恒流直驱式led开关电源的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种恒流直驱式LED开关电源，包括整流桥，连接在整流桥正负极之间的LED串，还包括用于获取LED串电流信号的电流采样电阻、连接在LED之间的NMOS管、连接在NMOS管D、S上的续流二级管、由第一NPN管和第一PNP管组成的图腾柱电路、第一NPN管的偏置电阻、以及第一NPN管和第二NPN管组成的施密特电路。本实用新型的开关电源损耗小，可模块化，芯片化。
【专利说明】恒流直驱式LED开关电源
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及开关电源领域，尤其涉及一种恒流直驱式LED开关电源。
【背景技术】
[0002]现有技术中LED驱动开关电源的组成器件中包括开关变压器、输出电感等耗费功率大的器件，从而使得整个开关电源的电源效率不高，而且由于包括开关变压器、输出电感，使得整个开关电源整体体积变大，使用不方便。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供以一种电源效率高、而且可以实现模块化、芯片化的开关电源。
[0004]为实现上述实用新型目的，本实用新型采用以下的技术方案:
[0005]一种恒流直驱式LED开关电源，包括整流桥，连接在整流桥正负极之间的LED串，包括用于获取LED串电流信号的电流采样电阻、连接在LED之间的NM0S管、连接在NM0S管D、S上的续流二级管、由第一 NPN管和第一 PNP管组成的图腾柱电路、第一 NPN管的偏置电阻、第一 NPN管和第二 NPN管组成的施密特电路；
[0006]所述整流桥堆的正极与偏置电阻的一端连接后与第一 NPN管的集电极连接，偏置电阻的另一端与图腾柱电路的输入端连接，图腾柱电路的输入端还与第二 NPN管的集电极连接；第二NPN管的基极与第一PNP管的集电极连接后与电流采样电阻的一端连接，电流采样电阻的另一端与第二 NPN管的发射极连接。
[0007]进一步地，在整流桥堆的正负极之间连接有滤波电容。
[0008]本实用新型与现有LED驱动开关电源的优势有:
[0009]第一、本实用新型由于在负载与电源之间仅有工频整流管以及一个工作在开关状态的NM0S管、电流采样电阻，因此，理论上的电源效率可达到0.98以上。
[0010]第二、在保证LED原功能不变的情况下，本实用新型NM0S管的驱动电压、正负电源由LED自身生成，取代常规开关电源自举电路或者NM0S管专用驱动电路，简化了电路结构。
[0011]第三、无输出电感，本实用新型由续流二极管代替输出电感，避免了由输出电感带来的磁损耗、电感内阻损耗，其续流效果优于输出电感，而且可以持续续流，这是输出电感做不到的。同时续流二极管可以分担NM0S管的负荷，保证电流持续，输出波纹更小，同时降低了 NM0S管开关频率，也就是降低了 NM0S管的开关损耗。
[0012]第四、不再使用开关变压器，采用直驱动式驱动，同样没有开关变压器磁损耗以及变压器内阻损耗。
[0013]第五、本实用新型恒流工作，在保证NM0S管开启电压、并且LED串联数量不大于输入电压/ LEDVF值的前提下，LED串联的数量不受制约。
[0014]第六、由于NM0S管的D、S间悬浮电压受控于续流二级管，因此可以选用同种工艺的低压低内阻NM0S管，其优势是造价更低、损耗更低。[0015]第七、本实用新型采用造价低廉的NMOS管。
[0016]第八、LED灯组、驱动电源合二为一，不占用空间。
[0017]第九、输出线不再使用常规方式正负两根线，而是由多段功能不同的LED段组成，共有六根输出引出线，分别是:整流输出正极、NM0S管漏极、NM0S管源极、采样电阻高端、采样电阻低端、整流输出负极。
[0018]第十、本实用新型电路不同于常规开关电源，本实用新型工作频率取决于输入电压，当设定电流一定时，输入电压越闻开关频率越闻，最低可以零工作频率，减少开关损耗，甚至达到零开关损耗。
[0019]第十一、本实用新型输出功率正比于电压，反比于电流。
[0020]第十二、输入电压范围大，交流输入可在10-440V，其特别之处是NM0S管耐压并不取决于输入电压，也就是对NM0S管参数要求更低。其优势是输入电压范围更大、应用范围更广。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型恒流直驱式LED开关电源电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0023]图1为本实用新型恒流直驱式LED开关电源电路结构示意图，如图1所示，本实用新型提供的恒流直驱式LED开关电源，包括整流桥10，连接在整流桥10正负极之间的LED串9、还包括用于获取LED串9电流信号的电流采样电阻7、连接在LED之间的NM0S管1、连接在NM0S管ID、S之间的续流二级管8、由第一 NPN管2和第一 PNP管3组成的图腾柱电路、第一 NPN管2和第二 NPN管5组成的施密特电路、第一 NPN管2的偏置电阻6:
