新型pfc直接恒流大功率高压led驱动电源的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种新型PFC直接恒流大功率高压LED驱动电源，特点是，设有PFC直接恒流电路，电源输入经防护滤波整流后连接至PFC主电路的输入端，PFC主电路的输出端分别连接电流、电压采样电路，电流采样电路的一路输出连接负载，另一路输出连接同相放大电路，同相放大电路的输出端连接同相加法器电路的一路输入端，同相加法器电路的另一路输入端接外部输入的输出电流控制信号，同相加法器电路的输出端与电压采样电路的输出端一起接入PFC反馈控制电路的输入端，PFC反馈控制电路的输出连接PFC主电路的另一路输入，本实用新型在PFC电路上实现直接恒流输出，省去了传统驱动电源的后级DC-DC转换电路，电路更加简单，具有成本低、可靠性高、转换效率高、温升低、始终恒流输出等优点。
【专利说明】新型PFC直接恒流大功率高压LED驱动电源
【技术领域】
[0001]本实用新型为一款低成本、高效率、高可靠性、输出电流一定范围内可调的新型PFC直接恒流大功率高压LED驱动电源，属于LED照明系统中的恒流控制器，以及作为其他恒流驱动要求场合的驱动器。
【背景技术】
[0002]LED作为一种新型的绿色光源产品，以其节能、寿命长、高亮度、环保等种种优势，经过近几年的逐步发展，已经逐渐被人们所接受，走进了人们的日常生活，成为当前照明领域内最耀眼的明星。LED光源的种类也随着人们的需求变的越来越丰富，如各种小功率贴片光源、大功率光源、高压LED、C0B封装等等，尤其高压LED的出现，因其种种优点被一致认为将成为LED发展的一个重要方向，具有广阔的应用前景。LED的驱动电源作为LED照明系统的核心，对其转换效率、输出电流智能调节、成本、可靠性等方面也就有了更高的要求。在经历了近几年的摸索和发展后，厂家推出了各种各样的LED恒流驱动电源。目前的LED大功率恒流驱动电源，都普遍存在成本较高、体积较大、转换效率和可靠性较低等缺点。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于改进现有技术的不足，提供一种电路简单、可靠性和产品转换效率高的新型PFC直接恒流大功率高压LED驱动电源。
[0004]本实用新型的技术方案是:一种新型PFC直接恒流大功率高压LED驱动电源，它包括防护滤波整流电路、电流采样电路、电压采样电路、同相放大电路以及同相加法器电路，特点是，还设有PFC主电路和PFC反馈控制电路，其中，防护滤波整流电路的输入端连接电源，输出端连接PFC主电路，PFC主电路的输出端连接电流采样电路、电压采样电路，电流采样电路的一路输出端连接负载，另一路输出端连接同相放大电路，同相放大电路的输出端连接同相加法器电路的一路输入端，同相加法器电路的另一路输入端与外部输入的输出电流控制信号连接，同相加法器电路的输出端与电压采样电路的输出端一同接在PFC反馈控制电路的输入端，PFC反馈控制电路的输出端连接PFC主电路的另一路输入端。
[0005]所述的电流采样电路由电流采样元件RSl组成，RSl的输入端与PFC主电路的输出端连接，RSl的输出端一路与负载相连，另一路与同相放大电路的输入端连接。
[0006]所述的电压采样电路由电阻R16、R17、R18、R19及电容C13组成，电阻R16、R17、R18串联，R16的另一端与PFC主电路的输出端连接，电阻R18的另一端接PFC反馈控制电路的输入端，电阻R19与电容C13并联后一端接PFC反馈控制电路的输入端，另一端接参考地。
[0007]所述的同相加法器电路由运算放大器U4B、电阻R30、R31、R32、R33、R34、R35、R202、R203及电容C10、C17、二极管D7组成，其中由运算放大器U4B的同相输入端分别连接电阻R32、R33，电阻R32的另一端分别连接电阻R34、R35，电阻R35的另一端接参考地，并且R35上并联电容C17，电阻R34的另一端与外部输入的输出电流控制信号连接作为同相加法器电路的一路输入，电阻R33的另一端分别连接电阻R202、R203，电阻R202的另一端与同相放大电路的输出端连接，电阻R203的另一端连接参考地，电容ClO和电阻R30并联后一端接运算放大器U4B的反相输入端，另一端与二极管D7串联接在运算放大器U4B的输出端，电阻R31接运算放大器U4B反相输入端到参考地。
