射灯驱动电路及射灯的制作方法

文档序号:8066168阅读:420来源:国知局
射灯驱动电路及射灯的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种射灯驱动电路,包括整流滤波模块、功率因数校正模块、原边储能滤波单元、次级储能滤波单元以及绕组储能滤波单元;原边储能滤波单元包括原边线圈,次级储能滤波单元包括次级线圈,绕组储能滤波单元包括绕组线圈,三线圈组成变压器;整流滤波模块将输入的电能进行整流滤波后输出直流电给功率因数校正模块,功率因数校正模块将进行功率因数校正后的电流输出给原边线圈,次级线圈产生感应电压输出给LED光源,绕组线圈亦产生感应电压以维持功率因数校正模块的输入电压。本发明还涉及一种射灯。本发明通过功率因数校正模块控制变压器的原边线圈的电流,因此可以获得较高的PF(功率因数)值,达到节能的效果。
【专利说明】射灯驱动电路及射灯
【技术领域】
[0001]本发明涉及照明设备,特别是涉及ー种射灯驱动电路,还涉及ー种射灯。
【背景技术】
[0002]射灯是ー种无主灯的照明灯具。传统的额定功率为3W的GUlO系列射灯,为了节省成本,通常PF (功率因数)值只能达到0.5^0.6左右,因而造成能源的浪费。

【发明内容】

[0003]基于此,有必要针对提供ー种高PF值的射灯驱动电路。
[0004]—种射灯驱动电路,包括整流滤波模块、功率因数校正模块、原边储能滤波单元、次级储能滤波单元以及绕组储能滤波单元;所述原边储能滤波単元包括原边线圈,所述次级储能滤波单元包括次级线圈,所述绕组储能滤波単元包括绕组线圈,所述原边线圈、次级线圈和绕组线圈组成变压器;所述整流滤波模块连接原边储能滤波单元和功率因数校正模块,所述功率因数校正模块连接所述原边储能滤波単元和绕组储能滤波单元,所述次级储能滤波单元的输出端用于连接LED光源;所述整流滤波模块将输入的电能进行整流滤波后输出直流电给所述功率因数校正模块,所述功率因数校正模块将进行功率因数校正后的电流输出给所述原边线圈,所述次级线圈产生感应电压输出给所述LED光源,所述绕组线圈亦产生感应电压以维持所述功率因数校正模块的输入电压。
[0005]在其中一个实施例中,所述功率因数校正模块包括功率因数校正控制芯片、开关管、环路补偿电容、环路补偿电阻、采样电阻、过零检测电阻、第一分压电阻以及第二分压电阻,所述功率因数校正控制芯片的电流采样脚通过所述采样电阻接地,且所述电流采样脚连接所述开关管的输出端;所述功率因数校正控制芯片的地脚接地;所述功率因数校正控制芯片的环路补偿脚通过串联的所述环路补偿电容和环路补偿电阻接地;所述功率因数校正控制芯片的过零检测脚通过所述过零检测电阻接地,且所述过零检测脚通过所述第二分压电阻连接所述绕组储能滤波単元;所述功率因数校正控制芯片的电压输入脚连接所述整流滤波模块和绕组储能滤波单元;所述功率因数校正控制芯片的驱动脚连接所述开关管的控制端,且所述驱动脚通过所述第一分压电阻连接所述采样电阻接地的一端;所述开关管的输入端连接所述原边储能滤波単元 。
[0006]在其中一个实施例中,所述原边储能滤波单元还包括原边滤波电容、原边电阻以及原边续流二极管,所述原边线圈的一端接原边续流二极管的阳极,所述原边续流二极管的阴极分别与原边滤波电容和原边电阻的一端连接,所述原边滤波电容和原边电阻的另ー端均连接原边线圈的另一端;所述开关管的输入端是连接所述原边线圈的一端和原边续流二极管的阳极。
[0007]在其中一个实施例中,所述次级储能滤波单元还包括次级滤波电容、次级电阻以及次级续流二极管,所述次级线圈的一端接次级续流二极管的阳极,所述次级续流二极管的阴极分别与次级滤波电容和次级电阻的一端连接,所述次级滤波电容和次级电阻的另ー端均连接次级线圈的另一端。
[0008]在其中一个实施例中,所述绕组储能滤波单元还包括绕组滤波电容、绕组电阻以及绕组续流ニ极管,所述绕组线圈的一端接绕组续流ニ极管的阳极,所述绕组续流ニ极管的阴极与绕组电阻串联后通过所述绕组滤波电容接地,所述绕组线圈的另一端接地;所述电压输入脚是连接绕组电阻与绕组电容间的节点,所述第二分压电阻是连接所述绕组线圈与绕组续流ニ极管的阳极之间的节点。
