一种高功率因数变导通控制的LED驱动电源的制作方法

本技术涉及led驱动，具体来说，涉及一种高功率因数变导通控制的led驱动电源。

背景技术：

1、世界各国发展的日益加快，能源消耗与日俱增，能源也越来越短缺。人类大量使用能源的同时，对生态环境平衡造成了严重的破坏，甚至会影响人类的生存发展。能源稀缺与生态环境恶化成为了人类首要关注问题，世界各国也开始纷纷寻找出路。目前，电能消耗占了能源消耗的一半以上，而照明消耗又占了电能消耗的大部分，因此，提高照明效率、实现绿色照明对降低能源消耗和减轻环境污染具有十分重大的意义。

2、led驱动电源交流供电的方式一般为220v的市电输入电压，而非隔离型拓扑结构存在安全问题，并且存在输入与输出的传输比不能太大的限制，因此要考虑隔离型的apfc来弥补这些不足，其基本结构包括forward和flyback变换器。forward变换器的结构，通常可以看作是buck降压变换器拓扑演变过来的，同样具有降压的功能。与forward变换器相比，flyback变换器的结构更为简单，所需元器件更少，既能升压输出也能降压输出，并且输出电压和输入电压的变比可调范围更大，更能满足高压输入低压输出的要求，因此，flyback apfc广泛应用于交流转直流(alternating current-direct current,ac-dc)的变换器中。

3、目前市场上，大多采用两级式led驱动电源，其优点是变换器的功率因数较高，可以基于前级变换器的设计来调整后级变换器的输出。但是所需要的开关器件数目较多，前级与后级各需要一套控制电路，控制较为复杂。两级式led驱动电源通常应用在中大功率的场合。

4、因此，针对led照明场景，探索一种更经济节能、使用寿命长、控制方法简单、高功率因数的led驱动电源具有明确的市场需求。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本实用新型提出一种高功率因数变导通控制的led驱动电源，在不使用电解电容的前提下，有源解耦电路实现平衡pfc变换器二倍功率差的功能。同时关于传统flyback pfc功率因素不高的问题，在基于峰值电流控制的策略中加入了输入电压前馈的电路结构，其改变了在半个工频周期内pfc电路中开关管的导通时间，提高了在高压输入时系统的功率因数。另外，该电源的两路输出均带有输出过压过流保护功能，具有较高的安全性，进而解决了现有技术中的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现上述本实用新型提出一种高功率因数变导通控制的led驱动电源，在不使用电解电容的前提下，有源解耦电路实现平衡pfc变换器二倍功率差的功能。同时关于传统flyback pfc功率因素不高的问题，在基于峰值电流控制的策略中加入了输入电压前馈的电路结构，其改变了在半个工频周期内pfc电路中开关管的导通时间，提高了在高压输入时系统的功率因数。另外，该电源的两路输出均带有输出过压过流保护功能，具有较高的安全性，本实用新型采用的具体技术方案如下：

5、一种高功率因数变导通控制的led驱动电源，包括交流电ac、继电器、flyback pfc电路、改进峰值流控制电路、双向boost解耦变换器、辅助电源电路、输出过压过流保护电路、led；

6、所述交流电ac电源正输入端通过导线与继电器，所述继电器的输出端与交流电ac电源负输入端分别与flyback pfc电路的正供电针脚和负供电针脚连接，所述改进峰值流控制电路、双向boost解耦变换器通过导线分别与flyback pfc电路连接，且改进峰值流控制电路为单向连接、双向boost解耦变换器为双向连接，所述flyback pfc电路输出针脚通过导线连接有输出过压过流保护电路，所述输出过压过流保护电路通过导线与继电器单向连接，所述交流电ac电源正输入端通过导线单向与辅助电源电路连接，所述辅助电源电路通过导线单向与输出过压过流保护电路连接，所述输出过压过流保护电路正负输出针脚与led正负针脚连接；

