一種自激振蕩驅動電路的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種自激振蕩驅動電路，包括濾波裝置、驅動裝置、開關裝置、與開關裝置連接的采樣裝置、以及變壓器，變壓器至少包括一自激驅動繞組，驅動裝置控制開關裝置的導通和關斷，驅動裝置、自激驅動繞組、開關裝置以及采樣裝置形成一回路，自激振蕩驅動電路的輸入電壓經過濾波裝置后得到直流母線電壓，自激振蕩驅動電路還包括連接驅動裝置和開關裝置之間的電流控制裝置，電流控制裝置具有直流母線電壓信號引入裝置，直流母線電壓信號引入裝置引入直流母線電壓，電流控制裝置控制開關裝置。
【專利說明】一種自激振蕩驅動電路
[0001]【【技術領域】】 本發明涉及一種驅動電路，尤其指一種發光二極管的驅動電路。
[0002] 【【背景技術】】 伴隨著發光二極管（LED)技術及產品的廣泛應用，與之配套的LED驅動電源的需求也 日益增長，為了降低LED驅動電源的設計和生產成本，從而降低LED燈具的價格，自激振蕩 電路也越來越受到重視。自激振蕩電路應用范圍非常寬廣，不僅適合隔離反激結構，也適合 各種不隔離電源拓撲。中國專利公告第CN202663608U號揭不了一種自激振蕩驅動電路，包 括變壓裝置、開關裝置。其中變壓裝置的第一、第二線圈的感應產生感應信號，用于控制開 關裝置的導通和截止。
[0003] 通過自激驅動繞組和開關裝置的截止、放大和飽和導通實現電路自激振蕩工作， 電路中電感或者變壓器工作在臨界模式，工作頻率會隨輸入電壓、負載（即LED)而變化，所 有的電路都無需額外控制芯片和價格較為昂貴的場效應管。然而現有技術中的自激振蕩電 路雖然成本低，但由于在自激振蕩電路中沒有輸出電流的閉環反饋，而且自激振蕩電路中 也沒有類似集成控制芯片內部那樣的高精度電壓參考信號，開環的控制使得輸出電流在輸 入電壓變化和輸出負載變化時也產生較大的變化。從實際的測試結果來看，一款采用如圖 2中所示降壓電路式自激振蕩驅動電路的產品，在輸入電壓變化正負20%的情況下，輸出電 流變化達到正17%和負26% ;而在輸出電壓變化正負13%的情況下，輸出電流變化則有正負 8%，如此大的輸出電流范圍變化會導致LED燈具的光輸出也相應產生較大變化，影響燈具 的實際使用效果，而且對燈具散熱設計以及LED燈珠壽命也會有一定的影響。
[0004] 因此，為了克服上述缺陷，有必要提供一種改進的提高自激振蕩驅動電路恒流精 度的電路。
[0005] 【
【發明內容】
】 本發明的目的在于提供一種具有較高恒流精度的自激振蕩驅動電路。
[0006] 為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種自激振蕩驅動電路，包括濾 波裝置、驅動裝置、開關裝置、與開關裝置連接的采樣裝置、以及變壓器，變壓器至少包括一 自激驅動繞組，驅動裝置控制開關裝置的導通和關斷，驅動裝置、自激驅動繞組、開關裝置 以及采樣裝置形成一回路，自激振蕩驅動電路的輸入電壓經過濾波裝置后得到直流母線電 壓，自激振蕩驅動電路還包括連接驅動裝置和開關裝置之間的電流控制裝置，電流控制裝 置具有直流母線電壓信號引入裝置，直流母線電壓信號引入裝置引入直流母線電壓，電流 控制裝置控制開關裝置。
[0007] 相較于現有技術，本發明自激振蕩驅動電路有以下優點：輸出電流的變化較小，恒 流精度較高。
[0008] 【【專利附圖】
【附圖說明】】 圖1為本發明自激振蕩驅動電路的結構框圖。
[0009] 圖2為本發明自激振蕩驅動電路的電流控制裝置的第一種實施方式的電路圖。 [0010] 圖3為本發明自激振蕩驅動電路的電流控制裝置的第二種實施方式的電路圖。