[0009]在其中一个实施例中,所述功率因数校正模块还包括接于所述整流滤波模块和电压输入脚之间的启动电阻,所述电压输入脚是通过所述启动电阻连接整流滤波模块。
[0010]在其中一个实施例中,所述功率因数校正模块还包括接于所述驱动脚和开关管的控制端之间的限流电阻。
[0011]在其中一个实施例中,所述开关管为N沟道MOS管,所述控制端为栅极,所述输入端为漏极,所述输出端为源扱。
[0012]在其中一个实施例中,所述射灯驱动电路布设在双面板型的印刷电路板上,且所述射灯驱动电路的元器件为表面贴装器件。
[0013]还有必要提供ー种高PF值的射灯,包括LED光源和用于驱动所述LED光源工作的前述射灯驱动电路。
[0014]上述射灯驱动电路和射灯,通过功率因数校正模块控制变压器的原边线圈的电流,因此可以获得较高的PF值,达到节能的效果。
【专利附图】

【附图说明】
[0015]图1是ー实施例中射灯驱动电路的电路结构示意图;
[0016]图2是ー实施例中射灯驱动电路的电路原理图;
[0017]图3是ー实施例中变压器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]为使本发明的目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。
[0019]图1是ー实施例中射灯驱动电路的电路结构示意图,射灯驱动电路100包括整流滤波模块10、功率因数校正模块20、原边储能滤波单元22、次级储能滤波单元32以及绕组储能滤波单元24。原边储能滤波单元22包括原边线圈222,次级储能滤波单元32包括次级线圈322,绕组储能滤波单元包括绕组线圈242,原边线圈222、次级线圈322和绕组线圈242组成变压器。整流滤波模块10连接原边储能滤波单元22和功率因数校正模块20,功率因数校正模块20连接原边储能滤波单元22和绕组储能滤波单元24,次级储能滤波单元32的输出端连接LED光源,为LED光源提供工作电能。该LED光源可以是多个LED串联形成,也可以为单个LED。
[0020]整流滤波模块10将输入的电能进行整流滤波后输出直流电给功率因数校正模块20。流过原边线圈222的电流受功率因数校正模块20所控制,次级线圈322产生感应电压并通过次级储能滤波单元32的输出端输出给LED光源,绕组线圈242亦产生感应电压以维持功率因数校正模块20的输入电压。该输入电压提供给功率因数校正模块20的功率因数校正(PFC)控制芯片作为工作电能。
[0021]上述射灯驱动电路100,通过功率因数校正模块20控制变压器的原边线圈的电流,因此可以获得较高的PF值,起到节能的效果。
[0022]參见图2,功率因数校正模块20包括功率因数校正控制芯片U1、开关管Q1、采样电阻R2,3、环路补偿电阻R10、过零检测电阻R8、第一分压电阻R6以及第二分压电阻R9。此处的R2,3表示该电阻由两个并联的相同电阻等价而成。实际组成电路时因为各种原因,例如可能无法购买到我们需要的特定參数的元器件,有时需要通过将多个元器件进行串并联以等价成一个元器件。
[0023]功率因数校正控制芯片Ul的电流采样脚ISEN通过采样电阻R2,3接地,且电流采样脚ISEN连接开关管的输出端。功率因数校正控制芯片Ul的地脚GND接地。功率因数校正控制芯片Ul的环路补偿脚COMP通过环路补偿电阻RlO接地。功率因数校正控制芯片Ul的过零检测脚ZCS通过过零检测电阻R8接地,且过零检测脚通过第二分压电阻R9连接绕组储能滤波单元24。功率因数校正控制芯片Ul的电压输入脚VCC连接整流滤波模块10和绕组储能滤波单元24。功率因数校正控制芯片Ul的驱动脚DRV连接开关管Ql的控制端,且驱动脚DRV通过第一分压电阻R6连接采样电阻R2,3接地的一端。开关管Ql的输入端连接原边储能滤波单元22。
[0024]在本实施例中,开关管Ql为N沟道MOS管,控制端为MOS管的栅极,输入端为MOS管的漏极,输出端为MOS管的源极。功率因数校正控制芯片Ul根据电流采样脚ISEN采样得到的电流,通过驱动脚DRV控制开关管Ql的通断,从而控制在原边线圈222上产生的电流。
