CN102045929A - 提高led驱动电路品质的方法及led驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高LED驱动电路品质的方法及LED驱动电路。其方法通过二端恒流器件构成的有源滤波电路作为LED驱动电路的滤波电路来提高LED驱动电路的品质。其电路结构包括全波整流电路，全波整流电路与由CRD恒流二极管为主体构成的有源滤波电路连接。本发明电路简单，直接由220V(110V)/50HZ/60HZ市电供电,能够使LED发光管发光更稳定，延长LED发光管的使用寿命，以克服现有技术存在的功率因数低、驱动效率低、恒定电流误差较难控制、电路结构复杂等问题的不足。
Description
技术领域
本发明涉及到一种提高LED驱动电路品质的方法及LED驱动电路，属于新型恒流二极管的应用技术领域。
背景技术
目前的LED驱动电路一般是通过各种方式的直流电源来供电，所有的电网供电方式都需要整流滤波电路。由于整流滤波电路产生的相移和电流波形畸变，导致功率因数下降；无电容器滤波，或者采用现有的无功补偿电路，虽然能够提高功率因数，但是提供的输出电压（电流）纹波很大，纹波系数达50%--70%，这些纹波是和交流电源频率一样的低频纹波（50HZ—100HZ），很难用小电容滤除。输出电压纹波过大，对负载和后级电路产生不良影响。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种能够提高LED驱动电路的功率因素和电流精度、并能降低LED驱动电路的波纹系数、以及能提高LED驱动电路的总体品质的提高LED驱动电路品质的方法及LED驱动电路，以弥补当前LED驱动电路的不足。
本发明的技术方案：一种提高LED驱动电路品质的方法，该方法通过二端恒流器件构成的有源滤波电路作为LED驱动电路的滤波电路来提高LED驱动电路的品质。
前述提高LED驱动电路品质的方法中，所述二端恒流器件采用CRD恒流二极管。
前述提高LED驱动电路品质的方法中，所述小容量电容是指所用的电容容量是传统交流电源整流RC滤波电路或LC滤波电路中所用电容容量的0.2～0.1倍。
前述提高LED驱动电路品质的方法中，所述LED驱动电路的品质包括提高LED驱动电源对电网的功率因素、降低LED驱动电路的波纹系数和提高电流精度。
前述提高LED驱动电路品质的方法中，所述LED驱动电路的品质包括提高LED驱动电路的功率因素、降低LED驱动电路的波纹系数和提高电流精度。
按照前述提高LED驱动电路品质的方法构成的LED驱动电路，包括全波整流电路，全波整流电路与由CRD恒流二极管为主体构成的有源滤波电路连接。
前述的LED驱动电路中，所述由CRD恒流二极管为主体构成的有源滤波电路包括由恒流二极管CRD2和电容C1和电容C2构成的π型滤波电路；π型滤波电路的输入端经恒流二极管CRD1与全波整流电路的正极连接，π型滤波电路的输出端经恒流二极管CRD3与LED灯具组连接。
前述的LED驱动电路中，所述由CRD恒流二极管为主体构成的有源滤波电路包括由恒流二极管CRD4、恒流二极管CRD4和电容C3构成的T型滤波电路；T型滤波电路中的恒流二极管CRD4正极与全波整流电路的正极连接，T型滤波电路中的恒流二极管CRD5负极与LED灯具组连接。
前述的LED驱动电路中，所述全波整流电路的交流输入端与电压为110V或220V，频率为50HZ或60HZ的交流电源连接。