[0008]防护滤波整流电路可以为常用电路组成，其防护部分包括有压敏电阻、热敏电阻、保险管等，滤波部分由2级共模电感、X电容、Y电容等组成,整流部分由整流桥组成。
[0009]PFC主电路和PFC反馈控制电路可以为常规的功率因数校正电路，本技术方案中以PFC专用控制芯片CM6807应用电路来说明。
[0010]与已有技术相比，本实用新型提供了一种PFC电路直接恒流输出的驱动解决方案，相比传统LED恒流驱动电源先经过PFC电路进行功率因数校正，再经过DC-DC变换电路进行恒流输出的电路结构而言，省去了传统驱动电源的后级DC-DC转换电路，具有更低的成本，更高的可靠性和更高的转换效率，能够根据外部控制信号线性调节输出电流大小，便于智能调光，在传统PFC电流上实现直接恒流控制，最大限度地实现节能降耗，具有电路简单、成本低、可靠性高、转换效率高、温升低、始终恒流输出等优点，并具有过流、过压保护功能，延长了整个照明系统的使用寿命，提高了其安全性及可靠性。
[0011]下面结合附图及实施例对本实用新型做详细地描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1 -本实用新型的电路原理框图；
[0013]图2 -本实用新型的部分电路结构示意图(包括防护滤波整流电路、PFC主电路、电流采样电路、电压采样电路以及PFC反馈控制电路)；
[0014]图3 -本实用新型的部分电路结构示意图(包括同相放大电路和同相加法器电路)。
【具体实施方式】
[0015]参考图1、图2、图3，它包括防护滤波整流电路1、PFC主电路2、电流采样电路3、电压采样电路4、同相放大电路5、同相加法器电路6以及PFC反馈控制电路7。
[0016]防护滤波整流电路I输入端外接交流输入电源，输出端连接PFC主电路2，PFC主电路2的输出端连接电流采样电路3和电压采样电路4。
[0017]电流采样电路3由电流采样元件RSl组成，实现对PFC主电路2输出电流的采样功能。RSl的输入端与PFC主电路2的输出端连接，RSl的输出端一路与负载相连，将输出电流信号转换为电压信号，另一路与同相放大电路5的输入端连接。
[0018]同相放大电路5由运算放大器U4A、电阻R204、R205、R206及电容C201、C202组成，实现对输出电流采样信号的放大功能。其中由运算放大器U4A的同相输入端分别连接电阻R206和电容C202，电阻R206的另一端与电流采样电路3的输出端连接，电容C202的另一端接参考地，电容C201与电阻R204并联接在运算放大器U4A的反相输入端与输出端之间，电阻R205接运算放大器U4A反相输入端到地，电容C211为运算放大器U4A供电电源的滤波电容。
[0019]同相加法器电路6由运算放大器U4B、电阻R30、R31、R32、R33、R34、R35、R202、R203及电容CIO、C17和二极管D7组成，实现输出电流反馈信号和外部控制信号相结合的功能。其中由运算放大器U4B的同相输入端分别连接电阻R32、R33，电阻R32的另一端分别连接电阻R34、R35，电阻R35的另一端接参考地，并且R35上并联电容C17，电阻R34的另一端与外部输入的输出电流控制信号连接作为同相加法器电路6的一路输入，电阻R33的另一端分别连接电阻R202、R203,电阻R202的另一端与同相放大电路5的输出端连接，电阻R203的另一端连接参考地，电容ClO和电阻R30并联后一端接运算放大器U4B的反相输入端，另一端与二极管D7串联接在运算放大器U4B的输出端，电阻R31接运算放大器U4B反相输入端到参考地，同相加法器电路6的输出端接PFC反馈控制电路7的输入端。
[0020]其中，R34、R35对外部输出电流控制信号分压，通过R32接至运算放大器U4B的同相输入端，R30、R31设置负反馈放大比例，C17去耦电容，ClO作为补偿电容应用。设置二极管D7的作用是实现对电压反馈和电流反馈的隔离，可提高输出电流精度。
[0021]电压采样电路4由电阻R16、R17、R18、R19及电容C13组成，实现对PFC主电路2输出电压的采样功能。电阻R16、R17、R18串联，R16的另一端与PFC主电路2的输出端连接，电阻R18的另一端接PFC反馈控制电路7的输入端，电阻R19与电容C13并联后一端接PFC反馈控制电路7的输入端，另一端接参考地。
