CN103428948A - Led恒流驱动电路及led灯具 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种LED恒流驱动电路及LED灯具，包括LED、开关电路、电流取样电路、辅助供电电路和PWM控制芯片，辅助供电电路包括辅助供电电感、辅助供电二极管和辅助供电电容，LED、开关电路、电流取样电路和辅助供电电感依次串联后连接在电源正极与电源负极之间，PWM控制芯片的启动端与电源正极连通，PWM控制芯片的供电端经由反向的辅助供电二极管与电源负极连通，还依次经由辅助供电电容和辅助供电电感与电源负极连通，PWM控制芯片的脉冲输出端与开关电路的控制端连通，PWM控制芯片的反馈控制端与电流取样电路连接。采用本发明，可减小能耗，提高效率。

Description

LED恒流驱动电路及LED灯具

技术领域

本发明涉及灯具驱动领域，尤其涉及一种LED恒流驱动电路及LED灯具。

背景技术

随着科学技术的不断发展，新产品新技术不断革新，LED作为新兴光源，有着节能、环保、高效的特点，LED技术已经成熟并应用于各个领域，为了延长LED的使用寿命、提高LED的稳定性，在LED灯具中通常使用恒流驱动电路来驱动LED发光。

按照拓扑结构划分，目前的LED恒流驱动电路可以包括BUCK、BOOST、正激、反激等组合电路。因为输入电压多为交流220V的市电，如直接采用电阻式降压方法给PWM芯片供电，则损耗较大，效率较低，因此大多数时候都采用辅助绕组来给PWM芯片供电，但是辅助绕组一般只能使用在正激、反激等变压器隔离式恒流驱动电路中，在其它非隔离式恒流驱动电路则不适用。而且，采用辅助绕组会增加电路的复杂程度，而且降低电路整体效率。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种LED恒流驱动电路及LED灯具。可节省能耗，提高效率。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种LED恒流驱动电路，包括LED、开关电路、电流取样电路、辅助供电电路和PWM控制芯片，所述辅助供电电路包括辅助供电电感、辅助供电二极管和辅助供电电容，所述LED、开关电路、电流取样电路和辅助供电电感依次串联后连接在电源正极与电源负极之间，所述PWM控制芯片的启动端与所述电源正极连通，所述PWM控制芯片的供电端经由反向的辅助供电二极管与所述电源负极连通，还依次经由所述辅助供电电容和辅助供电电感与所述电源负极连通，所述PWM控制芯片的脉冲输出端与所述开关电路的控制端连通，所述开关电路在所述脉冲输出端输出高电平时导通，所述PWM控制芯片的反馈控制端与所述电流取样电路连接，并根据电流取样电路采集到的电流控制脉冲输出端的输出脉冲的占空比。

其中，所述辅助供电电路还包括供电端稳压二极管，所述供电端稳压二极管与所述辅助供电电容并联，所述供电端稳压二极管的负极与所述PWM控制芯片的供电端连接。

其中，所述辅助供电电路还包括辅助供电滤波电容，所述辅助供电滤波电容与所述辅助供电电容并联。

其中，所述电流取样电路包括取样电阻、可调电阻和调节分压电阻，所述LED、开关电路、取样电阻和辅助供电电感依次串联后连接在电源正极与电源负极之间，所述可调电阻和所述调节分压电阻串联后与所述取样电阻并联，所述取样电阻与所述开关电路的公共节点连接至所述PWM控制芯片的反馈控制端。

其中，所述LED恒流驱动电路还包括连接在电源正极与电源负极之间的功率因子校正电路，所述功率因子校正电路包括第一校正二极管、第二校正二极管、第三校正二极管、第一校正电容和第二校正电容，其中反向的第一校正二极管、反向的第二校正二极管以及反向的第三校正二极管依次串联后连接在所述电源正极与所述电源负极之间，所述第二校正二极管和第三校正二极管串联后与第一校正电容并联，所述第一校正二极管和第二校正二极管串联后与第二校正电容并联。

