[发明专利]一种矿用本安大功率LED驱动电源

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED灯驱动电源，尤其是一种矿用本安大功率LED驱动电源。

背景技术

煤矿照明对灯具的防爆照明有较高的要求：保证良好的照明水平，同时还要考虑工作环境的安全防爆。矿山巷道至今仍使用白炽灯作为主要光源，存在照度低，寿命短等诸多缺点；照明系统不能满足作业现场照明以及突发事故的应急照明需要；许多矿井使用旧式矿灯，笨重不易携带，且工作时间较短。而LED灯具具有使用寿命长、绿色照明、光效高，安全可靠、节电显著等优点，因此LED灯具成为矿用照明的更好的选择。目前LED驱动电源都是针对地面上使用的，功率较高，在煤矿井下容易引起爆炸，因此不适用于矿井，另外由于LED驱动电源是恒流型驱动，目前本安电源都是输出为恒压型的，不适合LED驱动使用 。

发明内容

本发明的目的是要提供一种矿用本安大功率LED驱动电源，解决目前LED驱动电源都是针对地面上使用的且功率较高，在煤矿井下容易引起爆炸的问题。

本发明是这样实现的：本安大功率LED驱动电源包括高频反激变换器、整流电路、输出滤波电路、反馈电路、PWM控制器，高频反激变换器的输出端与整流电路连接，整流电路的输出端与输出滤波电路连接，输出滤波电路的输出端为电路输出端，同时与反馈电路的输入端连接，反馈电路通过PWM控制器与高频反激变换器连接。

该驱动电源的控制方法及器件的取值方法：

控制方法：为实现恒流输出，整流电路采用二极管进行整流；高频反激变换器中变压器具有电感的作用，输出滤波电路只采用电容；反馈电路采用稳压管配合光耦作为参考、隔离、取样，利用检测电阻将输出反馈到稳压管，再通过光耦将输入输出进行隔离，光耦内置三极管的集电极端接到误差放大器的2脚；PWM控制器采用高性能单端输出式电流控制型脉宽调制型芯片误差放大器，与内部放大器同相输入端的基准电压进行比较，产生控制电压，控制脉冲的宽度，实现输出恒定。

器件取值方法：最大输出纹波电流取得极小值得到电感的设计下限值:

                 （1）

式中：：占空比；：最大输入电压；：最小负载电阻；：频率；：输出电流

以满足输出纹波电流指标要求得到电容的设计下限值：

                   （2）

式中：：最小输入电压；：最大输出纹波电流；其余参数同上。

如果本质安全开关变换器的最大输出短路释放能量为，从能量等效的角度可得变换器的输出短路等效电容为

如果考虑到安全系数K（一个故障，安全系数为1.5），则对于输出电压为的变换器，在最小点燃电压曲线上查得对应的电容为，则变换器满足输出本质安全的判据为

因此以满足输出本质安全要求得到电容的设计上限值：

（3）

式中：：在最小点燃电压曲线上查得对应的电容；：最大负载电阻；：次级电感；其余参数同上。

有益效果：改变负载或输入电压输出电流总能保持恒定且当输出发生短路时释放的能量在气体最小点燃能量值以下，避免了爆炸的发生，实现了本发明的目的。

本发明与现有技术相比，结构简单、节能环保、使用寿命长、携带方便，适用于煤矿、石化等危险场所。

附图说明

图1是本发明的结构图。

图2是本发明的主拓扑结构图。

图3是本发明的控制芯片电路结构图。

图4是本发明的电路结构图。

图1中，U1、高频反激变换器；U2、整流电路；U3、输出滤波电路；U4、反馈电路；U5、PWM控制器。

具体实施方式

下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的描述：

实施例1：本安大功率LED驱动电源包括高频反激变换器U1、整流电路U2、输出滤波电路U3、反馈电路U4、PWM控制器U5，高频反激变换器U1的输出端与整流电路U2连接，整流电路U2的输出端与输出滤波电路U3连接，输出滤波电路U3的输出端为电路输出端，同时与反馈电路U4的输入端连接，反馈电路U4通过PWM控制器U5与，高频反激变换器U1连接。

该驱动电源的控制方法及器件的取值方法：