一种分置隔离驱动电源的制作方法

本实用新型属于驱动电源技术领域，涉及一种分置隔离驱动电源。

背景技术：

随着大功率半导体发光二极管(LED)光源的大量使用，其节能、环保、高光效、超长寿命的新型照明光源，在全球环境污染加重和不可再生能源的日趋枯竭的情况下，已引起世界各国的普遍关注，尤其是欧、美、亚洲发达国家的高度重视，与此同时高效、节能、环保的LED光源也被大量运用到现实生活各个领域中，各家照明企业都争项开发此类光源和驱动电源，但传统的白炽灯、荧光灯及LED灯具普遍都有存在频闪现象，给人的眼睛造成伤害；现阶段在电源设计中，考虑到电源成本、装配体积、电路的复杂性，现有的LED灯具都有频闪现象。有些没有频闪的电源功率因素又很低，谐波严重，造成对其它用电设备的干扰，无法正常工作；还有些没有频闪的电源效益低下，只能做到单一的电压，无法兼容全球各个地方的用电需求。如中国专利一种发光二极管光源驱动电源[申请号：201010551052.X]公开了如下技术方案：该发光二极管光源驱动电源，包括EMI输入抑制电路、输入整流滤波电路、PFC与直流转换电路、IC辅助供电电路、输出整流滤波单元、恒压与恒流输出反馈控制电路，其特征是：EMI输入抑制电路由CX1；L1；CX2；L2组成，滤除电网杂波后的输出电信号连接到输入整流滤波电路的2-1脚和2-3脚进行整流通过C1滤波；整流滤波后的直流电连接到隔离变压器的初级7-6端和7-5端；再连接到PFC与直流转换电路中的V1，实现功率因数效正和直流转换，同时连接到IC辅助供电电路，经隔离变压器的耦合到副线组7-3端和7-4端进行整流滤波后连到PFC与直流转换电路中的电网功率因数校正芯片IC1的VDD脚为其供电；通过功率开关管V1的截止与导通，和线路中的隔离变压器绕组线圈进行磁能和电能的转换，由隔离变压器的7-2端和7-1端连接到输出整流滤波单元，进行整流滤波后通过恒压与恒流输出反馈控制电路给负载工作；恒压与恒流输出反馈控制电路连接到输出整流滤波单元的输出端进行分压取样，通过光电耦合器IC2对输出端工作状况进行检测，并反馈到电网功率因数校正芯片IC1的1脚和2脚进行误差放大检测，控制输出电流电压恒定输出。上述方案具有高功率因数(PF)和低谐波失真(THD)、做到LED的真正节能、环保、超长寿命效果，但是该方案为了实现高输入功率因数,单级功率因数校正(PFC)在反激拓扑电路上，这种拓扑结构有一个内在的弱点,输出电流总是100赫兹或120赫兹频率波动,也就是说，输出电流的纹波较大一般会大于20％，纹波较大会使LED发光亮度不恒定，导致可见闪烁或干扰视频设备，这样不仅大大降低LED的使用寿命，同时较高的频闪也会对灯具使用者的眼睛更容易产生疲劳的感觉。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种分置隔离驱动电源，本实用新型所要解决的技术问题是：如何消除驱动电源的频闪以保护使用者的视力。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种分置隔离驱动电源，包括输入保护电路、输入整流滤波电路、隔离电路、输出滤波电路、供电电路和控制电路；所述输入保护电路的输入端接市电，输出端接输入整流滤波电路的输入端；所述输入整流滤波电路的输出端分别接隔离电路初级侧和供电电路的输入端；所述供电电路输出端接控制电路；所述隔离电路的次级侧接输出滤波电路，其特征在于，所述输出滤波电路的输出端连接有用于降低输出电流的纹波值的降纹波电路，所述降纹波电路的输出端用于连接LED负载。

本实用新型的原理如下：市电通过输入保护电路后连接到输入整流滤波电路，由输入整流滤波电路进行整流和滤波，得到波形平直的直流电，分别输入供电电路和隔离电路，由供电电路进行分压后输送给控制电路，从而为控制电路的启动供电，在上述过程中，由控制电路启动并控制开关电源的频率，调整输出的电流值，实现恒电流输出，同时通过隔离电路进行高低压隔离，再连接到输出滤波电路进行输出滤波，经过滤波后的电流波形变的平直，最后通过将电流输入降纹波电路中，通过降纹波电路进一步降低输出电流中的纹波电流，使纹波电流降低到1％以下，从而消除输出电压的频闪，保护使用者的视力。

