專利名稱：一種寬電壓輸入范圍led電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電源電路領(lǐng)域，尤其涉及一種寬電壓輸入范圍LED電源。
背景技術(shù)：
LED由于環(huán)保、壽命長(zhǎng)、光電效率高等眾多優(yōu)點(diǎn)，近年來在各行各業(yè)應(yīng)用得以快速 發(fā)展，LED電源也成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。理論上，LED的使用壽命在10萬小時(shí)以上；但在實(shí) 際應(yīng)用過程中，由于LED電源的設(shè)計(jì)及驅(qū)動(dòng)方式的選擇不當(dāng)，使LED極易受到損壞。LED電 源驅(qū)動(dòng)是把電源供應(yīng)轉(zhuǎn)換為特定的電壓電流以驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光的電壓轉(zhuǎn)換器，通常情況下 LED驅(qū)動(dòng)電源的輸入包括高壓工頻交流(即市電)、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流(如 電子變壓器的輸出)等。以往采用脈沖驅(qū)動(dòng)LED，其發(fā)光亮度得以提高，但LED所處的工作電源的先決必要 條件是穩(wěn)壓，其次，電壓較高時(shí)，LED的串并聯(lián)均應(yīng)采取均壓或均流措施，由此給LED的應(yīng)用 帶來極大的麻煩和限制，相應(yīng)維護(hù)、維修工作也復(fù)雜。不同的LED所需的工作電壓、驅(qū)動(dòng)電 流不同，而LED —般需保證其輸出光強(qiáng)相對(duì)穩(wěn)定，因此，要求有自適應(yīng)功能的LED驅(qū)動(dòng)電源， 以提供適當(dāng)?shù)墓ぷ麟妷?、?qū)動(dòng)電流。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種寬電壓輸入LED電 源，使LED能在寬電壓輸入范圍內(nèi)正常工作，無需大功率穩(wěn)壓的特殊電源。為了解決上述問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為一種寬電壓輸入范圍LED電源，包 括依次連接的整流濾波電路、開關(guān)管、高頻變壓整流電路，所述開關(guān)管控制電路采用SA7527 芯片；輸入整流高壓取樣信號(hào)與輸出的檢測(cè)電壓分別輸入SA7527乘積運(yùn)算的兩輸入端 MUL端子和EA-OUT端子；輸出端的電流和電壓取樣信號(hào)，通過光電隔離反饋到SA7527的反 向控制輸入端INV端子。作為一種優(yōu)選方案，為了減小分布參數(shù)的影響，所述高頻電壓整流電路初級(jí)線圈 采用雙線并繞連接的結(jié)構(gòu)，次級(jí)線圈采用分段繞制，串聯(lián)相接的方式。作為進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述光電隔離反饋通過光電耦合器PC817實(shí)現(xiàn)，達(dá)到穩(wěn) 流穩(wěn)壓的作用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)利用SA7527設(shè)計(jì)出周邊電路簡(jiǎn)潔、 低浪涌電流、高功率因素、低成本的LED驅(qū)動(dòng)電源，本實(shí)用新型電源具有寬電壓輸入范圍、 恒流/恒壓的特點(diǎn)，克服了常規(guī)LED電源的缺陷，驅(qū)動(dòng)電路高效、安全、可靠，可廣泛用于各 種LED產(chǎn)品的驅(qū)動(dòng)。

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意框圖；圖2為本實(shí)用新型芯片SA7527內(nèi)部圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)說明如圖1、圖2所示，市電(50HZ，90V 264V)經(jīng)過50HZ整流后，送入由開關(guān)管和高 頻變壓整流電路組成的主回路，經(jīng)高額變壓、整流得到所需的輸出。根據(jù)設(shè)定的輸出功率， 假定整個(gè)LED燈組的輸出功率為約25w，工作電壓約為63V，驅(qū)動(dòng)電流約為400mA。開關(guān)管的主控制芯片采用8腳封裝的SA7527，除了通用的PWM控制芯片的功能外， 還提供了內(nèi)置R/C濾波器、啟動(dòng)定時(shí)器、過電壓保護(hù)、零電流檢測(cè)、乘法器、內(nèi)部帶隙基準(zhǔn)以 及特殊防擊穿電路等功能。開關(guān)電源高頻變壓器輸出功率25w，開關(guān)頻率取30kHZ時(shí)，選定變壓器磁心為 E125磁心。這種結(jié)構(gòu)的磁心與環(huán)形磁心相比具有線圈繞制方便、分布參數(shù)影響小、磁心窗口 利用率高、散熱性好、系統(tǒng)絕緣可靠等優(yōu)點(diǎn)；考慮到線包損耗與溫升，把電流密度定為4A/ mm2，初級(jí)和次級(jí)線圈用Φ0. 41線徑的漆包線繞制，反饋用Φ0. 19線徑的漆包線；計(jì)算輸入 /輸出電壓比例關(guān)系確定初/次級(jí)匝數(shù)比為120匝40匝，另外再加8匝反饋繞組。