一种智能化大功率LED照明电源制造技术

本实用新型专利技术提出一种智能化大功率LED照明电源，其特征在于：其输入端与输出端之间依次接有EMI滤波电路、全桥整流电路、功率因数校正电路以及谐振半桥变换器；还包括有集成控制器，用于驱动和控制所述功率因数校正电路及谐振半桥变换器；以及PIC处理单元，用于对集成控制器输出相应的控制信号，实现所述智能化大功率LED照明电源电路的欠压、过温保护以及LED亮度调节。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种智能化大功率LED照明电源
技术介绍
LED照明由于其独特魅力和巨大潜力，拉动了 LED产业发展。LED产业的发展，为LED工作时提供所需要的电压和电流-驱动电源也必须大力发展。控制大功率LED的发光亮度，其实质就是控制流过LED的工作电流，其亮度与工作电流成正比，驱动电源必须提供准确恒定的电流，因此，大功率LED —般采用恒流源驱动。LED照明电源目前主要是采用开关电源工作方式，LED市场前景很好，所以做开关电源的厂家纷纷投入力量成立LED电源部门，专门跟踪研究LED驱动的电源开发设计。随着大功率LED电源的不断涌现，相应等级功率的开关电源也在不断的研究开发出来。目前， 小功率电源(输出功率在100W以内)的效率可以达到85%左右。随着功率的增大，电源的效率会不断降低，限于MOS管的开关损耗，变压器的损耗等原因，大功率特别是150W以上的电源效率一般在87%左右，所以损耗还是很严重，导致发热严重，电源的使用寿命和可靠性大大降低。随着技术的进步，APFC技术、软开关技术和LLC谐振技术的实现，电源的效率得到了一定的提高，其他各方面的性能，如功率因数低，EMI问题等得到了改善。现有技术方案如下大功率(输出功率在150W以上)LED照明电源通常采用两级电路结构-PFC和DC-DC变换器。PFC电路一般工作于临界导电模式。然而，要求储能电容的容值较大，电感的峰值电流很大，对功率器件的要求很高，并且EMI滤波器尺寸大；在轻载时，功率因数不高。DC-DC变换器通常采用反激、正激和半桥变换器。对于反激变换器而言，电路拓扑结构简单，适合用于多路输出的场合，变压器漏感需要吸收电路，效率不高，反激变压器的工作方式决定了反激变换器只能用在功率输出小于100W的场合；对于正激变换器而言，需要增加磁复位电路，增加了电路的复杂性，并且变压器的利用率不高，功率MOS管工作于硬开关状态，损耗很大，整个电路的工作效率不高。对于半桥变换器，目前主要采用LLC谐振技术，使MOS管工作于软开关状态，并且副边整流不需要滤波电感，适当的提高了整体电路效率，但是需要一个额外的谐振电感，在轻载时，软开关不容易实现。
技术实现思路
鉴于上述提及到的问题，本技术提出一种智能化大功率LED照明电源，通过优化电路结构和电路参数，减少电解电容容值，解决LED照明电源的可靠性瓶颈，而且功率MOS管实现零电压开通与关断，副边整流不需要输出滤波电感，从而提高整个电路在轻载和重载时的效率。一种智能化大功率LED照明电源，其特征在于其输入端与输出端之间依次接有EMI滤波电路、全桥整流电路、功率因数校正电路以及谐振半桥变换器；还包括有集成控制器，用于驱动和控制所述功率因数校正电路及谐振半桥变换器；以及PIC处理单元，用于对集成控制器输出相应的控制信号，实现所述智能化大功率LED照明电源电路的欠压、过温保护以及LED亮度调节。本技术采用功率因数校正电路PFC+谐振半桥变换器LLC的电路结构，可减少电解电容容值，解决目前LED照明电源的可靠性瓶颈。同时，运用LLC谐振技术，不但可省略输出滤波电感，而且电力器件工作在软开关状态下，损耗会相应减小，提高了照明电源的效率。进一步方案，所述功率因数校正电路包括依次串接的电感与二极管，以及连接电感、二极管之间接点与地端的第一场效应管；还包括接于直流电源VCC与地端之间的第一、第二三极管，所述第一三极管的集电极与直流电源VCC电连接，发射极与第二三极管的发射极电连接，其接点电连接有所述第一场效应管的栅极，第一、第二三极管的基极经电阻接地，并以第一三极管的基极作为功率因数校正电路的控制端；还包括并联连接的第一、第二电阻，其两端接于Bridge-线上，所述第一电阻的左端作为功率因数校电路的检测输出。