一種120-347vac寬輸入電壓范圍的led恒流驅動電源的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及LED照明驅動領域，尤其涉及一種120-347V AC輸入寬范圍、高指標的LED恒流驅動電源。
【背景技術】
[0002]目前在LED照明驅動領域，AC輸入寬電壓范圍的LED驅動電源普遍存在輸入AC高電壓的情況下，功率因數(Power Factor , PF)值較低、總諧波失真(Total HarmonicDistort1n, THD)值較高，寬電壓范圍通常是120-277VAC，部分產品雖標注為100-305VAC，但其本質上是相同的，都是兼顧120VAC、240VAC、277VAC這三種制式的輸入電壓。通常在輸入277VAC的情況下，PF值、THD值較差，尤其是在客戶實際使用70%、50%負載電流的情況下，通常難以達到能源之星的要求。因此，本發明提供了一種新型的AC輸入寬電壓范圍的LED驅動電源，輸入電壓范圍可以達到120-347VAC，可以兼顧120 VAC、240VAC、277VAC、347VAC這四種制式的輸入電壓，同時可以在輸入277VAC、347VAC，輸出負載不小于50%的情況下，使PF值不小于0.9、THD值不大于20，從而真正實現實際使用的綠色節能環保LED照明系統。
【發明內容】
[0003]本發明正是針對現有LED驅動電源中存在的技術問題，提供一種輸入120-347VAC且實際滿足在此電壓范圍內輸入電壓波動10%要求的LED恒流驅動電源，實現在輸入全范圍、輸出負載不小于50%的情況下，PF值不小于0.9，THD值不大于20的指標。
[0004]為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為，一種120-347VAC寬輸入電壓范圍的LED恒流驅動電源，包括AC輸入單元、雙FLY-BUCK單元、功率因數調整單元、寬電壓啟動單元和輸出恒流源單元，其中，
AC輸入單元，用于提供脈動直流電，包括依次連接的EMC濾波處理電路和橋式全波整流器，所述EMC濾波處理電路的輸入端接入供電電網，所述橋式全波整流器輸出端連接雙FLY-BUCK單元、功率因數調整單元和寬電壓啟動單元；
功率因數調整單元，與雙FLY-BUCK單元相連，采樣經AC輸入單元送入的脈動直流電信號，獲得電壓信號，再與雙FLY-BUCK單元提供的電流采樣獲得的電流信號進行比較，完成電壓、電流波形的匹配調整；
雙FLY-BUCK單元，包括單級PFC(功率因數校正)控制電路、負反饋取樣電路和雙FLY-BUCK功率轉換電路，所述負反饋取樣電路和雙FLY-BUCK功率轉換電路均與單級PFC控制電路相連，采用兩個并聯交錯工作的FLY-BUCK功率轉換電路，實現在PffM控制模式下的全周期內的能量轉換；
寬電壓啟動單元，與雙FLY-BUCK單元相連，采樣經AC輸入單元送入的脈動直流電信號，將脈動直流電信號經過處理后送至雙FLY-BUCK單元中的單級PFC控制電路，確保控制電路的能量供給；
輸出恒流源單元，其輸入端連接雙FLY-BUCK單元，輸出端連接LED產品，實現輸出電流的有效控制，滿足LED產品對輸出電流的控制要求，達到輸出恒流、調光的效果。
[0005]作為本發明的一種改進，所述雙FLY-BUCK單元的單級PFC控制電路采用單級PFC控制芯片NCP1652作為控制器，該控制器除含有誤差放大器、脈寬調制器(PffM)、鋸齒波發生器等電路外，還集成了Soft-Skip電路、高電壓啟動電路、電壓前饋、掉電檢測、輸入閉鎖、內置過載定時器以及高精度乘法器，具有集成度高、器件少及成本低等特點。
[0006]作為本發明的一種改進，所述雙FLY-BUCK單元的雙FLY-BUCK功率轉換電路包括第一 FLY-BUCK功率轉換電路和第二 FLY-BUCK功率轉換電路，所述第一 FLY-BUCK功率轉換電路的輸入端通過第一功率開關管MOSFET的柵極連接控制器NCP1652的OUTA引腳，所述第二FLY-BUCK功率轉換電路的輸入端通過第二功率開關管MOSFET的柵極連接控制器NCP1652的OUTB引腳，第一 FLY-BUCK功率轉換電路和第二 FLY-BUCK功率轉換電路的輸出端均連接至負反饋取樣電路的輸入端以及輸出恒流源單元的輸入端;并在控制器NCP1652的Rdelay引腳與信號地之間接一個電阻來設定OUTA引腳和OUTB引腳之間的無重疊時間延遲，從而經第一功率開關管MOSFET和第二功率開關管MOSFET這兩個交錯開通的MOSFET分別控制第一 FLY-BUCK功率轉換電路和第二 FLY-BUCK功率轉換電路，將能量從輸入端傳遞到輸出端。
