一种基于原边反馈的led灯驱动电源的制作方法
【专利摘要】一种基于原边反馈的LED灯驱动电源，由EMI滤波电路、市电整流滤波电路、PFC校正电路、集成电路芯片BP3105、MOS开关管、开关变压器、输出电压取样电路、输出电流取样电路和高频整流滤波电路组成，其连接关系如附图所示。BP3105是一款采用原边反馈的高精度LED灯恒流控制芯片，无需次级反馈电路即可实现恒流控制，可极大地减少系统体积和节约系统成本。驱动电源的输出电压为33V，输出电流为303mA，具有欠压保护、过压保护、FB短路保护、芯片过温保护、LED灯短路保护和LED灯开路保护等多种保护功能。其积极效果在于：电路简单、体积小、重量轻、成本低、效率高、保护功能完善，使用寿命长。
【专利说明】—种基于原边反馈的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】，具体涉及一种基于原边反馈的LED灯驱动电源。
【背景技术】
[0002]在电能消耗中，我国照明用电占发电总量的比例是11%，发达国家达到19%。随着经济的发展，我国的照明用电将大比例的提高，因此，绿色节能照明的研究越来越受到重视。与现有照明设备比较，LED照明有很多突出优点。①发光效率高，耗能少，光的单色性好、光谱窄。在同样的照明效果下，LED灯的耗电量是荧光灯的二分之一，白炽灯的八分之一。②安全环保，LED灯为全固态发光体，耐冲击，无热辐射，无污染，发热量低。③启动时间短，LED灯的响应时间只有几十纳秒，可适合用在一些需要快速响应的场合。④使用寿命长，LED灯的使用寿命可以长达近十万小时，而荧光灯为6000?8000小时，白炽灯一般为1000?2000小时。⑤体积小，LED灯有小型化，平面化，可设计性强的特点。然而，LED灯的输出光流明数和波长与PN结的电流以及温度密切相关，常规的驱动电路，如开关稳压电路，将引起LED灯的提前老化，不能有效满足LED灯照明驱动的要求。因此，LED灯必须设计专用驱动电源提供恒定电流点燃工作，充分满足LED灯工作所需的驱动要求，以免电流增大将LE灯D损坏，从而最大限度的发挥LED灯的性能，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基于原边反馈的LED灯驱动电源。该驱动电源电路简单、体积小、重量轻、成本低、效率高、保护功能完善，使用寿命长，可广泛应用于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、市电整流滤波电路、PFC校正电路、集成电路芯片BP3105、MOS开关管、开关变压器、输出电压取样电路、输出电流取样电路和高频整流滤波电路组成。EMI滤波电路的输入端接交流市电电源，输出端接市电整流滤波电路的输入端；PFC电路的输入端市电整流滤波电路的输出端，输出端接开关变压器初级绕组NI的I端，初级绕组NI的2端接MOS开关管的漏极；输出电压取样电路的输入端接开关变压器的输出电压取样绕组N2的3端，输出端接集成电路芯片BP3105的5脚FB端；输出电流取样电路的输入端接MOS开关管的源极，输出端接集成电路芯片BP3105的4脚CS端；M0S开关管的栅极经电阻R6接集成电路芯片BP3105的3脚GATE端；高频整流滤波电路的输入端接开关变压器的输出绕组N3的5端，输出端接LED灯。输出电压取样电路的取样电阻R4和R5分别设计为36ΚΩ和5.1ΚΩ，驱动电源的输出电压为33V。输出电流取样电路的取样电阻R7和R8都设计为2.2 Ω，驱动电源的输出电流为 303mA。
[0005]本实用新型的积极效果在于:电路简单、体积小、重量轻、成本低、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EMI滤波电路、市电整流滤波电路、PFC校正电路、集成电路芯片BP3105、MOS开关管、开关变压器、输出电压取样电路、输出电流取样电路和高频整流滤波电路组成。
[0009]如附图2所示。
[0010]EMI滤波电路是由电容C1、C2和共模电感LI组成的低通滤波电路，可抑制驱动电源与市电电源之间的高频电磁干扰。其中Cl、C2用于抑制串模干扰信号，LI用于抑制共模干扰信号。
[0011]市电整流滤波电路是由桥式整流器BDl和电容C3组成的桥式整流滤波电路。对输入的85V?264V市电电压整流滤波，将得到的直流电压为驱动电源供电。
[0012]PFC电路是由二极管Dl、D2、D3，电容C4、C5和电阻Rl组成的填谷式无源功率因素校正电路。在AC电压的每个半周期内，当AC电压的幅值高于其峰值的50%时，D2导通，Dl和D3截止，C4和C5以串联方式被充电。当AC电压的幅值降至其峰值的50%时以下，D2截止，Dl和D3导通，C4和C5并联放电。Rl的接入可以限制C4和C5的峰值电流，还有助于通过平滑输入电流尖峰来改善功率因数。在不加PFC电路时，在AC电压的半周期内，输入电流导通角仅60°，功率因数不超过0.6。采用这种填谷式PFC电路，电流导通角将增加到120°，功率因数达0.9以上，3次和5次谐波电流分别降至17%和15%以下，总谐波失真THD〈30%，符合能源之星SSL功率因数大于0.9的要求。
