CN103338546B - 一种led交流驱动的控制电路 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种LED交流驱动的控制电路。包括有取电电路、驱动控制电路、隔离电路、滤波/储能电路，其中取电电路包括有第一LED芯片组，隔离电路的一极与第一LED芯片组的正极连接，另一极与驱动控制电路的电源端连接；滤波/储能电路并联在驱动控制电路的电源端与公共电位参考点地之间，第一LED芯片组的负极接公共电位参考点地；驱动控制电路的工作电源由第一LED芯片组的正向电压经隔离电路和滤波/储能电路后提供。上述取电电路还包括有第二LED芯片组，隔离电路连接在第一LED芯片组和第二LED芯片组之间。本发明电路简单，元件少，成本低、可靠性高。本发明是一种效率高，灯具温升小的LED交流驱动的控制电路。

Description

一种 LED 交流驱动的控制电路
技术领域
本发明是一种适用于以交流驱动方式工作的各种LED照明灯具中的LED交流驱动的控制电路，属于LED交流驱动的控制电路的创新技术。
背景技术
LED光源具有环保、节能、使用寿命长等优点，被认为是21世纪最有前途的照明光源之一，尤其适合于办公室、教室、商场、停车场、候车室、地铁、隧道、道路等需要长时间照明的公共场所。
在LED照明灯具中，采用隔离式AC-DC开关电源恒流驱动方式虽然解决了安规问题，但其存在的缺点是驱动电流大，驱动电路复杂，可靠性差，成本高，效率低，体积大；另外，在开关电源中多使用一到数只电解电容，以致驱动电源寿命远小于灯具内LED芯片的寿命。为此，一些无电解电容的LED驱动技术，如LED交流驱动技术受到了重视。
现有LED交流驱动方式中，其控制电路普遍采用附图1、附图2或附图3所示的高压供电方式，其中图1、2所示的结构是整流后获得的直流高压+VCC经二极管D2稳压、三极管T扩流给驱动控制电路供电；图3所示是经电阻降压和电容滤波后直接给驱动控制电路供电。采用附图1～2所示高压取电方式给AC-DC开关电源恒流驱动电路的开关控制器提供启动电源是合理的，因为在该控制器启动后，开关变压器辅助绕组输出电压将大于稳压二极管的输出电压，迫使扩流三极管T截止，供电电路的功耗不高；而在LED交流驱动方式中采用这类高压取电方式给控制电路供电的缺点就非常明显：效率很低，负载能力很差，仅能给控制电路提供mA级的电源电流，否则限流电阻R3、R4和扩流三极管T上消耗的功率就会太大，这不仅降低了灯具的电源效率，也加剧了灯具的温升。例如，在图1中，如果输出电压为12V，输出电流为5mA，则限流电阻和扩流三极管上将消耗近1.5W的功率，而在LED驱动控制电路中，5mA的电源电流有时还略显不足。
发明内容
本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种电路简单，元件少，成本低、可靠性高的LED交流驱动的控制电路。本发明效率高，灯具温升小。
本发明的技术方案是：本发明的LED交流驱动的控制电路，包括有取电电路、驱动控制电路、隔离电路、滤波/储能电路，其中取电电路包括有第一LED芯片组，隔离电路的一极与第一LED芯片组的正极连接，另一极与驱动控制电路的电源端连接；滤波/储能电路并联在驱动控制电路的电源端与公共电位参考点地之间，第一LED芯片组的负极接公共电位参考点地；驱动控制电路的工作电源由第一LED芯片组的正向电压经隔离电路和滤波/储能电路后提供。
上述取电电路还包括有第二LED芯片组，隔离电路连接在第一LED芯片组和第二LED芯片组之间。
上述隔离电路为隔离二极管D,滤波/储能电路为电容C，其中隔离二极管D的正极与第一LED芯片组的正端连接，隔离二极管D的负极与驱动控制电路的电源端连接；滤波/储能电容C并联在控制电路的电源端与公共电位参考点地之间，第一LED芯片组的负极接公共电位参考点地，驱动控制电路的工作电源由第一LED芯片组的正向电压经隔离二极管D和滤波/储能电容C后提供。
上述第一LED芯片组和第二LED芯片组之间还连接有恒流源，第一LED芯片组的公共电位参考点地接地。
