專利名稱：一種led電源的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及LED照明領域，尤其涉及一種LED電源。
技術背景 目前的LED電源電路，大多采用變壓器、整流器、濾波器來實現AC-DC轉換，再經升壓或降壓變換，為一定數量的LED發光管提供驅動電壓。常見的LED電源的輸入電壓是90-305Vac,當輸入較高于305Vac時，變壓器升溫，電壓轉換效率降低，電路中產生較大的總諧波失真，引起線路功率因數下降，嚴重影響輸出電壓的穩定性和可靠性，若提高其電壓轉換效率及功率因數，需要定制特種的電源開關管以及整流管，其結構復雜，成本較高。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題在于，提供一種結構簡單、成本低廉的高功率因數LED電源。為達到上述目的，本實用新型采用如下技術方案。一種LED電源，其包括有一環流變壓器，其輸入端連接電網，用于將輸入電壓降壓變換后從輸出端輸出；一EMI濾波電路，其輸入端連接所述環流變壓器的輸出端，用于濾除外界電網的高頻脈沖對電源的干擾以及該電源對外界電網的干擾；一整流電路，其輸入端連接所述EMI濾波電路的輸出端，用于將輸入的交流電整流為脈動直流電后從輸出端輸出；一 BOOST升壓電路，其輸入端連接所述整流電路的輸出端，用于將輸入電壓升壓變換后輸出至LED模組；一 PFC控制電路，其輸入端連接所述整流電路的輸出端，用于采集所述整流電路輸出端的電壓波形，并輸出脈寬調制信號至BOOST升壓電路的驅動端，以驅動BOOST升壓電路輸出持續的直流電壓。進一步中，所述LED電源還包括有一反饋電路，所述反饋電路包括有第一反饋支路，其輸入端連接LED模組的輸入端，輸出端連接所述PFC控制電路的反饋端，用于采集LED模組的輸入電壓信號；第二反饋支路，其輸入端連接LED模組的電流回路，輸出端連接所述PFC控制電路的反饋端，用于采集LED模組的電流采樣信號；第三反饋支路，其輸入端為設于LED模組殼體內的溫度傳感器，輸出端連接所述PFC控制電路的反饋端，用于采集LED模組內的溫度。進一步中，所述PFC控制電路根據上述三種反饋信號調整其輸出的脈寬調制信號的占空比。進一步中，所述反饋電路還包括有運放電路，用于將采集的信號放大后輸送至所述PFC控制電路。進一步中，所述LED電源還包括有一低邊開關電路，所述低邊開關電路用于驅動一 MOS管的柵極，所述MOS管的源極與漏極串聯于LED模組與地之間。進一步中，所述LED電源還包括有一輔助供電電路，所述輔助供電電路的輸入端連接所述環流變壓器的輸出端，其輸出端輸出15V直流電壓為所述PFC控制電路、反饋電路及低邊開關電路提供電源。 進一步中，所述輔助供電電路還設有一參考電壓輸出端，其連接所述反饋電路而為其提供參考電壓。進一步中，所述整流電路為橋式整流器。進一步中，所述BOOST升壓電路包括一電感、一二極管、一 MOS管和一電容,所述電感的第一端作為所述BOOST升壓電路的輸入端，其第二端連接所述二極管的正極，所述二極管的負極通過所述電容接地，所述電容的兩端為BOOST升壓電路的輸出端，所述電感的第二端還連接所述MOS管的漏極，所述MOS管的源極接地，所述MOS管的柵極為BOOST升壓電路50的驅動端。進一步中，所述PFC控制電路為有源PFC電路。本實用新型的LED電源，充分利用環流變壓器所具有的電壓轉換效率高、溫升·小的特點，將電網電壓降壓變換為特性優良的交流電壓，該電壓再經濾波、整流后傳輸至BOOST升壓電路，再由PFC控制電路根據反饋電路的反饋信號調整其輸出脈寬調制信號的占空比，以驅動BOOST升壓電路，令BOOST升壓電路具有較高的持續的輸出電壓，PFC控制電路在調整占空比的同時對電路的功率因數也進行了校正，降低了總諧波失真，使該LED電源結構簡單、成本低廉。

