈LI组成；
分压放电电路有η级，各级分压放电电路依次电连接；各级分压放电电路均由分压电容、整流二级管和2个隔离二极管组成。各级分压放电电路均具有输入端、第一共线端、第一输出端、第二输出端和接地端。分压电容为电解电容；2个隔离二极管分为第一隔离二极管和第二隔离二极管。整流二级管的正极即为输入端；整流二级管的负极，第二隔离二极管的正极、分压电容的正极共线而形成公共接点，该公共接点即为第一共线端；分压电容的负极和第一隔离二极管的负极电连接而形成公共接点，该公共接点即为第一输出端；第二隔离二极管的负极即为第二输出端；第一隔离二极管的正极即为接地端。各级分压放电电路的接地端共同组成主电路I的接地端。其中，主电路I的第I级分压放电电路由作为整流二极管的二极管D12、作为分压电容的电解电容Cl、作为第一隔离二极管的二极管Dll和作 为第二隔离二极管的二极管D13组成。二极管D12的正极既为第I级分压放电电路的输入端，也是主电路I的交流电输入端Al。主电路I的第2级分压放电电路由作为分压电容的电解电容C2、作为整流二极管的二极管D22、作为第一隔离二极管的二极管D21和作为第二隔离二极管的二极管D23组成。二极管D22的正极为第2级分压放电电路的输入端，该输入端与第I级分压放电电路的第一输出端电连接。主电路I的第η级分压放电电路由作为整流二极管的二极管Dn2、作为分压电容的电解电容Cn、作为第一隔离二极管的二极管Dnl和作为第二隔离二极管的二极管Dn3组成。二极管Dn2的正极为第η级分压放电电路的输入端，该输入端与上一级也即第n-Ι级分压放电电路的第一输出端电连接。二极管Dn2的负极、电解电容Cn的正极以及二极管Dn3的正级共线而形成公共接点该公共接点即为第一共线端，也是主电路I的稳压控制电路电源输出端A5。各级分压放电电路的第二输出端均连接于第一电子开关Ql的输入端；第一电子开关Ql的输出端、电感线圈LI的一端以及续流二极管Dol的负极共线；续流二极管Dol的正极接地；电感线圈LI的另一端、滤波蓄能电容Co的正极以及二极管Do2的负极共线而形成公共接点，该公共接点即为主电路I的直流电源输出端A2 ;滤波蓄能电容Co的负极和第二电子开关Q2的输出端均接地；二极管Do2的正极和第二电子开关Q2的输入端均与第η级分压放电电路的第一输出端电连接；第一电子开关Ql的控制端即为主电路I的第一控制信号输入端A3 ;第二电子开关Q2的控制端即为主电路I的第二控制信号输入端Α4。前述的第一电子开关Ql可以是NPN型三极管、PNP型三极管或者是由2个PNP型三极管组成的共集-共集电路；本实施例优选由2个PNP型三极管组成的共集-共集电路。当第一电子开关Ql为NPN型三极管时，该NPN型三极管的基极即为第一电子开关Ql的控制端，该NPN型三极管的集电极即为第一电子开关Ql的输入端，该NPN型三极管的发射极即为第一电子开关Ql的输出端；当第一电子开关Ql为PNP型三极管时，该PNP型三极管的基极即为第一电子开关Ql的控制端，该PNP型三极管的发射极即为第一电子开关Ql的输入端，该PNP型三极管的集电极即为第一电子开关Ql的输出端；当第一电子开关Ql为由2个PNP型三极管组成的共集-共集电路时，该复合管电路的基极即为第一电子开关Ql的控制端，该复合管电路的发射极即为第一电子开关Ql的输入端，该复合管电路的集电极即为第一电子开关Ql的输出端；
