針對高壓交流系統(tǒng)的led照明驅(qū)動電源系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種電源系統(tǒng)，特別是涉及一種針對高壓交流系統(tǒng)的LED照明驅(qū)動電源系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]—般應(yīng)用條件下的LED驅(qū)動電源已經(jīng)是成熟產(chǎn)品，有很多種類和型號可供選擇。但是在一些特殊應(yīng)用場合，一般的解決方案不一定可以解決問題。比如在美國的電力系統(tǒng)中存在多個電壓體制，其中有一個在工業(yè)場合應(yīng)用較多的是480V三相交流系統(tǒng)，其相電壓為277V，線電壓為480V。這樣的系統(tǒng)一般為三相三線制，因此無法使用中性點。在這個系統(tǒng)中采用LED照明時，需要把LED燈直接接到480V的交流線上。常規(guī)的LED驅(qū)動電源，即使是寬輸入電源類型的，其輸入電壓最高也只有305V，無法滿足這種特殊需要。
[0003]目前在480V系統(tǒng)中使用LED燈一般采用下面兩個解決方案:
[0004]方案一:降壓法。如圖1所示，在480V系統(tǒng)中先接入一個降壓變壓器，把電壓降低到220V或者11V，這樣就可以在后級直接采用普通LED驅(qū)動電源。這是一種比較容易想到的方案，其缺點也是比較顯然的:多加的變壓器增加了成本和損耗。
[0005]方案二:高壓驅(qū)動法。即采購可以承受480V的驅(qū)動電源，如圖2所示。這樣就可以無需增加額外部件，直接把燈具接入系統(tǒng)。其缺點在于:480V驅(qū)動電源的生產(chǎn)廠家很少，選擇范圍有限；高壓輸入的驅(qū)動電源體積重量都大于普通驅(qū)動電源，而且效率和功率因數(shù)等指標一般都不如普通驅(qū)動電源;高壓驅(qū)動電源的價格明顯高于同功率的普通驅(qū)動電源。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種針對高壓交流系統(tǒng)的LED照明驅(qū)動電源系統(tǒng)，其采用多脈沖變壓整流技術(shù)，可靠性高，效率高，功率因數(shù)高，諧波含量低，成本低。
[0007]本實用新型是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的:一種針對高壓交流系統(tǒng)的LED照明驅(qū)動電源系統(tǒng)，包括三相交流系統(tǒng)、LED燈具、多脈沖變壓整流器、以及非隔離DC/DC變換電路，其中:
[0008]所述三相交流系統(tǒng)、非隔離DC/DC變換電路分別與所述多脈沖變壓整流器的輸入端和輸出端連接，所述多脈沖變壓整流器包括交流側(cè)三相濾波電感、多脈沖變壓器、與多脈沖變壓器的脈沖數(shù)相對應(yīng)的若干個三相整流橋、直流側(cè)濾波電感、以及直流電容，所述交流側(cè)三相濾波電感與所述多脈沖變壓器的輸入端連接，所述三相整流橋的交流輸入端與所述多脈沖變壓器的輸出端連接，所述三相整流橋的直流輸出端直接并聯(lián)并連接所述直流側(cè)濾波電感和直流電容，所述彳_隔離DC/DC變換電路還與所述LED燈具連接。
[0009 ] 優(yōu)選地，所述非隔離DC/DC變換電路是一個Buck電路。
[0010]本實用新型的積極進步效果在于:
[0011 ] 1、本實用新型的AC/DC的變換采用多脈沖變壓整流技術(shù)，可靠性高，效率高，功率因數(shù)高，諧波含量低，成本低。
[0012]2、本實用新型的AC/DC的變換采用隔離方案，可以自由設(shè)定直流電壓，在交流側(cè)電壓很高的情況下，仍可把直流電壓設(shè)定在一個合理范圍(比如250V)。
[0013]3、直流側(cè)的DC/DC變換可以采用非隔離Buck電路，可靠性高，效率高，成本低。
[0014]4、本實用新型降低成本，而且可以自動做到三相負載平衡。
