一種數字控制led路燈驅動電源的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種數字控制LED路燈驅動電源，其包括輸入干擾抑制模塊、開關電源模塊、LED恒流控制模塊，上述各模塊依次連接，其中，所述輸入干擾抑制模塊包括雷擊浪涌保護電路和EMI濾波器；所述雷擊浪涌保護電路包括相互并聯的防浪涌電路和防雷電路。本實用新型高功率因數LED驅動電源，其輸出電壓高而輸出電流相對較小，這樣可以減少開關元件的損耗，不需要同步整流仍然可以實現高效率，而且在不增加元件電壓應力的基礎上，減小元件的電流應力要求，節省成本。
【專利說明】一種數字控制LED路燈驅動電源
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及驅動電源領域，尤其涉及一種數字控制LED路燈驅動電源。
【背景技術】
[0002]目前，在世界各國重視節能減排的背景下，LED因其具有環保、節能、使用壽命長、亮度高、安全性、穩定等多方面被逐漸應用于通用照明領域，而道路照明則是其中一個極具潛力的應用方向。大功率LED照明設備已經獲得了各國市場的廣泛認同，并逐漸呈現出對傳統照明替代的趨勢。
[0003]大功率LED路燈驅動電源是LED照明設備的驅動電源，屬于開關電源的一種。在開關電源的交流輸入端，由二極管和大容量的電解電容組成的整流濾波電路被普遍使用。由于電路的非線性，這類電源的輸入電流與電壓并不是同相位的正弦波，包含了大量的諧波，導致功率因數較低。因此有必要對這類電源的輸入電流波形進行整形，提高其功率因數。
[0004]但在單級PFC電路中，由于單個開關管必須同時實現PFC功能和輸出電壓調節功能，因此其效率和性能都遜色于兩級PFC電路，一般多用在幾十瓦的中小功率場合。兩級有源PFC變換器是比較成熟的功率因數校正方式，功率因數可達到0.99以上，具有獨立的PFC級和DC-DC主功率級。其輸出電壓比較精確，帶載能力較強，效率高。
[0005]鑒于上述缺陷，本實用新型創作者經過長時間的研究和實踐終于獲得了本創作。
【發明內容】
[0006]本實用新型的目的在于提供一種數字控制LED路燈驅動電源，用以克服上述技術缺陷。
[0007]為實現上述目的，本實用新型提供一種數字控制LED路燈驅動電源，其包括輸入干擾抑制模塊、開關電源模塊、LED恒流控制模塊，上述各模塊依次連接，其中，所述輸入干擾抑制模塊包括雷擊浪涌保護電路和EMI濾波器；所述雷擊浪涌保護電路包括相互并聯的防浪涌電路和防雷電路。
[0008]進一步，所述防浪涌電路包括一壓敏電阻RV1，防雷電路包括壓敏電阻RV2、RV3、氣放管RGl。
[0009]進一步，所述壓敏電阻RV2和RV3串聯，氣放管RGl和壓敏電阻RV3并聯，氣放管RGl接地。
[0010]進一步，所述EMI濾波電路包括共模電感L1、L2和電容Cl?C4，其中，電容Cl和電阻Rl、R2組成的串聯電路并聯，電容C2和電容C3、C4組成的串聯電路相并聯，并且RAl為電容Cl提供放電回路。
[0011]進一步，所述開關電源模塊包括兩級PFC變換器，用以實現功率因數校正及獲得合適的直流電壓，其由兩個相互獨立的變換器分別實現輸入電流整形和輸出電壓調節。
[0012]進一步，所述PFC變換器，前級為PFC級，采用Boost變換器作為主電路拓撲結構，輸出端與儲能電容Cb連接。
[0013]進一步，所述LED恒流控制模塊包括采樣電阻、誤差放大器、PWM控制器，所述反激式變換器與電阻R5、R6、R7連接。
[0014]與現有技術相比較本實用新型的有益效果在于:本實用新型高功率因數LED驅動電源，其輸出電壓高而輸出電流相對較小，這樣可以減少開關元件的損耗，不需要同步整流仍然可以實現高效率，而且在不增加元件電壓應力的基礎上，減小元件的電流應力要求，節省成本。并且該電源具有效率高、對電網無污染等特點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型數字控制LED路燈驅動電源的功能框圖；
[0016]圖2為本實用新型輸入干擾抑制模塊的電路圖；
[0017]圖3為本實用新型兩級PFC變換器原理框圖；
[0018]圖4為本實用新型LED恒流控制模塊的電路圖；
[0019]圖5為本實用新型數字控制的PFC模型電路圖。
【具體實施方式】
[0020]以下結合附圖，對本實用新型上述的和另外的技術特征和優點作更詳細的說明。
[0021]本實用新型數字控制LED路燈驅動電源包括輸入干擾抑制模塊、開關電源模塊、LED恒流控制模塊。
[0022]對于由電源線傳導過來的電學沖擊進行抑制，隨后通過PFC電路將整流后的脈動電壓轉換成400V的穩定直流高壓，經過DC-DC變換將初級的高壓直流電轉變成次級上的高頻低壓交流電，再通過整流濾波后得到直流電提供給LED恒流控制模塊。
[0023]所述輸入干擾抑制模塊包括雷擊浪涌保護電路和EMI濾波器；所述雷擊浪涌保護電路包括相互并聯的防浪涌電路和防雷電路，其中，所述防浪涌電路包括一壓敏電阻RV1，防雷電路包括壓敏電阻RV2、RV3、氣放管RG1。壓敏電阻RV2和RV3串聯，氣放管RGl和壓敏電阻RV3并聯，氣放管RGl接地。
