一種led恒流驅(qū)動(dòng)電源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于LED驅(qū)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種LED恒流驅(qū)動(dòng)電源。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著LED制造技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，以及生產(chǎn)成本的逐步下降，LED光源已經(jīng)開始廣泛應(yīng)用于汽車燈、特種照明燈具、公共照明等領(lǐng)域，有著巨大的發(fā)展?jié)摿?，被認(rèn)為是21世紀(jì)最具發(fā)展前景的光源。
[0003]根據(jù)LED的特性，目前LED燈具基本都是采用恒流源作為驅(qū)動(dòng)電源。相對(duì)于其他半導(dǎo)體照明設(shè)備，LED燈管屬于中小功率燈具，通常由多顆功率LED串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成燈具的光源，由市電輸入的恒流輸出電源驅(qū)動(dòng)，主要用于辦公、車庫、地鐵以及家用照明等各種場合。燈管的應(yīng)用特點(diǎn)要求其驅(qū)動(dòng)電源具有較高的功率因數(shù)、高效率、高可靠性、長壽命，恒流特性好，同時(shí)能做到低成本，及維修更換方便。
[0004]目前市面上應(yīng)用于LED燈管驅(qū)動(dòng)的恒流電源，普遍不帶功率因數(shù)校正電路或只采用了無源功率因數(shù)校正方式，功率因數(shù)較低；整機(jī)功率也不高，一般在83 %以下，壽命一般不超過兩年；恒流特性一般，特別是在高溫環(huán)境下長時(shí)間運(yùn)行輸出電流降幅有的達(dá)到了1mA0
[0005]本發(fā)明所涉及的一種LED恒流驅(qū)動(dòng)電源，在與市面上同類型電源相比同等或更小的體積條件下，采用有源功率因數(shù)校正電路，全輸入電壓范圍及全負(fù)載范圍內(nèi)功率因數(shù)在
0.92以上；采用了 “谷底導(dǎo)通”和“準(zhǔn)諧振” PffM控制技術(shù)，使得整機(jī)效率典型值達(dá)88% ;高效率設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了整機(jī)低溫升，同時(shí)結(jié)合長壽命器件選型特別是采用了長壽命電解電容實(shí)現(xiàn)整機(jī)壽命5年以上；對(duì)輸出平均電流的純閉環(huán)控制和高熱容電流取樣電阻設(shè)計(jì)使得電源具有良好的恒流輸出特性和溫度穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對(duì)LED燈管、LED筒燈、LED吸頂燈、LED車用方艙燈等驅(qū)動(dòng)電源的應(yīng)用情況，設(shè)計(jì)了一種高功率密度、高功率因數(shù)、高效率、長壽命的LED恒流驅(qū)動(dòng)電源，該電源具有寬輸入電壓(90Vac?264Vac)，恒流特性好，電壓調(diào)整率及負(fù)載調(diào)整率小，溫度穩(wěn)定性好，可靠性高，體積小等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]在電路設(shè)計(jì)上，以NXP公司的SSL1750T型PffM控制芯片為核心搭建反激電路，通過適當(dāng)?shù)姆醇ぷ儔浩鲄?shù)設(shè)計(jì)，結(jié)合SSL1750T的“valley conduct”功能,使反激電路工作在非定頻準(zhǔn)諧振模式。通過適當(dāng)?shù)腂OOST電感參數(shù)設(shè)計(jì)，結(jié)合SSL1750T的PFC控制電路，實(shí)現(xiàn)寬輸入電壓范圍內(nèi)的有源功率因數(shù)校正。在控制電路上采用輸出平均電流閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)輸出電流的恒流控制；電流型PWM控制實(shí)現(xiàn)了原邊電流峰值逐周限制；采用主變壓器的原邊輔助供電繞組作副邊輸出電壓反饋，實(shí)現(xiàn)恒流源空載限壓保護(hù)。