在上述的一种分置隔离驱动电源中，所述降纹波电路包括纹波电流滤波控制器U2、MOS管Q2、电阻R20、电阻R21、电阻R26、电容C5、电容C7、电容C9和二极管D9；所述电阻R21的一端接输出滤波电路的输出端，电阻R21的另一端接纹波电流滤波控制器U2的Vcc脚；电容C9的正极接输出滤波电路的输出端，负极接纹波电流滤波控制器U2的LEDP脚；所述电阻R20的一端分别接二极管D9的正极和MOS管Q2的漏极D，所述电阻R20的另一端接纹波电流滤波控制器U2的LEDN脚；所述二极管D9的负极分别接电阻R26的一端和电容C5的一端；所述电阻R26的另一端分别进而纹波电流滤波控制器U2的DRV脚和MOS管的栅极G；所述纹波电流滤波控制器U2的CMP脚接电容C7的一端；所述电容C7的另一端、纹波电流滤波控制器U2的GND脚、MOS管的源极S均接地。降纹波电路中纹波电流滤波控制器U2采用型号为LZC821的高效纹波电流滤波控制器，其引脚定义如下：1.LEDN,该引脚为输出纹波检测反馈脚；2.LEDP,该引脚为输入纹波检测；3.VCC：12V输入引脚；4.GND接地引脚；5.反馈补偿引脚；6.MOS管驱动引脚,从单阶段PFC回扫正向电流转换器，输出电压脉动检测和电流调节，自动补偿输出电流，系统无纹波电流，LZC821自动调整LED电流,充分让MOS管Q2功耗最小化，从而避免了MOS管Q2过热损坏。通过纹波检测反馈和反馈，实现对纹波电流的控制，使其下降到1％以下，从而消除频闪。

在上述的一种分置隔离驱动电源中，所述输出滤波电路包括二极管D7、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电容C12和电容C6；所述二极管D7的正极接隔离电路的次级侧输出，所述二极管D7的负极接降纹波电路的输入端；所述电阻R17的一端和电阻R18的一端均与二极管D7的正极连接，所述电阻R17的另一端和电阻R18的另一端均与电容C12的一端连接，电容C12的另一端分别连接二极管D7的负极、电阻R19的一端和电容C6的正极，所述电阻R19的另一端和电容C6的负极均接地。通过设置输出滤波电路，使得尽可能减小脉动的直流电压中的交流成分，保留其直流成分，使输出电压纹波系数降低，波形变得比较平滑，这样相应的降低了纹波电流的幅值，以消除驱动电源的频闪。

在上述的一种分置隔离驱动电源中，所述输入整流滤波电路包括整流单元、PF控制单元和高频滤波单元，所述整流单元包括由二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4构成的桥式整流器；所述PF控制单元包括电感L3、电阻R2和电容C2；所述高频滤波单元包括电容C4、电阻R14、电阻R15、电阻R16和二极管D12；所述桥式整流器的输入端与输入保护电路的输出端连接，所述桥式整流器的输出端分别与电感L3的一端和电阻R2的一端连接，所述电感L3的另一端分别与电阻R2的另一端、电容C2的一端、供电电路的输入端以及电容C4的一端连接；所述电容C2的另一端接地；所述电容C4的另一端与二极管D12的负极连接，所述电阻R14、电阻R15和电阻R16均与电容C4并联，所述二极管D12的正极分别与隔离电路的初级侧输出端P-和控制电路相连接。整流单元通过将输入的正负变化的交流电压变为单向脉动电压，然后通过PF控制单元进行功率因素的控制，高频滤波单元用于滤除电源输入的高频部分，从而降低电源电路中的高频干扰。

在上述的一种分置隔离驱动电源中，所述输入保护电路包括依次连接的保险丝F1、第一EMI滤波器和第二EMI滤波器；所述第一EMI滤波器由电感L1、压敏电阻TVR1和电容CX1组成，所述第二EMI滤波器由电感L2、压敏电阻TVR2和电容CX2组成。保险丝F1用于电路中的过载保护，第一EMI滤波器和第二EMI滤波器主要用于让低频的有用信号顺利通过，而对高频干扰进行抑制。

