專利名稱：用于大中功率led燈的恒流源驅動電路的制作方法
技術領域：
本發明提供了一種應用于電子技術領域的恒流穩壓電源裝置，特別涉及一種用于 大中功率LED燈的恒流源驅動電路。
背景技術：
LED (Light Emitting Diode)，即發光二極管，是一種固態的半導體器件，可以直 接把電轉化為光，其作為一種體積小、耗電量低、使用壽命長、高亮度、低熱量、環保且堅固 耐用的光源被廣泛應用于新一代的顯示裝置中。LED的發光亮度和使用壽命主要受其驅動電流的影響，最佳的LED驅動方式應是 恒流源驅動。目前市場上提供了一種驅動源，如安森美半導體電源，其作為驅動源的應用十 分廣泛，且使用了穩壓恒流技術，解決LED負載的需要，其主要弊端在于(1)所述技術的結構過于復雜，元器件多，體積大，調試繁瑣；(2)所述技術只適用于小功率(8-10W)的需要，無法滿足大、中功率LED光源的使 用需求；(3)所述技術需要在輸入前端另行設計，由工頻電源通過整流濾波電路及EMI電 路等，大大增加了產品的成本，不易于推廣普及。另一種廣泛使用的設計采用了半橋變換電路，前級使用IC芯片NCP1015，使得結 構有所簡化，但輸出端采用隔離式結構，其中的耦合變壓器對于不同功率的負載在成本和 設計上均造成負擔，參數調整需經過復雜的計算和試驗確認。另外，現有的恒流源驅動電路其最大缺陷是一種設計電路對應一種特定LED燈的 功率燈，元器件參數調整要通過復雜的理論計算和試驗或經驗數據的確認，大大增加了產 品的設計和試驗成本，更不適應大中功率LED光源普及的需求。
發明內容
本發明解決的技術問題是，由于LED驅動源的技術結構過于復雜，元器件過多且 體積大，而導致的產品調試繁瑣，無法滿足大、中功率LED光源的使用需求，且產品成本較 高，設計復雜，參數調整困難，不易于推廣普及等的問題，進而提供了一種用于大中功率LED 燈的恒流源驅動電路。本發明所采用的技術方案是，一種用于大中功率LED燈的恒流源驅動電路，包括 用于濾除各種電磁諧波的EMI電路、橋式整流濾波電路及LED負載電路，所述EMI電路的輸 入端與交流電網相接，EMI電路的輸出端與橋式整流濾波電路輸入端相接，所述恒流源驅動 電路還包括無源功率因數校正電路、脈沖寬度調制開關電路、用于監視和調整輸出電流的 恒流源控制電路及用于提供負載功率的輸出功率管，所述橋式整流濾波電路輸出端與脈沖 寬度調制開關電路輸入端相接，脈沖寬度調制開關電路輸出端與恒流源控制電路輸入端相 接，恒流源控制電路輸出端與輸出功率管輸入端相接，輸出功率管輸出端與LED負載電路 輸入端相接，無源功率因數校正電路一端接于橋式整流濾波電路輸出端，無源功率因數校正電路另一端接地；所述脈沖寬度調制開關電路包括電阻R5、R6，三極管Ql及電解電容C6，三極管的 集電極與發射極通過電阻R5連接，三極管發射極與電阻R5連接后連至電阻R6 —端，電阻 R6另一端與電解電容C6正極連接；所述輸出功率管包括二極管D5，電阻R8以及MOS功率管Q2，二極管D5負極與電 阻R8 —端連接，二極管D5正極與電阻R8另一端連接并連至MOS功率管Q2柵極，所述電阻 R8為小于5歐姆的電阻；所述恒流源控制電路采用IC芯片MT7910，其中1腳接地，2腳接電容C6正極，3 腳、4腳經電容C7接地，5腳經電容C8接地，6腳經電容C9接地，7腳與MOS功率管Q2之間
設有電阻電路，8腳接二極管D5負極；其中電阻電路的等效電阻
，其中 I (LED)為單顆LED光源允許通過的電流。優選地，所述的MOS功率管Q2關斷時間
)，導通時間=
