CN103796375A - 半桥式led恒流驱动电路以及led灯具 - Google Patents

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Abstract

一种半桥式LED恒流驱动电路，其连接在电源以及LED灯源阵列之间，包括滤波单元、整流单元、半桥式逆变单元、输出平滑单元、PWM控制单元、隔离单元以及驱动单元，电源连接滤波单元，滤波单元连接整流单元，整流单元连接半桥式逆变单元，半桥式逆变单元连接输出平滑单元，输出平滑单元连接PWM控制单元以及LED灯源阵列之间，PWM控制单元连接隔离单元，隔离单元连接驱动单元，驱动单元连接半桥式逆变单元。本发明还提出一种LED灯具。这样能够驱动大功率的LED灯，并且更加稳定、可靠和高效。

Description

半桥式LED恒流驱动电路以及LED灯具
技术领域
本发明涉及照明设备领域，尤其涉及一种半桥式LED恒流驱动电路以及LED灯具。
背景技术
一般市面的LED驱动电路多数采用反激隔离的拓扑结构，这种结构只适用于小功率LED的驱动电路。这种拓扑结构的输入电压范围窄，功率小，并且很容易在高温下达到磁饱和，烧毁驱动板，不适合在大功率LED上使用。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服上述现有技术存在的不足，而提出一种半桥式LED恒流驱动电路以及LED灯具，通过在驱动电路中增加半桥式逆变单元，防止变压线圈容易磁饱和，使得驱动电路可以驱动大功率LED，并且驱动电路更加安全可靠、稳定高效。
为解决上述技术问题，本发明提出一种半桥式LED恒流驱动电路，其连接在电源以及LED灯源阵列之间，包括滤波单元、整流单元、半桥式逆变单元、输出平滑单元、PWM控制单元、隔离单元以及驱动单元，电源连接滤波单元，滤波单元连接整流单元，整流单元连接半桥式逆变单元，半桥式逆变单元连接输出平滑单元，输出平滑单元连接PWM控制单元以及LED灯源阵列，PWM控制单元连接隔离单元，隔离单元连接驱动单元，驱动单元连接半桥式逆变单元。
优选地，整流单元包括第一输出端和第二输出端，半桥式逆变单元包括第一并联均压电阻、第二并联均压电阻、第一电容、第二电容、第一开关管、第二开关管、第一二极管、第二二极管、耦合电容以及变压器，变压器包括第一输入端以及第二输入端；
第一电容与第二电容依次串联在整流单元的第一输出端和第二输出端之间，第一并联均压电阻与第一电容并联，第二并联均压电阻与第二电容并联，第一开关管与第二开关管依次串联在整流单元的第一输出端和第二输出端之间，耦合电容的一端连接第一开关管与第二开关管的连接处，耦合电容的另一端连接变压器的第一输入端，变压器的第二输入端连接第一电容和第二电容的连接处，第一二极管的阳极和第二二极管的阴极均连接耦合电容的一端，第一二极管的阴极连接整流单元的第一输出端，第二二极管的阳极连接整流单元的第二输出端，驱动单元连接第一开关管以及第二开关的控制端。
优选地，第一开关管、第二开关管均为MOS管。
优选地，第一开关管、第二开关管均为三极管。
优选地，隔离单元包括两个输入端与两个输出端，输入端和输出端之间均连接有一光耦合器。
优选地，PWM控制单元包括脉冲宽度调制芯片。
优选地，脉冲宽度调制芯片的型号为SG3525A。
优选地，驱动单元包括驱动芯片。
优选地，驱动芯片的型号为IR2110。
本发明还提出一种LED灯具，包括上述的半桥式LED恒流驱动电路。
与现有技术相比，本发明的半桥式LED恒流驱动电路通过采用半桥式逆变单元，使得该电路可以驱动大功率灯具，稳定性更高，电路结构也简单，具有高效、低成本的特点。
附图说明
图1是本发明的半桥式LED恒流驱动电路原理框图。
图2是本发明的半桥式LED恒流驱动电路图。