或上述第一LED芯片组与接地端之间还连接有恒流源。
上述第一LED芯片组和第二LED芯片组为串联有若干LED芯片的串联LED芯片组。
上述第一LED芯片组和/或第二LED芯片组还并接或串接有若干LED芯片组。
上述驱动控制电路的工作电源在串联的若干个LED芯片组中的任意一组上取电。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
(1) 本发明电路简单，元件少，成本低、可靠性高，最大输出电流仅与LED芯片工作电流有关。实践表明,只要驱动控制电路的电源电流不超过LED芯片工作电流的20%，则LED芯片组的亮度变化不大。
(2) 本发明的电路效率高，灯具温升小。
本发明是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的LED交流驱动的控制电路。
附图说明
图1～3是现有LED交流驱动控制电路普遍采用的供电方式原理图。
图4是本发明实施例1的原理图；
图5是本发明的原理图；
图6是本发明实施例1的电路图；
图7是本发明实施例2的电路图。
具体实施方式
实施例1：
本发明的结构示意图如图4所示，本发明的LED交流驱动的控制电路，包括有取电电路1、驱动控制电路2、隔离电路3、滤波/储能电路4，其中取电电路1包括有第一LED芯片组5，隔离电路3的一极与第一LED芯片组5的正极连接，另一极与驱动控制电路2的电源端VDD连接；滤波/储能电路3并联在驱动控制电路2的电源端VDD与公共电位参考点地COM之间，第一LED芯片组5的负极接公共电位参考点地COM；驱动控制电路2的工作电源由第一LED芯片组5的正向电压经隔离电路3和滤波/储能电路4后提供。
此外，上述取电电路1还包括有第二LED芯片组6，隔离电路3连接在第一LED芯片组5和第二LED芯片组6之间。
本实施例中，上述隔离电路3为隔离二极管D,滤波/储能电路4为电容C，其中隔离二极管D的正极与第一LED芯片组5的正端连接，隔离二极管D的负极与驱动控制电路2的电源端连接；滤波/储能电容C并联在控制电路2的电源端与公共电位参考点地COM之间，第一LED芯片组5的负极接公共电位参考点地COM,驱动控制电路2的工作电源由第一LED芯片组5的正向电压经隔离二极管D和滤波/储能电容C后提供。
上述第一LED芯片组5和第二LED芯片组6之间还连接有恒流源7, 第一LED芯片组 5的公共电位参考点地COM接地。或上述第一LED芯片组5的公共电位参考点地COM与接地端之间连接有恒流源7。
上述第一LED芯片组5和第二LED芯片组6为串联有若干LED芯片的串联LED芯片组。
上述第一LED芯片组5和/或第二LED芯片组6还并接或串接有若干LED芯片组。或第二LED芯片组6和第一LED芯片组5为其它串并模式。
上述驱动控制电路2的工作电源在串联的若干个LED芯片组中的任意一组上取电。
本实施例中，第二LED芯片组6包括有若干串联的LED芯片Di1、Di2、Di3、Di4……Dik,第一LED芯片组5包括有若干串联的LED芯片D1、D2、D3、D4……Dn,隔离电路3为隔离二极管D,滤波/储能电路4为电容C，其中隔离二极管D的正极接串联第一LED芯片组5的正端，隔离二极管D的负极与驱动控制电路2的电源端VDD端连接，滤波/储能电容C并联至驱动控制电路2的电源端VDD端与公共电位参考点地之间；第一LED芯片组5的负极也连到公共电位参考点地，如图5所示。
本发明工作原理：启动瞬间，经第二LED芯片组6和恒流源7的电流经隔离二极管D对滤波/储能电容C充电，当电容C两端电压达到驱动控制电路2的最低工作电压时，驱动控制电路开始工作；电容C的电压继续上升，超过第一LED芯片组5的启动电压后，第一LED芯片组5发光，电容C的端电压接近第一LED芯片组5的正向电压后趋于稳定，同时第一LED芯片组5也进入正常的发光状态。
