CN106102206A - 灯用驱动电源 - Google Patents
灯用驱动电源 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106102206A CN106102206A CN201610379407.9A CN201610379407A CN106102206A CN 106102206 A CN106102206 A CN 106102206A CN 201610379407 A CN201610379407 A CN 201610379407A CN 106102206 A CN106102206 A CN 106102206A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- connects
- negative electrode
- anode
- voltage
- resistance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 46
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 32
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims abstract description 27
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 23
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 22
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 19
- 238000013519 translation Methods 0.000 claims description 13
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 10
- 230000036772 blood pressure Effects 0.000 claims description 7
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 6
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000006837 decompression Effects 0.000 claims description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 abstract description 7
- 230000004913 activation Effects 0.000 abstract description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 20
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 9
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 7
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 description 6
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 6
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 5
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 5
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 240000004528 Catalpa ovata Species 0.000 description 1
- 235000010005 Catalpa ovata Nutrition 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000006508 Nelumbo nucifera Nutrition 0.000 description 1
- 240000002853 Nelumbo nucifera Species 0.000 description 1
- 235000006510 Nelumbo pentapetala Nutrition 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
- H05B45/30—Driver circuits
- H05B45/37—Converter circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
- H05B41/14—Circuit arrangements
- H05B41/24—Circuit arrangements in which the lamp is fed by high frequency AC, or with separate oscillator frequency
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
- Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]
Landscapes
- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
Abstract
本发明公开的灯用驱动电源,无电解电容,各种电路拓扑电源为正弦脉动直流电压。其包括:高频变换电路;为三极管工作于软开关状态的自激振荡器,其将工频交流电压变换为工频正弦脉动直流电压调幅的高频电压,为LED驱动电路提供与市电隔离的工作电源。LED驱动电路具模拟调压、负载并联分流及降压式Buck电路三类控制模式,其控制电路无需另备独立直流工作电源,对LED负载灯数、电压无限制。高频变换电路可为气体放电灯驱动电源;其提供灯激活所需的启动高压,并带功率管过压、欠驱动、灯老化保护功能。
Description
所属技术领域
本发明涉及LED与气体放电灯用驱动电源,其包含;
1:高频变换电路 2:LED驱动电路
背景技术
一:灯用驱动电源使用电解电容的弊端;
1:使用市电的灯用驱动电源,因工频整流滤波电解电容充电电流导通角小于180度,功率因数降低,并产生高次谐波。
国标、国际电工委员会IEC对功率因数均规定明确指标,美国“能源之星”认证标准要求;住宅用SSL灯具功率因数大于0.7(5W)商业用SSL灯具(含LED路灯)大于0.9。
2:电解电容寿命将决定整灯寿命,对内置驱动电路的灯具,因密闭高温的工作条件,电解电容寿命将远小于LED灯珠5万小时的预期寿命,灯具失去使用LED的优势。《文献1》
3:采用有源功率因数校正技术,电路复杂,成本增大,且滤波电解电容工作条件因工作频率升高而劣化,不适用需求庞大的照明市场,尤其不适用于小功率灯具。
使用无源填谷电路,虽提高了功率因数,但确增加了电解电容数量。
综上所述,驱动电源取消电解电容,是提高灯具功率因数、减小高次谐波、延长灯具使用寿命、简单而有效的措施,现已有无电解电容驱动芯片应用。
二:高频变换电路的缺欠;
高频变换电路将工频市电转换为不同等级的工频调幅高频电压,提供与LED灯负载匹配的交流电源,用于气体放电灯的驱动电源即电子镇流器。
电路是发明人已获授权发明专利“一种气体放电灯用电子镇流器”的进展;
专利号(2007101523548)
原变换电路待改进问题如下;
1:功率管过压保护;
三极管集电极电压为LC并联谐振回路高频振荡电压与工频电压瞬时值的矢量和。
在三极管过驱动状态,谐振回路高频振荡电压幅值将超出工频电压瞬时值,三极管无法耐受工频电压峰值叠加高频振荡正半周峰值出现的高压。原电路仅采用贝克二极管限幅,应对变换电路不同负载需求,增设工频或高频峰值限幅模式,控制高频振荡电压振幅。
2:功率管欠驱动保护;