[0025]在本实施例中,功率因数校正控制芯片Ul采用型号为SY5810的芯片,在其它实施例中也可以采用能够实现同样功能的其它芯片。
[0026]原边储能滤波单元22除原边线圈222外,还包括原边滤波电容C4、原边电阻Rl以及原边续流ニ极管D1。原边线圈222的一端接原边续流ニ极管Dl的阳极,原边续流ニ极管Dl的阴极分别与原边滤波电容C4和原边电阻Rl的一端连接。原边滤波电容C4和原边电阻Rl的另一端均连接原边线圈222的另一端,原边线圈222的一端和原边续流ニ极管Dl的阳极连接开关管Ql的输入端。
[0027]次级储能滤波单元32除次级线圈322タト,还包括次级滤波电容C2、次级电阻R12以及次级续流ニ极管D2,次级线圈322的一端接次级续流ニ极管D2的阳极,次级续流ニ极管D2的阴极分别与次级滤波电容C2和次级电阻R12的一端连接,次级滤波电容C2和次级电阻R12的另一端均连接次级线圈的另一端。次级电阻R12 (及次级滤波电容C2)的两端分别是次级储能滤波单元32的输出端的正负极,与LED光源连接,其中接次级续流ニ极管阴极的一端为输出端的正极。
[0028]绕组储能滤波单元24除绕组线圈242タト,还包括绕组滤波电容C5,6、绕组电阻Rll以及绕组续流ニ极管D3。绕组线圈242的一端接绕组续流ニ极管D3的阳极,绕组续流ニ极管D3的阴极与绕组电阻Rll串联后通过绕组滤波电容C5,6接地,绕组线圈242的另一端接地。绕组电阻Rll与绕组电容C5,6间的节点连接电压输入脚VCC,绕组线圈242与绕组续流ニ极管D3的阳极之间的节点连接第二分压电阻R9。
[0029]參见图2,在本实施例中,功率因数校正模块20还包括接于整流滤波模块10和电压输入脚VCC之间的启动电阻,该启动电阻由电阻R4和R5串联组成。整流滤波模块10通过该启动电阻连接输入脚VCC。为了获得较快的启动时间,需要对启动电阻的阻值进行设计。在本实施例中,R4和R5的阻值均为390千欧姆。
[0030]在本实施例中,功率因数校正模块20还包括接于环路补偿脚COMP和环路补偿电阻RlO之间的环路补偿电容C7。为了使得电网输入的电压在一个较大范围内变化的情况下都能获得高PF值,需要对环路补偿电阻RlO和补偿电容C7的值进行设计。在本实施例中,环路补偿电阻RlO的阻值为I千欧姆,补偿电容C7的电容值为I微法。
[0031]在本实施例中,功率因数校正模块20还包括接于驱动脚DRV和开关管Ql的控制端之间的限流电阻R7。
[0032]射灯驱动电路100在印制电路板(PCB)的布板上采用双面板,每一面布置的元器件为表面贴装器件(SMD),以获得较小的体积,尺寸仅有27.5*16*16毫米。
[0033]图3是另ー实施例中变压器的结构示意图。为了获得较好的效果,对变压器采用特别的绕制エ艺:
[0034]1.从3脚开始,用00.13线ー根顺绕96TS,收线到2脚,加2层胶帯。
[0035]2.从I脚开始,用00.19线ー根顺绕ー层(屏蔽层),加2层胶帯。
[0036]3.A线从8脚槽位顶端开始,用0 0.3TEX-E的线ー根顺绕18TS,收线到7脚槽位顶端为B线,加2层胶帯。飞线A长为40mm,B线长为30mm。
[0037]4.从2脚开始,00.13线ー根顺绕44TS,收线到4脚,加2层胶帯。
[0038]5.从5脚开始,用O0. 19线I根密绕18TS,收线到I脚,加三层胶带。
[0039]还可以在变压器的最外层加两层胶带与变压器等高,并加套铁氟龙套管。
[0040]这样经过调试和测试后,射灯驱动电路可以实现高PF值(PF>0.9)、低谐波(总谐波〈20%)从而大大提高了国家电网的利用率,也大大降低了电网的谐波。LED电源采用3个额定功率IW的LED串联时的测试数据见下表:
[0041]
交流输带栽3个IW的LED的输出驱动电路输出效率短路工作频
入电压电流/功率/PF值_给LED的电流_保护_率_
【权利要求】