隔离二极管D的作用是整流后的脉动电压VCC接近最小值时，阻止滤波/储能电容C对第一LED芯片组5放电，一方面可保证驱动控制电路2在输入电压交变过程中正常工作，另一方面也避免损坏第一LED芯片组5；在正常工作过程中，尽管驱动控制电路2电源电流IDD分走了一部分第一LED芯片组5的工作电流，但对于工作电流在60mA以上的LED芯片来说，若驱动控制电路电源电流IDD在10mA以下，那么分流对第一LED芯片组5亮度的影响有限，肉眼几乎觉察到第二LED芯片组6与第一LED芯片组5的亮度的差异，特别对于工作电流在150mA以上的LED芯片，驱动控制电路2的电流IDD对第一LED芯片组5的电流和亮度的影响几乎可忽略不计。
第一LED芯片组5包含的LED芯片数量n与驱动控制电路2要求的电源电压VDD的大小有关。
滤波/储能电容C耐压要求不高，可使用低压高容量陶瓷贴片电容。
实施例2：
图7是30W无电解电容LED交流驱动方式灯具的驱动控制电路的原理图，本实施例中，第二LED芯片组6包括有若干LED芯片Di1、Di2、Di3、Di4……Dik, 第一LED芯片组5包括有3个串联的LED芯片D1、D2、D3,隔离电路3为隔离二极管D,第一LED芯片组5的工作电路为150mA，隔离二极管D为低导通电压的肖特基二极管，其正极接第一LED芯片组5的正极，负极接驱动控制电路2的电源端VDD，滤波/储能电路4由3个容量为22μF、耐压为16V的陶瓷贴片电容C1、C2、C3组成，滤波/储能电容C并联至驱动控制电路2的电源端VDD与公共电位参考点地之间；第一LED芯片组5的负极也连到公共电位参考点地，如图7所示。
实测表明该供电电路可为驱动控制电路提供20mA的电流。
以上所述的仅是本发明实施方式之一，本发明不限于以上实施例。相关专业技术人员在不脱离本发明精神和构思前提下推演出的其他改进和变化，均应包含在发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种LED交流驱动的控制电路，其特征在于包括有取电电路（1）、驱动控制电路（2）、隔离电路（3）、滤波/储能电路（4），其中取电电路（1）包括有第一LED芯片组(5)，隔离电路（3）的一极与第一LED芯片组(5)的正极连接，另一极与驱动控制电路（2）的电源端(VDD)连接；滤波/储能电路（3）并联在驱动控制电路（2）的电源端(VDD)与公共电位参考点地（COM）之间，第一LED芯片组(5)的负极接公共电位参考点地(COM)；驱动控制电路（2）的工作电源由第一LED芯片组(5)的正向电压经隔离电路（3）和滤波/储能电路（4）后提供；上述取电电路（1）还包括有第二LED芯片组(6)，隔离电路（3）连接在第一LED芯片组(5)和第二LED芯片组(6)之间；上述隔离电路（3）为隔离二极管D,滤波/储能电路（4）为电容C，其中隔离二极管D的正极与第一LED芯片组(5)的正端连接，隔离二极管D的负极与驱动控制电路（2）的电源端(VDD)连接；滤波/储能电容C并联在驱动控制电路（2）的电源端与公共电位参考点地(COM）之间，第一LED芯片组(5)的负极接公共电位参考点地(COM),驱动控制电路（2）的工作电源由第一LED芯片组(5)的正向电压经隔离二极管D和滤波/储能电容C后提供。
2.根据权利要求1所述的LED交流驱动的控制电路，其特征在于上述第一LED芯片组(5)和第二LED芯片组(6)之间还连接有恒流源（7），第一LED芯片组(5)的公共电位参考点地(COM)接地。
3.根据权利要求2所述的LED交流驱动的控制电路，其特征在于上述第一LED芯片组(5)与接地端之间还连接有恒流源（7）。
4.根据权利要求1所述的LED交流驱动的控制电路，其特征在于上述第一LED芯片组(5)和第二LED芯片组(6)为串联有若干LED芯片的串联LED芯片组。
5.根据权利要求3所述的LED交流驱动的控制电路，其特征在于上述第一LED芯片组(5)和/或第二LED芯片组(6)还并接或串接有若干LED芯片组。
6.根据权利要求1至4任一项所述的LED交流驱动的控制电路，其特征在于上述驱动控制电路（2）的工作电源在串联的若干个LED芯片组中的任意一组上取电。
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