在上述的一种分置隔离驱动电源中，所述控制电路包括开关控制芯片U1、电阻R6、电阻R7、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R22、电阻R23、二极管D11、MOS管Q1、电容C10和电容C11，所述开关控制芯片U1的VDD脚与供电电路连接，所述开关控制芯片U1的DRV脚分别与电阻R13、电阻R22的一端连接，所述开关控制芯片U1的COMP脚与电容C10的一端连接，所述开关控制芯片U1的FB脚分别与电容C11的一端、电阻R6的一端和电阻R7的一端连接，所述开关控制芯片U1的CS脚分别与电阻R9的一端、电阻R10的一端、电阻R11的一端、电阻R12的一端和MOS管Q1的源极S连接；所述电阻R13和电阻R22的另一端分别连接二极管D11的正极和负极；所述MOS管Q1的漏极D和电阻R7的另一端均与供电电路连接，所述MOS管Q1的栅极G分别与二极管D11的正极和电阻R23的一端连接，所述电阻R23的另一端与电阻R11的一端连接；所述电阻R6的另一端、电阻R9的另一端、电阻R10的另一端、电阻R11的另一端、电阻R12的另一端、电容C10的另一端和电容C11的另一端均接地。开关控制芯片采用LZC811B，其内部具有钳位电路，用于将周期性变化的波形的顶部或底部保持在某一确定的直流电平上。CS脚配合电阻R9、电阻R10、电阻R11和电阻R12实现输出电流的侦测和调节，FB脚作为输入调整的补偿，同时能够检测放电时间和过压检测。DRV脚作为MOS管Q1的驱动脚，实现开关频率的控制。

在上述的一种分置隔离驱动电源中，所述供电电路包括电阻R3、电阻R5、电阻R8、电容C3、二极管D5和二极管D6，所述电阻R5一端与PF控制单元输出端连接，所述电阻R5的另一端与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端分别与电阻R8的一端、开关控制芯片U1的VDD脚、电容C3的正极、二极管D6的负极连接，所述电阻R8的另一端与二极管D5的负极连接，所述二极管D5的正极与隔离电路输出连接，所述二极管D6的正极与电容C3的负极连接，电容C3的负极接地。供电电路主要为控制电路提供启动前供电和启动后供电，其中，启动前供电主要有输入电压经电阻R5和电阻R3分压后输入给控制电路中的开关控制芯片，同时电路中的二极管D6起到滤高频稳压的作用；启动后供电主要由隔离电路输出电压经二极管D5以及电阻R8分压后输入给控制电路中的开关控制芯片。

与现有技术相比，本实用新型的分置隔离驱动电源具有以下优点：1通过设置降纹波电路实现对输出电流中的纹波电流的控制，使其在1％以下，这样能够有效消除驱动电源的频闪；2通过在输入整流滤波电路中设置PF控制单元，实现对驱动电源的功率因数控制，提高LED负载的用电效率；3通过设置两级EMI滤波器实现高频抑制，同时配合高频滤波单元，对高频干扰最大限度的滤除；4、采用两级EMI滤波器的形式，减少了电感的线径，降低了EMI滤波器的空间需求，方便电路在电路板上的布置。

附图说明

图1是本实用新型的分置隔离驱动电源的原理框图。

图2是本实用新型的分置隔离驱动电源的电路原理图。

图中，1.输入保护电路；1a.第一EMI滤波器；1b.第二EMI滤波器；2.输入整流滤波电路；2a.整流单元；2b.PF控制单元；2c.高频滤波单元；3.隔离电路；4.输出滤波电路；5.供电电路；6.控制电路；7.降纹波电路。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示，本分置隔离驱动电源包括输入保护电路1、输入整流滤波电路2、隔离电路3、输出滤波电路4、供电电路5和控制电路6；输入保护电路1的输入端接市电，输出端接输入整流滤波电路2的输入端；输入整流滤波电路2的输出端分别接隔离电路3初级侧和供电电路5的输入端；供电电路5输出端接控制电路6；隔离电路3的次级侧接输出滤波电路4，输出滤波电路4的输出端连接有用于降低输出电流的纹波值的降纹波电路7，降纹波电路7的输出端用于连接LED负载。

