專利名稱：大功率led路燈驅動電源的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于100W功率范圍內LED路燈的恒流驅動電源。
背景技術：
在世界能源緊缺越發嚴重的背景下，LED以其高效、長壽命、無污染等特點，被視為 替代傳統燈具的理想光源，其中城市照明，即路燈是LED的一個重要應用領域。對于LED路 燈，其不同于傳統的路燈，不能用交變的市電直接驅動，而需要恒定的驅動電流，驅動電流 的波動會極大的影響到LED的壽命，這樣就需要設計專門的恒流驅動電源。然而現有的驅 動電源大多在整流電路后采用阻容降壓、Buck或反激變換電路來實現，這種情況下往往存 在輸出功率小、功率因數低、批量生產時輸出電流分散性大等問題，這些問題制約了 LED路
燈的推廣和應用。

發明內容
本發明為解決現有技術中LED驅動電源功率小、功率因素低、批量生產條件下輸
出電流分散性大的問題，本發明提供了一種大功率LED路燈驅動電源。 本發明解決現有技術存在的問題所采用的技術方案是提供一種大功率LED路燈
驅動電源，所述大功率LED路燈驅動電源由電源輸入端、EMI濾波單元、整流濾波單元、有源
功率因數矯正單元、反激DC/DC轉換單元、輸出單元、輔助電源1、輔助電源2、 APFC控制單
元、反激控制單元、光耦隔離單元和反饋控制單元組成。 所述電源輸入端由用于在短路時斷開電路的保險絲F1、用于抑制啟動時的浪涌電 流的負溫度系數熱敏電阻NTC1、用于吸收電網帶來的浪涌或脈沖群干擾的能量的壓敏電阻 RV1組成。 所述EMI濾波單元由X安全電容CX1 、共模抑制扼流圈T1和Y安全電容CY1 、CY2組
成；所述整流濾波單元由整流橋和濾波電容組成；所述有源功率因數矯正單元采用Boost
拓撲結構，由一個電感、一個M0SFET、一個電流采樣電阻和兩個濾波電容組成。 所述反激DC/DC轉換單元由反激變壓器T2、開關管Q3、電流采樣電阻Rll、次級整
流電路和一個RCD緩沖電路組成，其中RCD緩沖電路由二極管D4、電容C2和電阻Rl組成；
所述反激DC/DC轉換電路工作在連續電流模式下，在整流二極管D2上串聯一個可飽和電感L3。 所述輸出單元由濾波電容C9、C10和輸出電流采樣電阻R10組成，所述輸出電流采 樣電阻R10的容差限制為1% ;所述輔助電源1從反激變壓器T2的第三端輔助繞組獲取能 量，通過整流、濾波為反激控制單元供電。 所述輔助電源2從輸出端獲取能量，由電阻R4、 R8、 R14、電容Cll、 C12、三極管Q2 和穩壓二極管D5組成，為反饋控制單元供電。 所述APFC控制單元由APFC控制專用芯片及其外圍電路組成，它向有源功率因數 矯正單元的M0SFET給出驅動信號；APFC控制單元的供電由反激控制單元提供。
所述反激控制單元由反激控制專用芯片及其外圍電路組成，它有輔助電源l供 電，由光耦隔離單元獲得反饋信號，為反激DC/DC轉換單元的開關管提供驅動信號。
所述反饋控制單元包括限壓反饋電路、電流誤差放大電路和電壓基準電路三部 分，其中電壓基準電路由三端可控穩壓管U5及其外圍電路組成，其輸出端為一個用于產生 比較用的基準電壓的跟隨電路，限壓反饋電路由穩壓二極管D8和電阻R15、 R16、 R18組成， 電流誤差放大電路是一個PI調節環節，它的輸入為輸出電流采樣電阻R10上的電壓和基準 電壓，它的輸出和限壓反饋的輸出疊加形成反饋信號，反饋控制單元中的電阻R31、 R34容 差限制為O. 1%。 所述光耦隔離單元由一個線性光電耦合器組成，將反饋控制單元給出的反饋信號 傳遞給反激控制單元。 本發明有益的技術效果是本發明驅動電源輸出功率可達到100W，功率因素大于 0. 95，通過容差分配可以實現批量生產條件下輸出電流精度在2%以內，它有效解決了現有 LED驅動電源功率小、功率因素低、批量生產條件下輸出電流分散性大的問題。


圖1是本發明大功率LED路燈驅動電源的整體結構示意圖；
圖2是輸入單元和EMI濾波單元的電路原理圖；
圖3是反激DC/DC轉換單元的電路原理圖；
圖4是輔助電源2的電路原理圖；
