CN102006702A - 一种led日光灯管的驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种LED日光灯管的驱动装置。包括有提供过压和过流保护的输入保护电路(1)、滤波电路(2)、整流电路(3)、PFC功率因数校正电路(4)、恒流控制电路(5)、输出电路(6)，其中滤波电路(2)通过输入保护电路(1)与交流电源连接，整流电路(3)的输入端与滤波电路(2)的输出端连接，整流电路(3)的输入端与PFC功率因数校正电路(4)的输入端连接，PFC功率因数校正电路(4)的输出端与恒流控制电路(5)的输入端连接，恒流控制电路(5)的输出端通过输出电路(6)与LED连接。本发明性能稳定，输出功率高，提高了功率功率因数。本发明是一种设计合理，方便实用的LED日光灯管的驱动装置。

Description

一种LED日光灯管的驱动装置

技术领域

本发明是一种LED日光灯管的驱动装置，属于LED日光灯管的驱动装置的改造技术。

背景技术

能源问题已经成为影响国内经济乃至世界经济繁荣的重要因素，各个国家都在投入巨大的精力寻找新能源。而节能却是最有效的方式。我国每年在照明领域耗费的电量极其巨大，选用节能的灯具将会节省巨大电能。LED作为一种高效，低耗能，环保的新型固体光源，将在照明等方面逐步取代传统光源，具有广阔的应用前景。以日光灯为例，相对于普通日光灯，LED日光灯更为省电，且启动时间极为迅速，并且是清洁光源，在生产的过程中几乎不会对环境产生危害。但LED光源工作时所需要的条件较为严格。为使LED光源正常运行并减少故障率，其驱动装置的设计除了要依据LED光源本身的要求外，还要应对LED在工作的过程中难免会遇到各种特殊情况，因此LED驱动装置的设计中应考虑各种保护，包括短路保护，开路保护等。还有一些驱动装置缺乏功率校正单元，一方面浪费了部分电能，另一方面会给电网带来污染。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种性能稳定，输出功率高，提高了功率功率因数的LED日光灯管的驱动装置。本发明设计合理，方便实用。

本发明的技术方案是：本发明的LED日光灯管的驱动装置，包括有提供过压和过流保护的输入保护电路、滤波电路、整流电路、PFC功率因数校正电路、恒流控制电路、输出电路，其中滤波电路通过输入保护电路与交流电源连接，整流电路的输入端与滤波电路的输出端连接，整流电路的输入端与PFC功率因数校正电路的输入端连接，PFC功率因数校正电路的输出端与恒流控制电路的输入端连接，恒流控制电路的输出端通过输出电路与LED连接。

上述输入保护电路包括有与ＡＣ交流电相连的保险丝F1和压敏电阻Vz1，压敏电阻Vz1的一端通过保险丝F1与ＡＣ交流电的一端连接，压敏电阻Vz1的另一端与ＡＣ交流电的另一端连接。

上述滤波电路包括有电感Ld1、Ld2，安规电容Cx1、Cx2,和电阻Rd1，其中安规电容Cx1的一端分别与电感Ld1的一端、压敏电阻VZ1的一端及电阻Rd1的一端连接，安规电容Cx1的另一端分别与电感Ld2的一端及压敏电阻VZ1的另一端连接，电感Ld1的另一端及电阻Rd1的另一端与安规电容Cx2的一端连接，电感Ld2的另一端与安规电容Cx2, 的另一端连接。

上述整流电路为由4个二极管集成的桥式整流电路。

上述PFC功率因数校正电路包括有三个二极管D1、D2、D4，两个电解电容Ce1、Ce2以及三个电阻R1、R2、R3，其中电解电容Ce1和二极管D2串联，二极管D4和电解电容Ce2串联，分别并于主电路两端；二极管D1与电阻R2串联组成充电连接通路，一端与电阻R1相连接入主电路，同时连接在电解电容Ce1和二极管D2之间，另一端与电阻R3相连接入主电路，同时连接在二极管D4和电解电容Ce2之间。

