[發明專利]一種礦用隔離式本安LED驅動電源

有效

• 申請號: 201310392070.1
• 申請日: 2013-09-02
• 公開（公告）號: CN103427621A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 錢欽松;俞居正;朱永生;宋慧濱;孫偉鋒;陸生禮;時龍興
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02M1/42
• 分類號: H02M1/42;H02M1/14;H02H7/12;H02M3/335;H05B37/02
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務所 32250
• 代理人: 王斌

技術領域

本發明涉及礦用安全照明的供電系統，尤其涉及一種礦用隔離式本安LED驅動電源。

背景技術

良好的井下照明供電系統，能為煤礦井下提供優質的作業環境，同時對減少井下事故發生也具有重要作用。采用傳統白熾燈作為煤礦井下的主要照明，不僅照度低、眩光強、效率低下，而且電路本身也不可靠。近幾年隨著LED產業的迅速發展，國內工礦企業開始將LED照明概念與煤礦井下的特殊照明技術相結合，實施礦井綠色照明即本質安全型LED?照明系統?。?????本質安全型電源?（本安電源），即在正常工作和故障狀態下，電源可能產生的電火花或熱效應的能量?不可能點燃爆炸性危險氣體而產生爆炸，其原理是從限制能量入手，可靠地將電路中的電壓和電流限制在一個允許的范圍內，以保證設備在正常工作或發生短接和元器件故障情況下產生的電火花和熱效應不致于引起其周圍可能存在的危險氣體的爆炸。所以礦用本安型LED電源設計，實際上是一種低功率、高可靠性的電源設計技術?。

目前，對于礦用本安型LED電源，絕大多數采用的是小功率的電源（≤10W），為了達到需求的功率等級就需要并聯較大的電源模塊，這不僅增大體積也增加了成本。如何能在滿足本安要求保證高可靠性的前提下提高單塊LED電源的功率是當前研究的本安型LED電源研究的重點。?

發明內容

本發明目的是提供一種礦用隔離式本安LED驅動電源，能夠提高本安型LED電源的可靠性，從而在滿足本安要求保證高可靠性的前提下提高單個LED電源的功率。

本發明為實現上述目的，采用如下技術方案：一種礦用隔離式本安LED驅動電源，包括輸入整流濾波電路、隔離變壓器、輸出濾波電路、反饋采樣和開關管控制電路、開關管峰值電壓抑制電路；輸入整流濾波電路輸出連接隔離變壓器，隔離變壓器輸出分別連接輸出濾波電路及反饋采樣和開關管控制電路，反饋采樣和開關管控制電路輸出連接開關管峰值電壓抑制電路，開關管峰值電壓抑制電路輸出連接到隔離變壓器的輸入，輸出濾波電路輸出連接LED負載；其特征在于：在輸入整流濾波電路與隔離變壓器之間增設無源PFC電路，在輸出濾波電路與LED負載之間增設雙重輸出過壓過流保護電路；

所述無源PFC電路包括三個二極管D1、D2、D3和兩個電解電容C1、C2構成的填谷式無源功率因數校正結構，電解電容C1的負端連接二極管D1的陰極和二極管D2的陽極，電解電容C2的正端連接二極管D2的陰極和二極管D3的陽極，電解電容C1的正端與二極管D3的陰極連接并與輸入整流濾波電路的輸出端、開關管峰值電壓抑制電路的輸出端以及隔離變壓器的初級繞組非同名端連接在一起，二極管D1的陽極與電解電容C2的負端連接并連接輸入端地；

所述雙重輸出過壓過流保護電路包括NMOS管Q2、Q4、Q5、Q6、PNP三極管Q7、NPN三極管Q3、電阻R2、R3、R4、R5、晶閘管SCR1、SCR2、?SCR3、?SCR4、瞬態電壓抑制器TVS2以及誤差放大器OP1，PMOS管Q2的源極與襯底互連作為雙重輸出過壓過流保護電路的正輸出端并與電阻R2的一端、NPN三極管Q3的集電極、PNP三極管Q7的發射極以及瞬態電壓抑制器TVS2的陰極連接在一起，NMOS管Q2的漏極與電阻R5的一端、NMOS管Q6的柵極、晶閘管SCR4的陽極、PNP三極管Q7的基極、晶閘管SCR2的陽極、NMOS管Q4的柵極、NMOS管Q5的柵極以及晶閘管SCR3的陽極連接在一起作為雙重輸出過壓過流保護電路的輸入端連接到隔離變壓器的次級繞組同名端輸出，NMOS管Q2的柵極連接電阻R5的另一端和晶閘管SCR1的陽極，晶閘管SCR1的陰極連接NPN三極管Q3的發射極并連接輸出端地，誤差放大器OP1的正向輸入端連接電阻R2的另一端和電阻R3的一端，電阻R3的另一端連接誤差放大器OP1的輸出端、NPN三極管Q3的基極和晶閘管SCR1的控制極，誤差放大器OP1的負向輸入端連接參考電壓Vref，瞬態電壓抑制器TVS2的陽極連接晶閘管SCR4的控制極，晶閘管SCR4的陰極連接PNP三極管Q7的集電極并連接輸出端地，NMOS管Q4的漏極作為雙重輸出過壓過流保護電路的負輸出端，NMOS管Q4的源極與襯底互連并與電阻R4的一端、晶閘管SCR2的控制極、晶閘管SCR3的控制極連接，晶閘管SCR2的陰極與晶閘管SCR3的陰極互連并連接輸出端地，電阻R4的另一端連接NMOS管Q5的漏極，NMOS管Q5的源極與襯底互連并與NMOS管Q6的漏極連接，NMOS管Q6的源極與襯底互連并連接隔離變壓器的次級繞組非同名端和輸出端地；