[0011] 圖4為本發明自激振蕩驅動電路的具有直流母線電壓信號引入裝置的第一種實 施方式的電流控制裝置的電路圖。
[0012] 圖5為本發明自激振蕩驅動電路的具有直流母線電壓信號引入裝置的第二種實 施方式的電流控制裝置的電路圖。
[0013] 圖6為本發明自激振蕩驅動電路的較佳實施例的電路圖。
[0014] 圖7為本發明自激振蕩驅動電路的較佳實施例中具有直流母線電壓信號引入裝 置和不具有直流母線電壓信號引入裝置的開關裝置的集電極的電流波形。
[0015] 【【具體實施方式】】 請參照圖1所示，本發明自激振蕩驅動電路1包括連接輸入電壓VI的濾波裝置10、驅 動裝置20、開關裝置Q1以及變壓器30。自激振蕩驅動電路1的輸出電流用于驅動負載LED 以點亮LED。變壓器30至少包括一自激驅動繞組L2。驅動裝置20用于控制開光裝置Q1 導通和關斷，從而通過自激驅動繞組L2、開關裝置Q1的截止、放大和導通以實現電路自激 振蕩工作。開關元件Q1共地連接，與自激驅動繞組L2之間連接一采樣裝置Rs，以提供采樣 信號控制開關元件Q1的截止、導通。
[0016] 驅動裝置10、自激驅動繞組L2、開關裝置Q1以及采樣裝置Rs形成一回路。自激 振蕩驅動電路1還包括位于驅動裝置10、自激驅動繞組L2、開關裝置Q1以及采樣裝置Rs 形成的回路之間的電流控制裝置40。
[0017] 請參照圖2所示，本發明第一種實施方式中，電流控制裝置40包括開關元件Q2以 及與開關元件Q2連接的電壓控制元件41。開關元件Q2的一端連接開關裝置Q1和驅動裝置 20,開關元件Q2的另一端連接電壓控制元件41 ;電壓控制元件41的一端連接開關元件Q2, 另一端連接采樣裝置Rs與開關裝置Q1之間。由于輸入電壓的變化，開關裝置Q1的導通時 間增長，使得開關裝置Q1的電流峰值增大。當開關裝置Q1的電流峰值增大到一定值時，開 關元件Q2導通。由于開關裝置Q1的導通需要足夠的壓降作為條件，設置開關元件Q2導通 時開關裝置Q1上不具有足夠的壓降，從而開關裝置Q1達不到導通條件，即關斷。這樣通過 開關裝置Q1的電流不會持續增大，自激振蕩驅動電路1的輸出電流不會持續增大變化。這 樣，當輸入電壓變化導致經過開關裝置Q1的電流超過一定值時，開關元件Q2導通，開關裝 置Q1關斷，使得自激振蕩電路1的輸出電壓不會隨著輸入電壓的變化的增大而增大變化， 從而控制輸出電流的變化范圍，使負載LED的發光更穩定。其中的電壓控制元件41用于調 節開關元件Q2 -端的電壓，從而控制開關元件Q2導通的時間，即設定一定的條件，使輸入 電壓上升到一定數值時，開關元件Q2的一端電壓才達到開關元件Q2的導通條件。電壓控 制元件41可以是二極管、電阻、穩壓管或者它們的組合。
[0018] 請參照圖3所示，本發明第二種實施方式中，電流控制裝置41包括穩壓裝置Z。穩 壓裝置Z的一端連接驅動裝置20和開關裝置Q1，另一端連接采樣裝置Rs不與驅動裝置20 連接的一端。開關裝置Q1的導通需要兩端有足夠的壓降。開關裝置Q1的一端電壓始終保 持與穩壓裝置Z的電壓相同，因此當輸入電壓變化使得開關裝置Q1的電流增大時，采樣裝 置Rs的電壓Vrs也增大。當電壓Vrs上升到一定程度時，由于穩壓裝置Z的作用，開關裝 置Q1的兩端沒有了足夠的壓降，從而開關裝置Q1關斷，采樣裝置Rs的電壓Vrs不會再持 續增大，使得輸出電流不會變化范圍太大。開關裝置Q1可以為三極管，穩壓裝置Z是限流 用穩壓管。當采用負溫度特性的穩壓管時，穩壓裝置Z還可以用來抵消為三極管的開關裝 置Q1的基極和發射極的負溫度特性。通常情況下，穩壓裝置Z采用限流穩壓二極管，開關 裝置Q1可以是三極管也可以是場效應晶體管（MOS管）或者其他開關裝置。
