專利名稱：一種高功率因數的新型led驅動電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電路領域，更具體地涉及一種新型LED (發光二極管)驅動電路。
背景技術：
在全球能源短缺、環保意識不斷提高的背景下，世界各國都在大力發展綠色節能照明。LED照明作為節能環保戰略性新興產業，受到國家和各級政府的高度重視，正在飛速發展。目前LED技術已趨成熟，由于其具有發光效率高、使用壽命長等特點，在照明領域上取代傳統的白熾燈已刻不容緩。但在現有的燈杯、燈管等小功率LED用開關電源方案中，普遍存在功率因數低，電流精度低，印刷板尺寸大等缺點。低功率因數導致電網中的諧波能量大，能源利用率低，傳輸損耗大等問題，加重電網負擔；另一方面，電流精度低會影響LED的使用壽命。
實用新型內容鑒于以上所述的問題，本實用新型提供了一種新型的具有高功率因數和高電流精度的LED驅動電路。該新型LED驅動電路包括交流輸入整流和電磁干擾濾波電路、功率因數校正電路、反激開關電路、控制電路、輸出濾波電路、吸收電路以及驅動電路，其中，交流輸入整流和電磁干擾濾波電路的輸入端與交流電源相連接，輸出端與功率因數校正電路的第一輸入端相連接，功率因數校正電路的第一輸入端與交流輸入整流和電磁干擾濾波電路的輸出端相連接，第二輸入端與驅動電路的輸出端相連接，輸出端與吸收電路的輸入端相連接，吸收電路的輸入端與功率因數校正電路的輸出端相連接，輸出端與反激開關電路的第一輸入端相連接，反激開關電路的第一輸入端與吸收電路的輸出端相連接，第二輸入端與驅動電路的輸出端相連接，輸出端與輸出濾波電路的輸入端相連接，控制電路的輸入端與功率因數校正電路的輸出端以及反激開關電路的輸出端相連接，輸出端與驅動電路的輸入端相連接，輸出濾波電路的輸入端與反激開關電路的輸出端相連接，輸出端用作發光二極管驅動電路的輸出，其中，交流輸入整流和電磁干擾濾波電路對來自交流電源的信號進行輸入整流和電磁干擾濾波，并將信號提供給功率因數校正電路，功率因數校正電路根據經由驅動電路、來自控制電路的驅動信號對從交流輸入整流和電磁干擾濾波電路提供來的信號進行功率因數校正，并將結果通過吸收電路后提供給反激開關電路的第一輸入端，反激開關電路對通過吸收電路的信號進行變壓處理，并將變壓后的信號提供給輸出濾波電路，輸出濾波電路對從反激開關電路輸出的信號進行輸出整流和濾波，從而得到作為發光二極管驅動電路的輸出信號的驅動電流，控制電路通過驅動電路分別控制功率因數校正電路和反激開關電路。本實用新型克服了現有技術的缺陷而提供了一種具備高功率因數、高電流精度、 低成本等優點的LED驅動電路，該LED驅動電路能夠符合各種安裝規格標準。
從
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
的描述中可以更好地理解本實用新型，其中圖1示出了根據本實用新型的一個實施例的LED驅動電路的結構框圖；圖2示出了根據本實用新型的一個實施例的LED驅動電路中吸收電路6的不同連接方式；圖3示出了根據本實用新型的一個實施例的LED驅動電路中驅動電路7的不同連接方式。
具體實施方式
下面將詳細描述本實用新型各個方面的特征和示例性實施例。下面的描述涵蓋了許多具體細節，以便提供對本實用新型的全面理解。但是，對于本領域技術人員來說顯而易見的是，本實用新型可以在不需要這些具體細節中的一些細節的情況下實施。下面對實施例的描述僅僅是為了通過示出本實用新型的示例來提供對本實用新型更清楚的理解。本實用新型絕不限于下面所提出的任何具體配置，而是在不脫離本實用新型的精神的前提下覆蓋了相關元素或部件的任何修改、替換和改進。圖1示出了根據本實用新型的一個實施例的LED驅動電路的結構框圖。該實用新型電路是基于降壓結構開關電路開發的。如圖1所示，該LED驅動電路包括AC輸入整流和 EMI (電磁干擾)濾波電路1、功率因數校正電路2、反激開關電路3、控制電路4、輸出濾波電路5、吸收電路6和驅動電路7。該LED驅動電路包括兩個電源輸入端(與交流電源AC連接)和一個電源輸出端(輸出提供給LED的電流)。AC輸入整流和EMI濾波電路1集成了 AC輸入整流和EMI濾波的功能。