所述的第二电子开关Q2可以是NPN型三极管、PNP型三极管或者是由2个PNP型三极管组成的共集-共集电路。本实施例优选由2个PNP型三极管组成的共集-共集电路。当第二电子开关Q2为NPN型三极管时，该NPN型三极管的基极即为第二电子开关Q2的控制端，该NPN型三极管的集电极即为第二电子开关Q2的输入端，该NPN型三极管的发射极即为第二电子开关Q2的输出端；当第二电子开关Q2为PNP型三极管时，该PNP型三极管的基极即为第二电子开关Q2的控制端，该PNP型三极管的发射极即为第二电子开关Q2的输入端，该PNP型三极管的集电极即为第二电子开关Q2的输出端；当第二电子开关Q2为由2个PNP型三极管组成的共集-共集电路时，该复合管电路的基极即为第二电子开关Q2的控制端，该复合管电路的发射极即为第二电子开关Q2的输入端，该复合管电路的集电极即为第二电子开关Q2的输出端。前述的稳压恒流控制电路2由双电压比较器U1、NPN型三极管Q3、二极管DI、二极管D2、电阻Rl、电阻R3、电阻R9、采样电阻Rf和基准电压电路组成，基准电压电路由三端基准稳压源U2、电阻R2以及依次串联的电阻R4、电阻R5和电阻R6组成。 本实施例中，双电压比较器Ul的型号优选LM393。三端基准稳压源U2的型号优选LM431A。LM393的双电压比较器Ul内置两个比较器，具有I到8个脚，其VCC端为8脚，VSS端为4脚,第一同相输入端为3脚,第一反相输入端为2脚，第一输出端为I脚；第二同相输入端为5脚，第二反相输入端为6脚，第二输出端为7脚。三端基准稳压源U2的阳极、三极管Q3的基极、电阻R6的一端以及采样电阻Rf的一端具有公共接点，该公共接点即为稳压恒流控制电路2的取样电流输入端B6 ;三极管Q3的发射极与采样电阻Rf的另一端具有公共接点，该公共接点即为稳压恒流控制电路2的取样电流输出端B7 ;三端基准稳压源U2的阴极与电阻R2的一端、电阻R4的一端以及双电压比较器Ul的第二同相输入端5脚具有公共接点；三端基准稳压源U2的参考级、电阻R6的另一端以及电阻R5的一端共线；双电压比较器Ul的第一反相输入端2脚、二极管Dl的正极以及电阻R9的一端共线；电阻R9的另一端、电阻R4的另一端以及电阻R5的另一端共线；双电压比较器Ul的电源端也即VCC端8脚与基准电压电路的电阻R2的另一端具有公共接点，该公共接点即为稳压恒流控制电路2的电源端B5 ;电阻Rl的一端即为稳压恒流控制电路2的第一控制信号输出端B3 ;电阻Rl的另一端与双电压比较器Ul的第一输出端I脚电连接；电阻R3的一端即为稳压恒流控制电路2的第二控制信号输出端B4 ;电阻R3的另一端、二极管D2的正极以及双电压比较器Ul的第二输出端7脚共线；二极管D2的负极、二极管Dl的负极以及三极管Q3的集电极共线；双电压比较器Ul的第一同相输入端3脚和第二反相输入端6脚共同为稳压恒流控制电路2的取样电压输入端B2。双电压比较器Ul的VSS端4脚接地。本实施例中，前述的分压电容Cl、C2……Cn和滤波蓄能电容Co的均为电解电容，且电容值均相等。见图2，参看图3和图4，本实施例的无变压器直流稳压电源本工作原理和方式如下述
LED灯珠或串联的LED灯珠组通过与本实施例的无变压器直流稳压电源的LED电源接口 Jl电连接。外接的220V的交流电AC通过主电路I的交流电输入端Al输入，在交流电AC的正半周期时，电流经过 D12、C1、D22、C2、…Dn2、Cn、Do2、Co 对 Cl、C2、…Cn_l、Cn、Co 电容进行充电，在充电周期，根据电路原理可知，电路中的D11、D13、D21、D23、...Dnl、Dn3不起作用，充电等效电路如图3所示。