高频振荡幅值必须略大于电源电压,在高频振荡负半周峰值,三极管集电极电压为零时驱 动,以使其工作于软开关状态,若磁芯饱和,电路负载加重,振荡幅值减小,功率管欠驱动,脱离软开关状态,将导致功率管功耗过大而烧毁,原电路无欠驱动状态保护措施。
该项电路改进对应《文献2》2.3.5.3硬开关保护,2.3.5.4扼流圈饱和保护。
3:功率管关断;
原电路采用高频电容耦合,利用谐振电压变化率,驱动辅助关断三极管导通,短路功率管基、射极关断功率管,三极管截止偏压由射极二极管电压提供,电路拓扑需简化。
4:气体放电灯启动模式;
原电路采用电容储能电平与高频振荡叠加倍压方式激活气体放电灯,启动电路过于复杂。
5:气体放电灯寿终(EOL)检测;
按新国标GB19510.4(17.1款)标准要求,原电路缺气体放电灯衰老检测及保护措施。
三:种类繁多的LED灯驱动电路;
1:直流恒流LED灯驱动电源控制芯片种类繁多,所有芯片必须在独立配置、限定直流低压状态工作,不同芯片供电电压不等,驱动器控制电路电源无法通用及标准化。
若采用内置高压恒流源供电,芯片因功耗增大而升温。
2:温度检测只用于芯片自身超温关断,无LED温升控制,而LED温升确决定其使用寿命。
四:取消电解电容的LED灯驱动芯片现状;
1:低压侧滤波驱动电源芯片
芯片型号 TK5401 《文献3》《文献4》
(1):由《文献3》121页图(3-86)TK5401电压输出的标准序列图,输入工频电压整流后未使用电解电容滤波,芯片VCC及供电及LED电流为工频梯形波。
(2):由《文献3》122页图(3-88)启动序列图示出,芯片电源VCC需在每次工频过零后重新启动,使控制模式复杂化。
2:高压分段线性恒流驱动电路
芯片型号 MAP3012B 《文献5》
其应用见《文献5》103页 图4-21 交流输入电流分段恒流控制波形图
111页 图4-27 20W高压线性恒流驱动电路
(1):电路LED电流包络随工频电压过零,灯具出现100周视觉频闪。
(2):芯片控制过于复杂,分时驱动分段灯串,灯珠利用率低。
(3):当输入电压变化超出10%时,出现部分灯珠变暗或没有电流通过的弊病。
3:带PFC的非隔离降压式智能LED驱动电路
芯片型号 FL7701 《文献6》 美国飞兆半导体公司产品。
见《文献6》 227页 图7-7-3 PFC电路的基本原理
228页 图7-7-4 PFC电路的工作波形
FL7701由LED负载、限流电感与功率开关管串联组成降压式PWM驱动器。因工频整流后未经平滑滤波,LED电流包络跟随工频全波整流正弦脉动变化,功率因数得以提高。
应用该芯片的驱动器下述控制模式可商榷:
(1):驱动器MOS开关管电源为未经平滑滤波的工频正弦脉动直流电压,UCC为工频脉动梯形波,均已自动提供了工频零点,芯片内另设零点运算电路对控制功能并无贡献。
(2):LED电流采样电阻电压,已提供了控制参量,对包络为工频正弦脉动的LED电流,在输入电压有限的波动范围内,控制峰值电流即控制了直流电流的平均值,芯片经运算产生基准电压,用于控制LED电流包络跟随工频正弦脉动,控制模式过于复杂。
(3):LED电流包络为工频正弦波,因波峰比数值较大,使灯具出现100周视觉闪烁。
(4):MOS开关管无必要在任意时刻均依开关状态工作,仅需在工频电源令LED电流到达设定电流时刻,进入脉宽调制状态即可,开关功耗及电磁干扰均将大幅减小。
(5):只检测芯片自身功耗产生的温升,无决定灯具寿命的LED温升控制功能。
4:发光二极管恒流调节的新方案
器件型号 NSI (50010~45030)
该器件采用自偏置晶体管恒流调节器与LED串联,交流110伏或220伏供电的应用电路见《文献7》。器件耐压低于50V、电流小于30mA,LED电流值不能调节,无温度控制功能。
背景技术参考文献
《文献1》【光源与照明】 2013年第3期 第19页
从铝电解电容典型失效案例分析看品质提升
黄伟华 陶书梓
《文献2》【光源与照明】 2014年第1期 第4页
一种高功率因数线性调光荧光灯镇流器
孙鹏 毛兴武
《文献3》【LED照明驱动电路设计应用实例】
中国电力出版社 2015年4月 119~125页
基于TK5401的5W LED壁灯驱动器设计
来清民
《文献4》【LED照明驱动电源优化设计】
中国电力出版社 2015年4月 137~141页
无电解电容器的LED恒流驱动器
沙占友 等
《文献5》【LED灯具的电磁兼容设计与应用】
电子工业出版社 2015年4月 102页~112页
高压分段线性恒流驱动电路
上海正远电子技术有限公司 黄敏超
《文献6》【LED照明驱动电源优化设计】
中国电力出版社 2014年4月 225~229页
带PFC的非隔离降压式智能LED驱动器
沙占友 等
《文献7》【光源与照明】 2013年第4期 11~12页
发光二极管恒流调节的新方案(图3~6)
杨玉杰 宋永兵 毛兴武
发明内容
本发明需要解决的问题是:
使用工频电源,取消电解电容,整流输出电压未经平滑滤波,各类灯用驱动电源电路拓扑可在工频或包络为工频的高频脉动直流供电电压条件下工作。
一:高频变换电路;
提供与市电隔离的调幅高频电源,驱动气体放电灯,或与LED驱动电路组成隔离式驱动器。
1:防止工频电压峰值基极过驱动状态,功率管过压击穿。
2:防止功率管因基极欠驱动,进入线性工作区,功耗增大管温升高而烧毁。
3:取消辅助关断三极管,简化功率管关断方法。
4:简化气体放电灯激活启动方法。
5:设置气体放电灯衰老及LED灯串熄灭检测保护电路。
6:根据负载及降压电抗性质,改变高频变换电路限幅方式。
二:LED灯驱动电路;
1:简化驱动器控制电路供电,无需单独另置供电电源。
2:需适应LED灯数、负载电压、输入电压变化,驱动器电路拓扑不变。
3:用通用元件组成标准功能单元,依控制模式将其灵活组合为各类驱动器。
4:可采用模拟或脉宽调制模式控制并恒定LED灯直流脉动电流平均值。
5:依LED温度自动调节其工作电流。
6:消除或减小无电解电容滤波工频供电产生的视觉闪烁。
技术方案和有益效果
为解决发明内容所述问题,本发明采取下述措施;
一:高频变换电路保护措施;
1:增设谐振回路能量回馈电源模式限幅,减小贝克箝位损失,提高功率变换电路能效比,并防止工频峰值电压功率管过压击穿。
2:检测高频振荡振幅,低于工频电压瞬时值即切断启动电流,防止功率管欠驱动。
3:利用定时电容负压,经定时电阻为功率管提供截止偏压,简化了关断电路。
4:气体放电灯激活;空载状态采用非线性变换,在展宽频谱的高次谐波串联谐振,启动气体放电灯,电路简化且无基波串联谐振启动方式启动失败导至功率管损坏的弊端。
5:镇流电感设置付边绕组,当放电灯衰老其电压降低,即短路启动电流实现灯寿终保护。
6:产品可长期存放,无电解电容电解液干枯,需逐步升压重新赋能的弊端。
7:曾用7支镇流器分别在输出端开路、短路、灯衰老及额定负载状态作模拟寿命实验,通电5秒间歇15秒,工作2万3千次无故障停试,以每日开关一次计,相当于使用了300年。
二:功能齐全、简化且易于组合的LED灯驱动电路拓扑;
1:无需使用专用芯片,由通用元件组成功能单元,依控制模式组合为模拟、开关驱动电路。
2:利用LED灯正向伏安特性,数只LED串联电压作为控制电路电源,各类型驱动电路供电方法相同,改变LED灯负载电压,标准化的驱动电路拓扑无变化。
3:检测LED灯正向压降,用以判断灯珠温升,依LED温度自动调节灯电流。
4:改变电流设定值,改变LED电流脉动波形,可降低电流波峰比,减小灯具视觉闪烁。
5:利用三相交流电压整流直流输出自然特性,减小LED电流波峰比,提高功率因数。
6:可用改变电阻或改变电压方式,实现本级或群组调光。
标准的基本功能单元、多种易于组合的控制模式、简化的工作电源、简练的电路拓扑、最佳的转换效率、极强的适应性、无电解电容、高功率因数、低谐波、长寿命,如上各项措施极大简化了LED灯驱动电路,可最大化降低驱动器成本。
附图说明
本发明为LED与气体放电灯通用驱动电源,交流输入电压整流后未经平滑滤波,无电解电容,各类电路工作电源为正弦脉动直流电压。
图1是PNP管隔离式模拟调压LED驱动器;图2是NPN管LM158模拟调压LED驱动器;
图3是隔离式高频电容降压TL431并联分流驱动器;图4是NPN管负载并联分流驱动器;
图5是三相交流电压输入PNP管Buck驱动器;图6是NPN管Buck驱动器;
图7是单管高频调幅谐振式气体放电灯驱动器;图8是双管高频调幅式变换电路;
一:LED灯驱动器
