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一种电路简单的 LED灯驱动电源

阅读：994发布：2021-06-15

专利汇可以提供一种电路简单的 LED灯驱动电源专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种电路简单的 LED灯驱动电源，它由EMI滤波电路、整流滤波电路、PFC电路和恒流驱动电路组成，其连接关系如附图所示。EMI滤波电路是由电容和电感组成的低通滤波电路。整流滤波电路是由全桥整流器与电容组成的市电整流滤波电路。PFC电路是由二极管、电容、和电阻组成的填谷式无源功率因素校正电路。恒流驱动电路由集成电路芯片、MOSFET管、电阻、电容、电感和二极管组成。恒流驱动电路的开关频率为50kHz，恒流驱动电流为0.35A，可驱动10W的LED灯，驱动电路的转换效率为87.6%。其积极效果在于：电路简单、体积小、重量轻、成本低、效率高、使用寿命长。，下面是一种电路简单的 LED灯驱动电源专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种电路简单的 LED灯驱动电源，其特征是：它由依次顺序连接的EMI滤波电路、整流滤波电路、PFC电路和恒流驱动电路组成。
2.根据权利要求1所述的一种电路简单的LED灯驱动电源，其特征是：EMI滤波电路是由电容C1和共模电感L1组成的低通滤波电路。
3.根据权利要求1所述的一种电路简单的LED灯驱动电源，其特征是：整流滤波电路是由全桥整流器DB1与平滑滤波电容C2组成的市电整流滤波电路。
4.根据权利要求1所述的一种电路简单的LED灯驱动电源，其特征是：PFC电路是由二极管D1、D2、D3，电容C3、C4和电阻R1组成的填谷式无源功率因素校正电路。
5.根据权利要求1所述的一种电路简单的LED灯驱动电源，其特征是：恒流驱动电路由集成电路芯片HV9910B，MOSFET管Q1，电阻R2、R3，电容C5、C6，电感L2，二极管D4组成。
6.根据权利要求5所述的一种电路简单的LED灯驱动电源，其特征是：电阻R2和R3分别设计为470kΩ和0.62Ω，恒流驱动电路的开关频率为50kHz，恒流驱动电流为0.35A。

说明书全文

一种电路简单的 LED灯驱动电源

技术领域

[0001] 本实用新型涉及LED驱动电源技术领域，具体涉及一种电路简单的LED灯驱动电源。

背景技术

[0002] 近年来，世界范围内的能源短缺和环境污染问题越来越严重，节能减排成为全世界共同关注的研究课题。发达国家照明用电占发电总量的比例是19%，我国也达到10%。随着经济发展，我国的照明用电将会逐步提高，因此对绿色节能照明的研究越来越受到重视。发光二极管( light emitting diode，LED) 是一种能够将电能转化为可见光的固态半导体器件，可以直接把电转化为光，与传统的白炽灯和荧光灯相比，具有光效高、耗能少、寿命长、无辐射等优点。但是，由于LED本身的特性决定，LED灯必须依赖于专用驱动电源提供恒定电流点燃工作，以免电压波动导致电流增大而将LED损坏，因此，必须设计恒流或恒压驱动电源充分满足LED工作所需的驱动要求，从而最大限度的发挥LED的性能，减少故障率。
然而，现有的各种LED灯驱动电源电路复杂，成本高，性价比低，影响了LED灯的推广应用。发明内容

[0003] 为解决现有LED灯驱动电源的不足，本实用新型公开一种电路简单的LED灯驱动电源。该驱动电源电路简单、体积小、重量轻、成本低、效率高、使用寿命长，可广泛应用于LED灯驱动电源领域。

[0004] 为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：本实用新型由依次顺序连接的EMI滤波电路、整流滤波电路、PFC电路和恒流驱动电路组成。EMI滤波电路是由电容C1和共模电感L1组成的低通滤波电路。整流滤波电路是由全桥整流器DB1与平滑滤波电容C2组成的市电整流滤波电路。PFC电路是由二极管D1、D2、D3，电容C3、C4和电阻R1组成的填谷式无源功率因素校正电路。恒流驱动电路由集成电路芯片HV9910B，MOSFET管Q1，电阻R2、R3，电容C5、C6，电感L2，二极管D4组成。电阻R2和R3分别设计为470kΩ和0.62Ω，恒流驱动电路的开关频率为50kHz，恒流驱动电流为0.35A。