[0015]5、本實用新型不僅適用于美國的480V三相交流系統(tǒng)，同時也適合于我國的380V三相交流系統(tǒng)，以及所有其它的三相交流系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0016]圖1為現(xiàn)有降壓法的電路圖。
[0017]圖2為現(xiàn)有高壓驅(qū)動法的電路圖。
[0018]圖3為本實用新型針對高壓交流系統(tǒng)的LED照明驅(qū)動電源系統(tǒng)的原理框圖。
[0019]圖4為本實用新型針對高壓交流系統(tǒng)的LED照明驅(qū)動電源系統(tǒng)的具體電路圖。
[0020]圖5為本實用新型中繞組的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖6為本實用新型中非隔離DC/DC變換電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖給出本實用新型的一個較佳實施例，以詳細說明本實用新型的技術(shù)方案。
[0023]如圖3所示，本實用新型針對高壓交流系統(tǒng)的LED照明驅(qū)動電源系統(tǒng)包括三相交流系統(tǒng)(比如480V)、LED燈具、多脈沖變壓整流器、以及非隔離DC/DC變換電路，其中，所述三相交流系統(tǒng)、非隔離DC/DC變換電路分別與所述多脈沖變壓整流器的輸入端和輸出端連接，所述三相交流系統(tǒng)的電壓先通過一個多脈沖變壓整流器轉(zhuǎn)換為一個高壓直流系統(tǒng)，比如可以把直流電壓設(shè)定為250V;所述非隔離DC/DC變換電路與的LED燈具連接，具體來說，所有的LED燈具通過非隔離DC/DC變換電路連接在直流母線(比如250V直流母線)上。由于250V的直流與480V交流系統(tǒng)隔離，因此LED燈具上的非隔離DC/DC變換電路可以是一個Buck電路。
[0024]如圖4所示，所述多脈沖變壓整流器包括交流側(cè)三相濾波電感Ldm、十八脈沖變壓器T1、第一三相整流橋B1、第二三相整流橋B2、第三三相整流橋B3、直流側(cè)濾波電感Ldc、以及直流電容Cdc，所述交流側(cè)三相濾波電感Ldm與所述十八脈沖變壓器Tl的輸入端連接，所述第一三相整流橋BI的交流輸入端、第二三相整流橋B2的交流輸入端、第三三相整流橋B3的交流輸入端都與所述十八脈沖變壓器Tl的輸出端連接，所述第一三相整流橋BI的直流輸出端、第二三相整流橋B2的直流輸出端、第三三相整流橋B3的直流輸出端直接并聯(lián)并連接所述直流側(cè)濾波電感Ldc和直流電容Cdc。
[0025]各元件的取值如下:交流側(cè)三相濾波電感Ldm的每相電感量為2.6mH，直流側(cè)濾波電感Ldc的電感量為5mH，直流電容Cdc的總電容量為550uF，直流電容Cdc由五個IlOuF的薄膜電容并聯(lián)而成。
[0026]在這個實例中，多脈沖變壓器Tl為一個十八脈沖變壓器。實際應(yīng)用中，多脈沖變壓器Tl可以是六脈沖變壓器、十二脈沖變壓器、十八脈沖變壓器、二十四脈沖變壓器等六的倍數(shù)個脈沖數(shù)，可以根據(jù)需要進行調(diào)整，與脈沖變壓器對應(yīng)的整流橋個數(shù)為一、二、三、四個。下面以十八脈沖變壓器為例進行說明，該十八脈沖變壓器的設(shè)計參數(shù)如下:
[0027](I)磁芯:硅鋼片材料，E型磁芯。
[0028](2)氣隙:墊0.1mm0
[0029](3)繞組:三套繞組分別繞在三個柱上，以其中一套為例，其結(jié)構(gòu)如圖5所示。繞組分為六層，每層同名端一致，最里面為第一層。從里到外，分別為1、2、3、4、5、6繞組。其中繞組I為原邊繞組，557匝；繞組2?5為副邊繞組。繞組2為副邊第一繞組，205匝；繞組3、4為副邊第二、三繞組，各152匝；繞組5、6為副邊第四、五繞組，各81匝。原邊線徑為AWG18，所有副邊線徑為AWG16。
[0030](4)出線:所有出線長度20cmo
[0031](5)溫度等級:155度。
