Led恒流驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種LED恒流驅(qū)動(dòng)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于LED照明領(lǐng)域，普通交流市電作為輸入電源，交流輸入電源經(jīng)過(guò)整流電路得到直流電壓，所述直流電壓經(jīng)電壓轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生恒定電流給LED負(fù)載供電。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，包括交流輸入電源、整流電路和恒流控制電路，所述的整流電路接收交流輸入電源，整流電路對(duì)交流輸入電源整流，得到直流電壓，所述的恒流控制電路與負(fù)載串聯(lián)，所述的恒流控制電路包括功率開(kāi)關(guān)管，通過(guò)控制功率開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通狀態(tài)，以調(diào)節(jié)輸出電流，使得流經(jīng)負(fù)載的平均電流保持恒定。
[0004]以上現(xiàn)有技術(shù)中，所述的功率開(kāi)關(guān)管的開(kāi)通壓降為輸入電壓與輸出電壓之差，因此其開(kāi)通功耗較大，電路的效率很低，而通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)的分壓方式雖然會(huì)降低功率開(kāi)關(guān)管的開(kāi)通壓降，但分壓電路仍然存在較大能耗，無(wú)法從根本上改善電路的工作效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，用以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的開(kāi)通壓降過(guò)高導(dǎo)致電路效率低的技術(shù)問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，提供一種以下結(jié)構(gòu)的LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，包括交流輸入電源、整流電路和恒流控制電路，所述的整流電路接收交流輸入電源，整流電路對(duì)交流輸入電源整流，得到直流電壓，所述的恒流控制電路與負(fù)載串聯(lián)，所述的恒流控制電路包括功率開(kāi)關(guān)管，通過(guò)控制功率開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通狀態(tài)，以調(diào)節(jié)輸出電流，使得流經(jīng)負(fù)載的平均電流保持恒定；
[0007]所述的交流輸入電源與整流電路之間串聯(lián)有分壓電容；在正半周期中，功率開(kāi)關(guān)管開(kāi)通時(shí)刻，所述的分壓電容兩端的壓降為最大正值；在負(fù)半周期中，功率開(kāi)關(guān)管開(kāi)通時(shí)亥IJ，所述的分壓電容兩端的壓降為最大負(fù)值。
[0008]優(yōu)選地，在正半周期中，功率開(kāi)關(guān)管開(kāi)通期間，所述的分壓電容兩端的電壓呈線性下降；在負(fù)半周期中，功率開(kāi)關(guān)管開(kāi)通期間，所述的分壓電容兩端的電壓呈線性上升。
[0009]優(yōu)選地，所述直流電壓的平均值和所述流經(jīng)負(fù)載的平均電流保持恒定，所述分壓電容容值的最小值等于所述平均電流與一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)的電壓變化率的比值。
[0010]優(yōu)選地，所述的分壓電容的容值減小，分壓電容兩端的壓差增大，功率開(kāi)關(guān)管的開(kāi)通壓降降低。
[0011]優(yōu)選地，所述的恒流控制電路采樣流經(jīng)功率開(kāi)關(guān)管的電流，得到表征該電流值的采樣電壓信號(hào)，并與基準(zhǔn)電流信號(hào)進(jìn)行比較，輸出用于控制功率開(kāi)關(guān)管的通斷以及導(dǎo)通狀態(tài)的控制信號(hào)。
[0012]優(yōu)選地，所述的恒流控制電路包括運(yùn)算放大器，所述采樣電壓信號(hào)和基準(zhǔn)電流信號(hào)分別輸入運(yùn)算放大器的兩個(gè)輸入端，所述的運(yùn)算放大器的輸出端經(jīng)電阻與功率開(kāi)關(guān)管的控制端連接；在功率開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通期間，其工作于線性區(qū)。
[0013]采用本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明通過(guò)輸入端串聯(lián)分壓電容，在功率開(kāi)關(guān)管開(kāi)通時(shí)刻，分壓電容兩端的壓降位于為最大值，起到了分壓的作用，從而降低了功率開(kāi)關(guān)管開(kāi)通時(shí)刻其上的壓降，因而降低了功率開(kāi)關(guān)管的開(kāi)通損耗，分壓電容實(shí)現(xiàn)分壓的同時(shí)幾乎不消耗電能，因此提高了電路的工作效率。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明LED恒流驅(qū)動(dòng)電路的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖2為本發(fā)明的工作波形圖；