圖I為本實用新型一種LED電源的電路結構示意圖。圖2為圖I所示LED電源一實施例的具體電路圖。
具體實施方式
為了更好的理解本實用新型，
以下結合附圖和實施例對本實用新型做更詳細的描述。本實用新型公開了一種LED電源，如圖I所示，其包括有一環流變壓器10、一 EMI濾波電路20、一整流電路30、一 BOOST升壓電路50、一 PFC控制電路40、一反饋電路60、一輔助供電電路80及一低邊開關電路90。環流變壓器10的輸入端連接電網，環流變壓器10的電壓轉換效率高、溫升小，能夠承受較高的輸入電壓，電網電壓經環流變壓器10降壓變換后，輸出特性優良的交流電壓。EMI濾波電路20的輸入端連接環流變壓器10的輸出端，EMI濾波電路20利用其內部的電感特性和電容特性，能夠濾除外界電網的高頻脈沖對電源的干擾以及該電源對外界電網的干擾。整流電路30的輸入端連接EMI濾波電路20的輸出端，用于輸出脈動直流電。BOOST升壓電路50的輸入端連接整流電路30的輸出端，用于將輸入電壓進行升壓變換，從輸出端輸出連續的較高的電壓至LED模組70。PFC控制電路40的輸入端連接整流電路30的輸出端，并根據其輸入的脈動直流電的波形變化，輸出占空比合適的脈沖調制信號至BOOST升壓電路50中MOS管Q4的柵極，以驅動BOOST升壓電路50實現連續的升壓。[0025]反饋電路60包括有第一反饋支路61、第二反饋支路62及第三反饋支路63，第一反饋支路61的輸入端連接LED模組70的輸入端，輸出端連接PFC控制電路40的反饋端，用于采集LED模組70的輸入電壓信號；第二反饋支路62的輸入端連接LED模組70的電流回路，輸出端連接PFC控制電路40的反饋端，用于采集LED模組70的電流采樣信號；第三反饋支路63的輸入端為設于LED模組70殼體內的溫度傳感器，輸出端連接PFC控制電路40的反饋端，用于采集LED模組內的溫度。PFC控制電路40根據該上述三種反饋信號調整其輸出脈寬調制信號的占空比，使BOOST升壓電路50的輸出電壓能夠更加平穩，從而降低電路的總諧波失真和對功率因數的校正。輔助供電電路80的輸入端連接環流變壓器10的輸出端，用于輸出15V直流電壓，為電路中的各芯片提供電源，還為反饋電路提供參考電壓VREF。低邊開關電路90的輸入端輸入外部時鐘脈沖信號,其輸出端輸出驅動信號,該信號用于驅動MOS管Q5的通/斷變化以控制LED模組70的開/關動作。
以下結合附圖2，說明本實用新型較為優選的實施電路。環流變壓器10的輸入端連接電網，電網交流電經環流變壓器10降壓后，輸出至EMI濾波電路20，該環流變壓器的電壓轉換效率高、溫升小、輸出電壓特性好，能夠承受較高的輸入電壓。EMI濾波電路20，其包括熔斷器F1、熱敏電阻NTC，熔斷器Fl與熱敏電阻NTC的第一端分別接環流變壓器10的輸出端，第二端之間分別連接有壓敏電阻RV1、電容CX1、電阻R60、共模電感LI的輸入端，共模電感LI的輸出端連接整流電路30的輸入端。利用共模電感LI和電容CXl的濾波特性，濾除外界電網的高頻脈沖對電源的干擾以及該電源對外界電網的干擾，使50HZ左右的交流電能夠順利的通過。 整流電路30為橋式整流器BRl，用于輸出脈動直流電，如圖2所示，整流電路30的輸出端連接BOOST升壓電路50的輸入端，整流電路30的輸出端還連接PFC控制電路40的輸入端。電感L3的第一端作為BOOST升壓電路50的輸入端，電感L3的第二端連接二極管D5的正極，二極管D5的負極通過電容C8接地，電容C8的兩端為BOOST升壓電路的輸出端，電感L3的第二端還連接MOS管Q4的漏極，MOS管Q4的源極接地，MOS管Q4的柵極為BOOST升壓電路50的驅動端。