專利名稱：一種led照明裝置驅動電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種照明驅動電路，具體涉及一種LED照明裝置驅動電路。
背景技術：
由于單體LED光源的工作電壓較低，之前的LED照明或指示裝置的驅動，是采用低電壓大電流的方式。
具體實施方式
是用多顆單體LED光源串聯后再并聯或混聯的方式組合成工作電壓在3-200V之間的LED組合光源，再使用隔離或非隔離的降壓型電壓變換器驅動。現有LED光源的工作電壓降(VF)都會隨著器件的溫度升高而降低，且VF值會有一定的個體差異。在之前的驅動方案中，有大量并聯或串聯后再并聯的LED單體，由于VF值的高低和散熱條件的個體差異，導致個體或被并聯的LED串之間的電流偏差比較大，在并聯電路中，每個器件上的電壓是相同的；由于電壓不會變化，VF值的高低和散熱條件的個體差異，會導致壓降偏低的個體電流變大，而它的電流變大了，功率也會變大；功率變大了，個體的溫度就會升高，VF值會降的更低，電流會變得更大；如此的惡性循環，必然會降低LED光源組件的工作壽命。另外，電流的不均衡還會降低LED照明裝置的發光效率！傳統的低電壓光源組件驅動器，包括采用非隔離降壓驅動器，和采用隔離的PFC(Power Factor Correction 功率因數校正)+PWM (Pulse Width Modulation 脈沖寬度調制)、PFC+LLC (諧振電路)及隔離單級PFC等降壓驅動器在內；它們通常都有至少兩部分功能，即功率因數校正功能和降壓限流功能組成，而其包含的功率因數校正電路不具備精確的輸出電流限定能力。這種普遍使用的降壓驅動模式的不足之處在于元器件數量多，實施電路復雜，這勢必導致相關產品成本高、可靠性低和電源轉換效率低(通常只有60%-90%)等不良后果，阻礙了相關節能產品的推廣普及。
實用新型內容針對現有技術的不足，本實用新型的目的旨在于提供一種低成本、高效率、高可靠性的LED照明裝置驅動電路。為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案—種LED照明裝置驅動電路，其輸入端與交流電源相連，輸出端連接至LED照明裝置，包括整流濾波電路、PFC控制電路、采樣電路，所述整流濾波電路的輸入端與交流電源相連，整流濾波電路的輸出端與LED照明裝置和PFC控制電路的輸入端分別相連，采樣電路的輸入端連接至LED照明裝置，采樣電路的輸出端與PFC控制電路的反饋端相連，PFC控制電路的輸出端連接至LED照明裝置。所述LED照明裝置包括串接的第一 LED照明組件和第二 LED照明組件，所述第一LED照明組件和第二 LED照明組件均由多個串接的LED光源組成。所述整流濾波電路包括EMI濾波電路、整流電路、高頻濾波電路，EMI濾波電路、整流電路、高頻濾波電路依次相連，EMI濾波電路的輸入端與交流電源相連，高頻濾波電路的輸出端與LED照明裝置和PFC控制電路的輸入端分別相連。LED照明裝置驅動電路進一步包括安規及保險電路，所述安規及保險電路連接于交流電源與EMI濾波電路之間。 LED照明裝置驅動電路進一步包括旁路二極管Dl，所述旁路二極管Dl的陽極連接至高頻濾波電路的輸出端，旁路二極管Dl的陰極連接至LED照明裝置。所述PFC控制電路包括PFC控制芯片，所述PFC控制芯片的輸入端與高頻濾波電 路的輸出端相連，PFC控制芯片的反饋端與采樣電路的輸出端相連，PFC控制芯片的輸出端連接至LED照明裝置。