LED驱动器可分为模拟与开关调节电路,其恒定LED直流脉动电流平均值,与高频变换电路组合为隔离式驱动器,驱动电路独立工作即为非隔离驱动器。
如下将以三类控制模式为例说明;
峰值限流模拟调压式驱动器(图1~2)
并联分流式峰值限流驱动器(图3~4)
PWM恒定电流与关断脉宽Buck驱动器(图5~6)
驱动器高频交流变换电路,为变压器耦合、单功率三极管、集电极调幅、谐振式软开关变换的高频自激振荡器,将工频交流电压变换为高频调幅电压,为LED驱动电路提供隔离电源。
各类LED驱动电路调节、控制电路均无需另设低压直流电源,其取自数级串联LED电压。LED正向伏安特性斜率陡峭,且随结温上升斜率增大,只要输入电压能使被视为稳压电源的LED正常工作,驱动电路对LED灯串数量、输入电压类型、数值均无限制,可在直流、工频交流、高频调幅不同类型、任意数值的输入电压工作,电路拓扑不随供电电压变化而变动。
电路随LED温度变化自动调节驱动电流,使LED在最佳温升状态工作,LED正向电压温度系数为负2.5~4mv/℃,与LED材料相关,温控电压取自反应LED实际温升的LED灯串电压。采用限流、恒流技术,配合温度控制功能,可最大程度设定驱动电流,充分利用LED电光转换能力,使光源具备最佳效率并增长LED寿命。
LED工频正弦脉动电流包络使灯具发光出现视觉闪烁,减小电流设定值,LED电流将由正弦脉动趋近梯形波,可减小LED电流波峰比,减小视觉闪烁及光谱漂移。
附图分别以精密可调并联稳压器TL431、运算放大器LM158组成的单元电路为例说明。
TL431阴极(3脚)为输出端,内置集电极开路三极管、输入基准电压为2.5V、反相输入端为(1脚)、阳极(2脚)接地电位、阴极吸入电流达100mA的运算放大器。《文献7》
1:峰值限流模拟调压式驱动器(图1~2)
电路为运算放大器带电流调节三极管的稳流电路,以改变与负载串联的三极管等效电阻模式限制、恒定LED直流电流平均值。
《文献7》所示的TL431直流输入模拟调节恒流电路简洁,但因调节状态功耗大,并需独立工作电源。脉动直流电压供电驱动器,控制电路以LED负载电压为工作电源,虽在模拟调压状态工作,但调节区可控,在工频半波时宽内,当调节区比例减小、则调节电压幅值小、三极管功耗低,且调节过程无电磁干扰,可简化电路输入端滤波措施。
调节功率三极管与LED灯串联,若LED电流未超设定值,则三极管处于无损耗导通状态。在交流输入电压瞬时值使LED电流超设定值时,将增大三极管内阻,限制LED电流,恒定脉动直流电流平均值,功率三极管需承受调节状态产生的功耗。
2:并联分流式峰值限流驱动器(图3~4)
串联模拟降压调节,三极管将承受与工频电流通角正相关,调节过程引至的功耗。
脉动直流电压供电并联分流式驱动器,驱动器交流输入电压经电抗降压,整流后直驱LED灯,电流调节三极管串联降耗电阻与LED负载并联,若在交流输入电压瞬时值LED电流未超限,三极管将处于关断状态,驱动器几无损耗。
进入调节状态,三极管在交流输入电压瞬时值令LED电流等于设定值时导通,调节状态等效负载电阻减小,与三极管内阻降压模式不同,超值电压由电抗吸收,且三极管仅分流吸入超限部分电流,驱动器进入恒流调节状态功耗极低,小于模拟调压式驱动器。
3:PWM恒定电流与关断脉宽Buck驱动器(图5~6)
前述两类驱动器功耗与工频电源电流通角正相关,该类驱动器功耗与通角不相关。
LED驱动电路拓扑由单元电路电流检测级、温度控制级、单稳态触发器与功率开关管串接电感组成Buck降压变换电路。因LED电流设定值恒定,功率开关管电流脉宽受工频电压瞬时值调制,驱动器在跳频、变频率模式工作。关断脉宽由单稳态触发器暂稳态时间确定,高频调幅、直流、工频脉动电压输入均可工作,与高频变换电路组合即为隔离式驱动器。
(图5)所示三相交流电压输入非隔离驱动器,为消除单向电流对供电变压器铁芯的磁化作用,采用带中性线的电路拓扑,共阴极与共阳极半桥与供电变压器中线各组成独立电源,分别为两组相同LED负载供电,输出无零点、三倍工频脉动的直流电压。其优势如下;
(1):可采用集中整流模式,减少供电线数,尤其适用于路灯照明。
(2):负载电流波峰因数减小至0.185,灯光几无视觉闪烁。
(3):三相半桥功率因数为0.687,无需功率因数校正。《文献8》
二:气体放电灯驱动器(图7~8)
气体放电灯驱动器电路为独立使用的高频变换电路,即电子镇流器;
1:单管高频调幅谐振式气体放电灯驱动器(图7)
2:双管高频调幅谐振式变换电路(图8)
为适应气体放电灯启动需求,在电路空载状态,将高频振荡负半周电压削波,则非线性变换特性使高频振荡频谱展宽,利用高次谐波LC串联谐振电压叠加基波,为初次启辉及为工频过零点再次激活放电灯产生高压。
驱动器检测镇流电抗副边绕组电压,实现灯寿终保护,并设置三极管过电压及欠驱动保护。
附图说明参考文献
《文献7》【摩托罗拉线性与接口电路手册】(下册)
机械工业出版社 1994年9月
(电压基准) 5-(16~23)页
摩托罗拉公司 刘仁普 等编译
《文献8》【电力变流器电路】
机械工业出版社 2008年10月68页
沈经 张正南 译
具体实施方式
一:LED灯恒流驱动器
1:峰值限流模拟调压式驱动器(图1~2)
1-1:PNP管隔离式模拟调压LED驱动器(图1)
驱动器由高频变换电路与LED驱动电路组成,驱动电路接线端PH、JH间为LED负载灯串。
JI1、JI2工频输入电压,经整流桥DZ整流、电容CL滤除高频分量,输出工频正弦脉动直流电压,为高频变换电路供电。高频调幅电压经高频变压器TP降压,为LED驱动电路电源。
(1):高频变换电路启动;
变压器TP原边绕组与电容CP组成并联谐振回路,为三极管QP集电极负载,启动电阻RQ向定时电容CT充电,至三极管QP导通启动振荡。
变压器TP反馈绕组低端与定时电容CT串联,启动后反馈绕组高端反馈电压经移相电感LY、基极隔离二极管DF、QP基射极,为CT反向充电建立负压,充电电流脉冲即QP基极驱动电流,三极管QP集电极电流脉冲为谐振回路储能,以激励谐振回路产生振荡。
三极管QP基极隔离二极管DF阳极电压,为定时电容CT直流负电平,叠加充、放电锯齿波的负电压与高频反馈正弦波电压的矢量和,其仅在反馈电压正半周峰值有限区域为正值。
振荡建立后,当高频电压依正弦规律下降至QP集电极电压为零,反馈电压驱动QP导通,电容CT充电,当充电锯齿波负压大于反馈电压瞬时值时,二极管DF关断,QP驱动电流消失,QP集电极电压将依谐振规律上升,反馈电压则以相同规律下降,电容CT负压通过与基极隔离二极管DF并联的定时电阻RT,为QP基极提供截止负压,使QP集电极在零电压状态迅速截止。
启动电阻RQ与定时电阻RT,经QP基极负压限幅二极管DB,为电容CT负压放电,待CT放电至QP集电极谐振电压再次下降至零,经反馈电压移相电感LY滞后的高频反馈电压瞬时值,大于电容CT负压时,QP基极出现被电感LY展宽的驱动脉冲,QP再次在软开关状态导通。
(2):高频电压振幅控制;
为防止三极管QP击穿,变换电路需控制高频电压振幅,使工频峰值电压与高频振荡正半周峰值电压之和,低于QP集、射极耐压值。
在电路空载QP基极进入过驱动状态,高频振荡电压幅值增大,负半周电压振幅大于工频电压瞬时值的高频电压,在QP集电极隔离二极管DC阳极产生负压,DC被阻断,QP集电极电流为零,基极驱动电流对振荡无贡献,谐振回路储能减少。
基极隔离二极管DF阳极与集电极隔离二极管DC阳极间接入贝克箝位二极管DBK,当DC阳极出现负压,DBK导通将QP基极驱动电流分流至谐振回路,将QP驱动电流控制在临界状态。
DC与DBK共同作用,电路将跟随工频电压瞬时值自动限制高频电压振幅,允许在负载开路空载状态工作。与二极管DC并联的电阻RC用于清除截止状态三极管QP集电极残余电荷。
(3):LED驱动电路;
调幅高频输入电压经高频整流桥DZG整流、电容CLG滤波、将高频电压解调为工频正弦脉动直流电压,为驱动电路电源。DZG输出接线端PH、JH间为未绘出的LED灯串。
标准功能单元电路TL431电流检测级DI可视为电压比较器或加法放大器,同相输入端为内置2.5V参照电压,反相输入端为TL431控制极,其与PNP三极管QI组成电流调节电路。
电阻RDQ为LED提供起始驱动电流,稳压管DBH为DI阴极提供过压保护,DH2、DH1视为稳压管,其串联电压为控制电路电压,电路对大于DH2、DH1串联电压的LED负载电压无限制。
