[发明专利]一种LED灯泡用小型化高功率输出、隔离式驱动电源

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED灯泡用驱动电源，本发明提及的LED灯泡是指自带 国际标准化灯头(E27、E26、E14、GU10、B22国际标准灯头)并以LED为光 源的一体化整灯。

背景技术

LED照明光源具有环保、节能、寿命长等优点，目前被视为二十一世纪 最具前景的照明光源。由于LED发光二极管本身特性决定了其驱动电源不能 象普通白炽灯那样采用普通供电电源，以免电压波动导致电流增大从而损坏 LED发光二极管，因而必须配备合适的驱动电源以充分满足LED发光二极 管工作所需的驱动要求，最大限度的发挥LED发光二极管性能，减少故障率。

近年来，随着LED照明技术发展，LED照明光源已开始取代传统光源在 各种照明灯具中大量应用，对LED照明光源的要求越来越高，其中最突出的 就是要求体积尽可能小，功率尽可能大，当输入电源为交流高电压时，大多 数场合必须采用隔离措施等。目前，在需要隔离的场合，普遍采用PWM单 端反激或单端正激式恒流驱动电源来驱动LED发光二极管。其中，常规的 PWM单端反激式恒流驱动电源如图1所示，输入交流电压经电容C1、电感 L1高频滤波，桥式整流电路BD1、电容C2整流滤波后输出高压直流给芯片 IC1供电，并通过芯片IC1内部的电流源从1脚给电容C4充电，电容C4的 储能作为芯片IC1的工作电源。芯片IC1产生震荡，震荡频率由内部电路决 定，芯片IC1通过内置MOSFET从5脚输出进行开关工作。当内置MOSFET 导通时，电源电流流过高频变压器T1的初级绕组N1，感应到次级绕组N2 的电压相位使二极管D2处于反向偏置而没有电流即没有输出。当内置 MOSFET关断时，N1电流为0，储存在高频变压器T1磁芯中的能量通过磁 场耦合到次级绕组N2输出(此时因N2电压反向而使二极管D2处于正向导 通状态)，N2电流在磁芯中产生的磁通方向与内置MOSFET导通时N1中电 流在磁芯中产生的磁通方向相同，显然，磁芯中磁通的方向始终没有变化， 磁芯只工作于第I象限，如图6所示。N2的输出电压经二极管D2整流、电 容C5滤波后为负载LED供电。LED电流流经电阻R4进行取样，部分取样 电流经电阻R3流经线性光耦IC2内部的LED，在LED的光照下，内部光敏 晶体管导通，其导通程度与流过LED的电流成正比。光敏晶体管的集电极连 接到芯片IC1的控制脚4以控制芯片IC1输出的占空比，当负载LED电流增 大时，流经线性光耦IC2内LED的电流也增加，光敏晶体管导通程度增加， 将芯片IC1的4脚电位下拉，芯片IC1输出占空比减小，进而输出到负载LED 的电流减小，达到恒流输出的目的。

从上述电路模式中可以看出，流过高频变压器T1初级绕组N1中的电流 为单向，从而使高频变压器T1磁芯中的磁通量也是单方向变化，其磁通量 变化为0-+Φm-0，即磁芯工作于第I象限，如图6所示(说明：优良 软磁材料的剩余磁通量Φr很小，趋于0，可忽略不计，图中Φ_(BS)表示磁通 量，H表示磁场强度)，则高频变压器T1所能输出的最大功率为：

Po＝FLΦm²/2μS

式中：Po表示高频变压器输出的最大功率；F表示开关工作频率；L表 示磁芯磁路长度；S表示磁芯截面积；μ表示磁芯磁导率；Φm表示最大磁 通量，由于受磁芯材料本征特性Bs(Φs＝Bs*S)的限制，必须满足Φm＜Φ s的要求。

在LED驱动电源中，由于变压器尺寸占据了主要体积，因此，可以看出， 由于磁通量呈单方向变化，使变压器没有发挥出自身应有的最大输出能力， 致使其体积的减小受到限制，即在相同的体积下不能输出更大的功率。

发明内容

针对上述技术的不足，本发明提供了一种LED灯泡用小型化高功率输出、 隔离式驱动电源，目的旨在提高LED驱动电源中隔离变压器利用率，在变压 器体积相同的情况下，可输出大一倍的功率；在输出功率相同的情况下，其 体积可大大缩小，从而达到小型化、高功率输出的目的。