其中，附图标记说明如下：电源1；滤波单元2：第一电感L1和电容C1；整流单元3：滤波电容C2；半桥式逆变单元4：第一并联均压电阻R1、第二并联均压电阻R2、第一电容C3、第二电容C4、第一开关管S1、第二开关管S2、第一二极管VD1、第二二极管VD2、耦合电容C5、变压器T1；输出平滑单元5：第三二极管VD3、第四二极管VD4、第二电感L2、滤波电容C7、反馈采样电阻R5；PWM控制单元6 ；隔离单元7：脉冲宽度调制芯片U1；驱动单元8：驱动芯片U2；LED灯源阵列9。
具体实施方式
为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
请参阅图1，一种半桥式LED恒流驱动电路，其连接在电源1以及LED灯源阵列9之间，包括滤波单元2、整流单元3、半桥式逆变单元4、输出平滑单元5、PWM控制单元6、隔离单元7以及驱动单元8。电源1连接滤波单元2，滤波单元2连接整流单元3，整流单元3连接半桥式逆变单元4，半桥式逆变单元4连接输出平滑单元5，输出平滑单元5连接PWM控制单元6，PWM控制单元6连接隔离单元7，隔离单元7连接驱动单元8，驱动单元8连接半桥式逆变单元4。
请参阅图2，滤波单元2为由第一电感L1和电容C1组成的低通滤波器。该滤波单元2对高频信号有较大的衰减作用，能有效的抑制电网噪声，提高电子设备的抗干扰能力以及系统的可靠性。
整流单元3包括第一输出端和第二输出端。整流单元3把经过滤波单元2滤波的交流电压通过全波整流后变成脉动直流电压，再通过滤波电容C2得到平稳的直流高压。
请继续参阅图2，半桥式逆变单元4包括第一并联均压电阻R1、第二并联均压电阻R2、第一电容C3、第二电容C4、第一开关管S1、第二开关管S2、第一二极管VD1、第二二极管VD2、耦合电容C5以及变压器T1。变压器T1包括第一输入端以及第二输入端。
第一电容C3与第二电容C4依次串联在第一输出端和第二输出端之间，第一并联均压电阻R1与第一电容C3并联，第二并联均压电阻R2与第二电容C4并联，第一开关管S1与第二开关管S2依次串联在整流单元的第一输出端和第二输出端之间，耦合电容C5的一端连接第一开关管S1与第二开关管S2的连接处，耦合电容C5的另一端连接变压器T1的第一输入端，变压器T1的第二输入端连接第一电容C3和第二电容C4的连接处，第一二极管VD1的阳极和第二二极管VD2的阴极均连接耦合电容C5的一端，第一二极管VD1的阴极连接整流单元的第一输出端，第二二极管VD2的阳极连接整流单元的第二输出端，驱动单元连接第一开关管S1以及第二开关的控制端。
本实施例中，第一开关管S1、第二开关管S2均为MOS管。其它实施例中，第一开关管S1、第二开关管S2均为三极管。
半桥式逆变单元把直流电转换成交流电，由于它的变压器T1的初级线圈的一端连接该第一电容C3和第二电容C4的连接处，而该连接处的电压等于整流后直流电压的一半，因此在第一开关管S1和第二开关管S2交替导通下，变压器T1的次级线圈的一端形成幅值为整流后直流电压的一半的交流方波电压。
输出平滑单元5由第三二极管VD3、第四二极管VD4、第二电感L2、滤波电容C7以及反馈采样电阻R5组成。交流方波电压经过该输出平滑单元5整流滤波后输出直流电压驱动LED灯源阵列9工作。
PWM控制单元6包括脉冲宽度调制芯片U1以及外围电路组成。本实施例中，脉冲宽度调制芯片U1的型号为SG3525A。该芯片的管脚5与管脚7之间串联一个电阻R13就可以在大范围内调节死区时间，管脚8外接电容C15作为软启动电路。该芯片的管脚11和管脚14为PWM信号输出脚，能控制半桥逆变器的第一开关管S1和第二开关管S2。该芯片的管脚1为电压电流反馈信号输入脚。
隔离单元7包括两个输入端与两个输出端，每个输入端和输出端之间均连接有一光耦合器。本实施例中，光耦合器的型号为PC817。从芯片SG3525A的管脚11、14出来的PWM信号驱动光耦合器PC817，经过光耦合器PC817隔离后，送到驱动单元8，进而去驱动第一开关管S1和第二开关管S2。