所述谐振半桥变换器原边包括串联接电路两端第二、第三场效应管，所述第二、第三场效应管的栅极分别作为谐振半桥变换器的控制端；副边输出之间并接有电解电容。所述PIC处理单兀设有光检输入端与控制输出端,所述光检输入端电连接光敏电阻高电势端。PIC处理单元采用PIC数字控制技术，自动调节LED灯的亮度，进行过温和过压保护等功能，从而使照明电源实现数字化管理。所述集成控制器包括控制芯片及检测反馈电路，所述控制芯片设有若干检测端及控制输出端；所述检测反馈电路包括运算放大器及第一、第二光耦合单元；所述第一光耦合单元的输入端接于谐振半桥变换器的副边输出之间，其输出与控制芯片的检测端电连接；所述第二光耦合单元的输出端接于谐振半桥变换器的副边LED-线上，其输入端与PIC处理单元控制端口电连接；所述运算放大器的正相输入端与所述第二光耦合单元的输出端右端电连接，反相输入端与所述第二光耦合单元的输出端左端电连接。进一步方案，所述智能化大功率LED照明电源还设有一抵消超前相位导纳电路，包括运算放大器，第一、第二、第三分压电阻以及馈线电阻；所述第一、第二、第三分压电阻串联接于电路Bridge+端与运算放大器正相输入端之间，所述第二、第三分压电阻的接点与运算放大器反相输入端电连接，运算放大器输出端与反正输入端之间接有馈线电阻；运算放大器输出端与所述集成控制器的输入端电连接。采用抵消超前相位导纳技术来减小在轻载时过零畸变，从而提高在轻载时的功率因数，达到0. 98以上。附图说明图I为本技术的电路结构框图。图2为EMI滤波电路结构示意图。图3为功率因数校正电路结构示意图。图4为集成控制器电路与LLC谐振半桥变换器电路结构示意图一。图5为集成控制器电路与LLC谐振半桥变换器电路结构示意图二。图6为PIC处理单元电路结构示意图。图I为抵消超前相位导纳电路结构示意图。具体实施方式如图I所示，智能化大功率LED照明电源，其输入端与输出端之间依次接有EMI滤波电路、全桥整流电路、功率因数校正电路以及谐振半桥变换器；还包括有集成控制器以及PIC处理单元。下面描述为本技术的较佳实施例如图2所示，EMI滤波电路及全桥整流电路为本领域公知技术，故此不作描述。如图3所示,所述功率因数校正电路包括依次串接的电感L4与二极管D2,以及连接电感L4、二极管D2之间接点与地端的第一场效应管Q3 ;还包括接于直流电源VCC与地端之间的第一、第二三极管Q1、Q2，所述第一三极管Ql的集电极与直流电源VCC电连接，发射极与第二三极管Q2的发射极电连接，其接点电连接有所述第一场效应管Q 3的栅极，第一、 第二三极管Ql、Q2的基极经电阻R9接地，并以第一三极管Ql的基极作为功率因数校正电路的控制端；还包括并联连接的第一、第二电阻R8、R6，其两端接于Bridge-线上，所述第一电阻R8的左端作为功率因数校电路的检测输出。如图4至图6所示，所述谐振半桥变换器原边包括串联接电路两端第二、第三场效应管Q8、Q9，所述第二、第三场效应管Q8、Q9的栅极分别作为谐振半桥变换器的控制端；副边输出之间并接有电解电容C52。所述PIC处理单兀设有光检输入端与控制输出端,所述光检输入端电连接光敏电阻RV2高电势端。所述集成控制器包括控制芯片及检测反馈电路，所述控制芯片设有若干检测端及控制输出端；所述检测反馈电路包括运算放大器U9及第一光耦合单元U7、第二光耦合单元UlO ；所述第一光耦合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能化大功率LED照明电源，其特征在于：其输入端与输出端之间依次接有EMI滤波电路、全桥整流电路、功率因数校正电路以及谐振半桥变换器；还包括有集成控制器，用于驱动和控制所述功率因数校正电路及谐振半桥变换器；以及PIC处理单元，用于对集成控制器输出相应的控制信号，实现所述智能化大功率LED照明电源电路的欠压、过温保护以及LED亮度调节。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梁奇峰，
申请(专利权)人：中山火炬职业技术学院，
类型：实用新型
国别省市：