[0024]在該雷擊浪涌保護電路中還設置保險絲F1，保險絲Fl提供輸入短路保護功能。
[0025]所述EMI濾波電路包括共模電感L1、L2和電容Cl?C4，其中，電容Cl和電阻R1、R2組成的串聯電路并聯，電容C2和電容C3、C4組成的串聯電路相并聯，并且RAl為電容Cl提供放電回路。
[0026]所述開關電源模塊包括兩級PFC變換器，用以實現功率因數校正及獲得合適的直流電壓。請參閱圖3所示，其為本實用新型兩級PFC變換器原理框圖，其由兩個相互獨立的變換器分別實現輸入電流整形和輸出電壓調節。其中，前級為PFC級，采用Boost變換器作為主電路拓撲結構，輸出端與儲能電容Cb連接；通過PFC控制器控制開關管的開通與關斷，將輸入電流校正成與輸入電壓同相位的正弦信號，使功率因數接近于1，其輸出電壓為儲能電容Cb的電壓\，Vb的變化范圍一般為380?400V。DC/DC級采用反激式變換器結構，對Vb進行隔離和降壓，實現對輸出電壓的快速調節。
[0027]所述LED恒流控制模塊包括采樣電阻、誤差放大器、PWM控制器，所述反激式變換器與電阻R5、R6、R7連接，通過對電壓、電流進行采樣，經誤差放大器處理后輸入PWM控制器，得到開關的脈沖信號、控制開關管的開通與關斷，實現恒流控制。
[0028]目前大功率LED驅動電源大多采用模擬電路來實現控制，雖然可以達到很好的控制效果，但是它仍然存在一些不足，如:電路結構復雜、調試維護困難，且升級換代比較麻煩；控制電路的靈活性不夠，不易變更控制策略，不易實現復雜控制算法。
[0029]而數字控制與LED驅動電源的結合成為了可能。采用數字控制技術，可以很好地解決了模擬控制存在的不足，改善電路的控制性能。
[0030]請參閱圖5所示，其為本實用新型數字控制的PFC模型電路圖，其中，功率主電路，采用Boost變換器，用來實現功率變換；虛線框內的部分為控制電路，用來進行功率電路的控制，由數字控制芯片通過執行算法程序來完成。控制部分的工作過程為:首先數字控制芯片采樣功率主電路的電壓Vin、V。和電流狀態信息L進行模/數轉換，然后將采樣到的輸出電壓V。與參考電壓Vref進行比較，得到電壓偏差信號，接著將電壓偏差信號送PI調節器處理，生成參考電流的幅值信號Kpi，然后將幅值信號與從正弦表讀取的對應數值相乘即可得到下一時刻的參考電流信號Uf (n+1)(因為輸入電壓過零時，正弦表同步復位，所以參考電流信號與整流后的輸入電壓同相位)，再將參考電流、采樣到的電感電流和輸入電壓代入
?/(?)=^.1?> + 1)-&02)|+1-5.^；?，便可計算出當前開關周期實現功率因數校正所需要的開關占空比d(n)，經PWM模塊將占空比信號轉化為開關的脈沖信號、放大后，即可驅動開關，控制開關管的開通與關斷，實現功率因數校正。
[0031 ] 以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，對實用新型而言僅僅是說明性的，而非限制性的。本專業技術人員理解，在實用新型權利要求所限定的精神和范圍內可對其進行許多改變，修改，甚至等效，但都將落入本實用新型的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種數字控制LED路燈驅動電源，其特征在于，其包括輸入干擾抑制模塊、開關電源模塊、LED恒流控制模塊，上述各模塊依次連接，其中，所述輸入干擾抑制模塊包括雷擊浪涌保護電路和EMI濾波器；所述雷擊浪涌保護電路包括相互并聯的防浪涌電路和防雷電路。
2.根據權利要求1所述的數字控制LED路燈驅動電源，其特征在于，所述防浪涌電路包括一壓敏電阻RV1，防雷電路包括壓敏電阻RV2、RV3、氣放管RG1。
3.根據權利要求2所述的數字控制LED路燈驅動電源，其特征在于，所述壓敏電阻RV2和RV3串聯，氣放管RGl和壓敏電阻RV3并聯，氣放管RGl接地。
4.根據權利要求2或3所述的數字控制LED路燈驅動電源，其特征在于，所述EMI濾波電路包括共模電感L1、L2和電容Cl?C4，其中，電容Cl和電阻Rl、R2組成的串聯電路并聯，電容C2和電容C3、C4組成的串聯電路相并聯，并且RAl為電容Cl提供放電回路。
5.根據權利要求1所述的數字控制LED路燈驅動電源，其特征在于，所述開關電源模塊包括兩級PFC變換器，用以實現功率因數校正及獲得合適的直流電壓，其由兩個相互獨立的變換器分別實現輸入電流整形和輸出電壓調節。
6.根據權利要求5所述的數字控制LED路燈驅動電源，其特征在于，所述PFC變換器，前級為PFC級，采用Boost變換器作為主電路拓撲結構，輸出端與儲能電容Cb連接。
7.根據權利要求1或2所述的數字控制LED路燈驅動電路，其特征在于，所述LED恒流控制模塊包括采樣電阻、誤差放大器、PWM控制器，所述反激式變換器與電阻R5、R6、R7連接。
【文檔編號】H05B37/02GK204014174SQ201420295159
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年5月30日 優先權日:2014年5月30日
【發明者】劉霞, 范文騫, 孫靜, 古玉峰, 白剛 申請人:西安文理學院