一种LED照明驱动用隔离式AC/DC转换电源的恒流实现方法及专用装置制造方法及图纸

技术编号:5479062 阅读:324 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及LED照明转换电源技术领域,具体为一种LED照明驱动用隔离式AC/DC转换电源的恒流实现方法及专用装置。其可以保证电源的恒流输出特性。其方案如下:控制器控制功率开关器件的导通和关断,将电能从变压器的初级传送到次级;当开关器件关断后,变压器存储的能量会通过二极管被释放到次级输出端,一旦开关器件关断,次级输出电流立即上升至其峰值,设置初级峰值电流正比于输出电压的平方根值,就可实现电源输出电流恒定。恒流实现方法的专用装置,其包括全桥整流电路(1)、核心控制器(2)、带辅助线圈的变压器(3)、所述带辅助线圈的变压器包括输出电路(4)和反馈电路(5)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种LED照明转换电源
,具体为一种LED照明驱动用隔离式 AC/DC转换电源的恒流实现方法及专用装置。
技术介绍
由于LED照明特别是AC/DC离线式照明节能优势,其近年来得到快速发展。为了 降低整个照明系统的成本,AC/DC转换隔离驱动电源常采用单独的初级端控制方法实现的 反激(FLYBACK)电源拓扑机构,电源的恒流输出特性对提高整个照明系统的可靠性尤为重 要,这就使得对电源的恒流输出特性的设计成为关键。
技术实现思路
针对上述问题,本专利技术提供了一种LED照明驱动用隔离式AC/DC转换电源的恒流 实现方法,其可以保证电源的恒流输出特性,为此,本专利技术还提供了隔离式AC/DC转换电源 的恒流实现方法及专用装置。其方案如下一种LED照明驱动用隔离式AC/DC转换电源的恒流实现方法,其特征在于控制器控制 功率开关器件的导通和关断,将电能从变压器的初级传送到次级;当开关器件关断后,变压 器存储的能量会通过二极管被释放到次级输出端,一旦开关器件关断,次级输出电流立即 上升至其峰值,设置初级峰值电流正比于输出电压的平方根值,就可实现电源输出电流恒 定。一种LED照明驱动用隔离式AC/DC转换电源的恒流实现方法的专用装置,其包括 全桥整流电路、核心控制器、带辅助线圈的变压器、所述带辅助线圈的变压器包括输出电路 和反馈电路,其特征在于所述核心控制器包括误差放大器(Error amplifier)、脉宽调制 比较器(PWM comparator)、平方根产生电路(Square root circuit)、启动比较器(Mart comparator)、过流保护比较器(Current limit comparator)、过热和过压保护电路(OTP/ 0VP)、开关器件驱动逻辑控制电路(Drivercontrol logic)和驱动器(Driver)、INV模块 是单级反向器、NOR是或非门、Si,S2代表开关,Vref,Vrefl, Vref2是电路内部不同的参 考电压源,Vfb连接到反馈电路中Rfl和Rf2的交叉点,Vcs连接至Mn和Rcs的交叉点,Vg 连接到核心控制器中Mn的栅极;误差放大器的两个输入端是Vref和Vfb,其输出端连接到 脉宽调制比较器的一个输入端;脉宽调制器的另一个输入端是电路内部产生的锯齿波,其 输出端连接到驱动器逻辑控制电路的输入;平方根产生电路的输入是Vfb,其输出端Vsq通 过开关Sl连接到过流保护比较器的输入端Vlim ;启动比较器的一个输入端是Vref 1,另一 个是Vfb,其输出信号控制开关Sl ;启动比较器输出经过一级反相器的输出信号控制开关 S2 ;控制驱动逻辑控制电路、过流保护比较器和过热/过压比较器的输出端连接到或非门 的输入端;或非门的输出端连接到驱动器的输入端,驱动器输出端连接到核心控制器中开关器件Mn的栅极。本专利技术采用上述方法和装置,在不需要额外的输出端短路保护电路的条件下,使 电源一直处于恒压工作状态,可靠性好。附图说明图1是本专利技术实施方式的电路原理图;图2是开关器件关断后,次级输出电流的波形图; 图3是本专利技术控制器的原理方框图。具体实施方式一种LED照明驱动用隔离式AC/DC转换电源的恒流实现方法,控制器控制功率开 关器件的导通和关断,将电能从变压器的初级传送到次级;当开关器件关断后,变压器存储 的能量会通过二极管被释放到次级输出端,一旦开关器件关断,次级输出电流立即上升至 其峰值,设置初级峰值电流正比于输出电压的平方根值,就可实现电源输出电流恒定。