稳压管DW限流电阻RW电压取自DHI、DH2串联电压降,与DW并联的分压电阻RI1、RI2分压电压,为DI控制极输入电压,其确定驱动电路LED电流设定值。DI经阴极电阻RJH为电流调节三极管QI提供驱动电流,若输入电压瞬时值LED电流小于设定值,DI与QI在饱和状态导通,驱动器无损耗。
DI阳极串联LED电流采样电阻RI接地,RI电压提升了TL431阳极电位,即提升了TL431内参照电压,等效于提升放大器同相输入端电压,当RI电压等于设定值时,DI工作电流即QI驱动电流减小,并同处于线性工作区,QI等效电阻增大,以限制LED驱动电流。
与《文献7》固定恒流模式不同,电流设定值可编程,输出电流可扩展。
LED温度控制电阻RWT为DI反相端另一输入电压,其取自DH1、DH2串联电压降,当LED温度上升,管压下降,LED电流设定值将减小,实现温度控制功能。
1-2:NPN管LM158模拟调压LED驱动器(图2)
驱动器调节模式同(图1),电路电流检测级UIA由双运放LM158替换TL431,与电流调节NPN三极管QI及其恒流推动级QHL组成驱动器。PH、JH间为未画出的LED灯串。
DH3、DH2、DH1串联电压为UI运放LM158的工作电源,驱动器控制电路在与LED串联等效负载电阻匹配的,工频任意数值输入电压,由工频梯形波同步工作。
上电后启动电阻RQ为QHL提供起始驱动电流,QI由QHL驱动导通,QI驱动电源取自LED灯DH1~DH4与三极管QI串联电压降。
电流检测级UIA输出端,经上拉电阻RJH,控制QI驱动电流,驱动电路负载等效电阻为QI与LED内阻之和,在调节工作状态,随QI内阻增大,DH4阳极电压即QI驱动电压上升,形成控制电路正反馈环,恒流三极管QHL基、射结与LED管HD4,恒定QHL射极电阻RHL电压,组成恒 流源,承受驱动电压变化,使QI驱动电流免受QI集、射电压变化影响。
UIA反相输入端为两电压之和;其一为取自DW电压的分压器RI1、RI2分压值串接电流采样电阻RI电压,其二为输入电阻为RWT的LED温度控制电压,此两电压和,与UIA同相输入端、稳压管DW电压差为LED电流设定值。
若LED电流未超设定值,UIA输出高电平,三极管QI饱和导通。当输入电压瞬时值使LED电流采样电阻RI电压上升,至UIA反相与同相输入端电压相等,三极管QI进入线性工作区,内阻增大,LED灯串电流保持在设定值,驱动器在限流调节状态工作。
DH1~DH3灯串联电压经电阻RLW为电容CLW充电,CLW电压将随LED温升变化,其为LM158电压跟随器UIB的同相输入端电压,UIB输出端接温控电阻RWT,控制LED电流设定值,当LED温度上升电压下降,电流设定值减小,驱动器将跟随LED温升改变驱动电流。
2:并联分流式峰值限流驱动器(图3~4)
该类驱动器驱动电路需电抗降压供电,当LED负载被三极管分流时,由电抗限流。
2-1:隔离式高频电容降压TL431并联分流驱动器(图3)
(1):高频变换电路谐振电压限幅;
(图3)高频变换电路与(图1)类同,三极管QP工作于弱过驱动状态,高频振荡仅在工频电压峰值限幅,除在限幅状态,调幅高频电压为正弦波,以适应高频电容降压。
整流桥DZ输出电压经隔离二极管DVM为峰值保持电容CVM充电,放电电阻为高阻值启动电阻RQ,CVM电压将保持在工频电压峰值。高频变压器TP付边限幅绕组高频电压幅值与工频电压瞬时值相等,其一端接地,另一端连接限幅二极管DXF,DXF阴极电压为电容CVM工频峰值电压,则仅当高频电压大于工频峰值时,DXF导通将高频振荡能量回馈CVM,限制高频振荡电压振幅。
(2):TL431并联分流驱动电路;
高频变压器付边输出电压经电容CH降压,高频整流、电容CLG滤波,整流桥DZG输出为工频脉动或包络为工频脉动高频直流电压,为LED驱动电路提供隔离电源。
TL431电流检测级DI内置三极管串联降耗电阻RJH与LED负载并联,驱动电路可在DI阴极低于36V大于DH2、DH1串联电压的任意数值电压工作。
稳压管DW限流电阻RW取自DH2、DH1串联电压,其阳极为整流桥DZG负输出端。
滤波电容CW及热敏电阻RRM、RI1串联电阻,与RI2、LED电流采样电阻RI串联电阻分压电路与DW并联,分压值确定DI控制极电压,即LED电流设定值,LED电流小于设定值DI截止,DZG整流输出直通LED负载,电路在无损耗状态工作。
当LED电流达设定值,DI内置三极管导通经RJH将DZG输出LED超限部分电流分流。
负温度系数热敏电阻RRM用于检测LED温升,其焊接或粘接于电路板上,当LED温度上升, RRM电阻减小,LED电流设定值减小,驱动器将跟随LED温度自动调节LED工作电流。
DI阴极串接电阻RJH用于降低DI功率损耗,限制分流电流值。
2-2:NPN管负载并联分流驱动器(图4)
该驱动器电流检测级DI驱动外附并联分流NPN三极管QI,以提升负载电压,增大负载电流,接线端Z两端为交流降压电抗。
DI阴极经上拉电阻RDI,经LED门限二极管DQM驱动QI,DI阳极与QI射极并联后,串接电流采样电阻RI接地。因DI导通电压约2V,其阴极与QI基极间串入LED二极管DQM。
TL431电流检测级DI为电压比较器,供电电源取自视为齐纳稳压管的LED灯DH1、DH2串联电压,其适应PH与JH间LED灯串数或灯负载电压任意变化,驱动电路拓扑不变。
引自RW限流,稳压管DW电压的电阻分压器RI1、RI2分压电压,与由温度控制电阻RWT输入的温控电压,共同确定LED电流设定值。
LED电流在设定值内,DI导通QI关断,整流桥输出电流等于LED负载电流,当LED电流超限,DI阳极RI电压等于设定值,DI关断,驱动QI导通,超限的电流转向三极管QI,RI电流为LED灯电流与QI分流电流之和。
QI在低功耗开关状态工作,电路可减小LED电流设定值,使驱动电流为梯形波。
3:PWM恒定关断脉宽Buck驱动器(图5~6)
与前述电路相同,该类驱动器控制电路工作电源取自DH2、DH1串联电压。
3-1:三相交流电压输入PNP管Buck驱动器(图5)
三相交流输入电压由全桥整流,两半桥输出与供电变压器中线各为独立驱动器电源。
电路由被视为运算放大器的TL431组成温度控制级DV及电流检测级DI,DV输出为DI提供控制极电压,并根据LED温度自动改变电流设定值,DI根据LED电流值触发由三极管QTD、QF组成的单稳态触发器,QTD驱动PNP开关管QI,其串接电感LBK与LED负载组成Buck驱动器。
(1):功能单元电路;
温度控制级DV为典型可调并联稳压器,可视为加法比例放大器,输出端TL431阴极连接上拉电阻RDV,反馈电阻RV1,反相输入端为TL431控制极;其一输入电阻RV2输入电压为零电位,另一输入温控电阻RWT输入电压取自LED灯DH2、DH1串联电压,输出电压随LED温度变化。
电流检测级DI与上拉电阻RDI,组成电压比较器,温度控制级DV阴极输出电压经电阻RI1、RI2分压电压,为TL431控制极电压,即LED电流设定值,其值小于TL431参照电压2.5V,RI2串接LED电流采样电阻RI接地,则RI电压将确定驱动电路的工作状态。
若LED电流小于设定值DI关断,阴极输出高电平,LED电流大于设定值DI输出低电平。
当LED温度升高,管电压降低,温度控制级DV经温控电阻RWT输入的电压减小,DV输出 电压即电流检测级DI控制极电压升高,驱动器将随LED温度自动调节LED电流。
(2):PNP开关管QI工作状态;
取自整流输出电压的启动电阻RQ串联二极管DQ为驱动三极管QTD提供基极电流,与经QTD集电极电阻RTD驱动的PNP开关管QI共同导通,DH2、DH1串联电压经二极管DGV隔离CGV滤波,为控制电路建立电源,定时电阻RT串联负压隔离二极管DBG另为QTD提供基极驱动电流。
驱动三极管QTD与QF组成单稳态触发器,QTD基极二极管DBG阳极经定时电容CT与电流检测级DI阴极耦合,当LED电流经电感LBK线性上升至设定值时DI导通,DI阴极输出电压迅速降低,二极管DBG阳极得到负压,QTD与开关管QI关断,QF导通,将DI阴极箝位至零,维持电路暂稳态,即LED电流的关断脉宽,二极管DX经电感LBK为LED续流。
QF导通并经二极管DQF吸入启动电阻RQ电流,免除RQ对驱动器关断脉宽影响。
定时电阻RT经QF集电极为电容CT反向充电,CT电压升至三极管QTD导通,QF截止,开关管QI再次导通至LED电流升至设定值,为驱动器的电流脉宽。
(3):调光模式;
(3-1):本级调光:改变定时电阻RT,单稳态电路暂稳态时间常数、驱动器开关频率、关断脉宽、LED发光亮度将随之变化。