T-T。ff，其中Coff是指C9電容值，Rc為R6電阻值，T為MOS功率管的通斷周期，T = 10 μ s 20 μ S。優選地，所述EMI電路包括壓敏電阻RZ，電容Cl，電感Ll和電感L2，壓敏電阻RZ 與電容Cl并聯后再與電感Ll串聯；所述橋式整流濾波電路包括4個DB107型二極管，所述二極管全橋連接；電感Ll 和L2連接所述橋式整流濾波電路；交流電網火線端經熱敏電阻Rntc連接壓敏電阻RZ ；
R , *Vdd所述LED負載電路的輸出電流
其中Rntc是指熱敏電
阻Rntc的電阻值，RZ是指壓敏電阻RZ的電阻值，Vdd是指IC芯片ΜΤ7910的工作電壓。優選地，所述無源功率因數校正電路包括RSlJ型二極管Dl、D2、D3，22uF/250V型 電解電容C3、C4以及電阻R2，二極管D3正極和電解電容C4負極分別接地，二極管D3負極 連接二極管Dl負極和電阻R2 —端，電阻R2另一端連接電解電容C4正極，二極管D2負極 連接電容電解C3正極，電解電容C3負極連接二極管Dl正極，二極管D2正極連接電解電容 C4正極。優選地，所述LED負載電路包括二極管D4，電感L3，電解電容C5以及電阻R3、R4， 二極管D4負極連接電解電容C5正極，二極管D4正極通過電感L3連接電解電容C5負極， 電阻R3、R4串聯后與電解電容C5并聯；所述電感L3的電流紋波為30% 100%。優選地，所述脈沖寬度調制開關電路的三極管Ql為功率0. 6 IW的中壓三極管。優選地，所述的電感Ll飽和電流為600mA 750mA。優選地，所述的電阻電路由電阻R10、R11、R12、R13并聯后與電阻R9串聯而得。本發明中，電阻電路等效電阻Rcs的選定是決定該款照明燈功率等級的關鍵因 素；而MOS功率管的開啟時間和關斷時間直接關系到整個系統的輸出光效和輸出光能的 穩定性；另外，整個照明燈光源由若干個串并聯LED組合而成，驅動電源輸出的恒穩電流必 須保持恒定，這是LED使用壽命和發揮最大光效的關鍵。申請人歷經創造性勞動，得出了針對上述參數的計算公式，大大節省了重復勞動。采用本發明所提供的技術方案，在輸入端采用電網電壓直接整流降壓方式，輸出 采用非隔離式拓撲結構，簡化結構，減少元器件，易于調試，對于大、中功率的LED光源具有 普適性，適于驅動中大功率的LED串并聯組合的負載，且成本較低，易于推廣普及。另外，本 發明還對電路中的關鍵元器件參數進行了公式化計算，摒棄了傳統的電路需反復調試確定 參數的漫長試驗周期，使電路設計工作更加簡便快捷。
圖1是本發明的電路圖。其中，1為EMI電路；2為橋式整流濾波電路；3為無源功率因數校正電路；4為脈 沖寬度調制開關電路；5為恒流源控制電路；6為輸出功率管；7為LED負載電路；8為電阻 電路。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明做進一步的詳細描述，但本發明的保護范圍并不限于 此。如圖1所示，一種用于大中功率LED燈的恒流源驅動電路，包括用于濾除各種電磁 諧波的EMI電路1、橋式整流濾波電路2及LED負載電路7，所述EMI電路1的輸入端與交 流電網相接，EMI電路1的輸出端與橋式整流濾波電路2輸入端相接，所述恒流源驅動電路 還包括無源功率因數校正電路3、脈沖寬度調制開關電路4、用于監視和調整輸出電流的恒 流源控制電路5及用于提供負載功率的輸出功率管6，所述橋式整流濾波電路2輸出端與 脈沖寬度調制開關電路4輸入端相接，脈沖寬度調制開關電路4輸出端與恒流源控制電路 5輸入端相接，恒流源控制電路5輸出端與輸出功率管6輸入端相接，輸出功率管6輸出端 與LED負載電路7輸入端相接，無源功率因數校正電路3 —端接于橋式整流濾波電路2輸 出端，無源功率因數校正電路3另一端接地；所述脈沖寬度調制開關電路4包括電阻R5、R6，三極管Q1及電解電容C6，三極管 的集電極與發射極通過電阻R5連接，三極管發射極與電阻R5連接后連至電阻R6 —端，電 阻R6另一端與電解電容C6正極連接；所述脈沖寬度調制開關電路4的三極管Q1為功率 0. 