[0024]所述整流桥堆的正极与偏置电阻6的一端连接后与第一 NPN管2的集电极连接，偏置电阻6的另一端与图腾柱电路的输入端连接，图腾柱电路的输入端还与第二 NPN管5的集电极连接；第二 NPN管5的基极与第一 PNP管3的集电极连接后与电流采样电阻7的一端连接，电流采样电阻7的另一端与第二 NPN管5的发射极连接。
[0025]为了减小输出波纹，本实用新型在整流桥堆10的正负极之间连接有滤波电容4。该滤波电容4与恒流输出滤波电容共用。
[0026]本实用新型的工作原理:如图1所示，第一 NPN管2和第一 PNP管3组成图腾柱电路，第一 NPN管2和第二 NPN管5组成施密特电路，偏置电阻6为第一 NPN管2的偏置电阻。开启电源，图腾柱第一 NPN管2饱和导通为NM0S管1提供了驱动电压，NM0S管1饱和导通，LED串9构成回路得电工作，当电流超过设定电流值时，电流采样电阻7的压降随之增大，压降超过阀值时，第二 NPN管5导通、第一 NPN管2截止、第一 PNP管3饱和，此时，因NM0S管G极电位被图腾柱电路第一 PNP管3拉低，[0027]强行关闭NMOS管1，同时NMOS管ID、S间产生较高的悬浮电压，当该悬浮电压值超过续流二极管8的额定电压时，续流二极管8开始续流，由于续流电流小于设定电流，因此施密特电路复位，第一 NPN管2再次饱和，周而复始，电流便控制在设定范围内。
[0028]本实用新型与现有LED驱动开关电源的优势有:
[0029]第一、本实用新型由于在负载与电源之间仅有工频整流管以及一个工作在，开关状态的NM0S管、电流采样电阻，因此，理论上的电源效率可达到0.98以上。
[0030]第二、在保证LED原功能不变的情况下，本实用新型NM0S管的驱动电压、正负电源由LED自身生成，取代常规开关电源自举电路或者NM0S管专用驱动电路，简化了电路结构。
[0031]第三、无输出电感，本实用新型由续流二极管代替输出电感，避免了由输出电感带来的磁损耗、电感内阻损耗，其续流效果优于输出电感，而且可以持续续流，这是输出电感做不到的。同时续流二极管可以分担NM0S管的负荷，保证电流持续，输出波纹更小，同时降低了 NM0S管开关频率，也就是降低了 NM0S管的开关损耗。
[0032]第四、不再使用开关变压器，采用直驱动式驱动，同样没有开关变压器磁损耗以及变压器内阻损耗。
[0033]第五、本实用新型恒流工作，在保证NM0S管开启电压、并且LED串联数量不大于输入电压/ LEDVF值的前提下，LED串联的数量不受制约。
[0034]第六、由于NM0S管的D、S间悬浮电压受控于续流二级管，因此可以选用同种工艺的低压低内阻NM0S管，其优势是造价更低、损耗更低。
[0035]第七、本实用新型采用造价低廉的NM0S管。
[0036]第八、LED灯组、驱动电源合二为一，不占用空间。
[0037]第九、输出线不再使用常规方式正负两根线，而是由多段功能不同的LED段组成，共有六根输出引出线，分别是:整流输出正极、NM0S管D、NM0S管S、采样电阻高端、采样电阻低端、整流输出负极。
[0038]第十、本实用新型电路不同于常规开关电源，本实用新型工作频率取决于输入电压，当设定电流一定时，输入电压越闻开关频率越闻，最低可以零工作频率，减少开关损耗，甚至达到零开关损耗。
[0039]第十一、本实用新型输出功率正比于电压，反比于电流。
[0040]第十二、输入电压范围大，交流输入可在10-440V，其特别之处是NM0S管耐压并不取决于输入电压，也就是对NM0S管参数要求更低。其优势是输入电压范围更大、应用范围更广。
[0041]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
【权利要求】
1.一种恒流直驱式LED开关电源，包括整流桥(10)，连接在整流桥(10)正负极之间的LED串(9)，其特征在于，包括用于获取LED串(9)电流信号的电流采样电阻(7)、连接在LED之间的NMOS管(1)、连接在NMOS管(1)D、S上的续流二级管⑶、由第一 NPN管⑵和第一 PNP管⑶组成的图腾柱电路、第一 NPN管⑵的偏置电阻(6)、第一 NPN管⑵和第二 NPN管(5)组成的施密特电路；所述整流桥堆(10)的正极与偏置电阻(6)的一端连接后与第一NPN管(2)的集电极连接，偏置电阻(6)的另一端与图腾柱电路的输入端连接，图腾柱电路的输入端还与第二 NPN管(5)的集电极连接；第二 NPN管(5)的基极与第一 PNP管(3)的集电极连接后与电流采样电阻(7)的一端连接，电流采样电阻(7)的另一端与第二 NPN管(5)的发射极连接。
2.根据权利要求1所述的恒流直驱式LED开关电源，其特征在于，在整流桥堆(10)的正负极之间连接有滤波电容(4)。
【文档编号】H05B37/02GK203466743SQ201320598688
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年9月27日 优先权日:2013年9月27日
【发明者】曲日 申请人:青岛芯美电源科技有限公司