[發明專利]無高壓電解電容的恒流LED電源

無效

• 申請號: 201110260806.0
• 申請日: 2011-09-05
• 公開（公告）號: CN102984843A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 呂國峰;周梅鳳
• 申請（專利權）人: 宜興市宏力燈桿燈具有限公司
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 高原

技術領域

本發明涉及一種LED燈電源，尤其是一種無高壓電解電容的恒流LED電源。

背景技術

LED作為一種全新的照明方式，具有節約能源，壽命長，無汞污染等顯著優點，發展前景廣闊。

現有的LED電源一般采用傳統的開關電源方案設計電路，需要用到高壓電解電容，而且輸出恒壓控制。

傳統的做法，先將交流輸入整流成Vbus1，然后通過專門的功率因素校正電路，如L6562等，升壓輸出直流Vbus2。通過L6562的調整，由于非阻性負載所導致的交流輸入電壓和交流輸入電流之間的相位角縮小至0，這樣功率因素接近1。通過傳統的DC-DC開關電源電路，比如TEA1552T等，可以把高壓直流Vbus2通過變壓器轉變為所需要的低壓直流Vs。Vs再通過TL341等的穩壓，便得到負載所需要的Vout。

傳統電路存在以下幾個問題：

1，壽命短。傳統開關電源的做法，需要在Vbus2后面增加一個大容量高壓電解電容穩壓濾波，由于電解電容在高壓、高溫的情況下，電解液易揮發，壽命短，成為制約整個控制器壽命的短板。

2，恒流效果差。傳統開關電源一般采用恒壓控制，恒壓下的LED燈，電壓的微小波動都會導致電流的較大波動。電流波動大，即LED功率波動較大，會導致光照強度波動也大，還會影響LED的壽命。

發明內容

發明目的：本發明的目的是為了克服現有技術中的不足，提供一種無高壓電解電容的恒流LED電源。

技術方案：本發明所述的無高壓電解電容的恒流LED電源包括依次相連的EMI/EMC模塊、橋式整流模塊，所述橋式整流模塊的輸出依次通過帶功率因素校正的開關電源DC-DC轉換模塊、恒流限壓控制模塊連接到LED光源。

所述帶功率因素校正的開關電源DC-DC轉換模塊包括L6562A芯片，L6562A芯片的Vcc1腳接橋式整流模塊輸出的高電平Vbus1，變壓器輔助繞組一端接地，另一端通過第一二極管接所述Vcc1腳。L6562A芯片的OUT腳連接MOS管Q1柵極，MOS管漏極通過變壓器主繞組接橋式整流模塊輸出的高電平Vbus1，MOS管源極和L6562A芯片的CS腳通過第三電阻接地。L6562A芯片的INV腳通過光耦與所述恒流限壓控制模塊連接。

所述恒流限壓控制模塊包括TSM1052芯片，變壓器次級繞組一端接地，另一端通過第三二極管和第二電解電容組成的整流濾波電路提供直流電壓，直流電壓通過第四二極管接TSM1052芯片的Vcc2腳，所述Vcc2腳連接穩壓二極管的負極，穩壓二極管正極接地，TSM1052芯片的Vctrl腳通過第四電阻接第四二極管的負極，并通過第五電阻接地；TSM1052芯片的Isense腳通過第六電阻接地，所述直流電壓和Isense腳接在LED光源兩端給LED光源供電。