(3-2):群组调光:接线端JTG与供电中性线JN间,外接调光电压后,附加电阻RTG改变了单稳态电路暂稳态时间常数,外接调光电压变化将改变驱动器关断脉宽,实现群组调光。
3-2:NPN管Buck驱动器(图6)
LED驱动电路工作模式与(图5)基本相同,开关管QI为NPN三极管。
三极管QD与QTD组成单稳态触发器,由电流检测级DI触发进入暂稳态,驱动器控制电路工作电源取自DH2、DH1串联电压。
DI控制极电压由(RWT)输入的温控电压,与经(RW)限流的稳压管(DW),并联RI1、RI2分压电压确定,为LED电流设定值,(RWT)、(RW)取自DH2、DH1串联电压。LED电流未超设定值时DI导通阴极输出低电平,低于QD基极触发门限稳压管DWM齐纳电压,QD截止。
三极管QTD通过控制辅助关断三极管QGD,控制开关管QI工作状态,QTD由RT驱动导通,QGD基极电压为电阻RQ与RJH分压电压,低于其射极电压,QGD关断,RQI驱动QI导通。
LED电流经电感LBK上升,当DI阳极电流采样电阻RI电压升至设定值,DI关断,阴极电位上升,经稳压管DWM触发单稳态电路,QD导通集电极电压下降,经CT耦合,QTD因基极得到负压而关断,电阻RQ、RJH分压电压上升,辅助关断三极管QGD导通,短路开关管QI基射极,并保持DH2、DH1电压,QI关断,续流二极管DX经LED灯DH3~DHN将电感储能释放。
反馈电阻RF使电路保持在QD导通、QTD截止的暂稳态,电阻RT为定时电容CT充电至三 极管QTD导通,RF反馈电压消失QD关断,电路暂稳过程即驱动器LED电流关断脉宽结束,辅助关断三极管QGD截止,功率开关管QI恢复导通状态。
二:气体放电灯驱动器(图7~8)
驱动器即电子镇流器,为高频变换电路独立应用,电路按国标新要求,在(图1)高频变换电路中加入多种保护功能,以适应气体放电灯工作需求。
1:单管高频调幅谐振式气体放电灯驱动器(图7)
(1):高频变换电路功率管欠驱动保护电路;
功率三极管QP工作于软开关状态,是功率变换高效率的关键,驱动电路用停止振荡的方法,设置了三极管脱离软开关状态的保护电路,防止三极管因欠驱动,功耗增大而烧毁。
启动电阻RQ1、RQ2串联分压点电压,为经衰减的工频全波整流正弦脉动正电压瞬时值,与定时电容CT负压电平并叠加充、放电锯齿波负电压瞬时值的矢量和。
在电容CT负压峰值,选择RQ1、RQ2比值使其中点分压电压约为零电位,其连接SCR阳极及控制极驱动电阻RK,则在正常工作状态,SCR不具备导通条件。
当三极管QP驱动不足,脱离软开关工作状态,谐振回路高频振荡电压振幅将小于工频电压瞬时值,反馈电压为定时电容CT充电负压随之减小,启动电阻RQ1、RQ2串联点电压上升为正值,驱动电阻RK触发SCR导通,启动电阻RQ1短接至地,三极管QP失去启动电流而截止。
(2):高频振荡振幅控制;
在灯未激活时电路空载,三极管QP处于重过驱动状态,谐振回路振幅剧增,高频振荡振幅将大于工频电压瞬时值,电路在三极管QP集电极隔离二极管DC阳极与地间并联负压限幅二极管DCX,将高频振荡负半周超压振幅能量回馈电源,振荡幅值将跟随工频电压瞬时值变化,同时高频振荡负半周峰顶削波,进入非线性变换状态,波形畸变,振荡频谱展宽,出现高次谐波。
(3):气体放电灯启动与激活;
接线端P1、P2的1、2脚分别连接气体放电灯两端灯丝。
灯未激活时变换电路空载,镇流电抗电感LH,与灯两端并联的启动电容CQ组成串联谐振回路,其串联谐振于谐振回路LP与CP空载并联特征频率的高次谐波,高品质因数串联谐振回路高次谐波谐振高压与基波叠加启动放电灯,灯激活等效电阻使串联谐振品质因数下降,同时QP进入线性临界驱动状态,高次谐波消失。
启动过程串联谐振电路仅在高次谐波频率点产生短路现象,基波负荷仍在设计范围内,由于镇流电感LH限流作用,即使启动未成功,电路仍可长期稳定工作。
(4):灯老化检测保护电路;
按新国标GB19510.4(17.1款)《文献9》标准要求,变换电路设置灯老化检测控制电路。
与灯串联的高频镇流电抗LH副边绕组一端经限流电阻RXL接地,另一端接检测门限稳压管DLM阳极,正常状态LH副边绕组高频调幅电压包络峰值大于稳压管DLM齐纳电压,高频电压正、负半周,稳压管DLM均导通,但负半周电压被衰减了DLM齐纳电压值。
高频电压正半周通过正偏电阻RLZ串联限流电阻RXL,对保护可控硅SCR控制极电容CK充电,负半周电压将通过与电阻RLZ并联的二极管DLF,仅经串联电阻RXL对电容CK充电,虽由于充电电压正半周大于负半周,但电阻RLZ远大于RXL,负压充电时间常数远小于正压充电时间常数,灯正常状态保护可控硅SCR控制极电容CK充电为负压而关断。
当因灯衰老导致负载电阻增大,镇流电抗LH电压下降,其副边绕组高频电压包络峰值小于检测门限稳压管DLM齐纳电压,高频电压正半周稳压管DLM仍导通,负半周电压被阻断,SCR因控制极电容CK仅被高频电压正半周充电触发而导通,功率变换电路停止工作。
SCR控制极二极管DK对截止负压限幅,电容CK用于消除工频电压零点。
2:双管高频调幅谐振式变换电路(图8)
为适应大功率应用,采用双三极管对称连接为推挽电路,工作模式与单管功率变换相同,为使驱动电流对称,反馈电压移相电感LY串接于定时电容CT与谐振变压器反馈绕组中点。
双管功率变换电路优势;
因两三极管在高频振荡正负半周,以相同集电极电流为高频变压器原边两对称绕组分别储能,与相同输出功率单管功率变换电路相比,可降低谐振回路品质因数,储能电流减小,三极管功耗减轻,电路将可转入准谐振状态,即三极管在软开关状态工作,输出电压波形近似为对称平顶方波。
图中变换电路输出端PH1、PH2用于驱动气体放电灯。
高频变压器TP增设副边绕组,电路即适用于隔离式LED驱动器,并可实现LED灯串单颗死灯保护。
具体实施方式参考文献
《文献9》中国照明电器 2009年第8期 33页
荧光灯电子镇流器的认证及检测 查跃丹。
Claims (8)
1.灯用驱动电源,其包括:
功率变换电路:将工频交流电压变换为调幅高频电压,为LED驱动电路提供隔离电源,或为气体放电灯驱动电源;
LED驱动电路:限制LED峰值电流,用于驱动LED灯;
其特征是:
所述功率变换电路:
见(图1)PNP管隔离式模拟调压LED驱动器,高频变换电路:
工频整流桥(DZ)直流输出端并联高频滤波电容(CL),(DZ)负输出端接地;
(DZ)输出全波整流工频正弦脉动直流电压;
高频变压器(TP)原边与电容(CP)并联,(CP)一端连接(DZ)正输出端,(CP)另一端连接三极管(QP)集电极隔离二极管(DC)阳极,(DC)阴极连接(QP)集电极,(DC)两端并联电阻(RC),(QP)发射极接地;
(DZ)正输出端连接启动电阻(RQ),(RQ)另一端连接定时电容(CT)与(TP)付边反馈绕组,(CT)另一端接地,(TP)反馈绕组另一端连接反馈电压移相电感(LY),(LY)另一端连接(QP)基极隔离二极管(DF)阳极,(DF)、(DB)阴极连接(QP)基极,(DF)两端并联定时电阻(RT),(DB)阳极接地;
(DC)阳极与贝克箝位二极管(DBK)阴极、(DF)阳极与(DBK)阳极相连;
(DC)用于阻断三极管(QP)过驱动状态的集电极电流,(DBK)用于控制(QP)基极电流,(DC)与(DBK)使(QP)在临界驱动状态工作,并防止(QP)集、射结过电压;
(CT)经(RT)为(QP)基极提供截止负偏压,其时间常数等于高频振荡周期;
(LY)滞后并展宽(QP)基极驱动电压;
所述LED驱动电路:
见(图1)LED驱动电路:
(TP)付边绕组连接高频整流桥(DZG)交流输入端,(DZG)输出端并联高频滤波电容(CLG);
(CLG)两端为工频正弦脉动直流电压;
(DZG)正输出端连接接线端(PH),(PH~JH)间连接LED灯串,(JH)连接三极管(QI)发射极与(RQD),(QI)集电极连接LED(DH2)阳极与(RQD)另一端,(DH2)阴极串联(DH1)阳极,(DH1)阴极串联电流采样电阻(RI),(RI)另一端连接(DZG)负输出端;
(DH2、DH1)LED串联电压为驱动电路的控制电源;
稳压管(DW)阴极连接限流电阻(RW),(RW)另一端连接(DH2)阳极,(DW)阴极连接电阻(RI1),(RI1)另一端连接电流检测级(DI)控制极及电阻(RI2),(RI2)另一端与(DW)阳极连接(ZLG)负输出端;