[0005] 本实用新型的积极效果在于：电路简单、体积小、重量轻、成本低、效率高、使用寿命长。附图说明

[0006] 图1为本实用新型的方框图。

[0007] 图2为本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

[0008] 如附图1所示，本实用新型由依次顺序连接的EMI滤波电路、整流滤波电路、PFC电路和恒流驱动电路组成。

[0009] 如附图2所示。

[0010] EMI滤波电路是由电容C1和共模电感L1组成的低通滤波电路，可抑制市电电源与恒压恒流驱动电路之间的高频电磁干扰。其中C1用于抑制串模干扰信号，L1用于抑制共模干扰信号。

[0011] 全桥整流器DB1与平滑滤波电容C2组成的市电整流滤波电路，将输入的220V交流电经整流滤波得到300V左右的直流电压，为恒流驱动电路和LED灯供电。 [0012] PFC电路是由二极管D1、D2、D3，电容C3、C4和电阻R1组成的填谷式无源功率因素校正电路。在AC线路电压的每个半周期内，当AC电压幅度高于其峰值的50%时，D2导通，而D1和D3 反向偏置截止，C3和C4以串联方式被充电。当AC电压幅度降至其峰值的50%时以下，D2将反向偏置截止，D1和D3导通，C3和C4并联放电，放电电流流入负载。R1的接入有助于平滑输入电流尖峰，还可以通过限制C3和C4的电流来改善功率因数。在不加PFC电路时，在AC线路电压的半周期内，输入电流导通角仅约60°，功率因数不超过0.6。采用这种填谷式PFC电路替代单个电容，电流导通角将增加到120°，功率因数达0.9以上，3次和5次谐波电流分别降至17%和15%以下，总谐波失真THD<30%，符合能源之星SSL功率因数大于0.9的要求，并满足EN55015B EMI要求。

[0013] 恒流驱动电路由集成电路芯片HV9910B，MOSFET管Q1，电阻R2、R3，电容C5、C6，电感L2，二极管D4组成。整个LED灯驱动电源包括HV9910B在内仅使用19个元器件，实现了元件数量最少化，电路简单，成本低。

[0014] HV9910B是开环电流控制LED驱动IC，可通过编程实现恒定电源模式或关断时间模式。HV9910B包含一个8.0～450V的线性稳压器，使它能够在不需要外部的低压供电情况下有较宽的工作电压。包含一个PWM调光输出，能够允许占空比0～100%以及频率高达几千Hz的外部控制信号。它同时包含一个0～250mV的线性调光输出，能够用作LED电流的线性控制。控制外置MOSFET开关频率最高可达300kHz，输出的恒流驱动电流范围极宽，从几十mA到1 A以上。由于HV9910B工作在开环电流模式控制，在不需要任何补偿的情况下能达到很好的输出电流。极少的外部元件即可产生一个受控制的LED电流，是理想的低成本LED驱动解决方案。

[0015] 经整流滤波得到300V左右的直流电压输入到HV9910B芯片的VIN，作为电路的输入电压VI。VDD、LD、PWMD端通过电容器C5接GND端，以维持相应引脚的片内电压。由GATE端输出频率一定的方波脉冲信号作为开关信号控制开关管Q1，其频率由RT端所接的电阻R2设定，脉冲宽度由CS端采样电阻R3反馈的LED电流信号控制。本实用新型将电阻R2和R3分别设计为470kΩ和0.62Ω，恒流驱动电路的开关频率为50kHz，恒流驱动电流为0.35A。

[0016] 电感L2在电路中起着至关重要的作用，为驱动电路提供滤波和储能以及续流供电，以保持负载中电流的均衡性，快速恢复二极管D4完成构建续流通路的作用。在开关信号开通半周内，由前级滤波后的电压向LED负载直接供电，并给C6充电；在开关信号关断半周内，由充满能量的L2给快速恢复二极管D4、LED组成的回路供电，实现在一个周期内完成对LED的持续驱动。

[0017] 对设计的PWM开关驱动电路采用数字电压表、交流功率计、示波器等仪器进行测试。在电路正常工作情况下，施加到开关器件栅极的PWM开关控制信号波形，其周期为14μs，幅值为8V，测量过程是在LED负载回路中串入0.5Ω电阻测量其两端的电压波形，峰峰值为40mV，计算得到其输出电流均值为350mA，纹波系数为22.9%，电路的输入功率实测为11.3W，负载消耗功率为9.9W，驱动电路的转换效率为87.6%。

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