[發明專利]無變壓器的照明用發光二極管電源

有效

• 申請號: 201410276190.X
• 申請日: 2012-04-13
• 公開（公告）號: CN104039051A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 趙良;貝紹軼;馮俊萍;趙景波
• 申請（專利權）人: 江蘇理工學院
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 常州市江海陽光知識產權代理有限公司 32214
• 代理人: 張兢

1.一種無變壓器的照明用發光二極管電源，其特征在于：包括主電路（1）、穩壓恒流控制電路（2）和LED電源接口（J1）；所述的LED電源接口（J1）具有正極和負極；所述的主電路（1）設置有交流電輸入端（A1）、直流電源輸出端（A2）、第一控制信號輸入端（A3）、第二控制信號輸入端（A4）和穩壓恒流控制電路電源輸出端（A5）；所述的穩壓恒流控制電路（2）設置有取樣電壓輸入端（B2）、第一控制信號輸出端（B3）、第二控制信號輸出端（B4）、電源端（B5）、取樣電流輸入端（B6）以及取樣電流輸出端（B7）；所述的穩壓恒流控制電路（2）的取樣電壓輸入端（B2）與主電路（1）的直流電源輸出端（A2）電連接；主電路（1）的第一控制信號輸入端（A3）與穩壓恒流控制電路（2）的第一控制信號輸出端（B3）電連接；主電路（1）的第二控制信號輸入端（A4）與穩壓恒流控制電路（2）的第二控制信號輸出端（B4）電連接；主電路（1）的穩壓恒流控制電路電源輸出端（A5）與穩壓恒流控制電路（2）的電源端（B5）電連接；穩壓恒流控制電路（2）的取樣電流輸入端（B6）與LED電源接口（J1）的負極電連接；穩壓恒流控制電路（2）的取樣電流輸出端（B7）接地；LED電源接口（J1）的正極與主電路（1）的直流電源輸出端（A2）電連接；所述的主電路（1）是一種在輸入交流電正半周時通過若干間隔設置的整流二極管和分壓電容串聯分壓并在濾波蓄能電容Co產生直流輸出、在輸入交流電負半周時由各分壓電容依次通過相應的隔離二極管、共用的第一電子開關Q1和電感線圈L1對濾波蓄能電容Co補充放電產生直流輸出的電路；所述穩壓恒流控制電路（2）是通過將取樣電壓信號和取樣電流信號進行處理后反饋作用于所述主電路（1）以保證主電路（1）輸出的直流電壓及直流電流穩定的電路；

所述的主電路（1）包括分壓放電電路、濾波蓄能電容Co、第一電子開關Q1、第二電子開關Q2、二極管Do2、續流二極管Do1和電感線圈L1；

分壓放電電路有n級，各級分壓放電電路依次電連接；各級分壓放電電路均由分壓電容、整流二級管和2個隔離二極管組成；各級分壓放電電路均具有輸入端、第一共線端、第一輸出端、第二輸出端和接地端；分壓電容為電解電容；2個隔離二極管分為第一隔離二極管和第二隔離二極管；整流二級管的正極即為輸入端；整流二級管的負極，第二隔離二極管的正極、分壓電容的正極共線而形成公共接點，該公共接點即為第一共線端；分壓電容的負極和第一隔離二極管的負極電連接而形成公共接點，該公共接點即為第一輸出端；第二隔離二極管的負極即為第二輸出端；第一隔離二極管的正極即為接地端；其中，主電路（1）的第1級分壓放電電路由作為整流二極管的二極管D12、作為分壓電容的電解電容C1、作為第一隔離二極管的二極管D11和作為第二隔離二極管的二極管D13組成；二極管D12的正極既為第1級分壓放電電路的輸入端，也是主電路（1）的交流電輸入端（A1）；主電路（1）的第n級分壓放電電路由作為整流二極管的二極管Dn2、作為分壓電容的電解電容Cn、作為第一隔離二極管的二極管Dn1和作為第二隔離二極管的二極管Dn3組成；二極管Dn2的正極即為第n級分壓放電電路的輸入端，該輸入端與上一級也即第n-1級分壓放電電路的第一輸出端電連接；二極管Dn2的負極、電解電容Cn的正極以及二極管Dn3的正極共線而形成公共接點，該公共接點即為第一共線端，也是主電路（1）的穩壓恒流控制電路電源輸出端（A5）；

各級分壓放電電路的第二輸出端均連接于第一電子開關Q1的輸入端；第一電子開關Q1的輸出端、電感線圈L1的一端以及續流二極管Do1的負極共線；續流二極管Do1的正極接地；電感線圈L1的另一端、濾波蓄能電容Co的正極以及二極管Do2的負極共線而形成公共接點，該公共接點即為主電路（1）的直流電源輸出端（A2）；濾波蓄能電容Co的負極和第二電子開關Q2的輸出端均接地；二極管Do2的正極和第二電子開關Q2的輸入端均與第n級分壓放電電路的第一輸出端電連接；第一電子開關Q1的控制端即為主電路（1）的第一控制信號輸入端（A3）；第二電子開關Q2的控制端即為主電路（1）的第二控制信號輸入端（A4）；