6 1W的中壓三極管。所述輸出功率管6包括二極管D5，電阻R8以及M0S功率管Q2，二極管D5負極與 電阻R8 —端連接，二極管D5正極與電阻R8另一端連接并連至M0S功率管Q2柵極，所述電 阻R8為小于5歐姆的電阻；所述恒流源控制電路5采用IC芯片MT7910，其中1腳接地，2腳接電容C6正極，3 腳、4腳經電容C7接地，5腳經電容C8接地，6腳經電容C9接地，7腳與M0S功率管Q2之間
設有電阻電路8，8腳接二極管D5負極；其中電阻電路8的等效電阻=np7^D)，
其中I (LED)為單顆LED光源允許通過的電流。 所述的M0S功率管Q2關斷時間
導通時間= T_T。《，其
6中Coff是指C9電容值，Rc為R6電阻值，T為MOS功率管的通斷周期，T = IOys 20yS。所述EMI電路1包括壓敏電阻RZ，電容Cl，電感Ll和電感L2，壓敏電阻RZ與電容 Cl并聯后再與電感Ll串聯；所述的電感Ll飽和電流為600mA 750mA。所述橋式整流濾波電路2包括4個DB107型二極管，所述二極管全橋連接；電感Ll 和L2連接所述橋式整流濾波電路；交流電網火線端經熱敏電阻Rntc連接壓敏電阻RZ ；
所述LED負載電路7的輸出電流:
其中Rntc是指熱敏
電阻Rntc的電阻值，RZ是指壓敏電阻RZ的電阻值，Vdd是指IC芯片MT7910的工作電壓。所述無源功率因數校正電路3包括RSlJ型二極管D1、D2、D3，22uF/250V型電解電 容C3、C4以及電阻R2，二極管D3正極和電解電容C4負極分別接地，二極管D3負極連接二 極管Dl負極和電阻R2 —端，電阻R2另一端連接電解電容C4正極，二極管D2負極連接電 容電解C3正極，電解電容C3負極連接二極管Dl正極，二極管D2正極連接電解電容C4正 極。所述LED負載電路7包括二極管D4，電感L3，電解電容C5以及電阻R3、R4，二極 管D4負極連接電解電容C5正極，二極管D4正極通過電感L3連接電解電容C5負極，電阻 R3、R4串聯后與電解電容C5并聯；所述電感L3的電流紋波為30% 100%。所述的電阻 電路8由電阻R10、R11、R12、R13并聯后與電阻R9串聯而得。
權利要求
一種用于大中功率LED燈的恒流源驅動電路，包括用于濾除各種電磁諧波的EMI電路、橋式整流濾波電路及LED負載電路，所述EMI電路的輸入端與交流電網相接，EMI電路的輸出端與橋式整流濾波電路輸入端相接，其特征在于所述恒流源驅動電路還包括無源功率因數校正電路、脈沖寬度調制開關電路、用于監視和調整輸出電流的恒流源控制電路及用于提供負載功率的輸出功率管，所述橋式整流濾波電路輸出端與脈沖寬度調制開關電路輸入端相接，脈沖寬度調制開關電路輸出端與恒流源控制電路輸入端相接，恒流源控制電路輸出端與輸出功率管輸入端相接，輸出功率管輸出端與LED負載電路輸入端相接，無源功率因數校正電路一端接于橋式整流濾波電路輸出端，無源功率因數校正電路另一端接地；所述脈沖寬度調制開關電路包括電阻R5、R6，三極管Q1及電解電容C6，三極管的集電極與發射極通過電阻R5連接，三極管發射