所述直流電壓和TSM1052芯片的Isense腳通過串聯在LED光源兩端的共模濾波電感給LED光源供電。

所述橋式整流模塊的兩個輸出端之間連接第一電容，第一電容是固態電容。

有益效果：本發明與現有技術相比，其顯著優點是：

1、取消壽命最短的高壓電解電容，延長控制器壽命，理論壽命由萬小時以內延長到數萬小時。

2、通過采用同時帶有電流環和電壓環的電路，使輸出恒流，電流精度可達±1％，同時限壓。

附圖說明

圖1是本發明的電路模塊示意圖；

圖2是本發明的電路原理圖。

具體實施方式

如圖1和圖2所述，本發明所述的無高壓電解電容的恒流LED電源，包括如下部分：

1、EMI/EMC電路。防止外界和控制器相互之間的電磁干擾。

2、橋式整流。用于將交流輸入轉變為直流Vbus1。

3、功率因素校正芯片L6562A及周邊電路。

4、變壓器。用于把高壓直流Vbus1變成低壓直流Vs。

5、恒流限壓芯片TSM1052。同時具有電流環和電壓環，使得輸出恒流，同時輸出電壓限定在一定范圍內。

本發明包括依次相連的EMI/EMC模塊、橋式整流模塊，橋式整流模塊的輸出依次通過帶功率因素校正的開關電源DC-DC轉換模塊、恒流限壓控制模塊連接到LED光源；本電源為單端反激式電路；所述EMI/EMC模塊輸入220V交流。在輸入端并聯一個壓敏電阻VR1防止雷擊。電感L1，電容CX1，CX2，CY1-CY4起濾波作用。橋式整流模塊的整流橋BD1將交流輸入變成直流Vbus1，Vbus1波形為半個正弦波形式。整流橋BD1的兩個輸出端之間連接第一電容C1，第一電容C1采用固態電容，比如CBB電容，取消了壽命短的高壓電解電容；所述帶功率因素校正的開關電源DC-DC轉換模塊包括L6562A芯片IC1，L6562A芯片IC1的Vcc1接橋式整流模塊輸出的高電平Vbus1，L6562A芯片IC1的OUT腳連接MOS管Q1柵極，MOS管Q1漏極通過變壓器主繞組NP接橋式整流模塊輸出的高電平Vbus1，MOS管Q1源極和L6562A芯片IC1的CS腳通過第三電阻R3接地，變壓器輔助繞組Naux一端接地，另一端通過第一二極管D1接所述Vcc1腳，L6562A芯片IC1的INV腳通過光耦與所述恒流限壓控制模塊連接；所述恒流限壓控制模塊包括TSM1052芯片IC2，變壓器次級繞組Ns一端接地，另一端通過第三二極管D3和電解電容E2組成的整流濾波電路提供直流電壓Vs，直流電壓Vs通過第四二極管D4接TSM1052芯片IC2的Vcc2腳，所述Vcc2腳連接穩壓二極管D5的負極，穩壓二極管D5正極接地，TSM1052芯片IC2的Vctrl腳通過第四電阻R4接第四二極管D4的負極，并通過第五電阻R5接地；TSM1052芯片IC2的Isense腳通過第六電阻R6接地，所述直流電壓Vs和Isense腳通過串聯在LED光源兩端的共模濾波電感L2給LED光源供電；L6562A通過對整流后Vbus1波形的跟蹤，相機觸發MOS管Q1，使得流過變壓器主繞組Np的電流包絡和Vbus1同步。同時，變壓器主繞組Np電流和交流輸入電流同步，而Vbus1和交流輸入電壓同步，這樣，交流輸入電壓和電流同步，使得功率因素接近1。變壓器輔助繞組Naux給L6562A芯片供電；變壓器次級繞組Ns通過D3整流和E2濾波，輸出直流電壓Vs。Vs一路給LED供電，一路通過D4給TSM1052芯片供電，穩壓二極管D5使TSM1052電壓穩定在12V左右工作。流過LED的電流，通過R6采樣送至Isense腳，TSM1052內部比較器構成電流環，使得Isense腳的電壓恒定在0.2V，這樣輸出電流Iout＝0.2V/R6。Vout電壓和Vs電壓幾乎相等，被R4，R5采樣送至Vctrl腳，TSM1052內部比較器構成電壓環，使得Vctrl腳電壓不得超過1.2V，這樣Vout＝Vs＜1.2×(R4+R5)/R5+0.7。