充电时滤波蓄能电容Co上的输出电压为LED提供工作电压并且为稳压恒流控制电路2提供取样电压，滤波蓄能电容Co上的输出电压的限压控制通过双电压比较器Ul对输出电压Vout和参考电压VrefI进行比较来实现的当Vout > Vrefl时双电压比较器Ul的第一输出端I脚输出低电平，同时，当充电电流大于设定电流时，米样电阻Rf上的压降增大也即三极管基极电压升高使三极管Q3导通，两者都导致三极管Q2导通，而三极管Q2导通后旁路二极管Do2和电容Co，从而停止对电容Co的充电，保证输出电压Vout不会大于Vrefl和输出电流不会大于设定电流。当220V的交流电AC在负半周期时，电路停止对各个电容的充电，进入电流消耗周期，在电流消耗周期，根据电路原理，分压电容转变为并联电路，其等效电路图如图4所示。滤波蓄能电容Co上的输出电压为LED提供工作电压并且为稳压恒流控制电路提供取样电压，滤波蓄能电容Co上的输出电压的限压控制通过双电压比较器Ul对Vout和Vref 2进行 比较来实现，当Vout < Vref2时双电压比较器Ul的第一输出端I脚输出低电平，使得Ql导通，接通分压电容CfCn使其并联对Co进行补充充电，分压电容Cl从其正极经D13、Q1、LUCo,Dll到电容Cl的负极形成一个放电回路对Co补充电流，其它分压电容C2-Cn工作原理与Cl相同，以确保Vout输出电压稳定或输出电流恒定，保证Vout输出不会小于Vref2。补充充电时直流电源输出电流的恒流控制是通过Q3来实现的，当采样电阻Rf上流过的电流超过设定电流时，其电压压降达到O. 7V，Q3导通，与Q3的集电极相接的二极管Dl将双电压比较器Ul的第一负输入端拉低,禁止双电压比较器Ul的第一输出端输出低电压，阻止三极管Ql导通，停止对电源滤波蓄能电容Co的补充充电，由于双电压比较器Ul的第一负输入端与参考电压Vref2之间是通过R9相连接的，拉低双电压比较器Ul的第一负输入端，不会影响到参考电压Vref2 ;同时与Q3的集电极相接的二极管D2将Q2的基极拉低，使得Q2导通，旁路Do2、Co，停止对电源滤波蓄能电容Co的补充充电。恒流控制的权限高于限压控制，当Q3导通时限压控制不起作用。根据以下步骤，确定如图2所示的本发明实施例的无变压器照明用LED电源相关参数选择
首先确定照明用LED电源的输出电压值Vout和电流值I:
Vout = LEDs *3.5(I)
I= O. 3 A(2)
Vout为直流电源输出电压值，LEDs为需要驱动多少个照明用LED的数量，I瓦特照明用LED的正向压降一般为3. 5V，电流I为300mA。通过LED恒流控制值I可以确定采样电阻Rf的电阻值，根据公式(3)计算得出Rf为2. 3欧姆
Rf = O. 7 / I(3)
参考电压由三端基准稳压源U2提供，选择R4、R5、R6阻值确定参考电压Vrefl、Vref2电压值。应用中R6 —般可选择为2. 5K欧姆，R4确定直流输出电压Vout允许误差差值，应用中一般可选择为200欧姆，R5可根据公式(4)计算得出。Vrefl、Vref2电压值依计算公式(5)、(6)确定。R5 = R6 * Vout / 2. 5 - R6 - R4 / 2(4)
Vrefl = 2.5 * ( R4+R5+R6 ) / R6(5)
Vref2 = 2· 5 * ( R5+R6 ) / R6( 6)
主电路I的分压放电电路的级数n，也即分压电容级数选择，选择多少级分压电容可根据公式(I)所确定的Vout，通过公式(7)算出n = ( Vac - Vout ) / (m* Vout ) (7)