極與電阻R5連接后連至電阻R6一端，電阻R6另一端與電解電容C6正極連接；所述輸出功率管包括二極管D5，電阻R8以及MOS功率管Q2，二極管D5負極與電阻R8一端連接，二極管D5正極與電阻R8另一端連接并連至MOS功率管Q2柵極，所述電阻R8為小于5歐姆的電阻；所述恒流源控制電路采用IC芯片MT7910，其中1腳接地，2腳接電容C6正極，3腳、4腳經電容C7接地，5腳經電容C8接地，6腳經電容C9接地，7腳與MOS功率管Q2之間設有電阻電路，8腳接二極管D5負極；其中電阻電路的等效電阻其中I(LED)為單顆LED光源允許通過的電流。FSA00000148584900011.tif
2.根據權利要求1所述的恒流源驅動電路，其特征在于所述的MOS功率管Q2關斷時 間 導通時間= τ-τ。《，其中Coff是指C9電容值，&為R6電阻值，T為MOS功率管的通斷周期，T = 10 μ s 20 μ s。
3.根據權利要求1或2所述的恒流源驅動電路，其特征在于所述EMI電路包括壓敏 電阻RZ，電容Cl，電感Ll和電感L2，壓敏電阻RZ與電容Cl并聯后再與電感Ll串聯；所述橋式整流濾波電路包括4個DB107型二極管，所述二極管全橋連接；電感Ll和L2 連接所述橋式整流濾波電路；交流電網火線端經熱敏電阻Rntc連接壓敏電阻RZ ； 所述LED負載電路的輸出電流 其中Rntc是指熱敏電阻 Rntc的電阻值，RZ是指壓敏電阻RZ的電阻值，Vdd是指IC芯片ΜΤ7910的工作電壓。
4.根據權利要求1所述的恒流源驅動電路，其特征在于所述無源功率因數校正電路 包括RSlJ型二極管Dl、D2、D3，22uF/250V型電解電容C3、C4以及電阻R2，二極管D3正極 和電解電容C4負極分別接地，二極管D3負極連接二極管Dl負極和電阻R2 —端，電阻R2 另一端連接電解電容C4正極，二極管D2負極連接電容電解C3正極，電解電容C3負極連接 二極管Dl正極，二極管D2正極連接電解電容C4正極。
5.根據權利要求1所述的恒流源驅動電路，其特征在于所述LED負載電路包括二極 管D4，電感L3，電解電容C5以及電阻R3、R4，二極管D4負極連接電解電容C5正極，二極管D4正極通過電感L3連接電解電容C5負極，電阻R3、R4串聯后與電解電容C5并聯；所述電 感L3的電流紋波為30 % 100 %。
6.根據權利要求1所述的恒流源驅動電路，其特征在于所述脈沖寬度調制開關電路 的三極管Q1為功率0. 6 1W的中壓三極管。
7.根據權利要求3所述的恒流源驅動電路，其特征在于所述的電感L1飽和電流為 600mA 750mA。
8.根據權利要求1所述的恒流源驅動電路，其特征在于所述的電阻電路由電阻R10、 R11、R12、R13并聯后與電阻R9串聯而得。
全文摘要
本發明涉及一種用于大中功率LED燈的恒流源驅動電路，包括用于濾除各種電磁諧波的EMI電路、橋式整流濾波電路及LED負載電路，所述EMI電路的輸入端與交流電網相接，EMI電路的輸出端與橋式整流濾波電路輸入端相接，所述恒流源驅動電路還包括無源功率因數校正電路、脈沖寬度調制開關電路、用于監視和調整輸出電流的恒流源控制電路及用于提供負載功率的輸出功率管。本發明對市電直接整流降壓，采用非隔離式拓撲結構輸出，結構簡單，對大中功率的LED光源有普適性，易于推廣。
文檔編號H05B37/02GK101873746SQ201010188670
公開日2010年10月27日 申請日期2010年6月2日 優先權日2010年6月2日
發明者吳德余 申請人:杭州麗晶照明電器有限公司