与现有技术相比，本发明应用贵州煜立电子科技有限公司生产的CRD恒流二极管为主体，与小容量电容构成π形滤波电路或T形滤波电路，将LED驱动电路的功率因素由传统的70～80%提高至90%以上，将LED驱动电路的电流精度误差由传统的10%提高至5～6%，将LED驱动电路的波纹系数由传统的50%--70%降低至0.5%以下。提高LED驱动电路的总体品质。本发明电路简单，直接由220V电压或110V电压，频率为50HZ或60HZ的市电供电,能够使LED发光管发光更稳定，延长LED发光管的使用寿命，以克服现有技术存在的功率因数低、驱动效率低、恒定电流误差较难控制、电路结构复杂等问题的不足。
可通过以下实验证实本发明的有益效果。
实验电路如图1所示，供电电源的电压分别为标准电压220V、高于标准的电压260V和低于标准的电压180V三组，电源频率均为50HZ，LED灯具组的额定电压为220V。
实验结果如下，当供电电压为220V时，测得LED灯具组的实际电流为20毫安；
当供电电压为260V时，测得LED灯具组的实际电流为21毫安；
当供电电压为260V时，测得LED灯具组的实际电流为19.8毫安。
结论为：当电压的波动范围为20%时，通过LED灯具组的电流波动范围只有（21-19.8）÷21=5.7%。具有很好的电流稳定性。
附图说明
图1是本发明的电气原理图（π形滤波）：
图2是本发明的电气原理图（T形滤波）；
图3是本发明的主要部件恒流二极管特性曲线图；
图4是本发明由260V供电时的实验曲线图；
图5是本发明由220V供电时的实验曲线图；
图6是本发明由180V供电时的实验曲线图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的任何限制。
实施例。本发明如图1和图2所示。提高LED驱动电路品质的方法，该方法通过二端恒流器件构成的有源滤波电路作为LED驱动电路的滤波电路来提高LED驱动电路的品质。所述二端恒流器件采用CRD恒流二极管。图3是CRD恒流二极管的特性曲线，由图3可见，恒流二极管属于两端恒流器件。正向工作时存在一个恒流区，在此区域内电流I不随V而变化；其反向工作特性则与普通二极管的反向特性有相似之处。恒流二极管两端的电压在VS与VE之间变化时，通过恒流二极管的电流不变化，从而保证了通过LED灯具组的电流稳定。可延长LED灯具组的使用寿命，保证LED灯具组的工作稳定性，发光出的光线不闪烁。
所述有源滤波电路以CRD恒流二极管为主体，与小容量电容构成π形滤波电路。所述小容量电容是指所用的电容容量是传统交流电源整流RC滤波电路或LC滤波电路中所用电容容量的0.2～0.1倍。所述LED驱动电路的品质包括提高LED驱动电源对电网的功率因素、降低LED驱动电路的波纹系数和提高电流精度。
按照前述提高LED驱动电路品质的方法构成的LED驱动电路，如图1所示，包括全波整流电路，全波整流电路与由CRD恒流二极管为主体构成的有源滤波电路连接。所述由CRD恒流二极管为主体构成的有源滤波电路包括由恒流二极管CRD2和电容C1和电容C2构成的π型滤波电路；π型滤波电路的输入端经恒流二极管CRD1与全波整流电路的正极连接，π型滤波电路的输出端经恒流二极管CRD3与LED灯具组连接。
所述由CRD恒流二极管为主体构成的有源滤波电路如图2所示，包括由恒流二极管CRD4、恒流二极管CRD4和电容C3构成的T型滤波电路；T型滤波电路中的恒流二极管CRD4正极与全波整流电路的正极连接，T型滤波电路中的恒流二极管CRD5负极与LED灯具组连接。所述全波整流电路的交流输入端与电压为110V或220V，频率为50HZ或60HZ的交流电源连接。
本发明的工作原理