具体来说，如图2所示，输入保护电路1包括依次连接的保险丝F1、第一EMI滤波器1a和第二EMI滤波器1b；第一EMI滤波器1a由电感L1、压敏电阻TVR1和电容CX1组成，第二EMI滤波器1b由电感L2、压敏电阻TVR2和电容CX2组成。市电输入后依次通过保险丝F1、第一EMI滤波器1a和第二EMI滤波器1b，保险丝用于电路中的过载保护，第一EMI滤波器1a和第二EMI滤波器1b主要用于让低频的有用信号顺利通过，而对高频干扰进行抑制。本实施例中采用二级EMI滤波器的方式能够有效减少电感L1和电感L2的线径，从而减小输入保护电路1在电路板上的体积，方便电路布置。

输入整流滤波电路2包括整流单元2a、PF控制单元2b和高频滤波单元2c，整流单元2a包括由二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4构成的桥式整流器，整流单元2a通过将输入的正负变化的交流电压变为单向脉动电压然后输出给PF控制单元2b；PF控制单元2b包括电感L3、电阻R2和电容C2；高频滤波单元2c包括电容C4、电阻R14、电阻R15、电阻R16和二极管D12，PF控制单元2b对输入的电流进行功率因素的控制，同时限制输入保护电路1中EMI的峰值电流；桥式整流器的输入端与输入保护电路1的输出端连接，桥式整流器的输出端分别与电感L3的一端和电阻R2的一端连接，电感L3的另一端分别与电阻R2的另一端、电容C2的一端、供电电路5的输入端以及电容C4的一端连接；电容C2的另一端接地；电容C4的另一端与二极管D12的负极连接，电阻R14、电阻R15和电阻R16均与电容C4并联，二极管D12的正极分别与隔离电路3的初级侧输出端P-和控制电路6相连接，从而对电源输入的高频部分进行滤除，进一步降低电源电路中的高频干扰。本实施例中，隔离电路3为高低压隔离变压器T3。

控制电路6包括开关控制芯片U1、电阻R6、电阻R7、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R22、电阻R23、二极管D11、MOS管Q1、电容C10和电容C11，开关控制芯片U1的VDD脚与供电电路5连接，开关控制芯片U1的DRV脚分别与电阻R13、电阻R22的一端连接，开关控制芯片U1的COMP脚与电容C10的一端连接，开关控制芯片U1的FB脚分别与电容C11的一端、电阻R6的一端和电阻R7的一端连接，开关控制芯片U1的CS脚分别与电阻R9的一端、电阻R10的一端、电阻R11的一端、电阻R12的一端和MOS管Q1的源极S连接；电阻R13和电阻R22的另一端分别连接二极管D11的正极和负极；MOS管Q1的漏极D和电阻R7的另一端均与供电电路5连接，MOS管Q1的栅极G分别与二极管D11的正极和电阻R23的一端连接，电阻R23的另一端与电阻R11的一端连接；电阻R6的另一端、电阻R9的另一端、电阻R10的另一端、电阻R11的另一端、电阻R12的另一端、电容C10的另一端和电容C11的另一端均接地。开关控制芯片采用LZC811B，其内部具有钳位电路，用于将周期性变化的波形的顶部或底部保持在某一确定的直流电平上。CS脚配合电阻R9、电阻R10、电阻R11和电阻R12实现输出电流的侦测和调节，FB脚作为输入调整的补偿，同时能够检测放电时间和过压检测。DRV脚作为MOS管Q1的驱动脚，实现开关频率的控制。

供电电路5包括电阻R3、电阻R5、电阻R8、电容C3、二极管D5和二极管D6，电阻R5一端与PF控制单元2b输出端连接，电阻R5的另一端与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端分别与电阻R8的一端、开关控制芯片U1的VDD脚、电容C3的正极、二极管D6的负极连接，电阻R8的另一端与二极管D5的负极连接，二极管D5的正极与隔离电路3输出连接，二极管D6的正极与电容C3的负极连接，电容C3的负极接地。供电电路5主要为控制电路6提供启动前供电和启动后供电，其中，启动前供电主要有输入电压经电阻R5和电阻R3分压后输入给控制电路6中的开关控制芯片，同时电路中的二极管D6起到滤高频稳压的作用；启动后供电主要由隔离电路3输出电压经二极管D5以及电阻R8分压后输入给控制电路6中的开关控制芯片。