上述PFC功率因数校正电路与恒流控制电路之间连接有对从校正单元流过来的电流再一次滤波的电容C1。

上述恒流控制电路包括有BP2808芯片、场效应管Q1及其由电阻R4、R5、R6、R8，二极管Dz1和电容C3组成的外围电路，BP2808芯片的引脚Out端连接场效应管Q1的源极对输出单元进行恒流控制，场效应管Q1的栅极端与由二极管D5和电阻R7组成的并联电路连接后连接在BP2808芯片的Vdd端，场效应管Q1的漏极与输出单元相连，电阻R4、R5、R6组成的串联电路与由电阻R8、二极管Dz1和电容C3组成的并联电路相连后接地，BP2808芯片的Vdd端与电阻R7和由电阻R8、二极管Dz1和电容C3组成的并联电路的连接点相连。

上述恒流控制电路中还包括有输入电流进行设定和采样的电阻Rs1和电阻Rs2，电阻Rs1和电阻Rs2组成的并联电路的一端与BP2808芯片的Cs端相连，另一端接地。

上述输出电路由电感Lm1、Lm2，电容Co1、C5和C6，插件磁珠Le1和二极管D3组成，其中电容Co1并联在LED的两端，且电容Co1的一端接入主电路，另一端与由电感Lm1和Lm2组成的并联电路相串联后与恒流控制单元中的场效应管Q1相连；LED与由电感Lm1和Lm2组成的并联电路的连接点连接及通过电容C6接地；磁珠Le1和二极管D3串联，且磁珠Le1的一端与由电感Lm1和Lm2组成的并联电路连接及与场效应管Q1连接点相连，二极管D3的另一端接入主电路。 

本发明由于采用滤波整流电路、PFC功率因数校正电路、恒流控制电路、输出电路的结构，恒流控制电路通过对输出电流进行采样，和设定电流进行对比分析，进而达到恒流输出。无源PFC校正电路有效提高功率因数，减小电流谐波。整个驱动装置具有多重LED 保护功能包括LED 开路保护、LED 短路保护，过电压电流保护，体积小，安全可靠，性能稳定，效率高，成本低廉，有较大的应用价值。本发明是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的LED日光灯管的驱动装置。

附图说明

图1为本发明的原理框图；

图2为本发明的电路原理图。

具体实施方式

实施例：

本发明的原理框图如图1所示，本发明的LED日光灯管的驱动装置，包括有提供过压和过流保护的输入保护电路1、滤波电路2、整流电路3、PFC功率因数校正电路4、恒流控制电路5、输出电路6，其中滤波电路2通过输入保护电路1与交流电源连接，整流电路3的输入端与滤波电路2的输出端连接，整流电路3的输入端与PFC功率因数校正电路4的输入端连接，PFC功率因数校正电路4的输出端与恒流控制电路5的输入端连接，恒流控制电路5的输出端通过输出电路6与LED连接。

上述输入保护电路1包括有与ＡＣ交流电相连的保险丝F1和压敏电阻Vz1，压敏电阻Vz1的一端通过保险丝F1与ＡＣ交流电的一端连接，压敏电阻Vz1的另一端与ＡＣ交流电的另一端连接。

上述滤波电路2包括有电感Ld1、Ld2，安规电容Cx1、Cx2,和电阻Rd1，其中安规电容Cx1的一端分别与电感Ld1的一端、压敏电阻VZ1的一端及电阻Rd1的一端连接，安规电容Cx1的另一端分别与电感Ld2的一端及压敏电阻VZ1的另一端连接，电感Ld1的另一端及电阻Rd1的另一端与安规电容Cx2的一端连接，电感Ld2的另一端与安规电容Cx2, 的另一端连接。