圖5是反饋控制電路的電路原理圖。
具體實施例方式
下面結合附圖及具體實施例對本發明做詳細說明。 參見圖1，大功率LED路燈驅動電源由電源輸入端、EMI濾波單元、整流濾波單元、 有源功率因數矯正單元、反激DC/DC轉換單元、輸出單元、輔助電源1、輔助電源2、 APFC控 制單元、反激控制單元、光耦隔離單元和反饋控制單元組成。所述電源輸入端由保險絲Fl、 負溫度系數熱敏電阻NTC1、壓敏電阻RV1組成，保險絲Fl用于在短路時斷開電路，負溫度 系數熱敏電阻NTC1可以抑制啟動時的浪涌電流，壓敏電阻RV1用于吸收電網帶來的浪涌 或脈沖群干擾的能量；所述EMI濾波單元由X安全電容CX1、共模抑制扼流圈Tl和Y安全 電容CY1、 CY2組成；所述整流濾波單元由整流橋和濾波電容組成；所述有源功率因數矯正 單元采用Boost拓撲結構，由一個電感、一個MOSFET、一個電流采樣電阻和兩個濾波電容組 成；所述反激DC/DC轉換單元由反激變壓器T2、開關管Q3、電流采樣電阻Rl 1 、次級整流電 路和一個RCD緩沖電路組成，其中RCD緩沖電路由二極管D4、電容C2和電阻Rl組成；所述 輸出單元由濾波電容C9、 C10和輸出電流采樣電阻R10組成；所述輔助電源1從反激變壓 器T2的第三端輔助繞組獲取能量，通過整流、濾波為反激控制單元供電；所述輔助電源2從 輸出端獲取能量，由電阻R4、R8、R14、電容C11、C12、三極管Q2和穩壓二極管D5組成，為反 饋控制單元供電；所述APFC控制單元由APFC控制專用芯片及其外圍電路組成，它向有源 功率因數矯正單元的MOSFET給出驅動信號，以提高本發明電源的輸入功率因素；所述反激 控制單元由反激控制專用芯片及其外圍電路組成，它有輔助電源1供電，由光耦隔離單元
4獲得反饋信號，為反激DC/DC轉換單元的開關管提供驅動信號；所述光耦隔離單元由一個 線性光電耦合器組成，將反饋控制單元給出的反饋信號傳遞給反激控制單元；所述反饋控 制單元包括限壓反饋電路、電流誤差放大電路和電壓基準電路三部分，其中電壓基準電路 由三端可控穩壓管U5及其外圍電路組成，其輸出端為一個跟隨電路，用于產生比較用的基 準電壓，限壓反饋電路由穩壓二極管D8和電阻R15、 R16、 R18組成，用于限制輸出電壓在空 載條件下保護電源，電流誤差放大電路是一個PI調節環節，它的輸入為輸出電流采樣電阻 R10上的電壓和基準電壓，它的輸出和限壓反饋的輸出疊加形成反饋信號。在本實施方式 中，APFC專用控制芯片可選用MC33260，反激控制芯片可選用NCP1230，光電耦合器可選用 EL817，三端可控穩壓管U5可選用LM431SC。 為保證批量生產時輸出電流的一致性，對于影響輸出電流特性的關鍵元件參數要 進行容差分配和控制，具體的說，輸出電流采樣電阻R10容差需控制在1 %以內，電壓基準 電路中的電阻R31、 R34容差需限制在0. 1%以內，這樣就可以保證在大批量生產時輸出電 流誤差控制在2%以內，實現很好的輸出電流一致性。 為實現高達100W的輸出功率，反激DC/DC轉換電路工作在連續電流模式下，這樣
其次級整流二極管D2需要強行關斷，為抑制其反向恢復電流以減少初級開關管Q3的功耗，
整流二極管D2需選用反向恢復時間較短的型號，并與之串聯一個可飽和電感L3。在本實施
方式中，整流二極管D2可選用8ETH06，可飽和電感采用超微晶磁芯制作。 此外，在本實施方式中，APFC控制單元的供電由反激控制單元提供，這樣當發生輸
出空載、短路等故障時，反激控制單元在關閉自身的同時還可以關閉APFC控制單元以減少功耗。 以上內容是結合具體的優選技術方案對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定 本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在 不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發明的 保護范圍。
權利要求
