可限制电源输出功率和空载电压的恒流LED电源电路

摘要

本发明涉及一种可限制电源输出功率和空载电压的恒流LED电源电路，所述电路包括恒压电源模块(1)和设置在恒压电源模块(1)后端的DC‑DC降压模块(2)，所述电路还包括与所述电路的恒流输出端和DC‑DC降压模块(2)分别相连且在电路空载时通过控制DC‑DC降压模块(2)来动态调整输出电流并通过分流维持输出电流至设定值以限制电源输出功率和空载电压的调节模块(3)。本申请稳定可靠，提高了产品性能。

说明书

技术领域

本发明涉及灯具生产技术领域，尤其涉及一种可限制电源输出功率和空载电压的恒流LED电源电路。

背景技术

基于前级由单级恒压电路而后级由DC-DC降压电路构成的恒流LED电源线路架构简单、性价比高、效率较高等特点，在市场上被广泛应用。但单级恒压电路的直流输出纹波比较大，这会影响电路的稳定性，为了降低LED电源输出的电流纹波，通常会提高前级电源的输出电压，由于DC-DC线路的输入输出本身存在较大压差(该压差一般在5V以上)，这就会导致在提高前级电源输出电压的同时，使得DC-DC线路的输入输出压差达到8V左右。

而DC-DC线路的输入输出压差增大会到来许多问题。首先，LED电源在进行异常测试时要求将负载功率提高到最大，即进行过载测试，此情形下LED电源的输出功率会大大超出额定功率，LED电源的元器件温升会上升很多，并超出标准要求的最大温度值，造成LED电源过载测试无法通过。

其次，提高前级电源的输出电压的方式会导致电路的输出电压随之升高，若电路的额定输出电压大于35V，由于DC-DC线路的输入输出压差增大，会导致空载输出电压大于42.5V，而这不符合SELV标准。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种电路直流输出纹波小，线路稳定可靠且结构简单的可限制电源输出功率和空载电压的恒流LED电源电路。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种可限制电源输出功率和空载电压的恒流LED电源电路，所述电路包括恒压电源模块和设置在恒压电源模块后端的DC-DC降压模块，其特征在于：

所述电路还包括与所述电路的恒流输出端和DC-DC降压模块分别相连且在电路空载时通过控制DC-DC降压模块来动态调整输出电流并通过分流维持输出电流至设定值以限制电源输出功率和空载电压的调节模块。

进一步的，所述调节模块包括设置在恒流输出端和DC-DC降压模块之间并在电路空载时导通以使DC-DC降压模块关闭，而在DC-DC降压模块关闭后关断以使DC-DC降压模块开启以动态调整输出电流至设定值的开关模块。

进一步的，所述调节模块还包括并联在开关模块两端并可对空载电流进行分流以维持输出电流在设定值的分流模块。

进一步的，所述调节模块还包括设置在开关模块与恒流输出端之间以维持空载电压在设定范围的稳压模块。

进一步的，所述调节模块还包括设置在开关模块与恒流输出端之间以对空载电压进行微调并维持空载电压在设定范围的微调模块。

进一步的，所述开关模块为发光部件与恒流输出端相连而光敏三极管部件与DC-DC降压模块的使能控制端相连的光耦隔离器。

进一步的，所述分流模块为一分流电阻。

进一步的，所述稳压模块为稳压二极管。

进一步的，所述微调模块为一电阻。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过设置可控制DC-DC降压模块的工作状态的开关模块来降低空载模式下的输出电流，并结合分流方式将输出电流维持在设定值，配合稳压模块和微调模块的作用，很好的实现了在降低电路纹波，提高DC-DC输入输出压差的同时，电路的过载能力和空载电压均在设定范围内，提升了产品性能，同时该电路设计结构简单，线路稳定可靠，适用性强。

附图说明

图1为本申请的优选实施例电路原理图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1所示为本发明的优选实施例的电路原理图，该可限制电源输出功率和空载电压的恒流LED电源电路包括恒压电源模块1和设置在恒压电源模块1后端的DC-DC降压模块2。该恒压电源模块1在本实施例中优选为单级恒压电路，当然，也可以是采用多级恒压电路，只不过此时该多级恒压电路与后端的DC-DC降压模块之间不能共用开关管，各自需要独立的开关管进行控制，但此为本领域技术人员均知晓的普通技术知识，此处就不详细展开。

正如背景技术所述，为了解决在通过提高前级电源的输出电压，以降低电流纹波的同时，确保电路符合过载测试要求，提升产品性能，本申请的电路还包括与该电路的恒流输出端和DC-DC降压模块2分别相连且在电路空载时通过控制DC-DC降压模块2来动态调整输出电流并通过分流维持输出电流至设定值以限制电源输出功率和空载电压的调节模块3。

显然，本领域技术人员很容易知晓的是，该设定值即为恒流电源电路输出的恒定电流。对现有恒流LED电源电路而言，电路空载瞬间输出电流很大，空载电压也很大，即使电路稳定后会恢复至恒流输出，但该空载瞬间导致的输出功率会远远超过额定功率，使得电路受损，调节模块3在该情形下能通过控制DC-DC降压模块的工作状态，立即对输出电流进行动态调整，从而避免该问题的发生。

