專利名稱：具有高功率因數的led供電電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種LED供電電路，尤其涉及一種具有高功率因數的LED供電電路。
背景技術：
目前現有技術中的LED供電電路一般采用阻容降壓電路來降壓輸出，其具有供電電流小，且輸出電壓受供電電壓波動影響，當輸入電壓升高時，LED亮度增大，當輸入電壓降低時，亮度減小，影響了照明效果，常期使用下會損壞視力，供電電路還存在安全隱患。且其功率因素彡O. 6，造成電能浪費。在交流電路參數中，電壓與電流之間的相位差中的余弦叫做功率因數，在數值上，功率因數是有功功率P和視在功率S的比值，即COS φ = P/S。功率因數的大小與電路的負荷性質有關，例如，如果電路中僅有是白熾燈泡、電阻爐等電阻性負荷，那么其功率因數為I ;如果電路中存在電感性或者電容性負荷，那么其功率因數就小于I ;如果電路中僅存 在電感性或者電容性負荷，那么其功率因素就為O。功率因數是衡量電氣設備效率高低的一個重要的技術數據，功率因數低，說明電路用于交變磁場轉換的無功功率大，從而降低了設備的利用率，增加了線路供電損失。雖然現有技術LED的驅動電路采用了大容量電感、電容來提高功率因素，但其基功率因素仍處于O. 7 O. 8之間。
發明內容
本發明實施例所要解決的技術問題在于，提供一種具有高功率因數的LED供電電路。可將電路功率因素提高至O. 9以上，并且能夠穩定帶動負載LED。為了解決上述技術問題，本發明實施例提供了具有高功率因數的LED供電電路，包括整流模塊、濾波單元，所述整流模塊的輸入端連接電壓輸入端并輸出整流電壓，所述濾波單元對整流電壓進行高頻濾波，還包括PFC功率因數矯正模塊、恒流驅動模塊、降壓模塊、功率開關模塊、電流采集模塊、供電模塊；
所述PFC功率因數矯正模塊并聯于所述整流模塊輸出端上，提高電路的功率因數；所述供電模塊包括分壓單元、穩壓單元，所述分壓單元對整流后電壓進行分壓，且具有第一、第二段分壓子單元，所述穩壓單元對第二段分壓子單元的電壓進行穩壓供電于恒流驅動模塊與功率開關模塊；
所述恒流驅動模塊具有低電補償輸入端(LN)、開關驅動輸出端(OUT)、電流采樣端(CS);所述低電補償輸入端(LN)連接所述分壓單元的第一段分壓子單元輸出端，所述開關驅動輸出端(OUT)驅動所述功率開關模塊，所述電流采樣端(CS)連接電流采樣模塊，對所述功率開關模塊的電流進行檢測，并根據電流的變化情況由開關驅動輸出端(OUT)輸出電壓控制所述功率開關模塊的電流，以達到恒流，所述降壓模塊對整流后電壓進行降壓輸出。進一步地，所述穩壓單元為一齊納二極管反向連接于所述分壓單元的第二段分壓子單元與地線之間。
進一步地，所述降壓模塊為BUCK電路，具有第一二極管、電感、電阻、電容，所述電阻、電容一端與第一二極管的陰極聯接于所述整流后的電壓輸出端形成正輸出端，所述電阻、電容另一端通過所述電感與所述第一二極管的陽極連接形成負輸出端。進一步地，所述功率開關模塊是N溝道MOS管，所述N溝道MOS管的G極連接通過的第二二極管的陽級、電阻與穩壓單元的穩壓電壓輸出端連接，S極連接所述恒流驅動模塊的開關驅動輸出端(OUT)，D極連接所述降壓模塊的二極管的陽極形成充電回路。進一步地，所述PFC功率因數矯正模塊為填谷電路。更進一步地，所述電壓輸入端并聯有壓敏電阻。更進一步地，所述電流采集模塊為連接于電流采樣端(CS)與地線之間的采樣電阻。實施本發明實施例，具有如下有益效果本發明避免采用變壓器，簡化電路、節省 空間；采用了填谷電路提高電路的功率因數，提高了電源的轉換效率；使用恒流驅動模塊，使電路電流恒定，保證了 LED負載的穩定供電。