7、所述双向boost解耦变换器包括前馈电路、峰值电流控制电路。

8、进一步的，所述flyback pfc电路包括交流电ac，所述交流电ac设置为并联连接，所述交流电ac正极输入端接合处连接有二极管d1、二极管d3，所述二极管d1通过导线连接有电感器lm，所述电感器lm输出端连接有二极管dx，所述二极管dx通过导线连接变压器t1，所述变压器t1通过绕组分别连接有电源电压vcc、接地gnd，且变压器t1的初级绕组与二极管dx连接，所述变压器t1的次级绕组一端通过导线连接有二极管df，且二极管df设置有id箭头，所述二极管df通过导线连接有io输入输出口、电阻r3、电阻r4，且电阻r3、电阻r4其中一端设置有输出电压正极和输出电压负极，所述电阻r4与变压器t1的次级绕组一端连接，所述二极管df与变压器t1的次级绕组一端通过导线串联连接有电容器c0、电阻r0；

9、所述变压器t1的次级绕组一端通过导线接合连接有栅极电压vgs，所述栅极电压vgs一端接合连接有开关q1，所述开关q1一端设置有is箭头，所述开关q1一端通过导线串联连接有断路器cb、电阻r1、电阻r2、电容器c1、二极管d2、二极管d4，且断路器cb一端连接有蓄电池vb，所述电阻r1与导线的接合处设置有电压vg，所述交流电ac负极输入端与二极管d4针脚连接；

10、所述栅极电压vgs一端通过导线并联连接有片选cs、电容ca，且cs通过导线串联连接有二级管ds，所述二极管ds与二极管dx一端连接，所述电容ca连接有vca，且vca与电感器lm一端连接。

11、进一步的，所述前馈电路包括电压vg、电压vcc，所述电压vg输出端连接有电阻器r5，所述电阻器r5输出端接合连接有电阻器r6，所述电阻器r6输出针脚连接有接地，所述电阻器r5输出端接合连接有放大器u1a，所述放大器u1a一端通过导线连接有电阻器r8，所述电阻器r8一端通过导线连接有放大器u1c，所述放大器u1c一端通过导线连接有乘法器1，所述放大器u1c负极针脚通过导线并联连接有电阻器r13，且放大器u1c负极针脚通过导线连接有电阻器r12，所述电阻器r12通过导线连接有电阻器r11，且电阻器r11通过导线连接有电阻器r7、接地gnd，且电阻器r7分别与电阻器r8、电阻器r11串联；

12、所述电压vcc一端通过导线连接有电阻器r9，所述电阻器r9一端通过导线连接有电阻器r10，所述电阻器r10通过导线连接有接地gnd、放大器u1b，所述放大器u1b两端通过导线连接有12v电压、接地gnd，且12v电压通过导线接合连接有电容器、接地gnd，所述放大器u1b通过导线与电阻器r11一端连接，所述放大器u1b负极针脚通过导线与乘法器1另一端连接，且放大器u1b负极针脚通过导线串联连接有导线b。

13、进一步的，所述峰值电流控制包括栅极电压vgs、id箭头，所述栅极电压vgs通过集成电路芯片，所述集成电路芯片s针脚通过导线连接有零电流检测模块，所述零电流检测模块一端针脚与id箭头连接，所述集成电路芯片r针脚通过导线连接有放大器u1d，且放大器u1d与集成电路芯片r针脚之间设置有电流iref，所述放大器u1d负极针脚通过导线连接有锯齿波，所述放大器u1d正极针脚通过导线连接有乘法器2，且乘法器2一端通过导线与电阻器r5一端连接，所述乘法器2一端通过导线d与乘法器1连接，所述乘法器2与放大器u1d正极针脚设置有e ve，所述乘法器2一端通过导线连接有放大器u1e正极针脚通过导线连接有基准电压vref、电容器c3、电阻器r16、电阻器r14、v0，所述放大器u1e正极针脚通过导线连接有电阻器r15，且导线与电阻器r16、电阻器r14一端进行接合连接，所述电阻器r15一端连接有接地gnd。

14、进一步的，所述双向boost解耦变换器包括输出电压vo+、输出电压vo-、id箭头；

15、所述输出电压vo+一端设置有电感器箭头il1、所述输出电压vo+一端通过导线连接有电感线圈l1，所述电感线圈l1通过导线连接有开关q3，所述开关q3通过导线连接有电阻器r18；

16、所述输出电压vo-一端通过导线连接有电阻器r17，所述电阻器r17通过导线连接与电阻器r19，且电阻器r19一端通过到与电阻器r18一端连接，所述电阻器r17与电阻器r18、电阻器r19一端通过导线串联连接有开关q2、电容器cdc，所述电阻器r18与电阻器r19接合交接处通过导线连接有信号灯，且信号灯一端通过导线连接有电压补偿器gv；

