專利名稱：一種發(fā)光二極管恒流驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種發(fā)光二極管恒流驅(qū)動(dòng)電路
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種半導(dǎo)體照明發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電路，特別是 一種具有反激式工作在斷續(xù)模式，控制斷續(xù)時(shí)間的發(fā)光二極管恒流驅(qū) 動(dòng)電路。背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(Light Emitting Diode, LED)是利用半導(dǎo)體材料 中的電子和空穴相互結(jié)合并釋放出能量，使得能量帶位階改變，以發(fā) 光顯示其所釋放出的能量。發(fā)光二極管具有體積小、壽命長(zhǎng)、驅(qū)動(dòng)電 壓低、耗電量低、反應(yīng)速率快、耐震性佳等優(yōu)點(diǎn)。隨著大功率、超高 亮尤其是白光發(fā)光二極管的研制成功，其應(yīng)用已經(jīng)從信號(hào)指示、數(shù)碼 顯示等領(lǐng)域，越來(lái)越多地應(yīng)用在彩燈裝飾以及照明領(lǐng)域。
與熒光燈的電子鎮(zhèn)流器不同，發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路的主要功能是 將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，并同時(shí)完成與發(fā)光二極管的電壓和電流 的匹配。
從發(fā)光二極管的伏安曲線及數(shù)字模型看，發(fā)光二極管在正向?qū)?后，即使一個(gè)很小的正向電壓的增加，也會(huì)引起發(fā)光二極管的正向電 流成倍增漲，使發(fā)光二極管發(fā)光體溫升過快，加速發(fā)光二極管光衰減， 從而使發(fā)光二極管的壽命大為縮短，嚴(yán)重時(shí)甚至燒壞發(fā)光二極管。發(fā) 光二極管的光特性通常都描述為電流的函數(shù)，而不是電壓的函數(shù)。光通量與電流呈正比關(guān)系，因此，采用恒流源驅(qū)動(dòng)可以更好地控制亮度。 并且，環(huán)境溫度、發(fā)光二極管老化時(shí)間等因素也將改變影響發(fā)光二極 管的電氣性能。而發(fā)光二極管的光輸出直接與通過發(fā)光二極管電流相 關(guān)，所以，理想的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路在輸入電&和環(huán)境溫度等因素 發(fā)生變動(dòng)的情況下應(yīng)均能控制發(fā)光二極管電流的大小。
當(dāng)前，用作發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)的主要電路有電阻限流型驅(qū)動(dòng)電路， 線性調(diào)節(jié)器驅(qū)動(dòng)電路以及開關(guān)調(diào)節(jié)器驅(qū)動(dòng)電路等。
電阻限流是最簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)電路，僅以電阻與發(fā)光二極管串接限制 通過發(fā)光二極管的電流。
線性調(diào)節(jié)器的核心是利用工作于線性區(qū)的功率三極管或金屬氧
化物場(chǎng)效應(yīng)管(M0SFFET)作為一動(dòng)態(tài)可調(diào)電阻來(lái)控制負(fù)載。由于分
流調(diào)節(jié)器需要串聯(lián)一個(gè)電阻，所以效率不高，并且在輸入電壓變化范 圍比較寬的情況下很難做到恒定的調(diào)節(jié)。因?yàn)楣β嗜龢O管或場(chǎng)效應(yīng)管 都有一個(gè)飽和導(dǎo)通電壓，輸入的最小電壓必須大于該飽和電壓與負(fù)載 電壓之和，電路才能正確地工作。
上述兩類驅(qū)動(dòng)技術(shù)不但受輸入電壓范圍的限制，而且效率低。在 用于低功率的普通發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)時(shí)，因電流只有幾個(gè)毫安，因此損