(DI)控制极连接温度控制电阻(RWT),(RWT)另一端连接(DH2)阳极;
(DI)阴极与(QI)基极串联电阻(RJH),(DI)阳极连接(DH1)阴极与(RI)连接点;
(DI)阴极与(ZLG)负电压输出端并联过压保护稳压管(DBH)。
2.根据权利要求1所述的灯用驱动电源,其特征是;
所述LED驱动电路:
见(图2)NPN管LM158模拟调压LED驱动器:
LED电流调节三极管为NPN管,电流检测级(UIA)为双运放TL158;
(DZ)直流输出负端接地,正端连接接线端(PH~JH)即LED灯串,(JH)连接LED(DH4)阳极,(DH4)阴极连接三极管(QI)集电极,(QI)发射极连接(DH3)阳极,(DH3)阴极连接(DH2)阳极,(DH2)阴极连接(DH1)阳极,(DH1)阴极连接电阻(RI),(RI)另一端接地;
(DZ)输出全波整流工频正弦脉动直流电压,(DH3~DH1)串联电压为运放TL158电源;
电阻(RHL)连接(DH4)阳极,(RHL)另一端连接恒流三极管(QHL)发射极,(QHL)基极连接(DH4)阴极,(QHL)集电极连接(QI)基极,启动电阻(RQ)并联在(QI)集、射极间;
(QI)基极连接电阻(RJH),(RJH)另一端连接电流检测极(UIA)输出端;
稳压管(DW)阳极接地,阴极连接限流电阻(RW),(RW)另一端连接(DH3)阳极;
(UIA)同相输入端连接(DW)阴极与电阻(RI1),(RI1)另一端连接电阻(RI2)与(UIA)反相输入端,(RI2)另一端连接(DH1)阴极;
电压跟随器(UIB)反相输入端连接输出端,同相输入端连接电阻(RLW)与电容(CLW),(RLW)另一端接(DH3)阳极,(CLW)另一端接地;
(UIB)输出端连接温控电阻(RWT),(RWT)另一端接(UIA)反相输入端。
3.根据权利要求1所述的灯用驱动电源,其特征是;
所述功率变换电路:
见(图3)隔离式高频电容降压TL431并联分流驱动器,功率变换电路;
采用工频峰值高频电压限幅模式防止三极管(QP)过电压;
整流桥(DZ)输出正端连接二极管(DVM)阳极,(DVM)阴极连接电容(CVM),(CVM)另一端与(DZ)负端接地,(DZ)输出端并联(CL);
高频变压器(TP)付边增设限幅绕组一端接地,另一端接二极管(DXF)阳极,(DXF)阴极与启动电阻(RQ)连接(DVM)阴极;
工频峰值(DXF)导通,将高频振荡超压能量回馈电源,限制工频峰值高频电压振幅;
所述LED驱动电路:
高频变压器(TP)付边绕组一端连接电容(CH),(TP)付边绕组另一端与(CH)另一端连接整流桥(DZG)交流输入端,(DZG)输出端与电容(CLG)并联,(DZG)正输出端连接LED接线端(PH~JH),(JH)连接(DH2)阳极,(DH2)阴极连接(DH1)阳极,(DH1)阴极连接(RI),(RI)另一端接(DZG)负输出端;
稳压管(DW)与(CW)并联,(DW)阴极连接限流电阻(RW),(RW)另一端连接(DH2)阳极,(DW)阴极连接热敏电阻(RRM),(RRM)串联(RI1),(RI1)另一端与(RI2)连接(DI)控制极,(RI2)连接(DH1)阴极;
(DI)阴极连接电阻(RJH),(RJH)另一端连接(PH),(DI)阳极连接(DZG)负输出端;
(DI)TL431阴极、阳极内三极管串联降耗电阻(RJH)与LED负载并联。
4.根据权利要求3所述的灯用驱动电源,其特征是:
所述LED驱动电路:
见(图4)NPN管负载并联分流驱动器:
接线端Z端子(1、2)间为降压电抗,工频整流桥(DZ)输出端与电容(CL)并联,(DZ)负输出端接地,正输出端连接(RJH)、接线端(PH~JH),(RJH)另一端连接(QI)集电极,(JH)另一端连接(DH2)阳极,(DH2)阴极连接(DH1)阳极,(DH1)阴极连接(DI)阳极、(QI)发射极与电阻(RI),(RI)另一端接地;
(DH2)阳极连接(RW),(RW)另一端连接稳压管(DW)阴极,(DW)阴极连接(RI1),(RI1)另一端连接(DI)控制极与(RI2)、(RI2)另一端与(DW)阳极接地;
(DH2)阳极连接(RWT),(RWT)另一端连接(DI)控制极;
(DH2)阳极连接(RDI),(RDI)另一端连接(DI)阴极,(DI)阴极连接(DQM)阳极,(DQM)阴极连接(QI)基极,(QI)基极连接(RB),(RB)另一端接地;
(RJH)串联外置NPN三极管与LED负载并联实现分流电流调节。
5.根据权利要求1所述的灯用驱动电源,其特征是:
所述LED驱动电路:
见(图5)三相交流电压输入PNP管Buck驱动器:
三相整流桥共阴极半桥(DA1、DB1、DC1)直流输出端(DC1)阴极,与交流供电变压器中性线(JN)并联高频滤波电容(CL),为LED驱动电路电源;
三极管(QI)发射极连接整流输出(DC1)阴极,(QI)集电极串联电感(LBK),(LBK)另一端连接LED负载(PH~JH),(JH)连接LED(DH2)阳极,(DH2)阴极连接(DH1)阳极,(DH1)阴极串联电流采样电阻(RI),(RI)另一端接中性线(JN);
(QI)集电极连接续流二极管(DX)阴极,(PH)连接电容(CH),(DX)阳极与(CH)另一端连接(DH1)阴极;
(DH2)阳极连接二极管(DGV)阳极,(DGV)阴极连接(CGV),(CGV)另一端接中性线(JN);
电阻(RDV)、(RV1)连接温度控制极(DV)阴极,(RV1)另一端与(RV2)、(RWT)连接(DV)控制极,(RDV)、(RWT)另一端连接(DGV)阴极,(RV2)另一端接中性线(JN);
电流检测极(DI)阴极连接电阻(RDI)、(RDI)另一端连接(DGV)阴极,(DI)控制极连接电阻(RI1)、(RI2),(RI1)另一端连接(DV)阴极,(RI2)另一端连接(DH1)阴极;
(DI)阴极连接定时电容(CT)、二极管(DQF)阴极、三极管(QF)集电极,(CT)另一端接三极管(QTD)基极二极管(DBG)阳极,(DQF)阳极接(QTD)基极二极管(DQ)阳极;
(QTD)基极连接二极管(DQ)与(DBG)阴极,(DQ)阳极连接启动电阻(RQ),(RQ)另一端连接(DC1)阴极,(DBG)阳极连接定时电阻(RT),(RT)另一端连接(DGV)阴极;
(QTD)集电极连接三极管(QF)基极及电阻(RTD),(RTD)另一端连接(QI)基极,(QI)基极连接(RJZ),(RJZ)另一端连接(DC1)阴极,(QTD)与(QF)发射极连接(JN);
外接接线端(JTG)与(JN)并联电容(CLG),(JTG)连接电阻(RTG),(RTG)另一端连接定时电阻(RT)与二极管(DBG)阳极;
三相整流桥二极管(DA2)、(DB2)、(DC2)共阳极与(JN)输出端为(驱动器B)电源。
6.根据权利要求5所述的灯用驱动电源,其特征是:
所述LED驱动电路:
见(图6)NPN管Buck驱动器:
(DZ)直流输出端并联电容(CL),正输出端连接电感(LBK),(LBK)另一端连接LED接线端(PH~JH),(JH)连接(DH3)阳极,(DH3)阴极连接(QI)集电极,(QI)与(QGD)发射极连接(DH2)阳极,(DH2)阴极连接(DH1)阳极,(DH1)阴极串联(RI)接地;
(DH3)阳极连接启动电阻(RQ)及电阻(RQI),(RQ)另一端连接(QGD)基极,(RQI)另一端连接(QI)基极与(QGD)集电极;
电阻(RDI)、(RW)、(RWT)连接(DH2)阳极,(RDI)另一端连接(DI)阴极,(RW)另一端连接(DW)阴极,(RWT)另一端连接(DI)控制极;
(DW)阴极连接(RI1),(RI1)另一端与电阻(RI2)连接(DI)控制极,(DI)阳极连接(DH1)阴极,(RI2)的另一端与(DW)阳极接地;
(DI)阴极连接稳压管(DWM)阴极,(DWM)阳极连接三极管(QD)基极,(QD)集电极连接电阻(RDC),(RDC)另一端连接(DH2)阳极,(QD)发射极接地;
(QD)集电极连接定时电容(CT),(CT)另一端与定时电阻(RT)连接三极管(QTD)基极,(RT)另一端连接(DH2)阳极;
(QTD)集电极连接电阻(RJH)、(RF),(RJH)另一端连接(QGD)基极,(RF)另一端连接(QD)基极,(QTD)发射极接地;
(DZ)正输出端连接二极管(DX)阴极,(PH)连接(CH),(DX)阳极与(CH)另一端连接(DH3)阴极。