如圖1所示，其一端連接到交流電源，另一端連接到功率因數校正電路2的輸入端。功率因數校正電路2根據經由驅動電路7來自控制電路4的驅動信號進行功率因數校正操作，并通過吸收電路6提供給反激開關電路3。吸收電路6用于吸收功率因數校正電路2的輸出信號中的上尖峰，保護其中的MOSFET，同時還有一定的EMI抑制作用。反激開關電路3通過反激式開關操作，將經過功率因數校正的信號經變壓后提供給輸出濾波電路5。輸出濾波電路5對該信號進行輸出整流和濾波，并將其輸出作為LED驅動電流。如圖1所示，AC輸入整流和EMI濾波電路1包括保險絲FUSE，共模濾波電感Ll， X電容CXl、CX2，整流橋BDl，濾波電容Cl。電感Ll通過保險絲(熔斷電阻)FUSE連接交流電源，并且電感Ll與X電容CXI、CX2形成Z型EMI抑制電路，其信號經過整流橋BDl整流并經濾波電容Cl濾波后被提供給功率因數校正電路2。功率因數校正電路2包括升壓電感2、開關MOSFET Q1、續流二極管D1、濾波電容 C2等。功率因數校正電路2根據經由驅動電路7、來自控制電路4的驅動信號對從AC輸入整流和EMI濾波電路1提供來的信號進行功率因數校正，并將結果通過吸收電路6提供給反激開關電路3。反激開關電路3包括變壓器Tl、開關MOSFET Q2、原邊電流取樣電阻R1。變壓器 Tl的原邊(又稱為初級側)接收通過吸收電路6的、來自功率因數校正電路2的信號，并通過變壓器Tl的變壓在次級側產生輸出信號。輸出信號被輸出到輸出濾波電路5，輸出濾波
6電路5包括輸出整流二極管D3、輸出濾波電容C6等，用來對從反激開關電路3輸出的信號進行整流和輸出濾波，從而產生LED驅動電流。原邊電流取樣電阻Rl對在變壓器Tl的原邊側的輸入電流進行取樣，從而通過控制電路4對功率因數校正電路2的輸出產生作用，從而實現反激式開關操作。控制電路4的主要器件由一顆PWM(脈寬調制)控制芯片Ul和必要的外圍輔助元件組成。該控制芯片總共包含6只功能腳，在圖1中分別標為A-F。下面具體描述每個引腳。弓丨腳A:GND腳，用作芯片的基準地；弓丨腳B=GATE驅動腳，如圖1所示，它經過驅動電路7 (下面將描述)與功率因數校正電路2中的開關MOSFET Ql和反激開關電路3中的開關MOSFET Q2相連，用于驅動 MOSFET ；引腳C :CS腳，它是原邊電流取樣輸入腳，通過電流采樣補償電阻R6與反激開關電路3中的原邊電流取樣電阻Rl、MOSFET Q2相連；引腳D =INV腳，它是輔助繞組電壓采樣輸入腳，通過輔助繞組分壓電阻R4與反激開關電路3中的變壓器Tl相連，用于檢測變壓器Tl的退磁時間；弓丨腳E=COMP腳，它是環路補償設置腳；引腳F =VDD供電腳，它與供電繞組整流二極管D2及濾波電容C3相連，用于芯片內部電路供電。另外，如圖1所示，控制電路4還包括啟動電阻R2、R3，供電繞組整流二極管D2， 供電腳濾波電容C3，環路補償電阻C4，輔助繞組電壓采樣分壓電阻R4、R5，電流采樣補償電阻R6、R7，濾波電容C5等。吸收電路6在電路中連接在A和B兩點之間，而驅動電路7在電路中連接在C和D 兩點及E和F兩點之間，吸收電路6和驅動電路7的連接方式根據不同的系統要求可以變化，如下面的圖2和圖3所示。圖2示出了根據本實用新型的一個實施例的LED驅動電路中吸收電路6的不同連接方式。如圖2所示，在從左側起的第一種連接方式中，吸收電路6通過一電阻和一電容并聯然后與一二極管串聯連接在A和B之間，其中二極管的正極連接到B，負極連接到電阻電容并聯電路的一端，而并聯電路的另一端連接到A。在從左側起的第二種連接方式中，吸收電路6通過一瞬態抑制二極管(TVQ和一普通二極管的串聯連接在A和B之間，其中該TVS的負極和該普通二極管的負極相連。在從左側起的第三種連接方式中，吸收電路6通過TVS、電阻和電容的并聯，然后與二極管的串聯連接在A和B之間，其中該TVS的負極和該二極管的負極相連，TVS的正極連接到A，二極管的正極連接到B。在從左側起的第四種連接方式中，與第三種連接方式的不同之處在于省去了其中的電容，即，僅采用TVS和電阻的并聯，其余相同。