[0022]PFC反馈控制电路7的输出端接在PFC主电路2的一路输入端，实现功率因数校正和恒流输出的控制功能。
[0023]CM6807典型电路构成的PFC反馈控制电路7，能够起到核心的控制作用，防护滤波整流电路I起到输入浪涌防护、滤波作用，PFC主电路2实现功率因数校正功能，并且能够实现输出电压在一定范围内恒流输出功能。
[0024]工作原理
[0025]通过串联在主回路上的电流采样电路3，将输出电流信号转变为小电压信号，该小电压信号经运放构成的同相放大电路5放大后，得到后级可用的驱动信号，再经电阻(R202、R203)分压作为后级同相加法器电路6的一个输入,夕卜部输入的输出电流控制信号经电阻(R34、R35)分压后作为同相加法器电路6的另一个输入信号，同相加法器电路6的输出信号综合了输出电流信息和外部对输出电流的调节控制信息，此信号反馈至PFC反馈控制电路7的输入端，PFC反馈控制电路7根据输入信号直接对PFC功率因数校正电路2进行控制作用，从而实现恒流控制。本电路中，PFC反馈控制电路7可实现直接对PFC电路输出进行恒流控制，省掉了传统LED驱动电路的DC-DC转换电路部分。另外，本电路将电流反馈过来的信号和外部控制信号做加法，反馈至控制芯片，从而实现2个信号结合对输出电流控制，从而达到输出恒流及输出电流可调；通过调整上述加法电路的两个输入信号端的电阻分压比，就可分别设定驱动器的最大输出电流、以及外部控制信号对输出电流的调节范围。
【权利要求】
1.一种新型PFC直接恒流大功率高压LED驱动电源，它包括防护滤波整流电路(I)、电流采样电路(3)、电压采样电路(4)、同相放大电路(5)以及同相加法器电路(6)，其特征是，还设有PFC主电路(2 )和PFC反馈控制电路(7 )，其中，防护滤波整流电路(I)的输入端连接电源，输出端连接PFC主电路(2 )，PFC主电路(2 )的输出端连接电流采样电路(3 )、电压采样电路(4)，电流采样电路(3)的一路输出端连接负载，另一路输出端连接同相放大电路(5)，同相放大电路(5)的输出端连接同相加法器电路(6)的一路输入端，同相加法器电路(6)的另一路输入端与外部输入的输出电流控制信号连接，同相加法器电路(6)的输出端与电压采样电路(4)的输出端一同接在PFC反馈控制电路(7)的输入端，PFC反馈控制电路(7)的输出端连接PFC主电路(2)的另一路输入端。
2.根据权利要求1所述的新型PFC直接恒流大功率高压LED驱动电源，其特征是，所述的电压采样电路(4)由电阻R16、R17、R18、R19及电容C13组成，电阻R16、R17、R18串联，R16的另一端与PFC主电路(2)的输出端连接，电阻R18的另一端接PFC反馈控制电路(7)的输入端，电阻R19与电容C13并联后一端接PFC反馈控制电路(7)的输入端，另一端接参考地。
3.根据权利要求1所述的新型PFC直接恒流大功率高压LED驱动电源，其特征是，所述的同相加法器电路(6)由运算放大器U4B、电阻R30、R31、R32、R33、R34、R35、R202、R203及电容CIO、C17、二极管D7组成，其中由运算放大器U4B的同相输入端分别连接电阻R32、R33，电阻R32的另一端分别连接电阻R34、R35，电阻R35的另一端接参考地，并且R35上并联电容C17，电阻R34的另一端与外部输入的输出电流控制信号连接作为同相加法器电路(6)的一路输入，电阻R33的另一端分别连接电阻R202、R203，电阻R202的另一端与同相放大电路(5)的输出端连接，电阻R203的另一端连接参考地，电容ClO和电阻R30并联后一端接运算放大器U4B的反相输入端，另一端与二极管D7串联接在运算放大器U4B的输出端，电阻R31接运算放大器U4B反相输入端到参考地。
【文档编号】H05B37/02GK203775495SQ201420163370
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年4月4日 优先权日:2014年4月4日
【发明者】姜元义, 盛利涛, 牟娜, 唐峰和, 李曼 申请人:烟台奥星电器设备有限公司