其中的系数m的取值范围为I至6。根据经验，选择分压电容Cl、C2……Cn和滤波蓄能电容Co的容值均相等，分压电容电压最佳的选择范围是输出电压Vout的I. 5至3倍之间，可以得到性能较好的直流恒流和限压输出，也即m的最佳取值范围为I. 5至3之间，从而可以确定分压电容的个数η。以输入交流电压为220V为例，如果需要驱动的LED数量为4个，则根据公式(I)算出输出直流电压Vout为14V，若m取1，则可算出η为15 ;若m取6，则可算出η为2 ;在m的最佳取值范围I. 5至3之间确定m取2，则可算出η为7，也就是说,主电路I中选用7个分压电容，通过本实施例的电路，可以驱动本实施例4个LED，并且工作电流电压最为稳定。以上实施例是对本发明的具体实施方式
的说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换和变化而得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应该归入本发明的专利保护范围。
权利要求
1.ー种无变压器照明用发光二极管电源，其特征在于包括主电路(I)、稳压恒流控制电路(2)和LED电源接ロ(Jl);所述的LED电源接ロ(Jl)具有正极和负极；所述的主电路(I)设置有交流电输入端(Al)、直流电源输出端(A2)、第一控制信号输入端(A3)、第二控制信号输入端(A4)和稳压恒流控制电路电源输出端(A5);所述的稳压恒流控制电路(2)设置有取样电压输入端(B2)、第一控制信号输出端(B3)、第二控制信号输出端(B4)、电源端(B5)、取样电流输入端(B6)以及取样电流输出端(B7);所述的稳压恒流控制电路(2)的取样电压输入端(B2)与主电路(I)的直流电源输出端(A2)电连接；主电路(I)的第一控制信号输入端(A3)与稳压恒流控制电路(2)的第一控制信号输出端(B3)电连接；主电路(I)的第二控制信号输入端(A4)与稳压恒流控制电路(2)的第二控制信号输出端(B4)电连接；主电路(I)的稳压恒流控制电路电源输出端(A5)与稳压恒流控制电路(2)的电源端(B5)电连接；稳压恒流控制电路(2)的取样电流输入端(B6)与LED电源接ロ(Jl)的负极电连接；稳压恒流控制电路(2)的取样电流输出端(B7)接地；LED电源接ロ(Jl)的正极与主电路(O的直流电源输出端(A2)电连接；所述的主电路(I)是ー种在输入交流电正半周时通过若干间隔设置的整流ニ极管和分压电容串联分压并在滤波蓄能电容(Co)产生直流输出、在输入交流电负半周时由各分压电容依次通过相应的隔离ニ极管、共用的第一电子开关(Ql)和电感线圈(LI)对滤波蓄能电容(Co)补充放电产生直流输出的电路；所述稳压恒流控制电路(2)是通过将取样电压信号和取样电流信号进行处理后反馈作用于所述主电路(I)以保证主电路(I)输出的直流电压及直流电流稳定的电路。
2.根据权利要求I所述的无变压器照明用发光二极管电源，其特征在于所述的主电路(I)包括分压放电电路、滤波蓄能电容(Co)、第一电子开关(Ql)、第二电子开关(Q2)、ニ极管(Do2)、续流ニ极管(Dol)和电感线圈(LI)； 