在從左側起的第五種連接方式中，與第三種連接方式的不同之處在于省去了其中的電阻，即，僅采用TVS和電容的并聯，其余相同。在從左側起的第六種連接方式中，吸收電路6通過一電阻和電容的并聯、然后與另一電阻和一二極管串聯而連接在A和B之間，其中二極管的正極連接到B。在從左側起的第七種連接方式中，與第六種連接方式的不同之處在于串聯的二極管和電阻的位置被交換，即，二極管的正極通過電阻連接到B。圖3示出了根據本實用新型的一個實施例的LED驅動電路中驅動電路7的不同連接方式。在從上側起的第一種連接方式中，驅動電路7以一電阻的形式連接在C和D以及 E禾口 F之間。在從上測起的第二種連接方式中，驅動電路7以一二極管與一電阻的串聯、然后與另一電阻的并聯形式連接在C和D以及E和F之間，其中二極管的負極連接到C、E，正極通過串聯的電阻連接到D、F。在從上側起的第三種連接方式中，與第二種連接方式的不同之處僅在于串聯的二極管和電阻的位置被交換，即二極管的負極通過串聯的電阻連接到C、E，正極連接到D、F。在從上測起的第四種連接方式中，驅動電路7以一二極管與電阻的并聯形式連接在C禾Π D以及E禾Π F之間，其中二極管的正極連接到D、F，負極連接到C、Ε。綜上所述，根據本實用新型的實施例的LED驅動電路克服了現有技術的缺陷，而具有高功率因數、高電流精度、低成本等優點，并且能夠符合各種安裝規格標準。以上已經參考本實用新型的具體實施例來描述了本實用新型，但是本領域技術人員均了解，可以對這些具體實施例進行各種修改、組合和變更，而不會脫離由權利要求或其等同物限定的本實用新型的精神和范圍。此外，附圖中的任何信號箭頭應當被認為僅是示例性的，而不是限制性的，除非另有具體指示。當術語被預見為使分離或組合的能力不清楚時，組件或者步驟的組合也將被認為是已經記載了的。
權利要求1.一種發光二極管驅動電路，包括交流輸入整流和電磁干擾濾波電路、功率因數校正電路、反激開關電路、控制電路、輸出濾波電路、吸收電路以及驅動電路，其中所述交流輸入整流和電磁干擾濾波電路的輸入端與交流電源相連接，輸出端與所述功率因數校正電路的第一輸入端相連接；所述功率因數校正電路的第一輸入端與所述交流輸入整流和電磁干擾濾波電路的輸出端相連接，第二輸入端與驅動電路的輸出端相連接，輸出端與所述吸收電路的輸入端相連接；所述吸收電路的輸入端與所述功率因數校正電路的輸出端相連接，輸出端與所述反激開關電路的第一輸入端相連接；所述反激開關電路的第一輸入端與所述吸收電路的輸出端相連接，第二輸入端與驅動電路的輸出端相連接，輸出端與所述輸出濾波電路的輸入端相連接；所述控制電路的輸入端與所述功率因數校正電路的輸出端以及所述反激開關電路的輸出端相連接，輸出端與所述驅動電路的輸入端相連接，所述輸出濾波電路的輸入端與所述反激開關電路的輸出端相連接，輸出端用作所述發光二極管驅動電路的輸出，其中，所述交流輸入整流和電磁干擾濾波電路對來自交流電源的信號進行輸入整流和電磁干擾濾波，并將信號提供給所述功率因數校正電路，所述功率因數校正電路根據經由所述驅動電路、來自所述控制電路的驅動信號對從所述交流輸入整流和電磁干擾濾波電路提供來的信號進行功率因數校正，并將結果通過所述吸收電路后提供給所述反激開關電路的第一輸入端，所述反激開關電路對通過所述吸收電路的信號進行變壓處理，并將變壓后的信號提供給所述輸出濾波電路，所述輸出濾波電路對從所述反激開關電路輸出的信號進行輸出整流和濾波，從而得到作為所述發光二極管驅動電路的輸出信號的驅動電流，所述控制電路通過所述驅動電路分別控制所述功率因數校正電路和所述反激開關電路。
2.根據權利要求1所述的發光二極管驅動電路，其中，所述功率因數校正電路包括 升壓電感、開關金屬氧化物半導體場效應晶體管M0SFET、續流二極管和濾波電容， 其中所述升壓電感的一端連接到所述交流輸入整流和電磁干擾濾波電路以用作所述功率因數校正電路的第一輸入端，另一端連接到所述續流二極管的正極，所述開關MOSFET的柵極連接到所述驅動電路的輸出端以用作所述功率因數校正電路的第二輸入端，漏極連接到所述續流二極管的正極，源極接地，所述續流二極管的負極連接到所述吸收電路的輸入端以用作所述功率因數校正電路的輸出端，所述濾波電容連接在所述續流二極管的負極和地之間。