[0008]在PCB結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，為了縮小電源體積，實(shí)現(xiàn)高功率密度，將以SSL1750T為核心的控制電路的器件全部放在PCB尺寸為38mmX 18.5mm的控制板上面，且全部采用貼片器件；將功率器件及涉及到高壓的電路部分布置PCB尺寸為120mmX34mm的電源主板上，主板雙面布線，貼片器件全部在背面；主板和控制板采用排針垂直連接；整個(gè)電源體積小巧，布局緊湊，功率密度高。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明一種LED恒流驅(qū)動(dòng)電源主板電路原理圖；
[0010]圖2為本發(fā)明一種LED恒流驅(qū)動(dòng)電源控制板電路原理圖；
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖從電路和結(jié)構(gòu)上對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行說明。
[0012]本發(fā)明的電路原理圖如圖1、圖2所示:以SSL1750T芯片為核心搭建PFC電路和反激電路，實(shí)現(xiàn)高壓恒流輸出。輸入的交流市電在通過整流橋整流之前，串接保險(xiǎn)絲及熱敏電阻用于實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)和限制啟動(dòng)沖擊電流；Y電容和共模電感組成輸入濾波器來改善EMC性能。整流橋選用600V/1.5Α的橋堆，以滿足最大264V交流輸入電壓，28W輸入功率的自然冷設(shè)計(jì)。交流輸入經(jīng)過整流橋整流后被一級(jí)BOOST電路升壓至400V直流電壓輸出，同時(shí)該電路完成輸入的PFC功能。如圖1及圖2所示，PFC BOOST電路主要由電感L3，M0S管Q1，整流二極管D1，支撐電容Cll以及SSL1750T的PFC控制電路構(gòu)成。其中L3為BOOST電感，其輔助繞組用于電感電流過零檢測，過零檢測信號(hào)輸入到SSL1750T芯片的8腳，從而實(shí)現(xiàn)電流斷續(xù)谷底導(dǎo)通PWM控制或準(zhǔn)諧振控制。PFC BOOST電路采用電流型控制，電流取樣電阻R5實(shí)現(xiàn)電流檢測，通過R10，C2阻容并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)連接至PFC電流檢測引腳11腳(如圖2所示)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)BOOST電路軟啟動(dòng)及電流峰值的逐周期限制。PFC電路的輸出作為反激式主功率電路的輸入，最終電能通過反激變換器輸出給負(fù)載。反激電路主要由反激變壓器Tl，主功率MOS管Q2，整流二極管D2，輸出支撐電容C14構(gòu)成，如圖1所示。反激變壓器Tl由原邊繞組(pinl?pin3),原邊輔助繞組(pin4?pin5)和副邊繞組(pin6?pinlO)構(gòu)成，其原副邊繞組匝比設(shè)計(jì)為:1.8: 1，原邊電感量設(shè)計(jì)為1.6mH。原邊繞組以匝比1:1取中心抽頭(pin2)，通過電阻R19接入SSL1750T的HV腳(16腳)，實(shí)現(xiàn)Q2管漏源電壓的谷底檢測以及電路啟動(dòng)時(shí)為芯片提供啟動(dòng)電壓(圖2)。原邊輔助繞組作為輔助電源通過整流二極管D4，支撐電容C12為原邊芯片提供供電電壓，同時(shí)作為輔助繞組提供反激變壓器磁復(fù)位檢測信號(hào)給芯片4腳。副邊繞組以匝比2.6: I取中心抽頭(pin8)，分離出副邊輔助繞組(pin6?pin8)與整流二極管D5、支撐電容C13構(gòu)成副邊輔助電源為副邊芯片供電。反激電路采用電流型PWM控制，原邊電流取樣電阻為R10，實(shí)現(xiàn)電流檢測，通過R5，Cl阻容并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)連接至反激電流檢測引腳10腳(圖2)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)反激電路軟啟動(dòng)及電流峰值的逐周期限制。