耗不明顯；當(dāng)用作電流達(dá)幾百毫安甚至更高的高亮發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng) 時(shí)，功率電路的損耗就成了比較嚴(yán)重的問題?！?br> 開關(guān)調(diào)節(jié)器驅(qū)動(dòng)電路中采用反激式(FLYBACK)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的開關(guān) 電源，檢測(cè)輸出電流而不是檢測(cè)輸出電壓進(jìn)行反饋控制，滿足了發(fā)光 二極管的恒流驅(qū)動(dòng)，是目前常用的驅(qū)動(dòng)電路。參照?qǐng)D1，現(xiàn)有技術(shù)中采用反激式(FLYBACK)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為主體 結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路，開關(guān)管的通斷由電流模式脈沖寬度調(diào)制 控制器構(gòu)成的電路控制。這種結(jié)構(gòu)在完成向負(fù)載提供直流電壓的同 時(shí)，既實(shí)現(xiàn)了功率因數(shù)的校正，又能使負(fù)載與電源相互隔離。該電路 中的電流模式脈沖寬度調(diào)制控制器都是通過對(duì)隔離變壓器次級(jí)電路 的負(fù)載直流電流值的大小和從隔離變壓器初級(jí)電路中獲取的初級(jí)電 流峰值進(jìn)行檢測(cè)，然后通過控制器改變開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間，實(shí)現(xiàn)負(fù)載電 流保持恒定。當(dāng)負(fù)載電流因各種因素而產(chǎn)生變化時(shí)，電流模式脈沖寬 度調(diào)制控制器輸出控制開關(guān)的通斷時(shí)間使負(fù)載電流回到初始設(shè)計(jì)值 上。但是，該驅(qū)動(dòng)電路為了保持變壓器初、次級(jí)的隔離，所以必須要 在發(fā)光二極管檢測(cè)回路中使用光電耦合器。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在 的缺陷，提供一種反激式工作在斷續(xù)模式，控制斷續(xù)時(shí)間的發(fā)光二極 管恒流驅(qū)動(dòng)電路。
本實(shí)用新型采用了下列技術(shù)方案解決了其技術(shù)問題 一種發(fā)光二 極管恒流驅(qū)動(dòng)電路，包括，一隔離變壓器T，該變壓器初級(jí)繞組Wp串
接一功率開關(guān)管Q以及一峰值電流檢測(cè)電阻R，次級(jí)繞組Ws串接二 極管D后并接一電容器C給負(fù)載發(fā)光二極管供電， 一電流模式脈沖寬 度調(diào)制控制器U的控制端1連接功率開關(guān)管Q的基極，其電流檢測(cè)端 2連接峰值電流檢測(cè)電阻與功率開關(guān)管Q的公共端，其特征在于所 述的隔離變壓器T還置有一輔助繞組Wa，該輔助繞組Wa連接電流模式脈沖寬度調(diào)制控制器U的對(duì)比信號(hào)輸入端3。
本實(shí)用新型基于采用反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為主體結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管 恒流驅(qū)動(dòng)電路，從隔離變壓器的輔助繞組獲取次級(jí)電流的過零點(diǎn)從而 得到次級(jí)電流的導(dǎo)通時(shí)間，同時(shí)根據(jù)初級(jí)峰值電流檢測(cè)結(jié)果，計(jì)算出 所需的斷續(xù)時(shí)間，并由電流模式脈沖寬度調(diào)制控制器的控制端來(lái)調(diào)節(jié) 功率開關(guān)管的開關(guān)頻率和占空比，省去了從次級(jí)檢測(cè)向初級(jí)控制電路 傳送反饋電流所必須的、起初次級(jí)相互隔離作用的光電耦合器，從而 簡(jiǎn)化線路，減少所用器件數(shù)量，降低成本和功耗，提高可靠性和系統(tǒng) 效率。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)光二極管恒流驅(qū)動(dòng)電路圖； 圖2為本實(shí)用新型發(fā)光二極管恒流驅(qū)動(dòng)電路圖。 圖中各序號(hào)分別表示為-
T-離變壓器 Wp-初級(jí)繞組 Ws-次級(jí)繞組
Wa-輔助繞組 R-電流檢測(cè)電阻 D-二極管
U-電流模式脈沖寬度調(diào)制控制器
l-控制端 2-電流檢測(cè)端 3-對(duì)比信號(hào)輸入端
Q-功率開關(guān)管O電容器
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例以及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。 參照?qǐng)D2，本實(shí)用新型包括一實(shí)現(xiàn)能量的傳遞的隔離變壓器T，該變壓器T的初級(jí)繞組Wp串接一功率開關(guān)管Q以及一峰值電流檢測(cè) 電阻R，次級(jí)繞組Ws串接二極管D后并接一電容器C給負(fù)載發(fā)光二 極管供電。