當柵極為高電平時MOS管Q4導通，將電感L3與地連接，電感L3儲能；當柵極為低電平時MOS管Q4截止，電感L3經二極管D5的續流釋放掉儲存的能量，電容C8迅速儲能；當柵極再次為高電平時MOS管Q4導通，電感L3儲能，電容C8緩慢放電；當柵極再次為低電平時MOS管Q4截止，電感L3放能，電容C8再次快速儲能，此時，電容C8兩端的電壓已經高于BOOST升壓電路的輸入電壓，從而實現BOOST升壓電路的升壓變換。因此MOS管Q4的柵極需要接入持續的脈沖信號，以保證BOOST升壓電路能夠連續輸出較高的電壓。PFC控制電路40的控制IC是NCP1653A，如圖2所示，其外圍電路設置為8腳VCC接穩壓管Z14的負極，穩壓管Z14的正極接地，穩壓管Z14還并聯有電容C29和C39 ；6腳GND接地；5腳MV通過電容C28接地，C28還并聯有電阻R48 ;2腳Vcon通過電容C16接地；3腳IN通過依次串聯的電阻R18、電阻R17連接至整流電路30輸出端的正極，3腳IN還通過電容C15接地，電阻R18與電阻R17的連接部通過電容C14接地；4腳CS通過電阻R47連接至整流電路30輸出端的負極，4腳CS還通過電容C27接地；1腳FB通過電容Cl7接地，I腳FB還連接反饋電路70的輸出端；7腳DRV連接電阻R5的第一端，電阻R5的第二端連接二極管D3的負極，二極管D3的正極連接MOS管Q4的柵極，7腳DRV還連接電阻R4的第一端，電阻R4的第二端連接MOS管Q4的柵極，MOS管Q4的柵極還連接穩壓管Zl的負極，穩壓管Zl的正極接地，穩壓管Zl還并聯有電阻R3。NCP1653A的3腳IN和4腳CS為電壓檢測端，用于跟蹤整流電路30輸出電壓的變化軌跡，調整7腳DRV輸出的脈寬調制信號的占空比，為MOS管Q4的柵極提供持續的脈沖信號以驅動BOOST升壓電路50輸出連續的較聞電壓，并提聞電路的功率因數。該LED電源的反饋電路60包括三組反饋支路，如圖2所示，第一反饋支路61從LED模組的輸入端引出，通過依次串聯的電阻R30、電阻R27連接至NCP1653A的I腳FB，用于米集LED模組70輸入端的電壓信號。第二反饋支路62和第三反饋支路63的采樣信號分別經運放電路放大后輸送至NCP1653A的I腳FB，該運放電路的運算放大器是LM2902，LM2902的4腳VCC連接15V直流電壓端，LM2902的4腳VCC還連接穩壓管Z13的負極，穩壓管Z13的正極接地，穩壓管Z13·還并聯有電容C9，LM2902的11腳GND接地。該第二反饋支路62從電阻RCS的第一端引出并通過電阻R33連接至LM2902的3腳1IN+，電阻RCS的第一端還通過電容C22接地，電容C22還并聯有電阻R35電阻R36、電阻R37，LM2902的2腳IIN-通過電阻R34接地，LM2902的2腳還通過依次串聯的電容C21、電阻R29連接至LM2902的I腳10UT，LM2902的2腳還通過電阻R31連接至LM2902的I腳
IOUT, LM2902的I腳IOUT還通過電容C20連接至穩壓管Z13的負極，LM2902的I腳IOUT還通過電阻R23連接至LM2902的5腳2IN+，LM2902的6腳2IN-通過電阻R28接地，LM2902的6腳2IN-還通過電阻R24連接參考電壓VREF，LM2902的6腳2IN-還通過依次串聯的電阻R21、C18連接至LM2902的7腳20UT，LM2902的7腳20UT還連接二極管D4的正極，二極管D4的負極連接NCP1653A的I腳FB。