[0032](6)絕緣:第一層與磁芯之間:3750Vdc;第一層與第二層之間:3750Vdc;其余各層之間:2000Vdc ；第六層與磁芯之間:3750Vdco
[0033]在這個實例中，燈具上的非隔離DC/DC變換電路采用Buck電路，從而實現(xiàn)高效率，高可靠性，和低成本。Buck電路如圖6所不。其輸入Vin為250V直流電壓，輸入端并聯(lián)一個輸入電容Cin JOS管MOSl和二極管Dl串聯(lián)，二極管Dl的陰極接在輸入電容正端，MOS管MOSl的源極接在輸入電容負端，二極管Dl的陽極和MOS管MOSl的漏極相連。二極管Dl的陽極連接一個電感LI，電感的另一端接輸出電容的負端。輸出電容正端連接二極管DI的陰極。這個Buck電路的功能就是通過對MOS管MOSI的柵極的控制，把輸入的250 V直流電壓轉(zhuǎn)換為直流恒流輸出，電流值為lout。
[0034]當采用隔離的AC/DC方案時，直流側(cè)的電壓可以通過變壓器變比自由設(shè)定，當設(shè)定在300V以下時，比較容易選擇保護元件和設(shè)計后端電路。當采用隔離方案時，AC/DC變換部分的效率將比非隔離方案降低兩到三個百分點；而后端DC/DC變換部分將得到很大的簡化，非隔離的DC/DC采用Buck電路即可，效率可以高達97?98%，而隔離的DC/DC在采用效率最高的LLC電路時，效率最高也只能是95?96%。綜合前后兩級，采用隔離或非隔離的AC/DC方案，效率方面基本沒有差別，而采用隔離的AC/DC時，由于直流側(cè)電壓較低，比較容易實現(xiàn)線路保護等工程具體問題。
[0035]以上所述的具體實施例，對本實用新型的解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種針對高壓交流系統(tǒng)的LED照明驅(qū)動電源系統(tǒng)，其特征在于，其包括三相交流系統(tǒng)、LED燈具、多脈沖變壓整流器、以及非隔離DC/DC變換電路，其中: 所述三相交流系統(tǒng)、非隔離DC/DC變換電路分別與所述多脈沖變壓整流器的輸入端和輸出端連接，所述多脈沖變壓整流器包括交流側(cè)三相濾波電感、多脈沖變壓器、與多脈沖變壓器的脈沖數(shù)相對應(yīng)的若干個三相整流橋、直流側(cè)濾波電感、以及直流電容，所述交流側(cè)三相濾波電感與所述多脈沖變壓器的輸入端連接，所述三相整流橋的交流輸入端與所述多脈沖變壓器的輸出端連接，所述三相整流橋的直流輸出端直接并聯(lián)并連接所述直流側(cè)濾波電感以及直流電容，所述彳_隔離DC/DC變換電路還與所述LED燈具連接。2.如權(quán)利要求1所述的針對高壓交流系統(tǒng)的LED照明驅(qū)動電源系統(tǒng)，其特征在于，所述非隔離DC/DC變換電路是一個Buck電路。
【專利摘要】本實用新型公開了一種針對高壓交流系統(tǒng)的LED照明驅(qū)動電源系統(tǒng)，包括三相交流系統(tǒng)、多脈沖變壓整流器、非隔離DC/DC變換電路，三相交流系統(tǒng)、非隔離DC/DC變換電路分別與多脈沖變壓整流器的輸入端和輸出端連接，多脈沖變壓整流器包括交流側(cè)三相濾波電感、多脈沖變壓器、與多脈沖變壓器的脈沖數(shù)相對應(yīng)的若干個三相整流橋、直流側(cè)濾波電感、直流電容，交流側(cè)三相濾波電感與多脈沖變壓器的輸入端連接，三相整流橋的交流輸入端與多脈沖變壓器的輸出端連接，三相整流橋的直流輸出端直接并聯(lián)并連接直流側(cè)濾波電感、直流電容。本實用新型采用多脈沖變壓整流技術(shù)，可靠性高，效率高，功率因數(shù)高，諧波含量低，成本低。
【IPC分類】H02M3/155, H05B37/02, H02M7/217
【公開號】CN205283421
【申請?zhí)枴緾N201520939499
【發(fā)明人】葉陽
【申請人】上海泓語電氣技術(shù)有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2015年11月23日