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，但本發(fā)明并不僅僅限于這些實(shí)施例。本發(fā)明涵蓋任何在本發(fā)明的精神和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。
[0017]為了使公眾對(duì)本發(fā)明有徹底的了解，在以下本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中詳細(xì)說(shuō)明了具體的細(xì)節(jié)，而對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)沒(méi)有這些細(xì)節(jié)的描述也可以完全理解本發(fā)明。
[0018]在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。需說(shuō)明的是，附圖均采用較為簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
[0019]參考圖1所示，示意了本發(fā)明的LED恒流驅(qū)動(dòng)電路的具體電路結(jié)構(gòu)，包括交流輸入電源Vin、整流電路和恒流控制電路，所述的整流電路接收交流輸入電源Vin，整流電路對(duì)交流輸入電源Vin整流，得到直流電壓Vout，所述的恒流控制電路與負(fù)載串聯(lián)，所述的負(fù)載上并聯(lián)電容C2。所述的恒流控制電路包括功率開(kāi)關(guān)管M，采樣流經(jīng)功率開(kāi)關(guān)管M的電流，并與基準(zhǔn)電流信號(hào)進(jìn)行比較，通過(guò)控制功率開(kāi)關(guān)管M的導(dǎo)通狀態(tài)，以調(diào)節(jié)輸出電流，使得流經(jīng)負(fù)載的平均電流保持恒定；
[0020]負(fù)載與功率開(kāi)關(guān)管M公共端的電壓為Vbus，所述的交流輸入電源Vin與整流電路之間串聯(lián)有分壓電容Cl ;在正半周期中，功率開(kāi)關(guān)管M開(kāi)通時(shí)刻，所述的分壓電容Cl兩端的壓降為最大正值；在負(fù)半周期中，功率開(kāi)關(guān)管M開(kāi)通時(shí)刻，所述的分壓電容Cl兩端的壓降為最大負(fù)值。
[0021]在功率開(kāi)關(guān)管M開(kāi)通時(shí)刻，Vbus即為功率開(kāi)關(guān)管M的開(kāi)通壓降。分壓電容兩端的電壓為Vcap，開(kāi)通壓降Vbus = Vin-Vcap-Vout。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于分壓電容Cl的分壓作用，功率開(kāi)關(guān)管M的開(kāi)通壓降明顯降低，而作為儲(chǔ)能元件的分壓電容Cl幾乎不耗能，故通過(guò)降低開(kāi)通壓降，降低了功率開(kāi)關(guān)管的開(kāi)通損耗，提高了電路工作效率。
[0022]所述的恒流控制電路采樣流經(jīng)功率開(kāi)關(guān)管M的電流(由采樣電阻R4實(shí)現(xiàn))，得到表征該電流值的采樣電壓信號(hào)Vsen，并與基準(zhǔn)電流信號(hào)Vref進(jìn)行比較，輸出用于控制功率開(kāi)關(guān)管的通斷以及導(dǎo)通狀態(tài)的控制信號(hào)Vctrl。恒流控制電路包括運(yùn)算放大器A，所述采樣電壓信號(hào)Vsen和基準(zhǔn)電流信號(hào)Vref分別輸入運(yùn)算放大器A的兩個(gè)輸入端，所述的運(yùn)算放大器A的輸出端經(jīng)電阻Rl與功率開(kāi)關(guān)管M的控制端連接；在功率開(kāi)關(guān)管M導(dǎo)通期間，其工作于線性區(qū)。所述的采樣電壓信號(hào)Vsen經(jīng)電阻R2連接在運(yùn)算放大器A的反相輸入端，所述的基準(zhǔn)電流信號(hào)Vref經(jīng)電阻R3連接在運(yùn)算放大器的正相輸入端。在運(yùn)算放大器A的反相輸入端與輸出端之間連接有電容C3。
[0023]參考圖2所示，示意了本發(fā)明LED恒流驅(qū)動(dòng)電路的工作波形圖，提供了交流輸入電源Vin、分壓電容兩端的電壓Vcap、開(kāi)通壓降Vbus和輸入電流Iin的波形對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0024]在正半周期中，功率開(kāi)關(guān)管M開(kāi)通期間，所述的分壓電容Cl兩端的電壓Vcap呈線性下降；在負(fù)半周期中，功率開(kāi)關(guān)管M開(kāi)通期間，所述的分壓電容Cl兩端的電壓Vcap呈線性上升。所述的正負(fù)半周期是針對(duì)交流輸入電源的工頻周期而言的。
[0025]所述直流電壓Vout的平均值和所述流經(jīng)負(fù)載的平均電流1ut保持恒定，所述分壓電容容值的最小值等于所述平均電流1ut與一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)的電壓變化率(即分壓電容兩端的電壓Vcap在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)的變化率)的比值。可用如下公式表達(dá):Cmin =lout/ (dU/dT)。