第二反饋支路62用于采集LED模組70的電流采樣信號，該信號通過運算放大器LM2902進行兩級放大后輸送至NCP1653A的I腳FB。該第三反饋支路63從T-sensor (溫度傳感器)引出并通過電阻Rl3連接至LM2902的12腳4IN+，LM2902的12腳4IN+還通過電阻Rll接地，LM2092的13腳4IN-通過電阻R14接地，LM2092的13腳4IN-還通過電阻R13連接參考電壓VREF，LM2092的13腳4IN-還通過電阻R38連接至LM2902的14腳40UT，LM2902的14腳40UT還連接二極管D6的正極，二極管D6的負極連接NCP1653A的I腳FB。T-sensor (溫度傳感器)放置于LED模組70內，用于采集模組內的溫度并轉化為電信號，該信號通過運算放大器LM2902進行放大后輸送至NCP1653A的I腳FB。反饋電路60通過上述三條反饋支路，將LED模組70線路中的電壓信號、電流采樣信號及模組內的溫度監控信號進行處理后，反饋至NCP1653A的I腳FB，NCP1653A根據該反饋信號調整PWM脈沖調制信號的占空比。輔助供電電路80的輸入端連接環流變壓器10的輸出端，如圖2所示，整流器BR2的輸入端連接變壓器10的輸出端，整流器BR2輸出端的負極為地，整流器BR2輸出端的正極連接電阻R62的第一端，電阻R62的第二端連接電容C13的正極，電容C13的負極接地，電阻R62的第二端還連接電容Cll的正極，電容Cll的負極接地，電阻R62的第二端還連接電阻RlO的第一端，電阻RlO的第二端連接三端穩壓管U5的負極，三端穩壓管U5的正極接地，三端穩壓管U5的參考極與其負極連接，電阻RlO的第二端還通過電容ClO接地。該輔助供電電路80中，電阻R62的第二端為15V直流電壓端，為電路中的各芯片提供電源，三端穩壓管U5負極的輸出電壓作為參考電壓VREF。低邊開關電路90的輸入端輸入外部時鐘脈沖信號，如圖2所不,驅動器MIC4416的I腳GND接地；3腳VS連接15V直流電壓端；3腳VS還通過電容C3接地；4腳通過電阻R8連接15V直流電壓端；4腳還連接三極管Ql的集電極，三極管Ql的發射極接地，三極管Ql的基極通過電阻R16連接外部時鐘脈沖信號端，三極管Ql的基極還通過電阻R16接地；
2腳G通過依次串聯的電阻R7、電阻R9、電阻Rl接地，電阻R9、電阻Rl的連接部還連接三極管Q2的基極，三極管Q2的集電極接地，電阻R7、電阻R9的連接部還連接三極管Q2的發射極，三極管Q2的發射極還連接MOS管Q5的柵極，MOS管Q5的漏極和源極作為開關端串聯于LED模組70與電阻RCS之間。該低邊開關電路90中，通過外部時鐘脈沖信號的上升沿觸發，MIC4416的2腳G可輸出驅動信號，該信號驅動MOS管Q5的通/斷變化以控制LED 模組70的開/關動作。本實用新型的LED電源，充分利用環流變壓器所具有的電壓轉換效率高、溫升小的特點，將電網電壓降壓變換為特性優良的交流電壓，該電壓再經濾波、整流后傳輸至BOOST升壓電路，再由PFC控制電路根據反饋電路的反饋信號調整其輸出脈寬調制信號的占空比，以驅動BOOST升壓電路，令BOOST升壓電路具有較高的持續的輸出電壓，PFC控制電路在調整占空比的同時對電路的功率因數也進行了校正，降低了總諧波失真。本實用新型的LED電源，其結構簡單、成本低廉、可靠性好，在LED照明領域有很大的應用前景。以上所述只是本實用新型較佳的實施例，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的技術范圍內所做的修改、等同替換或者改進等，均應包含在本實用新型所保護的范圍內。