7.根据权利要求1所述的灯用驱动电源,其特征是:
所述功率变换电路:
见(图7)单管高频调幅谐振式气体放电灯驱动器:
整流桥(DZ)输出端并联(CL),输出正端连接(TP)原边中间抽头,(TP)原边与(CP)并联,(CP)一端连接接线端(P1-1)与(DCX)阴极,(CP)另一端连接电感(LH),(LH)另一端连接(P2-2),(P1-1、P1-2)、(P2-1、P2-2)各连接灯两端灯丝,(P1-2)、(P2-1)各连接启动电容(CQ)两端,(DZ)输出负端与(DCX)阳极接地;
启动电阻(RQ1)连接(RQ2)与可控硅(SCR)阳极,(RQ1)另一端连接(DZ)整流输出正端,(RQ2)另一端连接(TP)付边反馈绕组与定时电容(CT),(CT)另一端接地;
(SCR)阳极连接触发电阻(RK),(RK)另一端接(SCR)控制极,(SCR)阴极接地;
电感(LH)付边绕组一端串联限流电阻(RXL)接地,另一端连接稳压管(DLM)阳极,(DLM)阴极连接(DLF)阴极,(DLF)与正压充电电阻(RLZ)并联,(DLF)阳极连接(DK)阴极,(DK)与电容(CK)并联,(DK)阳极接地,(DK)阴极连接(SCR)控制极。
8.根据权利要求7所述的灯用驱动电源,其特征是:
所述功率变换电路:
见(图8)双管高频调幅谐振式变换电路:
整流桥(DZ)输出端并联(CL),(DZ)输出正压连接高频变压器(TP)原边绕组中间抽头,(TP)原边两端分别连接三极管(QP1)、(QP2)集电极隔离二极管(DC1)、(DC2)阳极,(DC1)、(DC2)阴极分别连接三极管(QP1)、(QP2)集电极,(DC1)、(DC2)阳极分别连接二极管(DCX1)、(DCX2)阴极,(DCX1)、(DCX2)阳极与(QP1)、(QP2)发射极接地;
电感(LY)一端连接(TP)付边反馈绕组中间抽头,另一端连接定时电容(CT),(CT)另一端接地。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610379407.9A CN106102206B (zh) | 2016-05-28 | 2016-05-28 | 灯用驱动电源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610379407.9A CN106102206B (zh) | 2016-05-28 | 2016-05-28 | 灯用驱动电源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106102206A true CN106102206A (zh) | 2016-11-09 |
| CN106102206B CN106102206B (zh) | 2019-06-28 |
Family
ID=57229770
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610379407.9A Expired - Fee Related CN106102206B (zh) | 2016-05-28 | 2016-05-28 | 灯用驱动电源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106102206B (zh) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106658861A (zh) * | 2017-01-10 | 2017-05-10 | 中山市新邦照明电器有限公司 | 一种照明感应报警灯 |
| CN107333354A (zh) * | 2017-07-07 | 2017-11-07 | 厦门普为光电科技有限公司 | 具有增压电路的led灯管 |
| CN107742827A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-02-27 | 青岛可健可康负离子技术有限公司 | 一种负离子发生电路 |
| CN108366463A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-08-03 | 广州赛比思科技有限公司 | 一种具有智能保护功能的led灯电源控制器 |
| CN108988820A (zh) * | 2018-09-30 | 2018-12-11 | 郑州航空工业管理学院 | 一种网络信息分析系统 |
| CN109787350A (zh) * | 2019-03-15 | 2019-05-21 | 温州大学 | 错峰储电照明供电系统 |
| CN112087842A (zh) * | 2019-05-27 | 2020-12-15 | 李宗凤 | 实用led驱动器 |
| CN115793026A (zh) * | 2022-11-09 | 2023-03-14 | 西北核技术研究所 | 具备自检通路状态功能的闪烁探测系统及其自检方法 |
| US20250351245A1 (en) * | 2024-05-07 | 2025-11-13 | Guangdong Yongyu Optoelectronics Co., Ltd | Non-polar light-emitting diode control chip |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201204740Y (zh) * | 2007-09-28 | 2009-03-04 | 李宗凤 | 一种气体放电灯电子镇流器 |
| CN101959350A (zh) * | 2010-10-15 | 2011-01-26 | 珠海市绿色照明科技有限公司 | 无电解电容led电源的功率变换方法及其应用电路 |
| CN104202862A (zh) * | 2014-07-30 | 2014-12-10 | 南京航空航天大学 | 一种单级式无电解电容led驱动电源 |
| CN104735845A (zh) * | 2013-12-20 | 2015-06-24 | 西安信唯信息科技有限公司 | 一种高效60w led驱动电源 |
| US20150223303A1 (en) * | 2012-06-15 | 2015-08-06 | Lightel Technologies, Inc. | Linear Solid-State Lighting With A Wide Range Of Input Voltage And Frequency Free Of Fire And Shock Hazards |
| CN204634097U (zh) * | 2015-04-27 | 2015-09-09 | 苏州之卡智能科技有限公司 | 一种遥控触摸双控照明灯电路 |
| CN204795717U (zh) * | 2015-06-08 | 2015-11-18 | 宁波市合坤工业设计有限公司 | 一种具有自动调压功能的led灯 |
| CN204948393U (zh) * | 2015-04-17 | 2016-01-06 | 东莞市盈聚电子有限公司 | 一种稳定性高的led驱动电路 |
| US20160113076A1 (en) * | 2014-10-20 | 2016-04-21 | Energy Focus, Inc. | Led lamp with dual mode operation |
-
2016
- 2016-05-28 CN CN201610379407.9A patent/CN106102206B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201204740Y (zh) * | 2007-09-28 | 2009-03-04 | 李宗凤 | 一种气体放电灯电子镇流器 |
| CN101959350A (zh) * | 2010-10-15 | 2011-01-26 | 珠海市绿色照明科技有限公司 | 无电解电容led电源的功率变换方法及其应用电路 |
| US20150223303A1 (en) * | 2012-06-15 | 2015-08-06 | Lightel Technologies, Inc. | Linear Solid-State Lighting With A Wide Range Of Input Voltage And Frequency Free Of Fire And Shock Hazards |