[0019] 進一步的，請參照圖4至圖5所示，當對恒流精度有更進一步的要求時，電流控制 裝置40或41還包括一直流母線電壓信號引入裝置42或43。自激振蕩驅動電路1中輸入 電壓經過濾波裝置10后A點的電壓為直流母線電壓。第一種直流母線電壓信號引入裝置 42對應第一種電流控制裝置40。第二種直流母線電壓信號引入裝置43對應第二種電流控 制裝置41。直流母線電壓信號引入裝置42、43 -端與濾波裝置10連接，另一端與采樣裝置 Rs連接。根據電路特性，直流母線電壓信號引入裝置42、43兩端的電壓的加權之和是一設 定值，即電壓Va與電壓Vrs的加權之和為設定值。因此當輸入電壓增大到一定值之后，當 輸入輸出電壓差值變大時，米樣裝置Rs的電壓Vrs的變化會與輸入輸出電壓差值的變化呈 反向。因此當自激振蕩驅動電路的輸入電壓變化超過一定范圍時，其輸出電流不會因為輸 入電壓的變化增大而增大變化，從而減小了輸出電流的變化范圍，使輸出電流更穩定，恒流 精度更高。
[0020] 請參照圖4所示，針對于第一種實施方式的第一種電流控制裝置40,直流母線電 壓信號引入裝置42具有至少一電阻元件(未標號)。本實施方式中，直流母線電壓信號引入 裝置42包括第一電阻Ra以及第二電阻Rb。第一電阻Ra的一端連接濾波裝置10,另一端 連接第二電阻Rb ;第二電阻Rb -端連接第一電阻Ra，另一端連接采樣裝置Rs與開關裝置 Q1之間。
[0021] 請參照圖5所示，針對于第二種實施方式的第二種電流控制裝置41，直流母線電 壓信號引入裝置43為一個單一的元件即可，或者說濾波裝置10與采樣裝置Rs之間只需要 增加單一電阻元件即可。本實施方式中直流母線電壓信號引入裝置43為一個電阻Ra。
[0022] 具體的，請參照圖6所示，本發明第一較佳實施例中，本發明第二較佳實施例中， 自激振蕩驅動電路2a包括連接輸入電壓的整流裝置26、濾波裝置21、啟動裝置22、開關裝 置Q1、變壓器25、采樣裝置Rs、電流控制控制裝置23以及驅動裝置24。變壓器25包括繞 組L1和自激驅動繞組L2。開關裝置Q1為功率三極管，包括為基極bl、發射極el以及集電 極cl。電流控制裝置23包括開關元件Q2、穩壓二極管Z2、電阻R2、電阻R6、以及直流母線 電壓信號引入裝置231。直流母線電壓信號引入裝置231包括電阻R6、R7。電阻R6的一端 與電阻R7和穩壓二極管Z2連接，另一端連接于采樣裝置Rs與開關裝置Q1之間。電阻R7 一端連接電阻R6的一端和穩壓二極管Z2,另一端連接濾波裝置21。直流母線電壓信號經 過電阻R7和電阻R6與采樣信號疊加連接到穩壓二極管Z2。開關元件Q2為功率三極管， 包括基極b2、發射極e2和集電極c2。開關裝置Q1也為功率三極管，包括基極bl、發射極 el和集電極c2。電阻R2作為開關元件Q2的泄放電阻，減少穩壓二極管Z2漏電流對開關 元件Q2基極b2的影響。假設整流裝置26后的電壓為Vin，輸出電壓為Vo,穩壓管Z2的電 壓為VZ2,開關元件Q2的基極b2和發射極e2正向導通壓降為Vbe，流過開關裝置Q1集電 極cl電流為IQ1。從圖7可以得到，當開關裝置Q1導通時，電流IQ1以一定斜率上升，當電 流IQ1到達設定峰值之后，當輸入輸出電壓差值變大時，電流IQ1峰值會相應變小，反之則 電流IQ1峰值會相應變大。在高功率因數設計應用中，輸入電壓Vin呈現正弦波峰形狀，而 電流IQ1峰值則相應呈現正弦波谷形狀；在不同的輸入電壓工作時，高輸入電壓的電流IQ1 則比低輸入電壓的電流IQ1要小，從而減少輸出電流由于輸入電壓輸出電壓波動引起的變 化。從而有效限制輸出電流變化過大，且增加了恒流精度。