分压放电电路有η级，各级分压放电电路依次电连接；各级分压放电电路均由分压电容、整流ニ级管和2个隔离ニ极管组成；各级分压放电电路均具有输入端、第一共线端、第ー输出端、第二输出端和接地端；分压电容为电解电容；2个隔离ニ极管分为第一隔离ニ极管和第二隔离ニ极管；整流ニ级管的正极即为输入端；整流ニ级管的负极，第二隔离ニ极管的正极、分压电容的正极共线而形成公共接点，该公共接点即为第一共线端；分压电容的负极和第一隔离ニ极管的负极电连接而形成公共接点，该公共接点即为第一输出端；第二隔离ニ极管的负极即为第二输出端；第一隔离ニ极管的正极即为接地端；其中，主电路(I)的第I级分压放电电路由作为整流ニ极管的ニ极管(D12)、作为分压电容的电解电容Cl、作为第一隔离ニ极管的ニ极管(Dll)和作为第二隔离ニ极管的ニ极管(D13)组成；ニ极管(D12)的正极既为第I级分压放电电路的输入端，也是主电路(I)的交流电输入端(Al);主电路(I)的第η级分压放电电路由作为整流ニ极管的ニ极管(Dn2 )、作为分压电容的电解电容Cn、作为第一隔离ニ极管的ニ极管(Dnl)和作为第二隔离ニ极管的ニ极管(Dn3)组成；ニ极管(Dn2)的正极即为第η级分压放电电路的输入端，该输入端与上一级也即第η-1级分压放电电路的第一输出端电连接；ニ极管(Dn2)的负极、电解电容(Cn)的正极以及ニ极管(Dn3)的正级共线而形成公共接点，该公共接点即为第一共线端，也是主电路(I)的稳压恒流控制电路电源输出端(A5)； 各级分压放电电路的第二输出端均连接于第一电子开关(Ql)的输入端；第一电子开关(Ql)的输出端、电感线圈(LI)的一端以及续流ニ极管(Dol)的负极共线；续流ニ极管(Dol)的正极接地；电感线圈(LI)的另一端、滤波蓄能电容(Co)的正极以及ニ极管(Do2)的负极共线而形成公共接点，该公共接点即为主电路(I)的直流电源输出端(A2);滤波蓄能电容(Co)的负极和第二电子开关(Q2)的输出端均接地；ニ极管(Do2)的正极和第二电子开关(Q2)的输入端均与第η级分压放电电路的第一输出端电连接；第一电子开关(Ql)的控制端即为主电路(I)的第一控制信号输入端(A3);第二电子开关(Q2)的控制端即为主电路(I)的第二控制信号输入端(A4); 主电路(I)的分压放电电路的级数η根据计算式n = ( Vac - Vout ) / (mX Vout )算出，其中Vac为向ニ极管(D12)的正极输入的交流电压，Vout为在滤波蓄能电容(Co)的正极输出的直流电压，m的取值范围为I至6。
3.根据权利要求2所述的无变压器照明用发光二极管电源，其特征在于所述的第一电子开关(Ql)为NPN型三极管、PNP型三极管或者是由2个PNP型三极管组成的共集-共集电路；当第一电子开关(Ql)为NPN型三极管时，该NPN型三极管的基极即为第一电子开关(Ql)的控制端，该NPN型三极管的集电极即为第一电子开关(Ql)的输入端，该NPN型三极管的发射极即为第一电子开关(Ql)的输出端；当第一电子开关(Ql)为PNP型三极管吋，该PNP型三极管的基极即为第一电子开关(Ql)的控制端，该PNP型三极管的发射极即为第ー电子开关(Ql)的输入端，该PNP型三极管的集电极即为第一电子开关(Ql)的输出端；当第一电子开关(Ql)为由2个PNP型三极管组成的共集-共集电路时，该复合管电路的基极即为第一电子开关(Ql)的控制端，该复合管电路的发射极即为第一电子开关(Ql)的输入端，该复合管电路的集电极即为第一电子开关(Ql)的输出端； 所述的第二电子开关(Q2)为NPN型三极管、PNP型三极管或者是由2个PNP型三极管组成的共集-共集电路；当第二电子开关(Q2)为NPN型三极管吋，该NPN型三极管的基极即为第二电子开关(Q2)的控制端，该NPN型三极管的集电极即为第二电子开关(Q2)的输入端，该NPN型三极管的发射极即为第二电子开关(Q2)的输出端；当第二电子开关(Q2)为PNP型三极管吋，该PNP型三极管的基极即为第二电子开关(Q2)的控制端，该PNP型三极管的发射极即为第二电子开关(Q2)的输入端，该PNP型三极管的集电极即为第二电子开关(Q2)的输出端；当第二电子开关(Q2)为由2个PNP型三极管组成的共集-共集电路时，该复合管电路的基极即为第二电子开关(Q2)的控制端，该复合管电路的发射极即为第二电子开关(Q2)的输入端，该复合管电路的集电极即为第二电子开关(Q2)的输出端。