[0013]EMI滤波电路的输入端接交流市电电源，输出端接市电整流滤波电路的输入端；PFC电路的输入端市电整流滤波电路的输出端，输出端接开关变压器初级绕组NI的I端，初级绕组NI的2端接MOS开关管的漏极；输出电压取样电路的输入端接开关变压器的输出电压取样绕组N2的3端，输出端接集成电路芯片BP3105的5脚FB端；输出电流取样电路的输入端接MOS开关管的源极，输出端接集成电路芯片BP3105的4脚CS端；M0S开关管的栅极经电阻R6接集成电路芯片BP3105的3脚GATE端；高频整流滤波电路的输入端接开关变压器的输出绕组N3的5端，输出端接LED灯。
[0014]本实用新型使用的BP3105是一款采用原边反馈的高精度LED灯恒流控制芯片，无需次级反馈电路和补偿电路即可实现恒流控制，可极大地减少系统体积和节约系统成本。BP3105工作在电感电流断续模式，采用恒流控制方式，可以达到优异的负载调整率和线性调整率。芯片内带有高精度的电流取样电路，能使驱动电源输出电流的精度在±3%以内。BP3105具有欠压保护、过压保护、FB短路保护、芯片过温保护、LED灯短路保护和LED灯开路保护等多种保护功能。
[0015]输入的交流市电，通过电容C1、C2和电感LI低通滤波后，经BDl整流C3滤波输出的直流电压，通过启动电阻R2对VCC引脚上的电容C7充电，当VCC电压达到芯片的开启阈值电压(典型值14V)时，芯片内部控制电路开始工作。系统启动后，VCC由辅助绕组N2的感应电压经D5整流C7滤波供电。
[0016]BP3105逐周期检测开关变压器初级绕组的峰值电流，CS端连接到内部的峰值电流比较器的输入端，与内部500mV阈值电压进行比较。当CS外部电压达到500mV时，功率管关断。本实用新型输出电流取样电路的取样电阻R7和R8都设计为2.2 Ω，驱动电源的输出电流为303mA。
[0017]BP3105采用变压器原边反馈恒流控制技术，反馈绕组N2的电压用来间接地反映输出电压的高低，无需使用次级侧反馈元件，简洁可靠。芯片通过FB来反馈输出电压的状态，FB的阈值电压为IV。本实用新型输出电压取样电路的取样电阻R4和R5分别设计为36ΚΩ和5.1K Ω，驱动电源的输出电压为33V。
[0018]BP3105内置多种保护功能。当VCC电压高于16V (典型值)时，芯片关断外部功率管，自动重启直到外部过压状态解除；VCC内部自带19V嵌位电路，用于防止异常条件下芯片损坏。芯片内部热保护电路检测结温，过热保护阈值为160° C，当结温超过阈值(160° C)时，将关断功率M0SFET，直到结温度下降30° C后，MOSFET才会重新使能。当输出出现LED灯短路或LED灯开路时，系统将自动进入低功耗模式，同时不断检测负载状态，直到故障解除。故障解除后，系统自动恢复正常工作。
[0019]该LED灯驱动电源在85V~264VAC的全电压范围内输出效率≥85%,功率因数≥ 0.9。
【权利要求】
1.一种基于原边反馈的LED灯驱动电源，其特征是:它由EMI滤波电路、市电整流滤波电路、PFC校正电路、集成电路芯片BP3105、M0S开关管、开关变压器、输出电压取样电路、输出电流取样电路和高频整流滤波电路组成；EMI滤波电路的输入端接交流市电电源，输出端接市电整流滤波电路的输入端；PFC电路的输入端市电整流滤波电路的输出端，输出端接开关变压器初级绕组NI的I端，初级绕组NI的2端接MOS开关管的漏极；输出电压取样电路的输入端接开关变压器的输出电压取样绕组N2的3端，输出端接集成电路芯片BP3105的5脚FB端；输出电流取样电路的输入端接MOS开关管的源极，输出端接集成电路芯片BP3105的4脚CS端；M0S开关管的栅极经电阻R6接集成电路芯片BP3105的3脚GATE端；高频整流滤波电路的输入端接开关变压器的输出绕组N3的5端，输出端接LED灯。
2.根据权利要求1所述的一种基于原边反馈的LED灯驱动电源，其特征是:输出电压取样电路的取样电阻R4和R5分别设计为36ΚΩ和5.1KΩ，驱动电源的输出电压为33V。
3.根据权利要求1所述的一种基于原边反馈的LED灯驱动电源，其特征是:输出电流取样电路的取样电阻R7和R8都设计为2.2 Ω，驱动电源的输出电流为303mA。
【文档编号】H05B37/00GK203618173SQ201320760799
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年11月28日 优先权日:2013年11月28日
【发明者】张新安 申请人:张新安