所述PFC控制芯片的反饋端包括電壓反饋端和電流反饋端，采樣電路包括電流采樣電阻R10、電壓采樣電阻R7、分流電阻R9和分壓電阻R8，所述電壓采樣電阻R7的輸入端連接至旁路二極管Dl的陰極，電壓采樣電阻R7的輸出端連接至電壓反饋端，電流采樣電阻RlO的輸入端連接至LED照明裝置，電流采樣電阻RlO的輸出端與電流反饋端相連，分流電阻R9的一端連接至電流采樣電阻RlO的輸入端，另一端接地，分壓電阻R8 —端連接至電壓采樣電阻R7的輸出端，另一端接地。LED照明裝置驅動電路進一步包括一輸出濾波電路，所述輸出濾波電路包括電容C7、開關管Q1、二極管D2，所述電容C7的正極連接至旁路二極管Dl的陰極，電容C7的負極接地，開關管Ql的柵極連接至PFC控制芯片的輸出端，開關管Ql的漏極連接至二極管D2的陽極，二極管D2的陰極連接至旁路二極管Dl的陰極。LED照明裝置驅動電路進一步包括PFC升壓電感LI，所述PFC升壓電感LI的一端連接至高頻濾波電路的輸出端與PFC控制芯片的輸入端之間，PFC升壓電感LI的另一端連接于二極管D2的正極。本實用新型所闡述的一種LED照明裝置驅動電路，與現有技術相比，其有益效果在于本實用新型驅動電路把LED照明裝置的工作電壓提高到PFC控制電路的合理輸出電壓范圍內，并采用具有輸出電壓和輸出電流限定功能的PFC控制電路直接驅動。省去傳統模式的降壓變換電路；從而簡化了電路，減少了元器件數量，降低了相關產品的組成成本，并提高了產品的可靠性和電源轉換效率(可達98%)，可使相關節能產品更加節能，更加便宜；從而推動相關節能產品的推廣普及，由于本發明提高了轉換效率，發熱量必然會降低，從而使其工作溫升降低，電源的溫升降低了，可靠性和工作壽命就會提高。另外，本發明改變了 LED照明裝置的連接方式，使LED光源個體在電路中的消耗功率與溫升的關系由正相關變為負相關，抑制了 LED照明裝置的個體溫差，提升了 LED照明裝置的工作壽命和發光效率。
附圖I為本實用新型一種LED照明裝置驅動電路的結構框圖；附圖2為圖I的電路原理圖。
具體實施方式
下面，結合附圖以及具體實施方式
，對本實用新型的一種LED照明裝置驅動電路做進一步描述，以便于更清楚的理解本實用新型所要求保護的技術思想。[0020]如圖廣2所示，一種LED照明裝置驅動電路，驅動電路I的輸入端與交流電源3相連，驅動電路I輸出端連接至LED照明裝置2。驅動電路I包括整流濾波電路、PFC控制電路15、采樣電路16，整流濾波電路的輸入端與交流電源3相連，整流濾波電路的輸出端與LED照明裝置2和PFC控制電路15的輸入端分別相連，采樣電路16的輸入端連接至LED照明裝置2，采樣電路16的輸出端與PFC控制電路15的反饋端相連，PFC控制電路15的輸出端連接至LED照明裝置2。LED照明裝置2包括串接的第一 LED照明組件LEDl和第二 LED照明組件LED2，第一 LED照明組件LEDl和第二 LED照明組件LED2均由多個串接的LED光源組成。其工作電壓分為2種其一、工作電壓為DC190-220V，適用于AC85-135V的輸入電壓范圍；其二、工作電壓為DC380-440V，可用于AC170-265V或AC85-265V的輸入電壓范圍。在本實用新型較佳的實施例中，第一 LED照明組件LEDl和第二 LED照明組件LED2均是由64顆VF值為3. 0-3. 4V的高光效白光LED光源串聯而成的光源組，其工作電壓范圍為DC380-440V，適 用于AC170-265V或AC85-265V的輸入電壓范圍；在串聯電路中，每個器件上的電流是相同的，對于由VF值的高低和散熱條件的個體差異，導致壓降偏低的個體，由于電流不會變化，它的功耗會因為VF值低而變小，變成了與并聯電路相反的良性循環，這必然會提高LED光源組件的整體工作壽命。