一种高效率小功率led灯驱动电源的制作方法
【专利摘要】一种高效率小功率LED灯驱动电源，它由EMI滤波电路、整流滤波电路和恒流驱动电路组成，其连接关系如附图所示。EMI滤波电路是由电感和电容组成的低通滤波电路。整流滤波电路是由桥式整流器和电容组成的市电整流滤波电路。恒流驱动电路由集成电路芯片PT4203、电阻、电容、开关变压器、二极管和功率MOS管组成，输出电流为320mA，输出电压为22V，输出功率为7W，工作频率为60kHz，变换效率大于84%，具有逐周期过流保护，负载短路、负载开路、反馈通路开路及内部过温关断等保护功能。其积极效果在于：电路简单、成本低、体积小、重量轻、效率高、保护功能完善，使用寿命长。
【专利说明】—种高效率小功率LED灯驱动电源【技术领域】
[0001]本实用新型涉及LED驱动电源【技术领域】，具体涉及一种高效率小功率LED灯驱动电源。
【背景技术】
[0002]照明是人类消耗能源的重要方面，在电能消耗中，发达国家照明用电占发电总量的比例是19%，我国也达到10%。随着经济发展，我国的照明用电将有大比例的提高，因此绿色节能照明的研究越来越受到重视。与现行照明设备比较，LED照明有众多突出优点。①发光效率高，耗能少，而且光的单色性好、光谱窄。在同样的照明效果下，LED的耗电量是白炽灯泡的八分之一，荧光灯管的二分之一。②使用寿命长，LED的使用寿命可以长达近十万小时，而白炽灯一般为1000~2000小时，荧光灯为6000~8000小时。③安全环保，LED为全固态发光体，耐震、耐冲击，而且发热量低，无热辐射，无污染。④启动时间短，LED的响应时间只有几十纳秒，因此适合用在一些需要快速响应的场合。⑤体积小，LED有小型化，平面化，可设计性强的特点。LED技术发展迅速，现在白光LED的发光效率已突破1001m/W。然而，LED的输出光流明数和波长同PN结的温度以及电流密切相关，常规的驱动电路，如电容降压电路和开关稳压电路，将引起LED的提前老化，不能有效满足LED照明驱动的要求。LED灯必须依赖于专用驱动电源提供恒定电流点燃工作，以免电压波动导致电流增大而将LED损坏。因此，必须设计恒流驱动电源充分满足LED工作所需的驱动要求，从而最大限度的发挥LED的性能，减少故障率。然而，现有的各种LED灯驱动电源电路成本高，性价比低，影响了 LED灯的推广应用。
【发明内容】
[0003]为解决现有LED灯驱动电源的不足，本实用新型公开一种高效率小功率LED灯驱动电源。该驱动电源电路简单、成本低、体积小、重量轻、效率高、保护功能完善，使用寿命长，可广泛应用于小功率LED灯驱动电源领域。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:本实用新型由EMI滤波电路、整流滤波电路和恒流驱动电路组成。EMI滤波电路的输入端接交流市电电源，输出端接整流滤波电路的输入端；恒流驱动电路的输入端接整流滤波电路的输出端，输出端接LED灯。恒流驱动电路由集成电路芯片PT4203，电阻Rl~R4，电容C3~C7，开关变压器Tl，二极管Dl、D2和功率MOS管Ql组成。Rl与C3串联，Rl与C3的连接点接PT4203的5脚START端和Ql的栅极。R2与C5并联的一个连接点接Dl的负极，另一个连接点和Dl的正极分别与Tl初级绕组的两端相连接。Ql的漏极接Dl的正极，源极接PT4203的I脚SW端。R3与R4串联，一端接Tl取样绕组的一端，另一端接地，R3与R4的连接点接PT4203的3脚FB端，取样绕组的另一端接地。PT4203的4脚VCC端经C4接地，2脚GND端接地。Tl输出绕组的一端接D2的正极，另一端接C6负极，C6正极与D2的负极相连接。电阻R3和R4分别设计为62K Ω和6.2K Ω，恒流驱动电路的输出电流为320mA，输出电压为22V，输出功率为7W，工作频率为60kHz。
[0005]本实用新型的积极效果在于:电路简单、成本低、体积小、重量轻、效率高、保护功能完善，使用寿命长。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1为本实用新型的方框图。
[0007]图2为本实用新型的电路原理图。
【具体实施方式】
[0008]如附图1所示，本实用新型由依次顺序连接的EMI滤波电路、整流滤波电路和恒流驱动电路组成。
[0009]如附图2所示。
[0010]EMI滤波电路是由电感LI和电容Cl组成的低通滤波电路，可抑制市电电源与驱动电源之间的高频电磁干扰。VRl为输入浪涌电压吸收压敏电阻。