其中，所述LED恒流驱动电路还包括与所述LED并联的输出电容。

其中，所述LED恒流驱动电路还包括与所述LED并联的储能供电电路，所述储能供电电路包括依次串联的储能供电二极管和储能供电电感，所述储能供电二极管的负极与所述电源正极连通。

其中，所述开关电路包括NMOS管，所述开关电路的控制端是所述NMOS管的栅极，所述NMOS管的源极经由所述LED与所述电源正极连通。

其中，所述LED恒流驱动电路还包括整流滤波电路，所述电源正极和所述电源负极经由所述整流滤波电路与市电连通。

相应地，本发明实施例还提供了一种LED灯具，包括以上任一项所述的LED恒流驱动电路。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：通过由辅助供电电感、辅助供电二极管以及辅助供电电容构成的辅助供电电路给启动后的PWM控制芯片供电，可以降低能源损耗，提高电路整体效率，而且电路结构简单，经济实用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的LED恒流驱动电路的结构示意图；

图2是本发明提供的LED恒流驱动电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见图1，是本发明提供的LED恒流驱动电路的结构示意图，包括LED 110、开关电路120、电流取样电路130、辅助供电电路140和PWM控制芯片150，辅助供电电路140包括辅助供电电感141、辅助供电二极管142和辅助供电电容143。LED 110、开关电路120、电流取样电路130和辅助供电电感141依次串联后连接在电源正极与电源负极之间。PWM控制芯片150的启动端HV与电源正极连通，PWM控制芯片150的供电端VCC经由反向的辅助供电二极管142与电源负极连通，PWM控制芯片150的供电端VCC还依次经由辅助供电电容143和辅助供电电感141与电源负极连通，PWM控制芯片150的脉冲输出端DRV与开关电路120的控制端连通，开关电路120在脉冲输出端DRV输出高电平时导通，PWM控制芯片150的反馈控制端CS与电流取样电路130连接，并根据电流取样电路采集到的电流控制脉冲输出端DRV的输出脉冲的占空比。

在电源正极和电源负极之间连接直流或交流电源，LED恒流驱动电路即开始工作。外接电源通过PWM控制芯片150的启动端HV为PWM控制芯片150提供启动电压，启动PWM控制芯片150，使PWM控制芯片150的脉冲输出端DRV输出脉冲电压，当开关电路120的控制端接收到脉冲输出端DRV的高电平时，开关电路120导通，外接电源经由LED 110、开关电路120、电流取样电路130和辅助供电电感141构成的回路给LED 110供电。此时，外接电源还可以经由LED 110、电流取样电路130和辅助供电电容143给PWM控制芯片150的供电端VCC提供工作电压，从而关断启动端HV的供电，较小损耗，提高效率。此时，辅助供电电感141还进行充电。当脉冲输出端DRV输出低电平的时候，开关电路120断开，辅助供电电感141开始放电，即辅助供电电感141经由辅助供电二极管142给供电端VCC提供工作电压，使PWM控制芯片150的脉冲输出端继续输出脉冲。另外，由于电流取样电路130与LED 110串联，因此当LED 110中的电流变大时，电流取样电路130中的电流也变大，电流取样电路130将这一变化提供给PWM控制芯片150的反馈控制端CS后，PWM控制芯片150将减小其脉冲输出端DRV的输出脉冲的占空比，从而减小LED 110中流过的电流；当LED 110中的电流变小时，电流取样电路130中的电流也变小，电流取样电路130将这一变化提供给PWM控制芯片150的反馈控制端CS后，PWM控制芯片150将增大其脉冲输出端DRV的输出脉冲的占空比，从而增大LED 110中流过的电流，通过这种反馈控制方式，可以维持电路中的电流恒定。 

