CN102695318B - 一种灯具驱动电路及镇流器 - Google Patents

Abstract

本发明适用于照明领域，提供了一种灯具驱动电路及镇流器，所述灯具驱动电路包括：启动电路、控制电路、开关电路、变压器、电流转换电路以及吸收电路，所述启动电路利用整流后的直流电压进行充电，以启动所述控制电路，所述控制电路启动后由内部开关控制输出控制信号，使所述开关电路导通，并使所述变压器产生感应电流，再由所述电流转换电路将感应电流转换为直流电，对所述控制电路供电，所述控制电路启动吸收电路对吸收所述变压器产生的尖峰电压，以保护开关电路。本发明采用三极管代替MOS管作为开关管，利用芯片控制吸收电路消除变压器漏感产生的尖峰电压，进而保护三极管不被损坏，实现低成本驱动灯具。

Description

一种灯具驱动电路及镇流器

技术领域

本发明属于照明领域，尤其涉及一种灯具驱动电路及镇流器。

背景技术

目前，灯具驱动电路通常采用功率MOSFET(金属-氧化层-半导体-场效晶体管，Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor)作为开关管，但是，功率MOSFET不仅成本较高，而且在漏感过大的情况下，由于驱动电路中的变压器会产生尖峰电压击穿开关管，损坏驱动电路，而采用高耐压的MOSFET虽然可以保证驱动电路不被损坏，但是高昂的成本限制了驱动电路的适用范围。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种灯具驱动电路，旨在解决现有灯具驱动电路中开关管成本过高的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种灯具驱动电路，通过次级整流控制反馈电路与LED光源连接，所述灯具驱动电路包括：

启动电路，所述启动电路的输入端连接直流输入电压，利用整流后的直流输入电压进行内部充电，输出启动控制信号；

控制电路，所述控制电路的启动端与所述启动电路的输出端连接，用于在接收到所述启动控制信号时启动，输出控制信号；

开关电路，所述开关电路的控制端与所述控制电路的控制端连接，所述开关电路的第一导通端与所述控制电路的开关驱动端连接，所述开关电路的放电端与所述控制电路的启动端连接，用于根据所述控制信号选择导通或截止状态，并于导通状态时产生导通状态信号；

变压器，所述变压器的初级绕组与所述开关电路连接，所述变压器的三级绕组与所述次级整流控制反馈电路的输入端连接，用于在接收到所述导通状态信号时产生感应电流；

电流转换电路，所述电流转换电路的输入端与所述变压器的次级绕组连接，所述电流转换电路的输出端与所述控制电路的启动端连接，用于将所述感应电流转换为直流电，对所述控制电路供电；

吸收电路，所述吸收电路的输入端与所述变压器的初级绕组连接，所述吸收电路的输出端与所述开关电路的输入端连接，用于吸收所述变压器产生的尖峰电压，以保护所述开关电路；

所述开关电路包括：

驱动电路，所述驱动电路的放电端为所述开关电路的放电端，将接收的控制信号转换为基极启动信号；

三极管Q1，所述三极管Q1的基极与所述驱动电路的驱动端连接，所述三极管Q1的集电极为所述开关电路的第二导通端，所述三极管Q1的发射极为所述开关电路的第一导通端，用于在接收到基极启动信号时导通，产生状态电流；

二极管D3，所述二极管D3的阴极与所述三极管Q1的基极连接，所述二极管D3的阳极为所述开关电路的控制端，用于限制控制信号逆流；

所述灯具驱动电路还包括：

电压采样电路，所述电压采样电路的输入端与直流输入电压连接，所述电压采样电路的输出端与所述控制电路的采样端连接，用于对直流输入电压采样，为所述控制电路提供采样信号；

所述电压采样电路对直流输入电压进行时时检测，所述控制电路中的内部开关根据所述电压采样电路检测直流输入电压，调节导通状态信号的占空比，在直流输入电压过大时减小所述开关电路的导通时间，在直流输入电压过小时增加所述开关电路的导通时间，从而控制其过电流的保护点趋于一致；

所述电压采样电路包括：

电阻R3、电阻R8、电阻R10以及电阻R11；

所述电阻R10与所述电阻R11串联，所述电阻R10与所述电阻R11的公共端为所述电压采样电路的输出端，所述电阻R11的另一端接地，所述电阻R10的另一端通过所述电阻R8接地，同时与所述电阻R3连接，所述电阻R3的另一端为所述电压采样电路的输入端。

本发明实施例的另一目的在于提供一种采用上述灯具驱动电路的镇流器。

在本发明实施例中，采用三极管代替MOS管作为开关管，利用芯片控制吸收电路消除变压器漏感产生的尖峰电压，进而保护三极管不被损坏，实现低成本驱动灯具。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的灯具驱动电路的结构图；