[0023] 請參照圖7所示，為第一較佳實施例和第二較佳實施例的電流IQ1波形示意圖，其 中線條X是未加任何電流控制裝置時的包絡波形；而線條y則是電流控制裝置23中不具有 直流母線電壓信號引入裝置231的包絡波形，可見電流IQ1峰值得到一定的削減；線條z是 電流控制裝置23中加入直流母線電壓信號引入裝置的包絡波形，電流IQ1峰值得到進一步 的削減。測試的結果表明，具有直流母線電壓信號引入裝置231的電流控制裝置23,在輸入 電壓變化±20%的情況下，輸出電流變化只有+1%和-4% ;而在輸出電壓變化± 13%的情況 下，輸出電流變化則只有± 1% ;同時，溫度測試表明，所加電流控制裝置對恒流精度的影響 在環境溫度變化±25° C的情況下只有±2. 5%，實驗結果驗證了所加電流控制裝置對輸出 恒流特性在不同工作條件下的極大改善。
[0024] 其他實施例中，自激振蕩驅動電路的拓撲還有很多種，比如升壓電路式自激振蕩 驅動電路或者其他降壓電路式自激振蕩驅動電路。本發明適用于多種自激振蕩驅動電路， 但是不適用于開關裝置Q1浮地連接的自激振蕩驅動電路，例如【背景技術】中圖2所示的降壓 電路式自激振蕩驅動電路就不適用于本發明，而其他開關裝置Q1共地連接的自激振蕩驅 動電路都適用于本發明，不以說明書中所例舉的實施例為限。
【權利要求】
1. 一種自激振蕩驅動電路，包括濾波裝置、驅動裝置、開關裝置、與所述開關裝置連接 的采樣裝置、以及變壓器，所述變壓器至少包括一自激驅動繞組，所述驅動裝置控制所述開 關裝置的導通和關斷，所述驅動裝置、自激驅動繞組、開關裝置以及采樣裝置形成一回路， 所述自激振蕩驅動電路的輸入電壓經過所述濾波裝置后得到直流母線電壓，其特征在于： 所述自激振蕩驅動電路還包括連接所述驅動裝置和所述開關裝置之間的電流控制裝置，所 述電流控制裝置具有直流母線電壓信號引入裝置，所述直流母線電壓信號引入裝置引入直 流母線電壓，所述電流控制裝置控制所述開關裝置。
2. 如權利要求1所述的自激振蕩驅動電路，其特征在于：所述電流控制裝置包括開關 元件以及與開關元件連接的電壓控制元件。
3. 如權利要求2所述的自激振蕩驅動電路，其特征在于：所述開關元件的一端連接所 述開關裝置和驅動裝置，另一端連接所述電壓控制元件；所述電壓控制元件的一端連接所 述開關元件，另一端連接所述采樣裝置與開關裝置之間。
4. 如權利要求2所述的自激振蕩驅動電路，其特征在于：所述直流母線電壓信號引入 裝置一端連接濾波裝置，另一端連接采樣裝置與開關裝置之間。
5. 如權利要求4所述的自激振蕩驅動電路，其特征在于：所述直流母線電壓信號引入 裝置包括至少一個電阻元件。
6. 如權利要求5所述的自激振蕩驅動電路，其特征在于：所述直流母線電壓信號引入 裝置包括第一電阻元件和第二電阻元件，所述第一電阻元件的一端連接所述濾波裝置，另 一端連接所述第二電阻元件，所述第二電阻元件的一端連接所述第一電阻元件，另一端連 接采樣裝置與開關之間。
7. 如權利要求1所述的自激振蕩驅動電路，其特征在于：所述電流控制裝置包括一穩 壓裝置，所述穩壓裝置的一端連接所述驅動裝置和開關裝置，另一端連接所述采樣裝置不 與驅動裝置連接的一端。
8. 如權利要求7所述的自激振蕩驅動電路，其特征在于：所述穩壓裝置為限流穩壓二 極管。
9. 如權利要求8所述的自激振蕩驅動電路，其特征在于：所述直流母線電壓信號引入 裝置一端連接濾波裝置，另一端連接采樣裝置與開關裝置之間。
10. 如權利要求9所述的自激振蕩驅動電路，其特征在于：所述直流母線電壓信號引入 裝置包括至少一個電阻元件。
【文檔編號】H05B37/02GK104125673SQ201310144889
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年4月24日 優先權日:2013年4月24日
【發明者】文威, 白俊誼 申請人:歐普照明股份有限公司