本发明实施例提供的LED恒流驱动电路，通过由辅助供电电感、辅助供电二极管以及辅助供电电容构成的辅助供电电路给启动后的PWM控制芯片供电，可以降低能源损耗，提高电路整体效率，而且电路结构简单，经济实用。

请参见图2，是本发明提供的LED恒流驱动电路的电路图。图2仅仅示出了本发明的一个实施例，而不能用于限制本发明。在本发明的其它实施例中，可以包括以下所描述特征中的任意一项或任意几项的组合，或者还可以包括其它附加的任意合适的电子器件和/或电路结构。

如图2所示，除了辅助供电电感L2、辅助供电二极管D5和辅助供电电容C7以外，辅助供电电路140还可以包括供电端稳压二极管D6，供电端稳压二极管D6与辅助供电电容C7并联，供电端稳压二极管D6的负极与PWM控制芯片U1的供电端VCC连接。D6可以是任意合适的稳压二极管，例如稳压12V二极管，D6可以防止VCC端的电压尖峰过高而烧坏PWM控制芯片U1。

如图2所示，辅助供电电路140还可以包括辅助供电滤波电容C8，辅助供电滤波电容C8与辅助供电电容C7并联，C8主要用于滤波高频电流，通常选用1nF的贴片电容。

如图2所示，开关电路120包括NMOS管Q1，开关电路的控制端是NMOS管Q1的栅极，NMOS管Q1的源极经由LED与电源正极连通。除了NMOS管以外，开关电路120还可以是其它开关器件，例如PMOS管、NPN管、PNP管等。

如图2所示，电流取样电路130包括取样电阻R4、可调电阻R8和调节分压电阻R7。LED、开关电路120（图2中示出的是NMOS管Q1）、取样电阻R4和辅助供电电感L2依次串联后连接在电源正极与电源负极之间，可调电阻R8和调节分压电阻R7串联后与取样电阻R4并联，取样电阻R4与开关电路120（图2中示出的是NMOS管Q1）的公共节点连接至PWM控制芯片U1的反馈控制端CS。通过调节可变电阻R8的阻值，可以微调输出电流（即LED中的电流）的大小。因此，可以通过选取合适的R4、R7和R8，来保证调节R8可以得到需要的输出电流，且无论怎样调节R8，输出电流都不会太大以至于损坏电子器件。

如图2所示，PWM控制芯片（例如OB2263）U1的启动端HV经由启动限流电阻R5与电源正极连通，外接电源经过R5后给PWM控制芯片U1提供启动电压，这样可以防止启动时大电流冲击烧坏HV端。另外，U1的供电端VCC经由反向的辅助供电二极管D5与电源负极连通，VCC端还依次经由辅助供电电容C7和辅助供电电感D2与电源负极连通。U1的脉冲输出端DRV与NMOS管Q1的栅极连通。U1的反馈控制端CS经由取样电阻R4接地，CS端还经由C6接地，C6主要起滤除尖峰和谐波补偿的作用，通常选用100pF的贴片电容。U1的接地端GND直接接地。U1的LATCH端和LD端分别经由C4、C5与地连通，C4和C5都起高频滤波的作用，一般选用1nF的贴片电容，而且LATCH端还与VCC端连通。U1的NC端空置。 

如图2所示，LED恒流驱动电路还包括连接在电源正极与电源负极之间的功率因子校正电路，功率因子校正电路包括第一校正二极管D1、第二校正二极管D2、第三校正二极管D3、第一校正电容C2和第二校正电容C3，其中反向的第一校正二极管D1、反向的第二校正二极管D2以及反向的第三校正二极管D3依次串联后连接在电源正极与电源负极之间，第二校正二极管D2和第三校正二极管D3串联后与第一校正电容C2并联，第一校正二极管D1和第二校正二极管D2串联后与第二校正电容C3并联。功率因子校正电路也可以称为填谷电路，主要用于提高输入的功率因数，一般通过设置合适的参数，可以将功率因子PF提高到0.9以上。