[0026]所述的分壓電容Cl的容值減小，分壓電容兩端的壓差增大，功率開(kāi)關(guān)管的開(kāi)通壓降降低，開(kāi)通損耗減小，效率增大。反之，所述的分壓電容Cl的容值增大，分壓電容Cl兩端的壓差減小，功率開(kāi)關(guān)管M的開(kāi)通壓降會(huì)有所增大，開(kāi)通損耗增大但損耗仍明顯小于現(xiàn)有技術(shù)，此時(shí)電流相位會(huì)被延后，功率因數(shù)增大。因此，在實(shí)際使用過(guò)程中，可以在效率和功率因數(shù)之間作出權(quán)衡，來(lái)選擇合適容值的分壓電容CI。
[0027]以上所述的實(shí)施方式，并不構(gòu)成對(duì)該技術(shù)方案保護(hù)范圍的限定。任何在上述實(shí)施方式的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在該技術(shù)方案的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，包括交流輸入電源、整流電路和恒流控制電路，所述的整流電路接收交流輸入電源，整流電路對(duì)交流輸入電源整流，得到直流電壓，所述的恒流控制電路與負(fù)載串聯(lián)，所述的恒流控制電路包括功率開(kāi)關(guān)管，通過(guò)控制功率開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通狀態(tài)，以調(diào)節(jié)輸出電流，使得流經(jīng)負(fù)載的平均電流保持恒定； 其特征在于:所述的交流輸入電源與整流電路之間串聯(lián)有分壓電容；在正半周期中，功率開(kāi)關(guān)管開(kāi)通時(shí)刻，所述的分壓電容兩端的壓降為最大正值；在負(fù)半周期中，功率開(kāi)關(guān)管開(kāi)通時(shí)刻，所述的分壓電容兩端的壓降為最大負(fù)值。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于:在正半周期中，功率開(kāi)關(guān)管開(kāi)通期間，所述的分壓電容兩端的電壓呈線性下降；在負(fù)半周期中，功率開(kāi)關(guān)管開(kāi)通期間，所述的分壓電容兩端的電壓呈線性上升。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于:所述直流電壓的平均值和所述流經(jīng)負(fù)載的平均電流保持恒定，所述分壓電容容值的最小值等于所述平均電流與一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)的電壓變化率的比值。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于:所述的分壓電容的容值減小，分壓電容兩端的壓差增大，功率開(kāi)關(guān)管的開(kāi)通壓降降低。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于:所述的恒流控制電路采樣流經(jīng)功率開(kāi)關(guān)管的電流，得到表征該電流值的采樣電壓信號(hào)，并與基準(zhǔn)電流信號(hào)進(jìn)行比較，輸出用于控制功率開(kāi)關(guān)管的通斷以及導(dǎo)通狀態(tài)的控制信號(hào)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于:所述的恒流控制電路包括運(yùn)算放大器，所述采樣電壓信號(hào)和基準(zhǔn)電流信號(hào)分別輸入運(yùn)算放大器的兩個(gè)輸入端，所述的運(yùn)算放大器的輸出端經(jīng)電阻與功率開(kāi)關(guān)管的控制端連接；在功率開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通期間，其工作于線性區(qū)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，包括交流輸入電源、整流電路和恒流控制電路，所述的整流電路接收交流輸入電源，整流電路對(duì)交流輸入電源整流，得到直流電壓，所述的恒流控制電路與負(fù)載串聯(lián)，所述的恒流控制電路包括功率開(kāi)關(guān)管，通過(guò)控制功率開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通狀態(tài)，以調(diào)節(jié)輸出電流，使得流經(jīng)負(fù)載的平均電流保持恒定；所述的交流輸入電源與整流電路之間串聯(lián)有分壓電容。本發(fā)明通過(guò)輸入端串聯(lián)分壓電容，在功率開(kāi)關(guān)管開(kāi)通時(shí)刻，分壓電容兩端的壓降位于為最大值，起到了分壓的作用，從而降低了功率開(kāi)關(guān)管開(kāi)通時(shí)刻其上的壓降，因而降低了功率開(kāi)關(guān)管的開(kāi)通損耗，提高了電路的工作效率。
【IPC分類(lèi)】H05B37/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105101539
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510408945
【發(fā)明人】王兆豐, 黃伏送, 陳偉
【申請(qǐng)人】矽力杰半導(dǎo)體技術(shù)(杭州)有限公司
【公開(kāi)日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2015年7月13日