權利要求1.一種LED電源，其特征在于，所述LED電源包括有 一環流變壓器，其輸入端連接電網，用于將輸入電壓降壓變換后從輸出端輸出； 一 EMI濾波電路，其輸入端連接所述環流變壓器的輸出端，用于濾除外界電網的高頻脈沖對電源的干擾以及該電源對外界電網的干擾； 一整流電路，其輸入端連接所述EMI濾波電路的輸出端，用于將輸入的交流電整流為脈動直流電后從輸出端輸出； 一 BOOST升壓電路，其輸入端連接所述整流電路的輸出端，用于將輸入電壓升壓變換后輸出至LED模組； 一 PFC控制電路，其輸入端連接所述整流電路的輸出端，用于采集所述整流電路輸出端的電壓波形，并輸出脈寬調制信號至BOOST升壓電路的驅動端，以驅動BOOST升壓電路輸出持續的直流電壓。
2.如權利要求I所述的LED電源，其特征在于，所述LED電源還包括有一反饋電路，所述反饋電路包括有 第一反饋支路，其輸入端連接LED模組的輸入端，輸出端連接所述PFC控制電路的反饋端，用于采集LED模組的輸入電壓信號； 第二反饋支路，其輸入端連接LED模組的電流回路，輸出端連接所述PFC控制電路的反饋端，用于采集LED模組的電流采樣信號； 第三反饋支路，其輸入端為設于LED模組殼體內的溫度傳感器，輸出端連接所述PFC控制電路的反饋端，用于采集LED模組內的溫度； 所述PFC控制電路根據上述三種反饋信號調整其輸出的脈寬調制信號的占空比。
3.如權利要求2所述的LED電源，其特征在于，所述反饋電路還包括有運放電路，用于將采集的信號放大后輸送至所述PFC控制電路。
4.如權利要求3所述的LED電源，其特征在于，所述LED電源還包括有一低邊開關電路，所述低邊開關電路用于驅動一 MOS管的柵極，所述MOS管的源極與漏極串聯于LED模組與地之間。
5.如權利要求4所述的LED電源，其特征在于，所述LED電源還包括有一輔助供電電路，所述輔助供電電路的輸入端連接所述環流變壓器的輸出端，其輸出端輸出15V直流電壓為所述PFC控制電路、反饋電路及低邊開關電路提供電源。
6.如權利要求5所述的LED電源，其特征在于，所述輔助供電電路還設有一參考電壓輸出端，其連接所述反饋電路而為其提供參考電壓。
7.如權利要求I所述的LED電源，其特征在于，所述整流電路為橋式整流器。
8.如權利要求I所述的LED電源，其特征在于，所述BOOST升壓電路包括一電感、一二極管、一 MOS管和一電容,所述電感的第一端作為所述BOOST升壓電路的輸入端,其第二端連接所述二極管的正極，所述二極管的負極通過所述電容接地，所述電容的兩端為BOOST升壓電路的輸出端，所述電感的第二端還連接所述MOS管的漏極，所述MOS管的源極接地，所述MOS管的柵極為BOOST升壓電路50的驅動端。
9.如權利要求I所述的LED電源，其特征在于，所述PFC控制電路為有源PFC電路。
專利摘要一種LED電源，其包括有一環流變壓器，其輸入端連接電網，用于將輸入電壓降壓變換后從輸出端輸出；一EMI濾波電路，其輸入端連接所述環流變壓器的輸出端，用于濾除外界電網的高頻脈沖對電源的干擾以及該電源對外界電網的干擾；一整流電路，其輸入端連接所述EMI濾波電路的輸出端，用于將輸入的交流電整流為脈動直流電后從輸出端輸出；一BOOST升壓電路，其輸入端連接所述整流電路的輸出端，用于將輸入電壓升壓變換后輸出至LED模組；一PFC控制電路，其輸入端連接所述整流電路的輸出端，用于采集所述整流電路輸出端的電壓波形，并調整出脈寬調制信號至BOOST升壓電路的驅動端，以驅動BOOST升壓電路輸出持續的直流電壓。
文檔編號H05B37/02GK202721879SQ20122039683
公開日2013年2月6日 申請日期2012年8月10日 優先權日2012年8月10日
發明者姚刃鋒, 劉國祥 申請人:深圳市九洲光電科技有限公司