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CN204069412U - 一种带有无线控制功能的led可调光电源模块 - Google Patents

一种带有无线控制功能的led可调光电源模块 Download PDF

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余从刚
伍永乐
蔡嘉敏
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Abstract

本实用新型公开了一种带有无线控制功能的LED可调光电源模块，可以实现将220V交流转5V和两路可无线控制并可按需加以调整的LED恒流驱动输出的功能。该电源模块包括AC前端输入模块、干扰抑制模块、全波整流模块、雷击浪涌吸收模块、PFC前级输入模块、第一可调光LED有源PFC恒流驱动模块、第二可调光LED有源PFC恒流驱动模块和5V供电模块。本实用新型避免采用大尺寸的变压器即将交流电源转换为低压直流电源输出，简化电路、节省空间；采用单级有源降压式功率因数校正电路，提高了电源的转换效率；在实现PFC校正的同时实现恒流转换，保证了LED负载的稳定驱动。

Description

一种带有无线控制功能的LED可调光电源模块
技术领域
本实用新型涉及电源电路的技术领域，特别涉及一种带有无线控制功能的LED可调光电源模块。
背景技术
目前，传统的白炽灯以热能灯泡作为光源，具有亮度不均匀、光线刺眼、光效低、发热量大、容易烧坏等明显缺点。而早期的节能灯如荧光灯管又属于线性光源，无法提供均匀的照明光源，且灯管内含有汞等有毒有害气体。此外，传统的白炽灯或荧光灯需要较高的驱动电压，灯管也易破裂，不易运输。因此，市场上具有亮度均匀、发热量低、省电等诸多优点的LED照明灯正在占据节能灯市场主导地位。
而LED照明灯需要恒定的电流模式驱动，所以应用于LED照明灯的电源也被要求增加电流模式控制，传统的带有无线控制功能的LED可调光系统恒流驱动电源模块，从系统内的模块工作电压需要出发，大致分为三部分：一，控制，通信部分要求稳定的低压直流小功率电源；二，对应DC输出转换成恒流调光部分的较高直流电压，稳定度要求不高，功率较大；三，从第二部分DC输出转换成用于驱动LED模组的可调制恒流输出，功率较大，上面转换的缺点是各种输出依需要独立，一级一级地转换组成系统各模块需求，系统效率低，控制复杂，成本高。而如今，高性能、高效率、小型化和轻量化越来越成为驱动电源模块追求的目标。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种带有无线控制功能的LED可调光电源模块。
本实用新型的目的通过下述技术方案实现：
一种带有无线控制功能的LED可调光电源模块，该电源模块包括：AC前端输入模块、干扰抑制模块、全波整流模块、雷击浪涌吸收模块、PFC前级输入模块、第一可调光LED有源PFC恒流驱动模块、第二可调光LED有源PFC恒流驱动模块以及5V供电模块；所述干扰抑制模块接在AC前端输入模块上，其输出端连接全波整流模块；所述全波整流模块输出端连接雷击浪涌吸收模块；所述雷击浪涌吸收模块输出端连接PFC前级输入模块；所述PFC前级输入模块输出端分别连接第一可调光LED有源PFC恒流驱动模块和第二可调光LED有源PFC恒流驱动模块；所述第一可调光LED有源PFC恒流驱动模块和第二可调光LED有源PFC恒流驱动模块还与可调光系统中执行控制模块的输出端连接，按控制要求驱动外部的LED模组；所述5V供电模块与第二可调光LED有源PFC恒流驱动模块的辅助供电绕组相连，同时为可调光系统的通信模块和执行控制模块提供5V直流电压。
优选的，所述干扰抑制模块用于EMI滤波，控制电网噪声以及自身产生的噪声，其中泄放电阻1/R9和1/R10用于泄放关机后电容1/CX1和1/CX2上的电压，电容1/CX1和1/CX2用于消除差模干扰，共模电感1/L5用于消除共模干扰。
优选的，所述第一可调光LED有源PFC恒流驱动模块和第二可调光LED有源PFC恒流驱动模块为单级降压式有源PFC功率因数校正恒流转换电路。
优选的，所述5V供电模块通过自激辅助绕组取得5V需要的脉冲电压，经过整流滤波后实现通信模块和执行控制模块的5V直流供电。
本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：
（1）本实用新型通过单级有源功率因数降压转换恒流直接驱动LED模组，同时控制和通信模块通过前面的恒流转换的辅助电源供电，相比之前方法，控制简单，比较可看出，省去了第一二部分的转换，很大程度降低了成本；
（2）本实用新型通过单级有源降压式功率因数校正恒流电路，使输入电流得到了改善，畸变程度降低，电路的功率因数得到提高；具有电路简单、成本低的优点。
附图说明
图1是本实用新型的原理框图；
图2是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例：
LED是半导体发光器件，所使用的电源是恒流源，恒流源与电压源不一样，电流是恒定的，电压却是变化的。
如图1、图2所示，一种带有无线控制功能的LED可调光电源模块，可以实现将220V交流转5V和两路可无线控制恒流输出的功能。该电源模块包括AC前端输入模块、干扰抑制模块、全波整流模块、雷击浪涌吸收模块、PFC前级输入模块、可调光LED有源PFC恒流驱动模以及5V供电模块。