图2为本发明一实施例提供的灯具驱动电路的示例电路结构图；

图3为本发明一实施例提供的灯具驱动电路的优化示例电路结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例采用三极管代替MOS管作为开关管，利用芯片控制吸收电路消除变压器漏感产生的尖峰电压，保护三极管不被损坏。

图1示出本发明实施例提供的灯具驱动电路的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

该灯具驱动电路1可以应用于各种镇流器中。

作为本发明一实施例提供的灯具驱动电路1，通过次级整流控制反馈电路2与LED光源3连接，该灯具驱动电路1包括：

启动电路11，该启动电路11的输入端连接直流输入电压，利用整流后的直流输入电压进行内部充电，输出启动控制信号；

控制电路12，该控制电路12的启动端与启动电路11的输出端连接，用于在接收到启动控制信号时启动，输出控制信号；

开关电路13，该开关电路13的控制端与控制电路12的控制端连接，该开关电路13的第一导通端与控制电路12的开关驱动端连接，开关电路13的放电端与控制电路12的启动端连接，用于根据控制信号选择导通或截止状态，并于导通状态时产生导通状态信号；

变压器14，该变压器14的初级绕组与开关电路13连接，该变压器14的三级绕组与次级整流控制反馈电路2的输入端连接，用于在接收到所述导通状态信号时产生感应电流；

电流转换电路15，该电流转换电路15的输入端与变压器14的次级绕组连接，该电流转换电路15的输出端与控制电路12的控制端连接，用于将感应电流转换为直流电，对控制电路12供电；

吸收电路16，该吸收电路16的输入端与变压器14的初级绕组连接，该吸收电路16的输出端与开关电路13的输入端连接，用于吸收变压器14产生的尖峰电压，以保护开关电路13。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细说明。

图2示出本发明实施例提供的灯具驱动电路的示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分。

作为本发明一实施例，启动电路11包括：电阻R2和电容C3；

电阻R2与电容C3串联，电阻R2与电容C3的连接端为启动电路11的输出端，电阻R2的另一端为启动电路11的输入端，电容C3的另一端接地。

控制电路12包括：芯片U1、电阻R9及电容C4；

电阻R9的一端为控制电路12的启动端，电阻R9的另一端与芯片U1的启动端连接，同时通过电容C4接地，芯片U1的驱动端为控制电路12的开关驱动端，芯片U1的采样端为控制电路12的采样端，芯片U1的反馈端为控制电路12的反馈端，所述芯片U1的接地端接地。

开关电路13包括：

驱动电路131，该驱动电路131的放电端为开关电路13的放电端，将接收的控制信号转换为基极启动信号；

三极管Q1，该三极管Q1的基极与驱动电路131的驱动端连接，该三极管Q1的集电极为开关电路13的第二导通端，该三极管Q1的发射极为开关电路13的第一导通端，用于在接收到基极启动信号时导通，产生状态电流，；

二极管D3，该二极管D3的阳极为开关电路3的控制端，该二极管D3的阴极与三极管Q1的基极连接，用于限制控制信号逆流。

变压器14包括：初级绕组N1、次级绕组N2及三级绕组N3；

初级绕组N1的第一端与直流输入电压连接，初级绕组N1的第二端与开关电路13的输入端连接，次级绕组N2的第一端与电流转换电路15的输入端连接，次级绕组N2的第二端接地，三级绕组N3的第一端及第二端与次级整流控制反馈电路2连接。

电流转换电路15包括：二极管D4和电阻R7；

二极管D4与电阻R7串联，二极管D4的阳极为电流转换电路15的输入端，二极管D4的阴极与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端为电流转换电路15的输出端。

吸收电路16包括：电阻R1、电阻R6、电容C2以及二极管D2；

电阻R1与电容C2并联，电阻R1与电容C2的一公共端为吸收电路16的输入端，电阻R1与电容C2的另一公共端通过电阻R6与二极管D2的阴极连接，二极管D2的阳极为吸收电路16的输出端。