圖I是本發明的電路基本原理示意框 圖2是本發明電路原理示意圖。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步地詳細描述。參照圖I所示的本發明的基本原理示意框圖。本發明涉及一種具有高功率因數的LED供電電路，包括了整流模塊20、濾波單元10，整流模塊20并聯濾波單元10接入電壓輸入端，電壓輸入端可為普通市電，也可為AC10(T260V 50/60Hz的交流輸入電壓，濾波單元10為LC電路，對輸入電壓進行高頻濾波，整流模塊20為一整流橋堆，對輸入電壓進行全波整流，并輸出整流電壓。尤其，本發明具有高功率因數的LED供電電路還包括了 PFC功率因數矯正模塊30、恒流驅動模塊50、降壓模塊60、功率開關模塊70、電流采集模塊80、供電模塊40。PFC功率因數矯正模塊30為并聯于整流模塊20的整流電壓輸出端上的填谷電路，大幅度增加整流管的導通角，通過填平平谷點，使輸入電流從尖兵脈沖變為接近于正弦波的波形，將功率因素提高到O. 9以上。供電模塊40包括了分壓單元401、穩壓單元402，分壓單元401對整流電壓進行分壓，且具有第一分壓子單元403、第二分壓子單元404，第一分壓子單元403的電壓大于第二分壓子單元404的電壓，穩壓單元402則對第二分壓子單元404的電壓進行穩定，并供電于恒流驅動模塊50、功率開關模塊70，在本實施例中，穩壓單元402為一齊納二極管反向連接于第二分壓子單元404與地線之間，即齊納二極管的陰極連接第二分壓子單元404的輸出端，陽極則連接地線。恒流驅動模塊50具有低電補償輸入端LN、開關驅動輸出端OUT、電流采樣端CS(Current sampling);低電補償輸入端LN連接分壓單元401的第一分壓子單元403的輸出端，對峰值閥值的線電壓補償，并采樣LN和VDD之間的電壓，開關驅動輸出端OUT輸出電壓控制功率開關模塊70的電流，電流采集模塊80對功率開關模塊70開關電流進行采樣檢測，并根據電流的變化情況調整開關驅動輸出端OUT的輸出電壓開關時間和密度，使功率開關模塊70的電流恒定。需要進行說明的，功率開關模塊70包含一 N溝道MOS管，并工作于飽和區，即恒流區。降壓模塊60對整流后的模塊進行降壓輸出，降壓模塊60為BUCK電路，由功率開關模塊70進行充電放電動作控制。本發明提供了圖2所示的優選實施方式。如圖2所示的本實施例的電路原理圖。本發明實施例的整流模塊20為一整流橋堆DB，濾波單元10為接入整流橋堆DB前·級的由電感LI、電容Cl組成的高頻濾波器，而為了電壓輸入的尖峰及超壓，在濾波單元10前級還接入熔斷器F及并聯壓敏電阻ZNR。提高電路功率的PFC功率因數矯正模塊30為填谷電路，二極管Dl、D2、D3之間依次陰極、陽極首尾串聯相接，并反向接于整流橋堆DB的整流電壓輸出端上，且二極管Dl的陰極、D2陽級之間分別接入電容C3的正極、負極，二極管D2的陽極、D3陰極分別接入電容C2的正極、負極，電容C2、C3為大容量的電解電容。供電模塊40的分壓單元401為分壓電阻R1、R2、R7、R8先串后并于整流橋堆DB的整流電壓輸出端上，其中分壓電阻R7、R8的分壓輸出為第一分壓子單元403的電壓輸出，電阻R8的分壓輸出為第二分壓子單元404的電壓輸出；穩壓單元402則是齊納二極管D9，其陽級接地線，陰極連接電阻R8的分壓輸出，對第二分壓子單元404的電阻R8輸出電壓進行穩定。恒流驅動模塊50為恒流芯片Ul，恒流芯片Ul的供電端VCC連接齊納二極管D9的穩壓電壓輸出，地端GND連接地線，恒流芯片Ul還具有低電補償輸入端LN、開關驅動輸出端OUT、電流采樣端CS，低電補償輸入端LN連接電阻R7、R8的分壓輸出，開關驅動輸出端OUT為芯片內部功率開關的漏端，外部功率開關的源端，連接功率開關1 塊70的N溝道MOS管的S極，電流采樣端CS對電流采樣模塊80的采樣電阻R4、R5的電流進行采樣，恒流芯片Ul根據所獲取的電流采樣值控制開關驅動輸出端OUT的輸出電壓開關時間和密度，使功率開關模塊70的電流恒定。恒流芯片Ul還具有NE引腳，為設定功率開關的關斷時間；DM引腳，為開關使能、模擬和PWM調光端，VCC引腳連接齊納二極管D9的穩壓端，并通過旁路電容C6接地端。功率開關模塊70具有N溝道MOS管Ql，MOS管Ql的G極通過二極管D、電阻R6與齊納二極管D9的穩壓輸出端連接，二極管D的陽極為連接G極，S極連接恒流芯片Ul的開關驅動輸出端OUT。