本實(shí)用新型還包括一電流模式脈沖寬度調(diào)制控制器U，該電流模 式脈沖寬度調(diào)制控制器U由工作在斷續(xù)模式，并且斷續(xù)時(shí)間可控的電 流模式脈沖寬度調(diào)制控制器集成電路芯片所構(gòu)成，其型號(hào)為AP3706。 它的控制端1連接功率開關(guān)管Q的基極，其電流檢測(cè)端2連接峰值電 流檢測(cè)電阻與功率開關(guān)管Q的公共端。所述的隔離變壓器T還置有一 組對(duì)次級(jí)電流作過零檢測(cè)的輔助繞組Wa，該輔助繞組Wa與電流模式 脈沖寬度調(diào)制控制器U的對(duì)比信號(hào)輸入端3相連接。
本實(shí)用新型從與功率開關(guān)管Q相串聯(lián)連接的隔離變壓器初級(jí)電 路中的電流檢測(cè)電阻R對(duì)隔離變壓器T的初級(jí)峰嗜電流采樣。輔助繞 組Wa作次級(jí)電流的過零檢測(cè)，當(dāng)次級(jí)繞組的電流過零時(shí)，輔助繞組 Wa感應(yīng)出的電壓信號(hào)出現(xiàn)一個(gè)下降沿。來(lái)自輔助繞組Wa的次級(jí)繞組 電流過零信號(hào)與來(lái)自電流檢測(cè)電阻R的初級(jí)電流檢測(cè)信號(hào)一起，被送 到電流模式脈沖寬度調(diào)制控制器U。控制器根據(jù)此信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)功率開 關(guān)管管Q的開關(guān)頻率和占空比，使在每個(gè)開關(guān)周期中，保持變壓器T 的初級(jí)的平均電流固定不變，從而達(dá)到調(diào)節(jié)(穩(wěn)定)次級(jí)輸出電流的 目的。每當(dāng)功率開關(guān)管Q開通后，變壓器T初級(jí)繞組中的電流線性上 升。當(dāng)該電流升至某個(gè)確定值時(shí)，開關(guān)管Q截止。此時(shí)，線圈電感中 的儲(chǔ)能即通過隔離變壓器的次級(jí)繞組Ws釋放，經(jīng)二極管D向電容器 C充電，同時(shí)，電容器C給負(fù)載發(fā)光二極管供電。
本實(shí)用新型省去了從次級(jí)檢測(cè)向初級(jí)控制電路傳送反饋電流所 必須的起初、次級(jí)相互隔離作用的光電耦合器，從而簡(jiǎn)化了線路，減 少了器件數(shù)量，降低了成本和功耗，提高了可靠性和系統(tǒng)效率。
權(quán)利要求1、一種發(fā)光二極管恒流驅(qū)動(dòng)電路，包括，一隔離變壓器(T)，該變壓器初級(jí)繞組(Wp)串接一功率開關(guān)管(Q)以及一峰值電流檢測(cè)電阻(R)，次級(jí)繞組(Ws)串接二極管(D)后并接一電容器(C)給負(fù)載發(fā)光二極管供電，一電流模式脈沖寬度調(diào)制控制器(U)的控制端(1)連接功率開關(guān)管(Q)的基極，其電流檢測(cè)端(2)連接峰值電流檢測(cè)電阻與功率開關(guān)管(Q)的公共端，其特征在于所述的隔離變壓器(T)還置有一輔助繞組(Wa)，該輔助繞組(Wa)連接電流模式脈沖寬度調(diào)制控制器(U)的對(duì)比信號(hào)輸入端(3)。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在 于所述的電流模式脈沖寬度調(diào)制控制器(U)由工作在斷續(xù)模式， 并且斷續(xù)時(shí)間可控的電流模式脈沖寬度調(diào)制控制器集成電路芯片所 構(gòu)成。
專利摘要一種發(fā)光二極管恒流驅(qū)動(dòng)電路，包括隔離變壓器，該變壓器初級(jí)繞組串接功率開關(guān)管及電流檢測(cè)電阻，次級(jí)繞組串接二極管后并接電容器給發(fā)光二極管供電，電流模式脈沖寬度調(diào)制控制器的控制端連接功率開關(guān)管的基極，其電流檢測(cè)端連接電流檢測(cè)電阻與功率開關(guān)管的公共端，隔離變壓器還置有輔助繞組，該輔助繞組連接電流模式脈沖寬度調(diào)制控制器的對(duì)比信號(hào)輸入端。本實(shí)用新型從輔助繞組獲取次級(jí)電流的過零點(diǎn)變化與初級(jí)峰值電流進(jìn)行比較，由電流模式脈沖寬度調(diào)制控制器的控制端來(lái)調(diào)節(jié)功率開關(guān)管的開關(guān)頻率和占空比，省去了從次級(jí)檢測(cè)向初級(jí)控制電路傳送反饋電流所必須的光電耦合器，從而簡(jiǎn)化線路，減少所用器件數(shù)量，降低成本和功耗，提高可靠性和系統(tǒng)效率。
文檔編號(hào)H05B37/02GK201131071SQ20072019957
公開日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2007年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月20日
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