17、所述id箭头通过导线连接有带通滤波器模块，所述带通滤波器模块一端连接有il1_ref，所述il1_ref通过导线连接有信号灯，且信号灯一端通过导线与电阻器r17一端导线连接，所述电压补偿器gv一端与信号灯一端连接正极针脚连接，且电压补偿器gv一端向信号灯一端设置有vdc_comp箭头，所述信号灯一端设置有电压补偿器gc，所述电压补偿器gc通过导线连接有放大器u1f，所述放大器u1f负极针脚通过连接锯齿波，所述放大器u1f一端分流与开关q2、开关q3一端连接。

18、进一步的，所述辅助电源电路包括位于交流电ac电源正输入端通过导线连接的辅助绕组w1，所述辅助绕组w1通过导线连接有开关q4，所述开关q4通过导线与交流电ac电源负输入端连接；

19、所述辅助绕组w1耦合连接有辅助绕组w2正极输出端连接有二极管d10，所述二极管d10通过导线连接有基准24v电压，所述二极管d10两端通过导线并联连接有电容器c12、电阻器r20，所述二极管d10输出端连接有接地gnd，所述辅助绕组w2正负极输出端之间通过导线接合连接有电容器c14；

20、所述辅助绕组w2负极输出端通过导线连接有辅助绕组w3，所述辅助绕组w3输出端通过导线连接有二极管d11，所述二极管d11两端针脚通过导线串联连接有电容器c13、电阻器r21，所述二极管d11输出端连接有供电5v电压，所述二极管d11输出端通过导线接合连接有电容器c15，带动电容器c15连接有接地gnd。

21、进一步的，所述输出过压过流保护电路包括正输入电压vin+、正供电针脚vbus+，所述正输入电压vin+与正供电针脚vbus+之间设置有闭合开关，所述闭合开关一侧设置有双向稳压管vz，所述双向稳压管vz连接有继电器ry1，所述继电器ry1两端通过导线串联连接有蜂鸣器buzz er、二极管d6，且蜂鸣器buzz er、二极管d6一端通过导线连接5v电压，所述蜂鸣器buzz er、二极管d6另一端通过导线开关q5，所述开关q5一端连接有接地gnd；

22、所述开关q5两端串联有二极管，所述开关q5一端通过导线连接有电阻器r31，所述电阻器r31一端通过导线连接有门电路or1两端通过导线连接有电阻器r29、电阻器r30，且门电路or1两端设置有m、n输入端；

23、所述电阻器r29通过导线连接有反馈放大器u2a，所述反馈放大器u2a两端分别连接有5v电压以及接地gnd，所述反馈放大器u2a的正输入端通过导线连接有电阻器r22、电阻器r23，且电阻器r22一端连接有电压v0，所述电阻器r23一端连接有接地gnd，所述反馈放大器u2a负极输入端通过导线连接有电阻器r26，且反馈放大器u2a负极输入端与电阻器r26接合处设置有va，所述电阻器r26一端通过导线连接有24v电压；

24、所述电阻器r30通过导线连接有反馈放大器u2b，所述反馈放大器u2b两端分别连接有5v电压以及接地gnd，所述反馈放大器u2b的正输入端通过导线连接有电阻器r24、电阻器r25，且电阻器r24一端连接有电压io，所述电阻器r25一端连接有接地gnd，所述反馈放大器u2b负极输入端通过导线连接有电阻器r27、电阻器r28，且电阻器r27通过导线与电阻器r26一端连接，所述反馈放大器u2b负极输入端与电阻器r27接合处设置有vb，所述电阻器r28一端通过导线连接有接地gnd。

25、(三)有益效果

26、与现有技术相比，本实用新型具备以下有益效果：

27、(1)该电源的输出端具有emi电磁滤波功能，可抑制输入噪声、降低干扰、提高输入电压的质量。

28、(2)该两路输出电源，在不使用电解电容的前提下，有源解耦电路实现平衡pfc变换器二倍功率差的功能。

29、(3)该电源具有双向变换器，可以吸收瞬时输入功率和输出功率的功率差。

30、(4)该电源的两路输出均带有过压过流输出保护电路，具有较高的安全性。