主電路（1）的分壓放電電路的級數n根據計算式n?=?(?Vac?–?Vout?)?/?(m×Vout?)?算出，其中Vac為向二極管D12的正極輸入的交流電壓，Vout為在濾波蓄能電容Co的正極輸出的直流電壓，m的取值范圍為1至6；

所述的第一電子開關Q1為NPN型三極管、PNP型三極管或者是由2個PNP型三極管組成的共集-共集電路；當第一電子開關Q1為NPN型三極管時，該NPN型三極管的基極即為第一電子開關Q1的控制端，該NPN型三極管的集電極即為第一電子開關Q1的輸入端，該NPN型三極管的發射極即為第一電子開關Q1的輸出端；當第一電子開關Q1為PNP型三極管時，該PNP型三極管的基極即為第一電子開關Q1的控制端，該PNP型三極管的發射極即為第一電子開關Q1的輸入端，該PNP型三極管的集電極即為第一電子開關Q1的輸出端；當第一電子開關Q1為由2個PNP型三極管組成的共集-共集電路時，該2個PNP型三極管組成的共集-共集電路的基極即為第一電子開關Q1的控制端，該2個PNP型三極管組成的共集-共集電路的發射極即為第一電子開關Q1的輸入端，該2個PNP型三極管組成的共集-共集電路的集電極即為第一電子開關Q1的輸出端；

所述的第二電子開關Q2為NPN型三極管、PNP型三極管或者是由2個PNP型三極管組成的共集-共集電路；當第二電子開關Q2為NPN型三極管時，該NPN型三極管的基極即為第二電子開關Q2的控制端，該NPN型三極管的集電極即為第二電子開關Q2的輸入端，該NPN型三極管的發射極即為第二電子開關Q2的輸出端；當第二電子開關Q2為PNP型三極管時，該PNP型三極管的基極即為第二電子開關Q2的控制端，該PNP型三極管的發射極即為第二電子開關Q2的輸入端，該PNP型三極管的集電極即為第二電子開關Q2的輸出端；當第二電子開關Q2為由2個PNP型三極管組成的共集-共集電路時，該2個PNP型三極管組成的共集-共集電路的基極即為第二電子開關Q2的控制端，該2個PNP型三極管組成的共集-共集電路的發射極即為第二電子開關Q2的輸入端，該2個PNP型三極管組成的共集-共集電路的集電極即為第二電子開關Q2的輸出端；

所述的穩壓恒流控制電路（2）包括雙電壓比較器U1、三極管Q3、二極管D1、二極管D2、電阻R1、電阻R3、電阻R9、采樣電阻Rf和基準電壓電路；所述基準電壓電路由三端基準穩壓源U2、電阻R2以及依次串聯的電阻R4、電阻R5和電阻R6組成；三端基準穩壓源U2的陽極、三極管Q3的基極、電阻R6的一端以及采樣電阻Rf的一端共享而形成公共接點，該公共接點即為穩壓恒流控制電路（2）的取樣電流輸入端（B6）；三極管Q3的發射極與采樣電阻Rf的另一端共線而形成公共接點，該公共接點即為穩壓恒流控制電路（2）的取樣電流輸出端（B7）；三端基準穩壓源U2的陰極、電阻R2的一端、電阻R4的一端以及雙電壓比較器U1的第二同相輸入端共線；三端基準穩壓源U2的參考級、電阻R6的另一端以及電阻R5的一端共線；雙電壓比較器U1的第一反相輸入端、二極管D1的正極以及電阻R9的一端共線；電阻R9的另一端、電阻R4的另一端以及電阻R5的另一端共線；雙電壓比較器U1的電源端與基準電壓電路的電阻R2的另一端共線而形成公共接點，該公共接點即為穩壓恒流控制電路（2）的電源端（B5）；電阻R1的一端即為穩壓恒流控制電路（2）的第一控制信號輸出端（B3）；電阻R1的另一端與雙電壓比較器U1的第一輸出端電連接；電阻R3的一端即為穩壓恒流控制電路（2）的第二控制信號輸出端（B4）；電阻R3的另一端、二極管D2的正極以及雙電壓比較器U1的第二輸出端共線；二極管D2的負極、二極管D1的負極以及三極管Q3的集電極共線；雙電壓比較器U1的第一同相輸入端和第二反相輸入端共同作為穩壓恒流控制電路（2）的取樣電壓輸入端（B2）；

所述的各級分壓放電電路中的作為分壓電容的電解電容C1至Cn和濾波蓄能電容Co的電容值均相等。