驱动单元8包括驱动芯片U2。本实施例中，驱动芯片U2的型号为IR2110。IR2110是一款专用驱动集成电路，可以实现对MOSFER和IGBT的最优驱动，同时还具有快速完整的保护功能，提高了系统的可靠性，减少电路的复杂程度。其中，管脚HIN和LIN为半桥式逆变单元中同一桥臂上下两个开关管的驱动脉冲信号输入端。HO和LO是上下两个开关管的信号输出端。
本发明还提供一种LED灯具，包括上述的半桥式LED恒流驱动电路。
与现有技术相比，本发明的通过采用半桥式逆变单元，使得该电路可以驱动大功率灯具，稳定性更高，电路结构也简单，具有高效、低成本的特点。
以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，并非限制本发明的保护范围。凡运用本发明说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种半桥式LED恒流驱动电路，其连接在电源以及所述LED灯源阵列之间，其特征在于，包括滤波单元、整流单元、半桥式逆变单元、输出平滑单元、PWM控制单元、隔离单元以及驱动单元，所述电源连接所述滤波单元，所述滤波单元连接所述整流单元，所述整流单元连接所述半桥式逆变单元，所述半桥式逆变单元连接所述输出平滑单元，所述输出平滑单元连接所述PWM控制单元以及LED灯源阵列，所述PWM控制单元连接所述隔离单元，所述隔离单元连接所述驱动单元，所述驱动单元连接所述半桥式逆变单元。
2.如权利要求1所述的半桥式LED恒流驱动电路，其特征在于，所述整流单元包括第一输出端和第二输出端，所述半桥式逆变单元包括第一并联均压电阻、第二并联均压电阻、第一电容、第二电容、第一开关管、第二开关管、第一二极管、第二二极管、耦合电容以及变压器，所述变压器包括第一输入端以及第二输入端；
所述第一电容与第二电容依次串联在所述整流单元的第一输出端和第二输出端之间，所述第一并联均压电阻与所述第一电容并联，所述第二并联均压电阻与所述第二电容并联，所述第一开关管与所述第二开关管依次串联在所述整流单元的第一输出端和第二输出端之间，所述耦合电容的一端连接所述第一开关管与第二开关管的连接处，所述耦合电容的另一端连接所述变压器的第一输入端，所述变压器的第二输入端连接所述第一电容和第二电容的连接处，所述第一二极管的阳极和所述第二二极管的阴极均连接所述耦合电容的一端，所述第一二极管的阴极连接所述整流单元的第一输出端，所述第二二极管的阳极连接所述整流单元的第二输出端，所述驱动单元连接所述第一开关管以及第二开关的控制端。
3.如权利要求2所述的半桥式LED恒流驱动电路，其特征在于，所述第一开关管、第二开关管均为MOS管。
4.如权利要求2所述的半桥式LED恒流驱动电路，其特征在于，所述第一开关管、第二开关管均为三极管。
5.如权利要求1所述的半桥式LED恒流驱动电路，其特征在于，所述隔离单元包括两个输入端与两个输出端，所述输入端和输出端之间均连接有一光耦合器。
6.如权利要求1所述的半桥式LED恒流驱动电路，其特征在于，所述PWM控制单元包括脉冲宽度调制芯片。
7.如权利要求6所述的半桥式LED恒流驱动电路，其特征在于，所述脉冲宽度调制芯片的型号为SG3525A。
8.如权利要求1所述的半桥式LED恒流驱动电路，其特征在于，所述驱动单元包括驱动芯片。
9.如权利要求8所述的半桥式LED恒流驱动电路，其特征在于，所述驱动芯片的型号为IR2110。
10.一种LED灯具，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一项所述的半桥式LED恒流驱动电路。
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