整流濾波電路包括EMI濾波電路12、整流電路13、高頻濾波電路14，EMI濾波電路12、整流電路13、高頻濾波電路14依次相連，EMI濾波電路12的輸入端與交流電源3相連，高頻濾波電路14的輸出端與LED照明裝置2和PFC控制電路15的輸入端分別相連。EMI濾波電路12由X電容Cl和C2、共模電感L3組成，整流電路13采用整流橋BR1。X電容C1、C2和共模電感L3用于EMI濾波功能，整流橋BRl為全橋整流器，用于將交流市電轉換成脈動直流電壓，以上元件用以滿足相關產品符合電磁兼容要求及完成整流功能。差模電感L2、小容量的CBB (聚乙烯)電容C3和C4構成高頻濾波電路14，用以濾去高頻電壓電流，確保相關產品符合電磁兼容的要求。安規及保險電路11連接于交流電源3與EMI濾波電路12之間。安規及保險電路11由保險管F1、負溫度系數熱敏電阻RT1、壓敏電阻R1、普通電阻R2組成，其中，保險管Fl用于電路異常保護，負溫度系數熱敏電阻RTl用于減小上電瞬間的浪涌電流，壓敏電阻Rl用于防止線路浪涌電壓(如雷電感應)損壞產品，普通電阻R2用于泄放斷電后殘留在X電容上的電壓，以確保相關產品符合安全規范的要求。旁路二極管Dl的陽極連接至高頻濾波電路的輸出端，旁路二極管Dl的陰極連接至LED照明裝置2。旁路二極管Dl用于為上電瞬間及異常狀態下產生的浪涌電流提供旁路通道，以保護其他關鍵元件不被浪涌電流損壞。PFC控制電路15包括PFC控制芯片ICl，PFC控制芯片ICl的輸入端(PFC控制芯片ICl的第八管腳)與高頻濾波電路14的輸出端相連，PFC控制芯片ICl的反饋端與采樣電路的輸出端相連，PFC控制芯片的輸出端(PFC控制芯片ICl的第七管腳)連接至LED照明裝置2。PFC控制芯片ICl通過對開關管Ql的控制，以及其它關鍵元件(如PFC升壓電感LI、二極管D2等)的配合，來完成啟動、功率因數校正及輸出電壓/電流限定的功能。PFC控制芯片ICl的反饋端包括電壓反饋端(PFC控制芯片ICl的第二管腳)和電流反饋端(PFC控制芯片ICl的第一管腳)，采樣電路16包括電流采樣電阻R10、電壓采樣電阻R7、分流電阻R9和分壓電阻R8，電壓采樣電阻R7的輸入端連接至旁路二極管Dl的陰極，電壓采樣電阻R7的輸出端連接至電壓反饋端，電流采樣電阻RlO的輸入端連接至LED照明裝置，電流采樣電阻RlO的輸出端與電流反饋端相連，分流電阻R9的一端連接至電流采樣電阻RlO的輸入端，另一端接地，分壓電阻R8 —端連接至電壓采樣電阻R7的輸出端，另一端接地。當然，采樣電路16也可以根據PFC控制電路15所選用的PFC控制芯片ICl的要求，把采樣到的輸出電壓和輸出電流信號經一定的規則合成轉換，并提供相關信號給PFC控制電路15 ;從而控制輸出電壓和輸出電流，以確保高工作電壓LED照明裝置2能夠正常工作。驅動電路I還包括一輸出濾波電路17，輸出濾波電路17包括電容C7、開關管Q1、二極管D2，電容C7的正極連接至旁路二極管Dl的陰極，電容C7的負極接地，開關管Ql的柵極連接至PFC控制芯片的輸出端，開關管Ql的漏極連接至二極管D2的陽極，二極管D2 的陰極連接至旁路二極管Dl的陰極。其中開關管Ql為主開關管，可使用M0S、BJT、IGBT等類型的晶體管；其受控于PFC控制電路15做高頻開關動作，使PFC升壓電感LI產生電路需要的感生電壓。