為了減 小分布參數(shù)的影響，初級(jí)采用雙線并繞連接的結(jié)構(gòu)，次級(jí)采用分段繞制，串聯(lián)相接的方式。 在變壓器的絕緣方面，線圈絕緣選用抗電強(qiáng)度高、介質(zhì)損耗低的復(fù)合纖維絕緣紙。本實(shí)用新型主回路的開關(guān)管選用耐壓1KV，電流2A的MOS場(chǎng)效應(yīng)管，并利用場(chǎng)效 應(yīng)管源極電流檢測(cè)、柵極驅(qū)動(dòng)電阻限流和保護(hù)二極管保護(hù)場(chǎng)效應(yīng)管可靠工作。把輸入整流 高壓取樣信號(hào)與輸出的檢測(cè)電壓分別輸入SA7527乘積運(yùn)算的兩輸入端MUL端子和EA-OUT 端子，運(yùn)算結(jié)果作為PWM的控制信號(hào)；當(dāng)輸入電壓降低時(shí)，乘積運(yùn)算的結(jié)果減小，使PWM脈寬 輸出增大，保證了在寬輸入范圍條件下輸出的穩(wěn)定。由于SA7527乘法器MUL端子的電壓輸入范圍為0 3. 8V，為了保證輸入電壓 的寬范圍，設(shè)正常工作電壓2V(近似中間值)。因此，高壓分壓電阻比為(R5+R1)/R5 = 270V/2V(270V近似為正常220V交流輸入的全波整流濾波后的電壓值)，由于MUL端的輸入 電流最大為5uA，若該取樣電路的功率為1/8瓦，那么R5+R1彡900K □。故取Rl = 2. 7M □， R5 = 27K □。利用輸出端的電流取樣和電壓取樣信號(hào)，通過光電耦合器件反饋到SA7527的反 向控制輸入端INV端子。當(dāng)輸出電流的取樣電阻壓降超過0.7V時(shí)，流過光耦的電流主要受 開關(guān)電源輸出電流大小控制，此時(shí)開關(guān)電源工作在恒流輸出狀態(tài)；否則為恒壓輸出狀態(tài)，并 且輸出電壓大小取決于精密三端穩(wěn)壓管穩(wěn)壓大小。這樣的自動(dòng)恒流/恒壓特性有利地保護(hù) 了 LED出現(xiàn)開路以及短路時(shí)可能導(dǎo)致的連鎖性破壞。反饋信號(hào)隔離器選用光電耦合器PC817，它的電流傳輸比為1 :1，工作電壓Vce > IV，正向工作電流If > 1mA。由于INV端子正常工作電壓為2. 5V，若取電流/電壓轉(zhuǎn)換電 阻RlO = 1K，則光耦在前向工作的電流If = 2. 5mA。因此，由三級(jí)管、電流取樣電阻和光電耦合器PC817組成恒流反饋環(huán)節(jié)。當(dāng)輸出 電流變化時(shí)，取樣電阻的壓降引起三級(jí)管基極電壓的改變，使得通過光電耦合器PC817的 電流發(fā)生改變，從而達(dá)到穩(wěn)流的目的。恒壓輸出大小由精密穩(wěn)壓源確定。該穩(wěn)壓器的基 準(zhǔn)電壓為2. 5V，并且工作電流Ικ?！?mA，那么開關(guān)電源恒壓輸出時(shí)電壓為[(R17+R19)/ R17] X2. 5V。根據(jù)輸出恒壓的大小以及電阻的功率我們可以確定R17，R19的取值。[0020] 本實(shí)用新型利用SA7527設(shè)計(jì)出周邊電路簡(jiǎn)潔、低浪涌電流、高功率因素、低成本 的LED電源。該電源主要包括以下幾個(gè)特性(1)寬電壓輸入范圍；(2)恒流/恒壓特性。
權(quán)利要求1.一種寬電壓輸入范圍LED電源，包括依次連接的整流濾波電路、開關(guān)管、高頻變壓整 流電路，其特征在于，所述開關(guān)管控制電路主芯片采用SA7527芯片；輸入整流高壓取樣信 號(hào)與輸出的檢測(cè)電壓分別輸入SA7527乘積運(yùn)算的兩輸入端MUL端子和EA-OUT端子；輸出 端的電流和電壓取樣信號(hào)，通過光電隔離反饋到SA7527的反向控制輸入端INV端子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬電壓輸入范圍LED電源，其特征在于，所述高頻電壓整流電 路初級(jí)線圈采用雙線并繞連接的結(jié)構(gòu)，次級(jí)線圈采用分段繞制，串聯(lián)相接的方式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED恒流電源，其特征在于，所述光電隔離反饋通過光電耦合 器PC817實(shí)現(xiàn)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種寬電壓輸入范圍LED電源，包括依次連接的整流濾波電路、開關(guān)管、高頻變壓整流電路，所述開關(guān)管控制電路采用SA7527芯片；輸入整流高壓取樣信號(hào)與輸出的檢測(cè)電壓分別輸入SA7527乘積運(yùn)算的兩輸入端MUL端子和EA-OUT端子；輸出端的電流和電壓取樣信號(hào)，通過光電隔離反饋到SA7527的反向控制輸入端INV端子。本實(shí)用新型利用SA7527設(shè)計(jì)出周邊電路簡(jiǎn)潔、低浪涌電流、高功率因素、低成本的LED驅(qū)動(dòng)電源，具有寬電壓輸入范圍、恒流/恒壓的特點(diǎn)，克服了常規(guī)LED電源的缺陷，驅(qū)動(dòng)電路高效、安全、可靠，可廣泛用于各種LED產(chǎn)品的驅(qū)動(dòng)。
文檔編號(hào)H05B37/02GK201789665SQ201020501690
公開日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月20日
發(fā)明者吳俊偉 申請(qǐng)人:深圳市雅瑪西電子有限公司