在本发明实施例中，经过整流后的直流输入电压，通过启动电路11中的电阻R2给电容C3充电，当电容C3上的电压达到控制电路12的启动电压时，启动电路11向控制电路12输出启动信号，控制电路12中的芯片U1启动，电阻R9对芯片U1进行限流保护，电容C4对启动信号进行滤波，芯片U1启动后由内部开关通过控制开关电路13中的驱动电路131启动三极管Q1，使其导通，二极管D3防止逆向电流流过以保护三极管Q1，三极管导Q1通后，变压器14中的初级绕组N1中有电流流过，变压器14中的次级绕组N2上产生感应电压，产生交流电，该交流电通过电流转换电路15转换为直流电对控制电路12进行供电，以控制电路持续工作，此时，在三极管Q1关断瞬间，变压器14漏感产生尖峰电压，该尖峰电压与电阻R1、电阻R6以及电容C2构成回路，通过二极管D2、R6给电容C2充电，以吸收尖峰电压，电阻R1用于对电容C2放电，以保证在下个开关周期来临时，电容上电压为零，以再次吸收变压器14的漏感产生的尖峰电压，从而保护三极管Q1不被大电压击穿，驱动电路不被损坏。

作为本发明一优选实施例，驱动电路131包括：电阻R4、电阻R5、电容C1以及二极管D1；

电阻R4与电容C1并联，再依次与电阻R5和二极管D1并联，二极管D1的阳极与三极管Q1的控制端连接。

当控制电路12输出的控制信号的电压高于三极管Q1的导通电压时，三极管Q1导通，电阻R5为三极管Q1的基极电流限流，电容C1和电阻R4组成的滤波器将控制信号中的干扰信号滤除；当三极管Q1关断时，通过二极管D2快速放掉三极管Q1基极与发射极之间寄生电容上的电荷。

图3示出本发明实施例提供的灯具驱动电路的优化示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分。

在本发明实施例中，灯具驱动电路1还可以包括：

电压采样电路17，该电压采样电路17的输入端与直流输入电压连接，该电压采样电路17的输出端与控制电路12的采样端连接，用于对直流输入电压采样，为控制电路12提供采样信号。

该电压采样电路17包括：电阻R3、电阻R8、电阻R10以及电阻R11；电阻R10与电阻R11串联，电阻R10与电阻R11的公共端为电压采样电路17的输出端，电阻R11的另一端接地，电阻R10的另一端通过电阻R8接地，同时与电阻R3连接，电阻R3的另一端为电压采样电路17的输入端。

控制电路12中的内部开关根据电压采样电路17检测直流输入电压，调节导通状态信号的占空比，在直流输入电压过大时减小三极管Q1的导通时间，在直流输入电压过小时增加三极管Q1的导通时间，从而控制其过电流的保护点趋于一致。

电压采样电路17对直流输入电压进行时时检测，在输入高压与低压时，发出检测信号，令控制电路与开关电路对导通时间做出调整，提高了过电流保护点的一致性。

在本发明实施例中，灯具驱动电路1还可以包括：

反馈电路18，该反馈电路18的输入端与次级整流控制反馈电路2的电压输出端连接，该反馈电路18的输出端与控制电路12的反馈端连接，用于将次级整流控制反馈电路2输出的反馈电压反馈给控制电路12，由控制电路12控制电压稳定输出。

反馈电路18包括：光耦U2和电容C5，光耦U2的输入端为反馈电路18的输入端，光耦U2的输出端通过电容C5接地，光耦U2和电容C5的公共端为反馈电路8的输出端。

光耦U2接收由次级整流控制反馈电路2反馈的反馈电压信号后，向控制电路12发送反馈信号，控制电路12根据该反馈信号调节导通状态信号的占空比，在反馈电压过大时减小三极管Q1的导通时间，在反馈电压过小时增加三极管Q1的导通时间，从而调节输出电压的稳定。

反馈电路18根据反馈电压发出反馈信号，令控制电路与开关电路对导通时间做出调整，大大提高了输出电压的稳定性。

在本发明实施例中，采用三极管代替MOS管作为开关管，利用芯片控制吸收电路消除变压器漏感产生的尖峰电压，进而保护三极管不被损坏，另外通过增加电压采样电路检测输入电压的变化，增加反馈电路反馈输出端电压的变化进一步对灯具驱动电路的输出信号进行调整，大大提高了过电流保护点的一致性及输出电压的稳定性，该电路结构简单，制造成本低。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种灯具驱动电路，通过次级整流控制反馈电路与LED光源连接，其特征在于，所述灯具驱动电路包括：

启动电路，所述启动电路的输入端连接直流输入电压，利用整流后的直流输入电压进行内部充电，输出启动控制信号；

控制电路，所述控制电路的启动端与所述启动电路的输出端连接，用于在接收到所述启动控制信号时启动，输出控制信号；

开关电路，所述开关电路的控制端与所述控制电路的控制端连接，所述开关电路的第一导通端与所述控制电路的开关驱动端连接，所述开关电路的放电端与所述控制电路的启动端连接，用于根据所述控制信号选择导通或截止状态，并于导通状态时产生导通状态信号；