二極管D2可使用快恢復、超快恢復、超快軟恢復等高速二極管，用以PFC升壓電感配合LI、開關管Ql等，完成電路的升壓動作。電容C7是驅動電路I的主濾波電容，可使用高耐壓大容量電解電容，完成電路的濾波和儲能功能，使電路輸出比較平穩的直流電壓，滿足LED照明裝置的供電需求。PFC升壓電感LI的一端連接至高頻濾波電路的輸出端與PFC控制芯片的輸入端之間，PFC升壓電感LI的另一端連接于二極管D2的正極。PFC升壓電感LI用于功率因數校正的自感升壓，及為相關控制電路提供磁復位信號和輔助電源電壓。驅動電路I的工作原理(I)上電上電后，交流電源3從L、N接口處輸入，經由含保險管F1、熱敏電阻RTl等元件組成的安規及保險電路11、EMI濾波電路12、整流電路13、高頻濾波電路14后，被轉換成脈動直流電壓VD+，該電壓VD+經二極管Dl產生一個被熱敏電阻RTl限制的起始電流給電容C7充電，產生直流電壓VH+，此電壓VH+將很快上升到接近輸入電壓的峰值，但還不足以驅動照明裝置。( 2 )啟動電壓VD+經由電阻R3給電容C5充電產生輔助電壓VCC ；當電壓VCC達到PFC控制芯片ICl的啟動電壓時，PFC控制芯片ICl啟動，通過PFC控制芯片ICl的輸出端控制開關管Ql做高頻開關動作，從而產生脈沖電壓VSW，此電壓經二極管D2給電容C7充電，使電壓VH+升高。脈沖電壓VSW在PFC升壓電感LI上產生的感生電壓經由繞在它上面的輔助繞組產生電壓VF，電壓VF經電容C6、電阻R4及二極管D3、D4倍壓整流給電容C5上的電壓VCC提供補充，使電壓VCC能夠持續滿足PFC控制芯片ICl的正常工作需要。(3)穩壓本實例的輸出電壓控制，是由電壓VH+經電阻R7、R8分壓產生的輸出電壓采樣信號電壓0VS，電壓OVS輸入PFC控制芯片ICl的電壓反饋端，經由PFC控制芯片ICl內部與其基準電壓比較產生電壓誤差信號，控制開關管Ql的開關時間，從而達到控制并調整輸出電壓的目的。[0037](4)恒流受控 的電壓VH+經LED照明裝置、電阻R9、以及地線GND產生回路，此回路產生的電流流經電阻R9產生電流壓降，此壓降經電阻RlO產生輸出電流采樣信號電壓0CS，電壓OCS輸入PFC控制芯片ICl的電流反饋端，經由PFC控制芯片ICl內部與其基準電壓比較產生電流誤差信號，此信號參與控制開關管Ql的開關時間，控制并調整了輸出電壓VH+，由電壓VH+產生的回路電流也得到了控制與調整，從而達到流經LED照明裝置的電流恒定的效果。(5)功率因數校正流經開關管Ql在電阻R6上產生主回路電流信號電壓CS，電壓CS被輸入到PFC控制芯片ICl第四管腳；另外PFC升壓電感LI的輔助繞組產生的包含輸入電壓VD+信息及磁復位信息的電壓VF，經電阻R5采樣后輸入PFC控制芯片ICl第五管腳，由PFC控制芯片ICl內部處理后產生功率因數校正信號，此信號參與控制開關管Ql的開關時間，通過對開關管Ql開關時間的控制，達到功率因數校正的目的。對于本領域的技術人員來說，可根據以上描述的技術方案以及構思，做出其它各種相應的改變以及變形，而所有的這些改變以及變形都應該屬于本實用新型權利要求的保護范圍之內。
權利要求1.一種LED照明裝置驅動電路，其輸入端與交流電源相連，輸出端連接至LED照明裝置，其特征在于，包括整流濾波電路、PFC控制電路、采樣電路，所述整流濾波電路的輸入端與交流電源相連，整流濾波電路的輸出端與LED照明裝置和PFC控制電路的輸入端分別相連，采樣電路的輸入端連接至LED照明裝置，采樣電路的輸出端與PFC控制電路的反饋端相連，PFC控制電路的輸出端連接至LED照明裝置。