实现上述方法的专用装置,其包括全桥整流电路1、核心控制器2、带辅助线圈的 变压器3、所述带辅助线圈的变压器包括输出电路4和反馈电路5,所述核心控制器2包 括误差放大器(Error amplifier)、脉宽调制比较器(PWM comparator)、平方根产生电 足各(Square root circuit)、启云力比较器(Start comparator)、过呆护比较器(Current limit comparator)、过热和过压保护电路(0TP/0VP)、开关器件驱动逻辑控制电路 (Drivercontrol logic)和驱动器(Driver)、INV模块是单级反向器、NOR是或非门、Si,S2 代表开关,Vref,Vrefl, Vref2是电路内部不同的参考电压源,Vfb连接到反馈电路5中 Rfl和Rf2的交叉点,Vcs连接至Mn和Rcs的交叉点,Vg连接到核心控制器2中Mn的栅极; 误差放大器的两个输入端是Vref和Vfb,其输出端连接到脉宽调制比较器的一个输入端; 脉宽调制器的另一个输入端是电路内部产生的锯齿波,其输出端连接到驱动器逻辑控制电 路的输入;平方根产生电路的输入是Vfb,其输出端Vsq通过开关Sl连接到过流保护比较 器的输入端Vlim。启动比较器的一个输入端是Vrefl,另一个是Vfb,其输出信号控制开关 Sl ;启动比较器输出经过一级反相器的输出信号控制开关S2 ;因此,电路刚开始启动时,S2 导通,Sl关断,Vlim=Vref2 ;随着输出电压Vout升高,当Vfb大于Vrefl时,S2关断,Sl导 通,Vlim=Vsq ;控制驱动逻辑控制电路、过流保护比较器和过热/过压比较器的输出端连接 到或非门的输入端;或非门的输出端连接到驱动器的输入端,驱动器输出端连接到核心控 制器2中开关器件Mn的栅极。下面结合附图描述本专利技术的工作过程如图1所示,开关电源的核心部分是其控 制器。控制器控制功率开关器件Mn的导通和关断,将电能从变压器的初级传送到次级。当 开关器件Mn导通时,变压器初级端的电流Ip流过电流检测电阻Rcs,产生电压降Vcs。Ip 从O线性上升,上升速率为Vin/Lm。这里,Vin是全桥整流后的输入电压,Lm是变压器初级 端电感。在开关器件Mn的一个周期的导通时间内,测电阻Rcs上的压降为Vcs=Ip*Rcs (1)当开关器件Mn关端后,变压器存储的能量会通过二极管Dout被释放到次级输出端,次 级输出电流Is的波形如图2所示。一旦Mn关断,次级输出电流立即上升至其峰值4Ipks=Ipk(Np/Ns) (2)这里,Ipk为初级电流峰值,Np和Ns分别是变压器初级和次级匝数。然后次级输出电 流线性下降,下降到0的时间为Ton=Ipks (Ns/Np) 2Lm/ (Vout+Vd) (3)其中,Vd为二极管Dout正向压降。因此,若输出电压越高,输出电流就下降越快,下降 时间越短,如图2上边一种情形。比较图2的两种情形,当输出电压变化时,要使得平均输 出电流恒定,那么,Ipksl*Tonl=Ipks2*Ton2 (4)Ipksl和Ipks2分别是输出电流Ioutl和Iout2的峰值。将式(2)和(3)代入(4)Ipkl (Np/Ns) * Ipkl (Np/Ns) * (Ns/Np) 2Lm/ (Voutl+Vd)=Ipk2 (Np/Ns) * Ipk2 (Np/Ns) * (Ns/Np) 2Lm/ (Vout2+Vd) (5)艮口 : (Ipkl)2/(Voutl+Vd)= (Ipk2)2/(Vout2+Vd) (6)由于输出二极管是肖特基二极管,Vd远小于Vo本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED照明驱动用隔离式AC/DC转换电源的恒流实现方法,其特征在于:控制器控制功率开关器件的导通和关断,将电能从变压器的初级传送到次级;当开关器件关断后,变压器存储的能量会通过二极管被释放到次级输出端,一旦开关器件关断,次级输出电流立即上升至其峰值,设置初级峰值电流正比于输出电压的平方根值,实现电源输出电流恒定。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:黄胜明张怀东
申请(专利权)人:无锡更芯集成科技有限公司
类型:发明
国别省市:32

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