如图2所示，LED恒流驱动电路还包括与LED并联的输出电容C9。C9主要用于减小LED的电流波动，它的值越大越好，在耐压、体积许可的情况下，C9尽量选用大容值的CBB电容。

如图2所示，LED恒流驱动电路还包括与LED并联的储能供电电路，储能供电电路包括依次串联的储能供电二极管D4和储能供电电感L1，储能供电二极管D4的负极与电源正极连通。当NMOS管Q1导通，外接电源给LED供电时，L1充电储能；当NMOS管Q1因为栅极低电平而关断时，L1可以通过D4、LED回路给LED供电，保持LED的输出。

如图2所示，LED恒流驱动电路还包括整流滤波电路，电源正极和电源负极经由整流滤波电路与市电连通。整流滤波电路包括并联连接的桥式整流电路B1和输入滤波电容C1。

如图2所示，LED恒流驱动电路还包括保险丝F1，F1连接在整流滤波电路与市电之间，当电路异常导致电流过大时，F1烧断，从而切断整个电路，以避免烧坏电子器件或造成安全隐患。

本发明实施例还提供了一种LED灯具，包括以上任一实施例所述的LED恒流驱动电路。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种LED恒流驱动电路，其特征在于，包括LED、开关电路、电流取样电路、辅助供电电路和PWM控制芯片，所述辅助供电电路包括辅助供电电感、辅助供电二极管和辅助供电电容，所述LED、开关电路、电流取样电路和辅助供电电感依次串联后连接在电源正极与电源负极之间，所述PWM控制芯片的启动端与所述电源正极连通，所述PWM控制芯片的供电端经由反向的辅助供电二极管与所述电源负极连通，还依次经由所述辅助供电电容和辅助供电电感与所述电源负极连通，所述PWM控制芯片的脉冲输出端与所述开关电路的控制端连通，所述开关电路在所述脉冲输出端输出高电平时导通，所述PWM控制芯片的反馈控制端与所述电流取样电路连接，并根据电流取样电路采集到的电流控制脉冲输出端的输出脉冲的占空比。

2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述辅助供电电路还包括供电端稳压二极管，所述供电端稳压二极管与所述辅助供电电容并联，所述供电端稳压二极管的负极与所述PWM控制芯片的供电端连接。

3.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述辅助供电电路还包括辅助供电滤波电容，所述辅助供电滤波电容与所述辅助供电电容并联。

4.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电流取样电路包括取样电阻、可调电阻和调节分压电阻，所述LED、开关电路、取样电阻和辅助供电电感依次串联后连接在电源正极与电源负极之间，所述可调电阻和所述调节分压电阻串联后与所述取样电阻并联，所述取样电阻与所述开关电路的公共节点连接至所述PWM控制芯片的反馈控制端。

5.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述LED恒流驱动电路还包括连接在电源正极与电源负极之间的功率因子校正电路，所述功率因子校正电路包括第一校正二极管、第二校正二极管、第三校正二极管、第一校正电容和第二校正电容，其中反向的第一校正二极管、反向的第二校正二极管以及反向的第三校正二极管依次串联后连接在所述电源正极与所述电源负极之间，所述第二校正二极管和第三校正二极管串联后与第一校正电容并联，所述第一校正二极管和第二校正二极管串联后与第二校正电容并联。

6.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述LED恒流驱动电路还包括与所述LED并联的输出电容。

7.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述LED恒流驱动电路还包括与所述LED并联的储能供电电路，所述储能供电电路包括依次串联的储能供电二极管和储能供电电感，所述储能供电二极管的负极与所述电源正极连通。

8.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述开关电路包括NMOS管，所述开关电路的控制端是所述NMOS管的栅极，所述NMOS管的源极经由所述LED与所述电源正极连通。

9.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述LED恒流驱动电路还包括整流滤波电路，所述电源正极和所述电源负极经由所述整流滤波电路与市电连通。

10.一种LED灯具，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的LED恒流驱动电路。

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