降壓模塊60為BUCK電路，電阻R、電容C的一端連接整流橋堆DB的整流電壓輸出端，形成本發明的正輸出端，另一端與電感L2的一端連接，并形成本發明的負輸出端，電感L2的另一端連接二極管DlO的陽極，二極管DlO的陰極連接整流橋堆DB的整流電壓輸出端，形成放電回路，二極管DlO的陽極與N溝道MOS管Ql的D極連接，形成充電回路。本發明具有高達O. 9的功率因數的優點，對電壓輸入可以有的較寬范圍，對于負載能夠實現恒流供應，并當負載短路時，恒流芯片Ui停止工作，對負載產生保護動作，而壓敏電阻及熔斷絲則可在電壓輸入異常時，切斷輸入，保護電路安全。
以上所揭露的僅為本發明一種較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發明之權利范圍，因此依本發明權利要求所作的等同變化，仍屬本發明所涵蓋的范圍。
權利要求
1.一種具有高功率因數的LED供電電路，包括整流模塊、濾波單元，所述整流模塊的輸入端連接電壓輸入端并輸出整流電壓，所述濾波單元對整流電壓進行高頻濾波，其特征在于，還包括PFC功率因數矯正模塊、恒流驅動模塊、降壓模塊、功率開關模塊、電流采集模塊、供電模塊； 所述PFC功率因數矯正模塊并聯于所述整流模塊輸出端上，提高電路的功率因數；所述供電模塊包括分壓單元、穩壓單元，所述分壓單元對整流后電壓進行分壓，且具有第一、第二段分壓子單元，所述穩壓單元對第二段分壓子單元的電壓進行穩壓供電于恒流驅動模塊與功率開關模塊； 所述恒流驅動模塊具有低電補償輸入端(LN)、開關驅動輸出端(OUT)、電流采樣端(CS);所述低電補償輸入端(LN)連接所述分壓單元的第一段分壓子單元輸出端，所述開關驅動輸出端(OUT)驅動所述功率開關模塊，所述電流采樣端(CS)連接電流采樣模塊，對所述功率開關模塊的電流進行檢測，并根據電流的變化情況由開關驅動輸出端(OUT)輸出電壓控制所述功率開關模塊的電流，以達到恒流，所述降壓模塊對整流后電壓進行降壓輸出。
2.根據權利要求I所述的具有高功率因數的LED供電電路，其特征在于，所述穩壓單元為一齊納二極管反向連接于所述分壓單元的第二段分壓子單元與地線之間。
3.根據權利要求I所述的具有高功率因數的LED供電電路，其特征在于，所述降壓模塊為BUCK電路,具有第一二極管、電感、電阻、電容，所述電阻、電容一端與第一二極管的陰極聯接于所述整流后的電壓輸出端形成正輸出端，所述電阻、電容另一端通過所述電感與所述第一二極管的陽極連接形成負輸出端。
4.根據權利要求I或3所述的具有高功率因數的LED供電電路，其特征在于，所述功率開關模塊是N溝道MOS管，所述N溝道MOS管的G極連接通過的第二二極管的陽級、電阻與穩壓單元的穩壓電壓輸出端連接，S極連接所述恒流驅動模塊的開關驅動輸出端(0UT)，D極連接所述降壓模塊的二極管的陽極形成充電回路。
5.根據權利要求I所述的具有高功率因數的LED供電電路，其特征在于，所述PFC功率因數矯正模塊為填谷電路。
6.根據權利要求I所述的具有高功率因數的LED供電電路，其特征在于，所述電壓輸入端并聯有壓敏電阻。
7.根據權利要求I所述的具有高功率因數的LED供電電路，其特征在于，所述電流采集模塊為連接于電流采樣端(CS)與地線之間的采樣電阻。
全文摘要
本發明實施例公開了一種具有高功率因數的LED供電電路，包括整流模塊、濾波單元，所述整流模塊的輸入端連接電壓輸入端并輸出整流電壓，所述濾波單元對整流電壓進行高頻濾波，還包括PFC功率因數矯正模塊、恒流驅動模塊、降壓模塊、功率開關模塊、電流采集模塊、供電模塊。本發明避免采用變壓器，簡化電路、節省空間；采用了填谷電路提高電路的功率因數，提高了電源的轉換效率；使用恒流驅動模塊，使電路電流恒定，保證了LED負載的穩定供電。
文檔編號H05B37/02GK102781147SQ20121029142
公開日2012年11月14日 申請日期2012年8月16日 優先權日2012年8月16日
發明者蘇松得 申請人:廣東良得電子科技有限公司