4.根据权利要求3所述的无变压器照明用发光二极管电源，其特征在于所述的稳压恒流控制电路(2)包括双电压比较器(U1)、三极管(Q3)、ニ极管(D1)、ニ极管(D2)、电阻(Rl)、电阻(R3 )、电阻(R9 )、采样电阻(Rf )和基准电压电路；所述基准电压电路由三端基准稳压源(U2 )、电阻(R2 )以及依次串联的电阻(R4 )、电阻(R5 )和电阻(R6 )组成；三端基准稳压源(U2)的阳极、三极管(Q3)的基极、电阻(R6)的一端以及采样电阻(Rf)的一端共享而形成公共接点，该公共接点即为稳压恒流控制电路(2)的取样电流输入端(B6);三极管(Q3)的发射极与采样电阻(Rf)的另一端共线而形成公共接点，该公共接点即为稳压恒流控制电路(2)的取样电流输出端(B7);三端基准稳压源(U2)的阴极、电阻(R2)的一端、电阻(R4)的一端以及双电压比较器(Ul)的第二同相输入端共线；三端基准稳压源(U2)的參考级、电阻(R6)的另一端以及电阻(R5)的一端共线；双电压比较器(Ul)的第一反相输入端、ニ极管(Dl)的正极以及电阻(R9)的一端共线；电阻(R9)的另一端、电阻(R4)的另一端以及电阻(R5)的另一端共线；双电压比较器(Ul)的电源端与基准电压电路的电阻(R2)的另一端共线而形成公共接点，该公共接点即为稳压恒流控制电路(2)的电源端(B5);电阻(Rl)的一端即为稳压恒流控制电路(2)的第一控制信号输出端(B3);电阻(Rl)的另一端与双电压比较器(Ul)的第一输出端电连接；电阻(R3)的一端即为稳压恒流控制电路(2)的第二控制信号输出端(B4);电阻(R3)的另一端、ニ极管(D2)的正极以及双电压比较器(Ul)的第二输出端共线；ニ极管(D2)的负极、ニ极管(Dl)的负极以及三极管(Q3)的集电极共线；双电压比较器(Ul)的第一同相输入端和第二反相输入端共同作为稳压恒流控制电路(2)的取样电压输入端(B2)。
5.根据权利要求2、3或4所述的无变压器照明用发光二极管电源，其特征在于所述的各级分压放电电路的分压电容(Cl至Cn)和滤波蓄能电容(Co)的电容值均相等。
全文摘要
本发明提供一种无变压器照明用发光二极管电源，包括主电路、稳压恒流控制电路和发光二极管电源接口；主电路是一种在输入交流电正半周时通过若干间隔设置的整流二极管和分压电容串联分压并在滤波蓄能电容产生直流输出、在输入交流电负半周时由各分压电容依次通过相应的隔离二极管、共用的第一电子开关和电感对滤波蓄能电容补充放电产生直流输出的电路；稳压恒流控制电路是通过将取样电压信号和取样电流信号进行处理后反馈作用于主电路以保证发光二极管工作电压及电流稳定的电路。本发明省略了常见的发光二极管照明电源具有的变压器从而使电源体积减小，重量减轻，成本降低。
文档编号H05B37/02GK102665327SQ20121010972
公开日2012年9月12日 申请日期2012年4月13日 优先权日2012年4月13日
发明者冯俊萍, 贝绍轶, 赵景波, 赵良 申请人:江苏技术师范学院