[0011]整流滤波电路是由桥式整流器BDl和电容C2组成的市电整流滤波电路。对输入的85V?265V市电电压整流滤波，得到约IlOV?360V的直流电压，为驱动电源供电。
[0012]恒流驱动电路由集成电路芯片PT4203，电阻Rl?R4，电容C3?C7，开关变压器Tl，二极管Dl、D2和功率MOS管Ql组成。输出电流为320mA，输出电压为22V，输出功率为7W。具有逐周期过流保护，负载短路，负载开路，反馈通路开路及内部过温关断等保护功能。整个LED灯驱动电源包括PT4203在内仅使用19个元器件，元器件数量少，电路简单、成本低、体积小、重量轻。
[0013]本实用新型使用的PT4203是针对小功率照明应用而优化设计的LED驱动器，基于反激式电路架构设计，可在通用AC输入电压范围内驱动7W LED负载。优化设计的电流补偿功能可保证在85V?265VAC输入电压范围负载电流保持恒定，电感补偿功能可保证LED负载电流不随变压器绕组电感变化。集成的多种保护功能可处理各种系统故障，包括:逐周期过流保护，负载短路、负载开路、反馈通路开路及内部过温关断等保护功能。
[0014]本实用新型设计的输出电流为320mA，输出电压为22V，输出功率为7W的LED灯驱动电源，开关变压器选择EE19磁芯，初级绕组设计为88匝，两个级绕组都设计为22匝。
[0015]根据本实用新型LED灯驱动电源的输出电压和输出电流的要求，D2选择200V、2A的肖特基二极管UF204，Ql选择600V、2A的MOS管2N60。
[0016]根据PT4203芯片频率设定公式，电阻R3和R4分别设计为62K Ω和6.2K Ω，恒流驱动电路的输出电流为320mA，输出电压为22V，输出功率为7W，工作频率为60kHz。
[0017]85V?265V的输入交流市电，通过电感LI电容和Cl滤波后接入桥式整流器BDl，经BDl整流C2滤波输出的直流电压大约为IlOV?360V。通过启动电阻Rl对START引脚上的电容C3充电使START电压升高，当START引脚电压达到芯片启动电压IlV时PT4203开始工作。
[0018]PT4203采用变压器初级侧感应恒流控制技术，无需外围反馈环路，系统方案简洁可靠。反馈绕组电压用来间接地反映输出电压的高低，而无需使用次级侧反馈元件。本实用新型反馈绕组上的电压与输出电压设计成1:1的比例，反馈绕组的电压经R3、R4分压加到PT4203的反馈(FB)引脚，控制输出电流和输出电压。若输出电流偏大，可通过等比例缩小R3，R4值来进行调整，反之等比例放大，若需增加输出电压，可通过增大R3和R4的比例进行调整。
[0019] 在常温下对驱动电源在输出电压为22V的条件下进行测试，在输入电压为IlOV时，效率为84.5%，输入电压为220V时，效率为84.7%，。该LED驱动电源在85V~265VAC的全电压范围内输出效率≥84%，功率因数≥0.9。
【权利要求】
1.一种高性能LED灯驱动电源，其特征是:它由EMI滤波电路、整流滤波电路和恒流驱动电路组成；EMI滤波电路的输入端接交流市电电源，输出端接整流滤波电路的输入端；恒流驱动电路的输入端接整流滤波电路的输出端，输出端接LED灯；恒流驱动电路由集成电路芯片PT4203，电阻Rl?R4，电容C3?C7，开关变压器Tl，二极管Dl、D2和功率MOS管Ql组成；R1与C3串联，Rl与C3的连接点接PT4203的5脚START端和Ql的栅极；R2与C5并联的一个连接点接Dl的负极，另一个连接点和Dl的正极分别与Tl初级绕组的两端相连接；Q1的漏极接Dl的正极，源极接PT4203的I脚SW端；R3与R4串联，一端接Tl取样绕组的一端，另一端接地，R3与R4的连接点接PT4203的3脚FB端，取样绕组的另一端接地；PT4203的4脚VCC端经C4接地，2脚GND端接地；T1输出绕组的一端接D2的正极，另一端接C6负极，C6正极与D2的负极相连接。
2.根据权利要求1所述的一种高效率小功率LED灯驱动电源，其特征是:电阻R3和R4分别设计为62K Ω和6.2K Ω，恒流驱动电路的输出电流为320mA，输出电压为22V，输出功率为7W，工作频率为60kHz。
【文档编号】H05B37/02GK203378118SQ201320467357
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年8月2日 优先权日:2013年8月2日
【发明者】张新安 申请人:张新安