上述整流电路3为由4个二极管集成的桥式整流电路。

上述PFC功率因数校正电路4包括有三个二极管D1、D2、D4，两个电解电容Ce1、Ce2以及三个电阻R1、R2、R3，其中电解电容Ce1和二极管D2串联，二极管D4和电解电容Ce2串联，分别并于主电路两端；二极管D1与电阻R2串联组成充电连接通路，一端与电阻R1相连接入主电路，同时连接在电解电容Ce1和二极管D2之间，另一端与电阻R3相连接入主电路，同时连接在二极管D4和电解电容Ce2之间。上述PFC功率因数校正电路4与恒流控制电路5之间连接有对从校正单元流过来的电流再一次滤波的电容C1。即上述Ce1和D2串联作为一臂，D4和Ce2串联作为另一臂构成平衡电桥补偿电路，分别并于主电路两端；D1与R2串联组成充电连接通路。利用填谷原理进行补偿。电容Ce1和Ce2相串联，电容上的电压最高充到输入电压的一半(VAC/2)，一旦线电压降到VAC/2以下，二极管D2和D4就会被正向偏置，这样使两个电解电容Ce1、Ce2开始并联放电。PFC功率因数校正电路4有效提高功率因数，可到达0.9。

本实施例中，上述恒流控制电路5包括有BP2808芯片、场效应管Q1及其由电阻R4、R5、R6、R8，二极管Dz1和电容C3组成的外围电路，BP2808芯片的引脚Out端连接场效应管Q1的源极对输出单元进行恒流控制，场效应管Q1的栅极端与由二极管D5和电阻R7组成的并联电路连接后连接在BP2808芯片的Vdd端，场效应管Q1的漏极与输出单元相连，电阻R4、R5、R6组成的串联电路与由电阻R8、二极管Dz1和电容C3组成的并联电路相连后接地，BP2808芯片的Vdd端与电阻R7和由电阻R8、二极管Dz1和电容C3组成的并联电路的连接点相连。

此外，上述恒流控制电路5中还包括有输入电流进行设定和采样的电阻Rs1和电阻Rs2，电阻Rs1和电阻Rs2组成的并联电路的一端与BP2808芯片的Cs端相连，另一端接地。连接在BP2808芯片的Cs端的并联电阻Rs1和Rs2对输入电流进行设定，BP2808芯片过Cs端对电流进行采样，与设定值进行比较分析，达到恒流控制。

本实施例中，上述输出电路6由电感Lm1、Lm2，电容Co1、C5和C6，插件磁珠Le1和二极管D3组成，其中电容Co1并联在LED的两端，且电容Co1的一端接入主电路，另一端与由电感Lm1和Lm2组成的并联电路相串联后与恒流控制单元5中的场效应管Q1相连；LED与由电感Lm1和Lm2组成的并联电路的连接点连接及通过电容C6接地；磁珠Le1和二极管D3串联，且磁珠Le1的一端与由电感Lm1和Lm2组成的并联电路连接及与场效应管Q1连接点相连，二极管D3的另一端接入主电路。Co1对输出单元电流波纹进行滤波，插件磁珠Le1消除高频噪声。

本发明的工作原理如下：滤波电路2的输入端与交流电源相连，主要用于抑制电网中的噪声和电路本身的噪声，消除电网对LED日光灯驱动电路的影响和LED驱动电路对电网的影响，提高LED驱动电源的抗干扰能力和可靠性。与滤波电路2相连的是整流电路3，将电流转换成直流电。接着与之相连的是PFC功率因数校正电路4，提高功率因数，有效利用功率，最后是恒流单元和输出电路5，恒流电路5具有恒流控制的作用，通过对输出电流进行采样，和设定电流进行对比分析，进而达到恒流输出的目的。输出电路6连接LED。

例如在此驱动电路的工作下，产品为非隔离18W LED日光灯（76V（24串），电流为240mA）的电气性能为：

输入电压

输入电流

功率因数

输入功率

输出电压

输出电流

输出功率

效率

误差

220V

102mA

0.9

20.2W

76V

240mA

18.2W

91%

3%

Claims (9)

1.一种LED日光灯管的驱动装置，其特征在于包括有提供过压和过流保护的输入保护电路（1）、滤波电路（2）、整流电路（3）、PFC功率因数校正电路（4）、恒流控制电路（5）、输出电路（6），其中滤波电路（2）通过输入保护电路（1）与交流电源连接，整流电路（3）的输入端与滤波电路（2）的输出端连接，整流电路（3）的输入端与PFC功率因数校正电路（4）的输入端连接，PFC功率因数校正电路（4）的输出端与恒流控制电路（5）的输入端连接，恒流控制电路（5）的输出端通过输出电路（6）与LED连接。