[0007]作為本發明的一種改進，所述AC輸入單元的橋式全波整流器的輸出端連接有由第一電感和第一電容構成的后級濾波電路，所述第一電容的取值范圍為0.1yF-1.0yF，能減小高開關頻率，為單級PFC控制電路提供低阻抗電源。
[0008]作為本發明的一種改進，所述功率因數調整單元包括兩個相并聯的第一電阻分壓電路和第二電阻分壓電路，第一電阻分壓電路連接控制器NCP1652的AC IN引腳，由橋式全波整流器整流輸出的正弦波通過第一電阻分壓電路將線電壓的信息輸入到控制器NCP16 5 2的乘法器;第二電阻分壓電路連接控制器NCP165 2的Vff引腳，經過整流濾波的線電壓通過第二電阻分壓電路輸入到控制器NCP1652中，用于調整控制器。
[0009]作為本發明的一種改進，所述寬電壓啟動單元包括控制器NCP1652的直流啟動電路和啟動電壓Vcc產生電路，所述直流啟動電路包括肖特基二極管、第一整流二極管、第一限流分壓電阻和第二電容，肖特基二極管的陽極與第一整流二極管的正極相連，第一整流二極管的負極連接第二電容后接入信號地，第一整流二極管的負極串聯第一限流分壓電阻后與控制器NCP1652的HV引腳相連;所述啟動電壓Vcc產生電路包括第二整流二極管、第三整流二極管、第二限流分壓電阻、第三電容、第四電容和耦合電感器，第二整流二極管的正極與耦合電感器相連，第二整流二極管的負極連接第三整流二極管的正極，第三整流二極管的負極串聯第二限流分壓電阻后與控制器NCP1652的Vcc引腳相連;第三電容的一端連接在第二整流二極管的負極和第三整流二極管的正極之間，另一端接信號地;第四電容的一端連接在第二限流分壓電阻和Vcc引腳之間，另一端接信號地。
[0010]作為本發明的一種改進，所述EMC濾波處理電路包括熔斷器、耦合電感、電阻器、第五電容、第二電感、第六電容、第七電容和第八電容，熔斷器接入交流電網的火線上，耦合電感的同名端分別連接交流電網的零線和火線，在耦合電感的異名端并聯接入電阻器，在電阻器的兩端依次并聯接入第五電容和第六電容，在第五電容和第六電容之間串接有第二電感，第七電容串聯在零線和接零保護線之間，第八電容串接在接零保護線和第二電感之間。
[0011]作為本發明的一種改進，所述第一電阻分壓電路包括依次串接的第一電阻、第二電阻、第三電阻和第四電阻，在第四電阻兩端并聯有第九電容，第四電阻的末端接入信號地，在第三電阻和第四電阻之間引出一條支路連接控制器NCP1652的AC IN引腳;所述第二電阻分壓電路包括依次串聯連接的第五電阻、第六電阻、第七電阻和第八電阻，在第八電阻的兩端并聯有第九電阻和第十電容，第八電阻的末端接入信號地，在第七電阻和第八電阻之間引出一條支路連接控制器NCP1652的Vff引腳。
[0012]作為本發明的一種改進，所述第一FLY-BUCK功率轉換電路包括第一變壓器、第一二極管、第十電阻、第十一電容、第一輸出整流二極管和第一輸出電容，第一二極管的正極和第一變壓器的原邊同名端連接第一功率開關管MOSFET的漏極，第十電阻與第^^一電容相并聯后一端與第一二極管的負極相連，另一端連接第一變壓器的原邊異名端，第一變壓器的副邊同名端連接第一輸出整流二極管的正極，第一輸出整流二極管的負極連接第一輸出電容的正極，第一輸出電容的負極與第一變壓器的副邊異名端相連后接入模擬地，在第一輸出整流二極管的負極和第一輸出電容的正極之間引出一條支路作為雙FLY-BUCK單元的第一輸出端;所述第二 FLY-BUCK功率轉換電路包括第二變壓器、第二二極管、第i^一電阻、第十二電容和第二輸出整流二極管，第二二極管的正極和第二變壓器的原邊同名端連接第二功率開關管MOSFET的漏極，第^^一電阻與第十二電容相并聯后一端與第二二極管的負極相連，另一端連接第二變壓器的原邊異名端，第二變壓器的副邊同名端連接第二輸出整流二極管的正極，第二變壓器的副邊異名端接入模擬地，第二輸出整流二極管的負極引出作為雙FLY-BUCK單元的第二輸出端;第一變壓器和第二變壓器的原邊異名端與AC輸入單元的后級濾波電路輸出端相連，第一功率開關管MOSFET和第二功率開關管MOSFET的源極相連并串聯第十二電阻后再連接至AC輸入單元的后級濾波電路輸出端;所述負反饋取樣電路包括依次相連的電流/電壓檢測電路和光電隔離器，雙FLY-BUCK單元的第一輸出端和第二輸出端一方面連接電流/電壓檢測電路，另一方面連接輸出恒流源單元，光電隔離器的雙路輸出端的一路通過第十三電阻連接控制器NCP1652的FB引腳，另一路與AC輸入單元的后級濾波電路輸出端相連。
[0013]作為本發明的一種改進，所述控制器NCP1652的CT引腳外