交流电( 85Vac--264Vac)经照明线路进入AC前端输入模块，先经过保险丝（FUSE），压敏电阻（VR1）处理后，经过干扰抑制模块(1/CX1，1/CX2，1/R9，1/R10，1/L5)，通过整流桥进行整流（1/DB1），此时AC交流电通过四个整流二极管将交流电压整流成高压直流，然后通过雷击浪涌吸收模块（1/D1，1/R1，1/R2，1CE3）。
干扰抑制模块用于EMI滤波，控制电网噪声以及自身产生的噪声，其中泄放电阻1/R9和1/R10用于泄放关机后电容1/CX1和1/CX2上的电压，电容1/CX1和1/CX2用于消除差模干扰，共模电感1/L5用于消除共模干扰。雷击浪涌吸收模块用来抑制电源系统在雷击后产生的残余能量。
经过整流模块和雷击浪涌吸收模块后的母线电压（通常指具有众多分支的电源输出的初始连接段线路的电压叫做母线电压），先经过功率因数前级模块（1/L3,1/C1，1C2及相关零件）EMI滤波后，进入第一及第二可调光LED有源PFC恒流驱动模块(2/U1，3/U1及相关零件), 将高压脉动直流斩波并转换成负载需要的功率驱动后端LED模组。
IC(2/U1，3/U1)驱动功率场效应管2/Q1，使其导通的峰值电流包络跟随整流后的半波正弦电压实现功率因数校正；2/Q1导通时流经电感2/L4的平均电流是LED内通过的电流，这个平均电流的有效值在一定误差内是恒定的，实现LED恒流。通过调节功率管Q的占空比,迫使输入电流跟踪输入电压呈正弦波形变化。由于输入电压是全波整流波形,含有丰富的谐波,因此电流控制环必须有足够的带宽,使输入电流跟踪全波直流电压基准。为了获得对电流良好的控制和良好的动态特性,电流环必须是较高的低频增益,较宽的频带。
2/U1，3U1的调光脚外(PIN7)加一个RC网络(2/R12，2/CM,3/R12，3/CM)将PWM调光信号整形成一个平均值(0.7V到3.5V)，实现从10%到100%的调光；电压越大，LED电流越大；当电压下降到0.7V，开关管关断，驱动输出电流为零。
可调光LED有源PFC恒流驱动模块中采用单级降压式有源功率因数校正电路，使输入电流得到了改善，畸变程度降低，从而电路的功率因数得到提高，具有电路简单、成本低等优点。功率因数PF的基本定义是指交流有功功率P与视在功率W的比值，有源功率因数校正是在负载的整流电路与输出电容之间增加一个功率变换电路,将输入电流校正为与输入电压同相位的正弦波,从而使PF提高。同时，单级功率因数变换器有以下优点：1）开关器件数减少，主电路体积及成本可以降低；2）控制电路通常只有一个输出回路，简化了控制回路；3）单级变换器拓扑中部分能量可以直接传递到输出侧，不经过两级变换，所以效率要高于两级变换器。由于以上特点，单级功率因数校正电路在中小功率LED驱动器中优势非常明显。
简而言之，照明交流电通过整流，实现功率因数校正同时实现恒流的供电过程，实现了LED模组的驱动。
同时，根据有源PFC恒流转换IC在工作时通过自激从辅助绕组取得维持IC工作的电压，现在把这个加以利用，从3/U1辅助绕组供电(15VDC)中分出5V脉冲需要的绕组,通过3/D6整流，3/C7，3/C8滤波后，实现5VDC去到LED可调光系统中的执行控制模块和通信模块供电。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种带有无线控制功能的LED可调光电源模块，其特征在于，该电源模块包括：AC前端输入模块、干扰抑制模块、全波整流模块、雷击浪涌吸收模块、PFC前级输入模块、第一可调光LED有源PFC恒流驱动模块、第二可调光LED有源PFC恒流驱动模块以及5V供电模块；所述干扰抑制模块接在AC前端输入模块上，其输出端连接全波整流模块；所述全波整流模块输出端连接雷击浪涌吸收模块；所述雷击浪涌吸收模块输出端连接PFC前级输入模块；所述PFC前级输入模块输出端分别连接第一可调光LED有源PFC恒流驱动模块和第二可调光LED有源PFC恒流驱动模块；所述第一可调光LED有源PFC恒流驱动模块和第二可调光LED有源PFC恒流驱动模块还与可调光系统中执行控制模块的输出端连接，同时按控制要求驱动外部的LED模组；所述5V供电模块与第二可调光LED有源PFC恒流驱动模块的辅助供电绕组相连，为可调光系统的通信模块和执行控制模块提供5V直流电压。
2.根据权利要求1所述的一种带有无线控制功能的LED可调光电源模块，其特征在于：所述干扰抑制模块用于EMI滤波，控制电网噪声以及自身产生的噪声，其中泄放电阻1/R9和1/R10用于泄放关机后电容1/CX1和1/CX2上的电压，电容1/CX1和1/CX2用于消除差模干扰，共模电感1/L5用于消除共模干扰。
3.根据权利要求1所述的一种带有无线控制功能的LED可调光电源模块，其特征在于：所述第一可调光LED有源PFC恒流驱动模块和第二可调光LED有源PFC恒流驱动模块为单级降压式有源PFC功率因数校正电路并实现恒流转换的电路。
4.根据权利要求1所述的一种带有无线控制功能的LED可调光电源模块，其特征在于：所述5V供电模块通过自激辅助绕组取得5V需要的脉冲电压，经整流滤波后实现通信模块和执行控制模块的5V直流供电。
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