反激電路的總體控制是采用檢測輸出平均電流進(jìn)行直接閉環(huán)控制，以實(shí)現(xiàn)輸出恒流控制。由LM358運(yùn)放構(gòu)成電流誤差放大器，如圖1中的U2，誤差反饋信號(hào)通過光藕(Ul)隔離后輸入到SSL1750T的反饋信號(hào)輸入引腳(3腳)構(gòu)成閉環(huán)控制(圖2)?；鶞?zhǔn)電壓芯片TL431構(gòu)成的基準(zhǔn)電壓發(fā)生電路為誤差放大器提供參考電壓。
[0013]本發(fā)明的PCB板尺寸設(shè)計(jì)為120mmX34mm長方形；控制板PCB尺寸設(shè)計(jì)為38mmX18.5mm長方形，控制板通過排針垂直插裝在主板上，使得電源裸板整體尺寸為120mmX34mmX25mm。主板采用插貼混裝雙面布板,插裝器件全部放在PCB正面,貼片元件全部布置在PCB背面；控制板全部采用貼片器件雙面布板。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種LED恒流驅(qū)動(dòng)電源，其特征是以SSL1750T芯片為控制核心設(shè)計(jì)有源PFC電路和反激電路，對(duì)PCB板布局和磁性元件進(jìn)行了專門設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)、高效率、高功率密度。2.按照權(quán)利要求1所述的一種LED恒流驅(qū)動(dòng)電源，其特征在于，電路板設(shè)計(jì)為主板和控制板兩塊PCB，將電路分成兩部分，其中以SSL1750T芯片為核型的控制電路元件全部布置在控制板上，涉及到高電壓的元器件及功率器件全部布置在主板上面。3.按照權(quán)利要求1所述的一種LED恒流驅(qū)動(dòng)電源，其特征在于，電源主板PCB尺寸設(shè)計(jì)為120mmX 34mm長方形；控制板PCB尺寸設(shè)計(jì)為38mmX 18.5mm長方形,控制板通過排針垂直插裝在主板上，使得電源裸板整體尺寸為120mmX 34mmX 25mm。4.按照權(quán)利要求1所述的一種LED恒流驅(qū)動(dòng)電源，其特征在于，主板采用插貼混裝雙面布板，插裝器件全部放在PCB正面，貼片元件全部布置在PCB背面；控制板全部采用貼片器件，雙面布板。5.按照權(quán)利要求1所述的一種LED恒流驅(qū)動(dòng)電源，其特征在于，PFC電感采用采用EE19/8/9型鐵氧體磁芯，臥式骨架，電感量設(shè)計(jì)為1.5mH ;其反激變壓器采用EP20型鐵氧體磁芯，輸入繞組與輸出繞組阻數(shù)比為66: 36,輸入繞組電感量為1.6mH。
【專利摘要】本發(fā)明屬于LED驅(qū)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，是一種LED恒流驅(qū)動(dòng)電源，包括電路板，磁性器件。在電路設(shè)計(jì)上，以SSL1750T芯片為核心搭建PFC電路和反激電路，實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)、高效率、低噪聲恒流輸出；在PCB結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，將以SSL1750T為核心的控制電路的器件全部放在尺寸為38mm×18.5mm的控制板上，且全部采用貼片器件；將功率器件及涉及到高壓的電路部分布置在尺寸為120mm×34mm的電源主板上，貼片器件全部在背面；縮小電源體積，實(shí)現(xiàn)高功率密度。對(duì)PFC電感和主變壓器兩種主要的磁性元件進(jìn)行了專門設(shè)計(jì)，以滿足PCB結(jié)構(gòu)和電源電路技術(shù)指標(biāo)的要求。
【IPC分類】H05B37/02
【公開號(hào)】CN105228292
【申請?zhí)枴緾N201410321302
【發(fā)明人】羅靜, 楊新璇, 信長健, 牛萍娟, 牛翔華
【申請人】天津工大海宇照明部品有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2014年7月2日