1.ー种射灯驱动电路,其特征在干,包括整流滤波模块、功率因数校正模块、原边储能滤波单元、次级储能滤波单元以及绕组储能滤波单元;所述原边储能滤波単元包括原边线圈,所述次级储能滤波単元包括次级线圈,所述绕组储能滤波単元包括绕组线圈,所述原边线圈、次级线圈和绕组线圈组成变压器;所述整流滤波模块连接原边储能滤波单元和功率因数校正模块,所述功率因数校正模块连接所述原边储能滤波単元和绕组储能滤波单元,所述次级储能滤波単元的输出端用于连接LED光源; 所述整流滤波模块将输入的电能进行整流滤波后输出直流电给所述功率因数校正模块,所述功率因数校正模块将进行功率因数校正后的电流输出给所述原边线圈,所述次级线圈产生感应电压输出给所述LED光源,所述绕组线圈亦产生感应电压以维持所述功率因数校正模块的输入电压。
2.根据权利要求1所述的射灯驱动电路,其特征在于,所述功率因数校正模块包括功率因数校正控制芯片、开关管、环路补偿电容、环路补偿电阻、采样电阻、过零检测电阻、第一分压电阻以及第二分压电阻; 所述功率因数校正控制芯片的电流采样脚通过所述采样电阻接地,且所述电流采样脚连接所述开关管的输出端; 所述功率因数校正控制芯片的地脚接地; 所述功率因数校正控制芯片的环路补偿脚通过串联的所述环路补偿电容和环路补偿电阻接地; 所述功率因数校正控制芯片的过零检测脚通过所述过零检测电阻接地,且所述过零检测脚通过所述第二分压电阻连接所述绕组储能滤波単元; 所述功率因数校正控制芯片的电压输入脚连接所述整流滤波模块和绕组储能滤波单元; 所述功率因数校正控制芯片的驱动脚连接所述开关管的控制端,且所述驱动脚通过所述第一分压电阻连接所述采样电阻接地的一端;所述开关管的输入端连接所述原边储能滤波单元。
3.根据权利要求2所述的射灯驱动电路,其特征在于,所述原边储能滤波单元还包括原边滤波电容、原边电阻以及原边续流二极管,所述原边线圈的一端接原边续流二极管的阳极,所述原边续流二极管的阴极分别与原边滤波电容和原边电阻的一端连接,所述原边滤波电容和原边电阻的另一端均连接原边线圈的另一端;所述开关管的输入端是连接所述原边线圈的一端和原边续流二极管的阳极。
4.根据权利要求2所述的射灯驱动电路,其特征在于,所述次级储能滤波单元还包括次级滤波电容、次级电阻以及次级续流二极管,所述次级线圈的一端接次级续流二极管的阳极,所述次级续流二极管的阴极分别与次级滤波电容和次级电阻的一端连接,所述次级滤波电容和次级电阻的另一端均连接次级线圈的另一端。
5.根据权利要求2所述的射灯驱动电路,其特征在于,所述绕组储能滤波单元还包括绕组滤波电容、绕组电阻以及绕组续 流二极管,所述绕组线圈的一端接绕组续流二极管的阳极,所述绕组续流二极管的阴极与绕组电阻串联后通过所述绕组滤波电容接地,所述绕组线圈的另一端接地;所述电压输入脚是连接绕组电阻与绕组电容间的节点,所述第二分压电阻是连接所述绕组线圈与绕组续流二极管的阳极之间的节点。
6.根据权利要求2所述的射灯驱动电路,其特征在于,所述功率因数校正模块还包括接于所述整流滤波模块和电压输入脚之间的启动电阻,所述电压输入脚是通过所述启动电阻连接整流滤波模块。
7.根据权利要求2所述的射灯驱动电路,其特征在于,所述功率因数校正模块还包括接于所述驱动脚和开关管的控制端之间的限流电阻。
8.根据权利要求2所述的射灯驱动电路,其特征在于,所述开关管为N沟道MOS管,所述控制端为栅极,所述输入端为漏极,所述输出端为源扱。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的射灯驱动电路,其特征在于,所述射灯驱动电路布设在双面板型的印刷电路板上,且所述射灯驱动电路的元器件为表面贴装器件。
10.ー种射灯,包括LED光源和用于驱动所述LED光源工作的射灯驱动电路,其特征在于,所述射灯驱动电路为根据`权利要求1-9中任意一项所述的射灯驱动电路。
【文档编号】H05B37/02GK103517484SQ201210199049
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年6月15日 优先权日:2012年6月15日
【发明者】庞桂伟, 唐义国, 阮静 申请人:深圳市通普科技有限公司
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