CN201267028Y - 无电解电容led灯电源适配器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种无电解电容LED灯电源适配器，由整流电路、两组电力电子开关、单片机、数码控制BUCK电路、数码控制BOOST电路组成，用高频整流、特别是用多相高频整流、以及波形九十度电角度移相位移峰填谷的电力电子电路取代电解电容，该无电解电容LED灯电源适配器耐高温、寿命长达数万小时、可靠性高，可与LED数万小时寿命可以匹配。
Description
技术领域
本实用新型涉及开关电源领域，特别涉及一种专为LED灯匹配的无电解电容的电源适配器。
背景技术
电光源经历了第一代钨丝发热至白炽高温放光的白炽灯泡时代；第二代是光效比白炽灯泡高数倍的荧光灯(包括“节能灯)时代；第三代是控光性好且光效很高的点光源高强度气体放电灯(HID灯)时代；第四代电光源是高光效长寿命半导体发光二极管照明灯(LED灯)时代。LED灯的优点之一是有长达数万小时的使用寿命，为此，十分迫切需要有一种与之匹配、使用寿命也可达数万小时的LED灯电源适配器。
迄今为止，关于LED灯的电源适配器有上千种，但是，无一例外，全部都是采用可靠性很差的电解电容的。
电解电容内部存在电解质，除了客观上可能存在电解质污染之外，电解质的沸点温度还制约了电解电容的工作温度(一般民品85℃，工业品105℃，特殊用途125℃)；并且电解质工作欠稳定，寿命较短(一般0.3万小时，优质的也只有0.5至0.6万小时，即使特制昂贵的电解电容应用于高温也很难突破1万小时)。电解电容顶部有K字形凹纹，允许电解电容从K字部位爆炸，可见，电解电容生产者对电解电容可能爆炸的不可靠性，是心知肚明的。
据“木桶理论”分析，LED灯电源适配器的可靠性，取决于其中可靠性最差的零件，即电解电容。所以必须采用不用电解电容的电路，才有可能从根本上解决现有LED灯电源适配器的寿命短问题，才能实际生产出可以与LED长寿命匹配，使用寿命也可达数万小时的LED灯电源适配器。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种无电解电容LED灯电源适配器，它可以根除电解电容的缺点，使LED灯用电源适配器达到与LED寿命相匹配的要求。
本实用新型以如下技术方案解决上述技术问题：
一种无电解电容LED灯电源适配器，由整流电路、两组电力电子开关、单片机、数码控制BUCK电路、数码控制BOOST电路组成，输入电源经第一组电力电子开关接整流电路的一端，整流电路另一端经第一组电力电子开关接地，单片机分别连接数码控制BUCK电路、数码控制BOOST电路，数码控制BUCK电路连接第一组电力电子开关，数码控制BOOST电路第二组电力电子开关，输入电压UIN、输出电压Uo、输出电流Io的取样连接到单片机。整流电路为三相或多相，单片机、数码控制BUCK电路、数码控制BOOST电路的连接亦相应为三相或多相。
附图说明
图1为无电解电容LED灯电源适配器拓扑原理图。
具体实施方式
结合图1说明本实用新型的实施方式如下。
从电解电容在传统的LED灯电源适配器之中的功能看，电解电容最主要的作用，是把高峰值的电荷，贮能于电解电容之中，称为充电。然后，在下陷低谷值时释放出电荷，称为放电。电解电容的“充电”和“放电”的实质，是为了抑平直流电源的纹波。
一般无源等效替代，是用没有电解质的长寿命电容器一微法，来取代有电解质的短寿命电解电容一微法，这种等电容替代方法，是实现无电解电容的基本消极策略之一，但治标不治本。本实用新型提供更积极的方法是：用高频整流、特别是用多相高频整流、以及波形九十度电角度移相位移峰填谷的电力电子学方法取代电解电容，实现不用可靠性最差的电解电容，才是最根本最可靠的方法。
以单片机智能数码控制为核心，用软件的方法，而并非传统模拟方法，产生三相(或更多相)的高频矩形脉冲；这些高频矩形脉冲的相数、频率、脉冲宽度，均受输入电源电压UIN、输出电压U0、输出电流I0温度T℃，以及各种异常保护和各种时控、群控等功能调控软件，实现满足LED工作电压和工作电流为目标。
输入电源电压UIN大于所需输出电压U0，则单片机判定启动BUCK数码控制，以三相为例，即三相电力电子开关(VSA1、VSB1、VSC1)受控工作；而关闭BOOST数码控制，三相电力电子开关(VSA2、VSB2、VSC2)处于断开状态，不进行开关工作。
输入电源电压UIN小于所需输出电压U0，则单片机判定启动BOOST数码控制，以三相为例，即三相电力电子开关(VSA2、VSB2、VSC2)受控工作；而关闭BUCK数码控制，三相电力电子开关(VSA1、VSB1、VSC1)处于导通状态，不进行开关工作。
当输出电压U0超高时，单片机智能数码控制指令减少矩形脉冲宽度，或者减少开关工作的相数，直到输出电压U0回归额定值，维持开关工作参数不变，实现输出电压U0稳压。
当输出电压U0不足时，单片机智能数码控制指令增加矩形脉冲宽度，或者增加开关工作的相数，直到输出电压U0回归额定值，维持开关工作参数不变，实现输出电压U0稳压。
当输出电流I0超高时，单片机智能数码控制指令减少矩形脉冲宽度，或者减少开关工作的相数，直到输出电流I0回归额定值，维持开关工作参数不变，实现输出电流I0恒流。
当输出电流I0不足时，单片机智能数码控制指令增加矩形脉冲宽度，或者增加开关工作的相数，直到输出电流I0回归额定值，维持开关工作参数不变，实现输出电流I0恒流。
当环境温度升高，为了半导体发光二极管不致因高温而老化或损坏，单片机智能数码控制指令冷却风扇或液冷泵开动，并变频工作，维持LED工作温度在安全范围内。当上述变频冷却失效或不足够冷却降温时，单片机智能数码控制指令降低输出电流I0，使温升下降，保证LED不过热烧坏。
Claims (2)
1、一种无电解电容LED灯电源适配器，由整流电路、两组电力电子开关、单片机、数码控制BUCK电路、数码控制BOOST电路组成，其特征是输入电源经第一组电力电子开关接整流电路的一端，整流电路另一端经第一组电力电子开关接地，单片机分别连接数码控制BUCK电路、数码控制BOOST电路，数码控制BUCK电路连接第一组电力电子开关，数码控制BOOST电路第二组电力电子开关，输入电压UIN、输出电压Uo、输出电流Io的取样连接到单片机。
2、如权利要求1所述的无电解电容LED灯电源适配器，其特征是整流电路为三相或多相，单片机、数码控制BUCK电路、数码控制BOOST电路的连接亦相应为三相或多相。
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| CN103582241A (zh) * | 2012-08-01 | 2014-02-12 | 启耀光电股份有限公司 | 发光装置 |
| CN104065150A (zh) * | 2014-06-25 | 2014-09-24 | 浙江大学 | 一种输出阶梯电流的电池充电电路 |
| CN104470086A (zh) * | 2014-11-21 | 2015-03-25 | 浙江晨辉照明有限公司 | Led灯管电源驱动电路及led灯管 |
| CN109068444A (zh) * | 2018-08-17 | 2018-12-21 | 江苏大学 | 一种单级非隔离型填谷式无电解电容led驱动电源及切换方法 |
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