| CN104735845A (zh) * | 2013-12-20 | 2015-06-24 | 西安信唯信息科技有限公司 | 一种高效60w led驱动电源 |
| CN104202862A (zh) * | 2014-07-30 | 2014-12-10 | 南京航空航天大学 | 一种单级式无电解电容led驱动电源 |
| US20160113076A1 (en) * | 2014-10-20 | 2016-04-21 | Energy Focus, Inc. | Led lamp with dual mode operation |
| CN204948393U (zh) * | 2015-04-17 | 2016-01-06 | 东莞市盈聚电子有限公司 | 一种稳定性高的led驱动电路 |
| CN204634097U (zh) * | 2015-04-27 | 2015-09-09 | 苏州之卡智能科技有限公司 | 一种遥控触摸双控照明灯电路 |
| CN204795717U (zh) * | 2015-06-08 | 2015-11-18 | 宁波市合坤工业设计有限公司 | 一种具有自动调压功能的led灯 |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106658861B (zh) * | 2017-01-10 | 2018-04-24 | 中山市新邦照明电器有限公司 | 一种照明感应报警灯 |
| CN106658861A (zh) * | 2017-01-10 | 2017-05-10 | 中山市新邦照明电器有限公司 | 一种照明感应报警灯 |
| CN107333354A (zh) * | 2017-07-07 | 2017-11-07 | 厦门普为光电科技有限公司 | 具有增压电路的led灯管 |
| CN107333354B (zh) * | 2017-07-07 | 2020-07-10 | 厦门普为光电科技有限公司 | 具有增压电路的led灯管 |
| CN107742827A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-02-27 | 青岛可健可康负离子技术有限公司 | 一种负离子发生电路 |
| CN108366463A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-08-03 | 广州赛比思科技有限公司 | 一种具有智能保护功能的led灯电源控制器 |
| CN108988820B (zh) * | 2018-09-30 | 2023-09-01 | 北京易用时代科技有限公司 | 一种网络信息分析系统 |
| CN108988820A (zh) * | 2018-09-30 | 2018-12-11 | 郑州航空工业管理学院 | 一种网络信息分析系统 |
| CN109787350A (zh) * | 2019-03-15 | 2019-05-21 | 温州大学 | 错峰储电照明供电系统 |
| CN109787350B (zh) * | 2019-03-15 | 2022-03-04 | 温州大学 | 错峰储电照明供电系统 |
| CN112087842A (zh) * | 2019-05-27 | 2020-12-15 | 李宗凤 | 实用led驱动器 |
| CN112087842B (zh) * | 2019-05-27 | 2024-04-26 | 李宗凤 | 实用led驱动器 |
| CN115793026A (zh) * | 2022-11-09 | 2023-03-14 | 西北核技术研究所 | 具备自检通路状态功能的闪烁探测系统及其自检方法 |
| CN115793026B (zh) * | 2022-11-09 | 2025-09-02 | 西北核技术研究所 | 具备自检通路状态功能的闪烁探测系统及其自检方法 |
| US20250351245A1 (en) * | 2024-05-07 | 2025-11-13 | Guangdong Yongyu Optoelectronics Co., Ltd | Non-polar light-emitting diode control chip |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106102206B (zh) | 2019-06-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106102206B (zh) | 灯用驱动电源 | |
| CN103491682B (zh) | 一种控制峰值电流的线性开关恒流led驱动电路 | |
| CN201893980U (zh) | 一种多路可调光的发光二极管驱动电源 | |
| CN102548089B (zh) | 一种多路可调光的发光二极管驱动电源 | |
| Cheng et al. | Design and implementation of a high-power-factor LED driver with zero-voltage switching-on characteristics | |
| CN103427656B (zh) | 一种交错并联反激式led驱动电源及其pfm控制电路 | |
| CN102364991A (zh) | 一种原边控制led恒流驱动开关电源控制器及其方法 | |
| CN102752940A (zh) | 一种高效率的led驱动电路及其驱动方法 | |
| CN104822216B (zh) | 小功率hid灯驱动电路 | |
| CN109661072A (zh) | Llc谐振变换器、led驱动电路及其控制方法 | |
| CN201813599U (zh) | Led调光电源 | |
| CN203219540U (zh) | 一种具有led调光线性补偿的电路 | |
| CN206650892U (zh) | 一种手机蓝牙控制的rgb‑led灯 | |
| CN102497701A (zh) | 一种用于降低led驱动电路谐波失真的功率因数校正电路 | |
| CN206650893U (zh) | 一种交流供电的可调光led驱动电路 | |
| CN206650891U (zh) | 一种wifi控制的rgb‑led灯 | |
| CN202696960U (zh) | 新型led灯驱动电源 | |
| CN204465995U (zh) | 用于大功率发光二极管的驱动电源 | |
| CN203504839U (zh) | 一种采用初级检测和调控的led灯驱动电源 | |
| CN112087842A (zh) | 实用led驱动器 | |
| CN102781147B (zh) | 具有高功率因数的led供电电路 | |
| CN202587528U (zh) | 一种led恒流驱动电源 | |
| CN106413202B (zh) | 基于SEPIC与Flyback电路的原边控制LED驱动电路 | |
| CN1805645A (zh) | 适用于400v/600w农用高压钠灯的电子镇流器 | |
| CN203279251U (zh) | 一种恒流led调光驱动控制器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: 519015 No.302, No.4, Shihua Lane 4, Jiuzhou Avenue, Xiangzhou District, Zhuhai City, Guangdong Province Patentee after: Li Zongfeng Address before: 519015 Guangdong city of Zhuhai province Jida 4 Lane 4 Building 302 Patentee before: Li Zongfeng |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190628 |