一種大功率LED路燈驅動電源，其特征在于所述大功率LED路燈驅動電源由電源輸入端、EMI濾波單元、整流濾波單元、有源功率因數矯正單元、反激DC/DC轉換單元、輸出單元、輔助電源1、輔助電源2、APFC控制單元、反激控制單元、光耦隔離單元和反饋控制單元組成。
2. 根據權利要求1所述的大功率LED路燈驅動電源，其特征在于所述電源輸入端由 用于在短路時斷開電路的保險絲F1、用于抑制啟動時的浪涌電流的負溫度系數熱敏電阻 NTC1、用于吸收電網帶來的浪涌或脈沖群干擾的能量的壓敏電阻RV1組成。
3. 根據權利要求1所述的大功率LED路燈驅動電源，其特征在于所述EMI濾波單元 由X安全電容CX1、共模抑制扼流圈Tl和Y安全電容CY1、 CY2組成；所述整流濾波單元由 整流橋和濾波電容組成；所述有源功率因數矯正單元采用Boost拓撲結構，由一個電感、一 個MOSFET、一個電流采樣電阻和兩個濾波電容組成。
4. 根據權利要求3所述的大功率LED路燈驅動電源，其特征在于所述反激DC/DC轉 換單元由反激變壓器T2、開關管Q3、電流采樣電阻Rll、次級整流電路和一個RCD緩沖電路 組成，其中RCD緩沖電路由二極管D4、電容C2和電阻Rl組成；所述反激DC/DC轉換電路工 作在連續電流模式下，在整流二極管D2上串聯一個可飽和電感L3 。
5. 根據權利要求1所述的大功率LED路燈驅動電源，其特征在于所述輸出單元由濾 波電容C9、 C10和輸出電流采樣電阻R10組成，所述輸出電流采樣電阻R10的容差限制為 1% ;所述輔助電源1從反激變壓器T2的第三端輔助繞組獲取能量，通過整流、濾波為反激 控制單元供電。
6. 根據權利要求1所述的大功率LED路燈驅動電源，其特征在于所述輔助電源2從 輸出端獲取能量，由電阻R4、R8、R14、電容C11、C12、三極管Q2和穩壓二極管D5組成，為反 饋控制單元供電。
7. 根據權利要求1所述的大功率LED路燈驅動電源，其特征在于所述APFC控制單元 由APFC控制專用芯片及其外圍電路組成，它向有源功率因數矯正單元的MOSFET給出驅動 信號；APFC控制單元的供電由反激控制單元提供。
8. 根據權利要求1所述的大功率LED路燈驅動電源，其特征在于所述反激控制單元 由反激控制專用芯片及其外圍電路組成，它有輔助電源1供電，由光耦隔離單元獲得反饋 信號，為反激DC/DC轉換單元的開關管提供驅動信號。
9. 根據權利要求1所述的大功率LED路燈驅動電源，其特征在于所述反饋控制單元 包括限壓反饋電路、電流誤差放大電路和電壓基準電路三部分，其中電壓基準電路由三端 可控穩壓管U5及其外圍電路組成，其輸出端為一個用于產生比較用的基準電壓的跟隨電 路，限壓反饋電路由穩壓二極管D8和電阻R15、R16、R18組成，電流誤差放大電路是一個PI 調節環節，它的輸入為輸出電流采樣電阻R10上的電壓和基準電壓，它的輸出和限壓反饋 的輸出疊加形成反饋信號，反饋控制單元中的電阻R31、R34容差限制為0. 1%。
10. 根據權利要求1所述的大功率LED路燈驅動電源，其特征在于所述光耦隔離單元 由一個線性光電耦合器組成，將反饋控制單元給出的反饋信號傳遞給反激控制單元。
全文摘要
本發明公開了一種大功率LED路燈驅動電源，所述大功率LED路燈驅動電源包括電源輸入端、EMI濾波單元、整流濾波單元、有源功率因數矯正單元、反激DC/DC轉換單元、輸出單元、輔助電源1、輔助電源2、APFC控制單元、反激控制單元、光耦隔離單元和反饋控制單元，其中反饋控制單元包括一個限壓反饋電路、電流誤差放大電路和電壓基準電路，根據輸出電流和輸出電壓給出反饋信號。本發明驅動電源輸出功率可達到100W，功率因素大于0.95，通過容差分配可以實現批量生產條件下輸出電流精度在2％以內，它有效解決了現有LED驅動電源功率小、功率因素低、批量生產條件下輸出電流分散性大的問題。
文檔編號H05B37/02GK101754537SQ20101010541
公開日2010年6月23日 申請日期2010年2月2日 優先權日2010年2月2日
發明者劉慶生, 孟喆, 宋雷, 龐樹軍 申請人:大連九久光電制造有限公司