具体而言，该调节模块包括设置在恒流输出端和DC-DC降压模块2之间并在电路空载时导通以使DC-DC降压模块2关闭，而在DC-DC降压模块2关闭后关断以使DC-DC降压模块2开启以动态调整输出电流至设定值的开关模块31。

在本实施例中，该开关模块31为发光部件与恒流输出端相连而光敏三极管部件与DC-DC降压模块2的使能控制端EN相连的光耦隔离器N3。当然，此开关模块31也可以是其他器件，比如三极管、MOS管等。

当电路空载时，输出端电压升高，光耦输入端导通，光耦输出端也导通，根据图1所示的结构，光耦导通使得DC-DC降压模块2的使能控制端EN被拉至低电平，DC-DC关闭，输出电流立即下降至光耦导通时所需的电流值以下，光耦由此关闭，EN又恢复至高电平，DC-DC降压模块2再次开启，此时又有电流输出，在输出电流大于空载消耗电流时，此电路会一直出现光耦导通时DC-DC关闭，DC-DC关闭时光耦导通这一现象，当输出电流下降至空载消耗电流时，EN端电压稳定，此时输出电压和输出电流稳定在设定值，空载电压也稳定在设定值。

但需要说明的是，当电路稳定后，光耦和DC-DC均处于导通状态，光耦自身有正向压降(一般为1V)和导通电流，这就使得空载消耗电流大于输出电流，为了维持电路稳定，确保输出电压维持在设定值，本申请的调节模块3还包括并联在开关模块31两端并可对空载电流进行分流以维持输出电流在设定值的分流模块32，即如图1所示的在光耦N3两端并联的电阻R12。

同时，需要注意的是，DC-DC关闭会导致电路电压也跟着急剧下降，导致空载电压降得很低，影响过载试验，为了确保电路能正常运行，该调节模块3还包括设置在开关模块31与恒流输出端之间以维持空载电压在设定范围的稳压模块33。如图所示，该稳压模块33为一稳压二极管D5，至于该稳压二极管D5的稳压值为多少，根据实际的电路计算得到。而且，该调节模块3还包括设置在开关模块31与恒流输出端之间以对空载电压进行微调并维持空载电压在设定范围的微调模块34，也即如图1所示的电阻R11。

前述的设定范围根据额定功率确定，也即一般不超过额定功率的10％或以下所对应的电压数值即为此处的空载电压值。采用本申请的电路设计，该空载功率超过额定功率8％左右，符合相关标注要求。

下面即以DC-DC恒流输出为36V1A为例，将本申请电路的实际效果与现有电路进行比较，以验证本电路的有益效果。

按照背景技术中所提到的，在提高前级电源输出电压后，该DC-DC输入输出压差达到8V，则存在单级恒压电源的输出电压为44V左右，额定DC-DC输出功率为36V*1A＝36W。

如果不用本发明的电路，当负载过载到最大值时，输出功率约为44V*1A＝44W左右，输出功率超出额定功率8W，即约为1.22倍的额定功率。在过载情况下，LED电源中的元器件温升是相当高的，很多器件会超出标准要求的最大温度值。且此电源在输出空载情况下，输出电压是44V，而SELV标准要求输出电压不能超过42.5V，显然，现有电路不符合标准要求。

采用了本申请的电路设计后，当输出端空载时，输出端电压升高，光耦输入端导通，光耦输出端也导通，DC-DC的EN端下拉(DC-DC的EN内部有上拉电阻)，输出电流立即下降，当下降到该电路设定的空载消耗电流时，EN端电压就稳定了。此时的输出电压、输出电流稳定在设置值，空载电压也稳定在设置值。当负载电压小于此设置值时，DC-DC的EN端不被光耦下拉，输出电流由DC-DC的R16决定。

一般光耦输入端的正向压降为1V左右，D5稳压二极管电压根据设计选择为36V，R12电阻对空载消耗电流进行分流，假如其阻值为360欧姆(该阻值的具体选择，实际也是根据具体情况决定)，因其并联在光耦两端，故可计算出它的消耗电流在1V/360＝2mA多点。

同时，R11对空载电压进行微调。根据实际情况假设空载时，R11所在支路消耗3mA，设R11电阻为680欧姆，则输出电压大约为R11*3mA+D5(36V)+光耦输入正向压降(1V)＝39V左右，可见，采用本申请的电路设计后，输出空载时，空载电压为39V，当负载电压低于39V正常工作，如此实现了负载过载，又由于电压最大是39V，而最大过载功率为39W，也仅是超出额定功率8％而已。

如此，本申请很好的实现了在通过提高前级电源输出电压，以降低电流纹波的同时，确保了电路空载电压和空载功率均在设定范围内，使得电路稳定可靠，提高了产品性能，同时该电路设计结构简单，适用性强。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。