3.根據權利要求1所述的發光二極管驅動電路，其中，所述控制電路包括 接地腳，用作所述控制電路的基準地；驅動腳，經過所述驅動電路與所述功率因數校正電路和所述反激開關電路相連接，用于驅動這兩個電路中的金屬氧化物半導體場效應晶體管MOSFET ；原邊電流取樣輸入腳，與所述反激開關電路相連接，用于對所述反激開關電路中的變壓器的原邊電流進行取樣；輔助繞組電壓采樣輸入腳，與所述反激開關電路相連接，用于檢測所述反激開關電路中的變壓器退磁時間；環路補償設置腳；芯片供電腳，用于所述控制電路內部的供電。
4.根據權利要求1所述的發光二極管驅動電路，其中，所述吸收電路連接在所述功率因數校正電路和所述反激開關電路之間，并且所述吸收電路為下述形式中的任何一種(1)所述吸收電路由一電阻、一電容和一二極管形成，其中所述電阻和所述電容并聯、 然后與所述二極管串聯，所述二極管的正極連接到所述反激開關電路；(2)所述吸收電路由一瞬態抑制二極管和一二極管形成，其中所述瞬態抑制二極管和所述二極管串聯，且所述瞬態抑制二極管的正極連接到所述功率因數校正電路，所述二極管的正極連接到所述反激開關電路；(3)所述吸收電路由一瞬態抑制二極管、一電阻、一電容和一二極管形成，其中所述瞬態抑制二極管、所述電阻、所述電容三者并聯，然后與所述二極管串聯，且所述瞬態抑制二極管的正極連接到所述功率因數校正電路，所述二極管的正極連接到所述反激開關電路；(4)所述吸收電路由一瞬態抑制二極管、一電阻和一二極管形成，其中所述瞬態抑制二極管和所述電阻并聯，然后與所述二極管串聯，且所述瞬態抑制二極管的正極連接到所述功率因數校正電路，所述二極管的正極連接到所述反激開關電路；(5)所述吸收電路由一瞬態抑制二極管、一電容和一二極管形成，其中所述瞬態抑制二極管和所述電容并聯，然后與所述二極管串聯，且所述瞬態抑制二極管的正極連接到所述功率因數校正電路，所述二極管的正極連接到所述反激開關電路；(6)所述吸收電路由第一電阻、一電容、第二電阻和一二極管形成，其中所述第一電阻和所述電容并聯，然后與所述第二電阻和所述二極管串聯，且所述二極管的正極連接到所述反激開關電路；(7)所述吸收電路由第一電阻、一電容、第二電阻和一二極管形成，其中所述第一電阻和所述電容并聯，然后與所述二極管和所述第二電阻串聯，且所述二極管的正極通過所述第二電阻連接到所述反激開關電路。
5.根據權利要求1所述的發光二極管驅動電路，其中，所述驅動電路連接在所述控制電路與所述功率因數校正電路和所述反激開關電路之間，并且所述驅動電路為下述形式中的任何一種(1)所述驅動電路由一電阻形成；(2)所述驅動電路由第一電阻、一二極管和第二電阻形成，其中所述第一電阻與所述二極管串聯，然后與所述第二電阻并聯，且所述二極管的負極連接到所述控制電路，正極連接到所述第一電阻；(3)所述驅動電路由第一電阻、一二極管和第二電阻形成，其中所述第一電阻與所述二極管串聯，然后與所述第二電阻并聯，且所述二極管的負極連接到所述第一電阻，正極連接到所述功率因數校正電路和所述反激開關電路；(4)所述驅動電路由一二極管和一電阻形成，其中所述二極管和所述電阻并聯，且所述二極管的負極連接到所述控制電路，正極連接到所述功率因數校正電路和所述反激開關電路。
專利摘要本實用新型公開了一種高功率因數的新型LED驅動電路，包括交流輸入整流和電磁干擾濾波電路、功率因數校正電路、反激開關電路、控制電路、輸出濾波電路、吸收電路以及驅動電路，其中交流輸入整流和電磁干擾濾波電路的輸入端與交流電源相連接，輸出端與功率因數校正電路的第一輸入端相連接，功率因數校正電路的第一輸入端與交流輸入整流和電磁干擾濾波電路的輸出端相連接，第二輸入端與驅動電路的輸出端相連接，輸出端與吸收電路的輸入端相連接，吸收電路的輸入端與功率因數校正電路的輸出端相連接，輸出端與反激開關電路的第一輸入端相連接，反激開關電路的第一輸入端與吸收電路的輸出端相連接，第二輸入端與驅動電路的輸出端相連接。
文檔編號H02M1/42GK202005042SQ20112011484
公開日2011年10月5日 申請日期2011年4月7日 優先權日2011年4月7日
發明者周俊, 張昌山 申請人:昂寶電子(上海)有限公司