2.如權利要求I所述的LED照明裝置驅動電路，其特征在于，所述LED照明裝置包括串接的第一 LED照明組件和第二 LED照明組件，所述第一 LED照明組件和第二 LED照明組件均由多個串接的LED光源組成。
3.如權利要求I所述的LED照明裝置驅動電路，其特征在于，所述整流濾波電路包括EMI濾波電路、整流電路、高頻濾波電路，EMI濾波電路、整流電路、高頻濾波電路依次相連，EMI濾波電路的輸入端與交流電源相連，高頻濾波電路的輸出端與LED照明裝置和PFC控制電路的輸入端分別相連。
4.如權利要求3所述的LED照明裝置驅動電路，其特征在于，LED照明裝置驅動電路進一步包括安規及保險電路，所述安規及保險電路連接于交流電源與EMI濾波電路之間。
5.如權利要求3所述的LED照明裝置驅動電路，其特征在于，LED照明裝置驅動電路進一步包括旁路二極管D1，所述旁路二極管Dl的陽極連接至高頻濾波電路的輸出端，旁路二極管Dl的陰極連接至LED照明裝置。
6.如權利要求5所述的LED照明裝置驅動電路，其特征在于，所述PFC控制電路包括PFC控制芯片，所述PFC控制芯片的輸入端與高頻濾波電路的輸出端相連，PFC控制芯片的反饋端與采樣電路的輸出端相連，PFC控制芯片的輸出端連接至LED照明裝置。
7.如權利要求6所述的LED照明裝置驅動電路，其特征在于，所述PFC控制芯片的反饋端包括電壓反饋端和電流反饋端，采樣電路包括電流采樣電阻R10、電壓采樣電阻R7、分流電阻R9和分壓電阻R8，所述電壓采樣電阻R7的輸入端連接至旁路二極管Dl的陰極，電壓采樣電阻R7的輸出端連接至電壓反饋端，電流采樣電阻RlO的輸入端連接至LED照明裝置，電流采樣電阻RlO的輸出端與電流反饋端相連，分流電阻R9的一端連接至電流采樣電阻RlO的輸入端，另一端接地，分壓電阻R8 —端連接至電壓采樣電阻R7的輸出端，另一端接地。
8.如權利要求7所述的LED照明裝置驅動電路，其特征在于，LED照明裝置驅動電路進一步包括一輸出濾波電路，所述輸出濾波電路包括電容C7、開關管Q1、二極管D2，所述電容C7的正極連接至旁路二極管Dl的陰極，電容C7的負極接地，開關管Ql的柵極連接至PFC控制芯片的輸出端，開關管Ql的漏極連接至二極管D2的陽極，二極管D2的陰極連接至旁路二極管Dl的陰極。
9.如權利要求8所述的LED照明裝置驅動電路，其特征在于，LED照明裝置驅動電路進一步包括PFC升壓電感LI，所述PFC升壓電感LI的一端連接至高頻濾波電路的輸出端與PFC控制芯片的輸入端之間，PFC升壓電感LI的另一端連接于二極管D2的正極。
專利摘要本實用新型涉及一種LED照明裝置驅動電路，其輸入端與交流電源相連，輸出端連接至LED照明裝置，包括整流濾波電路、PFC控制電路、采樣電路，所述整流濾波電路的輸入端與交流電源相連，整流濾波電路的輸出端與LED照明裝置和PFC控制電路的輸入端分別相連，采樣電路的輸入端連接至LED照明裝置，采樣電路的輸出端與PFC控制電路的反饋端相連，PFC控制電路的輸出端連接至LED照明裝置。本實用新型省去傳統模式的降壓變換電路；從而簡化了電路、減少了元器件數量、降低了相關產品的組成成本，并提高了產品的可靠性和電源轉換效率(可達98%)，可使相關節能產品更加節能、更加便宜，推動了相關節能產品的推廣與普及。
文檔編號H05B37/02GK202425146SQ20122000739
公開日2012年9月5日 申請日期2012年1月6日 優先權日2012年1月6日
發明者鄭欽賢 申請人:廣州市隆都電子有限公司