如图1所示，本发明的全波整流电路由二极管D1～D4构成，π型滤波电路由恒流二极管CRD1～CRD3、和电容C1和电容C2构成。该电路与传统的RC构成的阻容π型滤波电路或LC构成的感容π型滤波电路不同。由于CRD恒流二极管的特性是恒流的，对于波动电压具有大动态阻抗，同时半导体器件具有很好的瞬态响应，这就使得CRD恒流二极管对于波动电压具有大阻抗和宽频率的双重特点，也就是说，同时具有传统π型滤波电路中电阻R和电感L的性能，对高、低频的纹波都有很好的滤波作用。CRD恒流二极管的大动态阻抗和电容组成大时间常数，可以使得π型滤波电路结构中的电容器容量选取比传统π型滤波电路结构中的电容量小5—10倍。CRD恒流二极管是有源器件，因此可以认为是有源滤波器。对于100V、110V、220V高压LED负载，本发明的纹波系数可达到0.5% 。随着纹波的减小，CRD恒流二极管进入直流工作模式，恒流精度大幅度提高。
恒流二极管的大动态阻抗有效地隔离了全波整流环节和滤波电容，保证了全波整流电路中整流二极管D1～D4的导通角，保持了全波整流的全波波形，大幅度消除了整流二极管D1～D4的电流波形畸变，从而保证了电路的高功率因数。该电路结构的功率因数在额定电压情况下达到90%以上。本发明中的所有二极管均选用型号为1N4007 的耐高压二极管。电容C2和电容C3选用规格为1微法/100V的电容。
可通过以下实验证实本发明的有益效果。
实验电路如图1所示，供电电源的电压分别为标准电压220V、高于标准的电压260V和低于标准的电压180V三组，电源频率均为50HZ，LED灯具组的额定电压为220V。
实验结果如下，当供电电压为220V时，测得LED灯具组的实际电流为20毫安；实验曲线如图5所示。
当供电电压为260V时，测得LED灯具组的实际电流为21毫安；实验曲线如图4所示。
当供电电压为260V时，测得LED灯具组的实际电流为19.8毫安，实验曲线如图6所示。
结论为：当电压的波动范围为20%时，通过LED灯具组的电流波动范围只有（21-19.8）÷21=5.7%。具有很好的电流稳定性。
Claims (9)
1.提高LED驱动电路品质的方法，其特征在于：该方法通过二端恒流器件构成的有源滤波电路作为LED驱动电路的滤波电路来提高LED驱动电路的品质。
2.根据权利要求1所述提高LED驱动电路品质的方法，其特征在于：所述二端恒流器件采用CRD恒流二极管。
3.根据权利要求1所述提高LED驱动电路品质的方法，其特征在于：所述有源滤波电路以CRD恒流二极管为主体，与小容量电容构成π形滤波电路。
4.根据权利要求2所述提高LED驱动电路品质的方法，其特征在于：所述小容量电容是指所用的电容容量是传统交流电源整流RC滤波电路或LC滤波电路中所用电容容量的0.2～0.1倍。
5.根据权利要求1所述提高LED驱动电路品质的方法，其特征在于：所述LED驱动电路的品质包括提高LED驱动电源对电网的功率因素、降低LED驱动电路的波纹系数和提高电流精度。
6.一种提高LED驱动电路品质的LED驱动电路，包括全波整流电路，其特征在于，全波整流电路与由CRD恒流二极管为主体构成的有源滤波电路连接。
7.根据权利要求6所述的提高LED驱动电路品质的LED驱动电路，其特征在于：所述由CRD恒流二极管为主体构成的有源滤波电路包括由恒流二极管CRD2和电容C1和电容C2构成的π型滤波电路；π型滤波电路的输入端经恒流二极管CRD1与全波整流电路的正极连接，π型滤波电路的输出端经恒流二极管CRD3与LED灯具组连接。
8.根据权利要求6所述的提高LED驱动电路品质的LED驱动电路，其特征在于：所述由CRD恒流二极管为主体构成的有源滤波电路包括由恒流二极管CRD4、恒流二极管CRD4和电容C3构成的T型滤波电路；T型滤波电路中的恒流二极管CRD4正极与全波整流电路的正极连接，T型滤波电路中的恒流二极管CRD5负极与LED灯具组连接。
9.根据权利要求6所述的提高LED驱动电路品质的LED驱动电路，其特征在于：所述全波整流电路的交流输入端与电压为110V或220V，频率为50HZ或60HZ的交流电源连接。
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