2.根据权利要求1所述的LED日光灯管的驱动装置，其特征在于上述输入保护电路（1）包括有与ＡＣ交流电相连的保险丝F1和压敏电阻Vz1，压敏电阻Vz1的一端通过保险丝F1与ＡＣ交流电的一端连接，压敏电阻Vz1的另一端与ＡＣ交流电的另一端连接。

3.根据权利要求1所述的LED日光灯管的驱动装置，其特征在于上述滤波电路（2）包括有电感Ld1、Ld2，安规电容Cx1、Cx2,和电阻Rd1，其中安规电容Cx1的一端分别与电感Ld1的一端、压敏电阻VZ1的一端及电阻Rd1的一端连接，安规电容Cx1的另一端分别与电感Ld2的一端及压敏电阻VZ1的另一端连接，电感Ld1的另一端及电阻Rd1的另一端与安规电容Cx2的一端连接，电感Ld2的另一端与安规电容Cx2, 的另一端连接。

4.根据权利要求1所述的LED日光灯管的驱动装置，其特征在于上述整流电路（3）为由4个二极管集成的桥式整流电路。

5.根据权利要求1所述的LED日光灯管的驱动装置，其特征在于上述PFC功率因数校正电路（4）包括有三个二极管D1、D2、D4，两个电解电容Ce1、Ce2以及三个电阻R1、R2、R3，其中电解电容Ce1和二极管D2串联，二极管D4和电解电容Ce2串联，分别并于主电路两端；二极管D1与电阻R2串联组成充电连接通路，一端与电阻R1相连接入主电路，同时连接在电解电容Ce1和二极管D2之间，另一端与电阻R3相连接入主电路，同时连接在二极管D4和电解电容Ce2之间。

6.根据权利要求5所述的LED日光灯管的驱动装置，其特征在于上述PFC功率因数校正电路（4）与恒流控制电路（5）之间连接有对从校正单元流过来的电流再一次滤波的电容C1。

7.根据权利要求1至6任一项所述的LED日光灯管的驱动装置，其特征在于上述恒流控制电路（5）包括有BP2808芯片、场效应管Q1及其由电阻R4、R5、R6、R8，二极管Dz1和电容C3组成的外围电路，BP2808芯片的引脚Out端连接场效应管Q1的源极对输出单元进行恒流控制，场效应管Q1的栅极端与由二极管D5和电阻R7组成的并联电路连接后连接在BP2808芯片的Vdd端，场效应管Q1的漏极与输出单元相连，电阻R4、R5、R6组成的串联电路与由电阻R8、二极管Dz1和电容C3组成的并联电路相连后接地，BP2808芯片的Vdd端与电阻R7和由电阻R8、二极管Dz1和电容C3组成的并联电路的连接点相连。

8.根据权利要求7所述的LED日光灯管的驱动装置，其特征在于上述恒流控制电路（5）中还包括有输入电流进行设定和采样的电阻Rs1和电阻Rs2，电阻Rs1和电阻Rs2组成的并联电路的一端与BP2808芯片的Cs端相连，另一端接地。

9.根据权利要求8所述的LED日光灯管的驱动装置，其特征在于上述输出电路（6）由电感Lm1、Lm2，电容Co1、C5和C6，插件磁珠Le1和二极管D3组成，其中电容Co1并联在LED1的两端，且电容Co1的一端接入主电路，另一端与由电感Lm1和Lm2组成的并联电路相串联后与恒流控制单元（5）中的场效应管Q1相连；LED与由电感Lm1和Lm2组成的并联电路的连接点连接及通过电容C6接地；磁珠Le1和二极管D3串联，且磁珠Le1的一端与由电感Lm1和Lm2组成的并联电路连接及与场效应管Q1连接点相连，二极管D3的另一端接入主电路。