输出滤波电路4包括二极管D7、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电容C12和电容C6；二极管D7的正极接隔离电路3的次级侧输出，二极管D7的负极接降纹波电路7的输入端；电阻R17的一端和电阻R18的一端均与二极管D7的正极连接，电阻R17的另一端和电阻R18的另一端均与电容C12的一端连接，电容C12的另一端分别连接二极管D7的负极、电阻R19的一端和电容C6的正极，电阻R19的另一端和电容C6的负极均接地。通过输出滤波电路4中的电容C12进行滤波，使得尽可能减小脉动的直流电压中的交流成分，保留其直流成分，使输出电压纹波系数降低，波形变得比较平滑，这样相应的降低了纹波电流的幅值，以消除驱动电源的频闪。

降纹波电路7包括纹波电流滤波控制器U2、MOS管Q2、电阻R20、电阻R21、电阻R26、电容C5、电容C7、电容C9和二极管D9；电阻R21的一端接输出滤波电路4的输出端，电阻R21的另一端接纹波电流滤波控制器U2的Vcc脚；电容C9的正极接输出滤波电路4的输出端，负极接纹波电流滤波控制器U2的LEDP脚；电阻R20的一端分别接二极管D9的正极和MOS管Q2的漏极D，电阻R20的另一端接纹波电流滤波控制器U2的LEDN脚；二极管D9的负极分别接电阻R26的一端和电容C5的一端；电阻R26的另一端分别进而纹波电流滤波控制器U2的DRV脚和MOS管Q2的栅极G；纹波电流滤波控制器U2的CMP脚接电容C7的一端；电容C7的另一端、纹波电流滤波控制器U2的GND脚、MOS管Q2的源极S均接地；电容C9的正极和二极管D9的正极分别引出导线作为输出端用于与LED负载连接。其中，电容C9采用电解电容，电容C7作为补偿电容；降纹波电路7中纹波电流滤波控制器U2采用型号为LZC821的高效纹波电流滤波控制器，其引脚定义如下：1.LEDN,该引脚为输出纹波检测反馈脚；2.LEDP,该引脚为输入纹波检测；3.VCC：12V输入引脚；4.GND接地引脚；5.反馈补偿引脚CMP；6.MOS管Q2驱动引脚DRV,从单阶段PFC回扫正向电流转换器，输出电压脉动检测和电流调节，自动补偿输出电流，系统无纹波电流，LZC821自动调整LED电流,充分让MOS管Q2功耗最小化，从而避免了MOS管Q2过热损坏。通过纹波检测反馈和反馈，实现对纹波电流的控制，使其下降到1％以下，从而消除频闪。

本实用新型的原理如下：市电通过输入保护电路1，经过保险丝F1的过载检测和两级EMI滤波器的高频干扰抑制后连接到输入整流滤波电路2，由桥式整流器进行整流，得到单向脉动电压，然后由PF控制单元2b进行功率因数控制，最后输出电信号至高频滤波单元2c，经高频滤波后得到波形平直的直流电，然后分别输入供电电路5和隔离电路3，由供电电路5通过电阻R5和电阻R3分压后输送给控制电路6，为控制电路6的启动供电，在上述过程中，由控制电路6启动并控制开关电源的频率，调整输出的电流值，实现恒电流控制。当控制电路6启动后，供电电路5通过二极管D5和电阻R8进行启动后供电。高频过滤后的电信号通过隔离电路3进行高低压隔离，再连接到输出滤波电路4进行输出滤波，经过滤波后的电流波形变的平直，最后通过将电流输入降纹波电路7中，通过降纹波电路7进一步降低输出电流中的纹波电流，使纹波电流降低到1％以下，从而消除输出电压的频闪，保护使用者的视力。本实施例中，市电输入电压的范围为85-277V，输出电压也相应的为85-277V，在实际应用中可以根据需要进行设置。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。