变压器，所述变压器的初级绕组与所述开关电路连接，所述变压器的三级绕组与所述次级整流控制反馈电路的输入端连接，用于在接收到所述导通状态信号时产生感应电流；

电流转换电路，所述电流转换电路的输入端与所述变压器的次级绕组连接，所述电流转换电路的输出端与所述控制电路的启动端连接，用于将所述感应电流转换为直流电，对所述控制电路供电；

吸收电路，所述吸收电路的输入端与所述变压器的初级绕组连接，所述吸收电路的输出端与所述开关电路的输入端连接，用于吸收所述变压器产生的尖峰电压，以保护所述开关电路；

所述开关电路包括：

驱动电路，所述驱动电路的放电端为所述开关电路的放电端，将接收的控制信号转换为基极启动信号；

三极管Q1，所述三极管Q1的基极与所述驱动电路的驱动端连接，所述三极管Q1的集电极为所述开关电路的第二导通端，所述三极管Q1的发射极为所述开关电路的第一导通端，用于在接收到基极启动信号时导通，产生状态电流；

二极管D3，所述二极管D3的阴极与所述三极管Q1的基极连接，所述二极管D3的阳极为所述开关电路的控制端，用于限制控制信号逆流；

所述灯具驱动电路还包括：

电压采样电路，所述电压采样电路的输入端与直流输入电压连接，所述电压采样电路的输出端与所述控制电路的采样端连接，用于对直流输入电压采样，为所述控制电路提供采样信号；

所述电压采样电路对直流输入电压进行时时检测，所述控制电路中的内部开关根据所述电压采样电路检测直流输入电压，调节导通状态信号的占空比，在直流输入电压过大时减小所述开关电路的导通时间，在直流输入电压过小时增加所述开关电路的导通时间，从而控制其过电流的保护点趋于一致；

所述电压采样电路包括：

电阻R3、电阻R8、电阻R10以及电阻R11；

所述电阻R10与所述电阻R11串联，所述电阻R10与所述电阻R11的公共端为所述电压采样电路的输出端，所述电阻R11的另一端接地，所述电阻R10的另一端通过所述电阻R8接地，同时与所述电阻R3连接，所述电阻R3的另一端为所述电压采样电路的输入端。

2.如权利要求1所述的灯具驱动电路，其特征在于，所述启动电路包括：

电阻R2和电容C3；

所述电阻R2与所述电容C3串联，所述电阻R2与所述电容C3的连接端为所述启动电路的输出端，所述电阻R2的另一端为所述启动电路的输入端，所述电容C3的另一端接地。

3.如权利要求1所述的灯具驱动电路，其特征在于，所述控制电路包括：芯片U1、电阻R9及电容C4；

所述电阻R9的一端为所述控制电路的启动端，所述电阻R9的另一端与所述芯片U1的启动端连接，同时通过所述电容C4接地，所述芯片U1的驱动端为所述控制电路的开关驱动端，所述芯片U1的采样端为所述控制电路的采样端，所述芯片U1的反馈端为所述控制电路的反馈端，所述芯片U1的接地端接地。

4.如权利要求1所述的灯具驱动电路，其特征在于，所述驱动电路包括：

电阻R4、电阻R5、电容C1以及二极管D1；

所述电阻R4与所述电容C1并联，再依次与所述电阻R5和所述二极管D1并联，所述二极管D1的阳极与所述三极管Q1的控制端连接。

5.如权利要求1所述的灯具驱动电路，其特征在于，所述电流转换电路包括：

二极管D4和电阻R7；

所述二极管D4与所述电阻R7串联，所述二极管D4的阳极为所述电流转换电路的输入端，所述二极管D4的阴极与所述电阻R7的一端连接，所述电阻R7的另一端为所述电流转换电路的输出端。

6.如权利要求1所述的灯具驱动电路，其特征在于，所述吸收电路包括：

电阻R1、电阻R6、电容C2以及二极管D2；

所述电阻R1与所述电容C2并联，所述电阻R1与所述电容C2的一公共端为所述吸收电路的输入端，所述电阻R1与所述电容C2的另一公共端通过所述电阻R6与所述二极管D2的阴极连接，所述二极管D2的阳极为所述吸收电路的输出端。

7.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述灯具驱动电路还包括：

反馈电路，所述反馈电路的输入端与所述次级整流控制反馈电路的电压输出端连接，所述反馈电路的输出端与所述控制电路的反馈端连接，用于将所述次级整流控制反馈电路输出的反馈电压反馈给所述控制电路，由所述控制电路控制电压稳定输出。

8.一种镇流器，其特征在于，所述镇流器的驱动电路为权利要求1至7任一项所述的灯具驱动电路。