CN104105242A - Led驱动电路 - Google Patents

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Abstract

一种LED驱动电路，针对现有同类电路普遍存在的转换效率较低、可靠性较差与成本较高的问题，采用由磁环线圈组成正反馈电路的单只晶体管自激振荡兼输出的特殊电路设计，不仅显著提高了电路的转换效率与可靠性，还大幅度降低了LED驱动电路的成本，可广泛用作各种LED照明系统的驱动电路。

Description

LED驱动电路
技术领域
本发明涉及一种LED驱动电路，尤其是一种采用由磁环线圈组成正反馈电路的单只晶体管自激振荡兼输出的LED驱动电路。
背景技术
LED灯因具有极高的发光效率与无汞污染的独特优点而被公认为当今最理想的绿色照明光源，大力发展与推广LED照明已成为现代绿色照明发展的主流。
目前，LED照明在我国的发展极其迅速，LED光源的主要性能指标一年一个台阶的不断提高，相应的价格却一年一个台阶的不断降低，其性价比的快速攀升预示LED灯大批量进入室内外照明领域的时机已经到来。
LED驱动电路是LED灯的主要组成部分，它不仅直接影响LED灯的系统效率、寿命与其他重要性能参数，也直接影响LED灯的成本。我国节能灯的发展经历清楚表明，一个月产几百万只、上千万只，即年产数亿只节能灯的企业，每只灯的驱动电路的成本若降低1分钱，每年就是几百万元的纯利润；若每只降低成本1角钱就是每年几千万元的纯利润！因此，我国节能灯企业在保证灯的性能符合要求的前提下都下足了功夫最大限度地降低驱动电路的成本。显然，在LED灯即将大批量取代节能灯的今天，LED驱动电路降低成本的重要性勿容置疑。
当前盛行的LED驱动电路多为以集成电路为核心的电路系统(参阅专利“一种大功率LED驱动电路”，专利号201110179478.1)，这些电路虽多有恒流的优点，但转换效率不够高(为85％左右)，且可靠性较低。尤其是成本较高，使LED灯难以大批量推广。
发明内容
为了大幅度降低LED驱动电路的成本并显著提高其转换效率与工作可靠性，从而有效解决当前LED灯难以大批量推广应用的难题，本发明设计了仪由分立元件构成的电路结构十分简单的新型LED驱动电路。它由保险电阻或保险丝、全波整流电路、抗干扰电路、滤波电容、以及高频自激振荡与输出电路共同组成，其特征为其中的高频自激振荡与输出电路为一种采用磁环线圈组成正反馈电路的单只晶体管自激振荡兼输出的新型电路。
本发明的高频自激振荡兼输出电路的具体设计为：由磁环线圈的初级绕组(N1)、电感(L2)与输出电容(C4)组成的串联电路连接在晶体管(TR)的集电极(c)与滤波电容(C1)的正端之间；作为负载的LED系统连接在输出电容(C4)的两端；缓冲电容(C2)与续流二极管(D5)也并联连接在晶体管(TR)的集电极(c)与滤波电容(C1)的正端之间，且其中续流二极管(D5)的负端与滤波电容(C1)的正端连接，二极管(D5)的正端与晶体管(TR)的集电极(c)连接；由隔直流电容(C3)、基极电阻(R3)及磁环线圈的次级绕组(N2)组成的串联电路连接于晶体管(TR)的基极(b)与电容(C1)的负端之间；泄放二极管(D6)亦并联于基极(b)与电容(C1)的负端之间，且二极管(D6)的负端与基极(b)连接，二极管(D6)的正端与电容(C1)的负端连接；发射极电阻(R4)连接于晶体管(TR)的发射极(e)与电容(C1)的负端之间；偏流电阻(R2)连接于电容(C1)的正端与晶体管(TR)的基极(b)之间。
其中磁环线圈初级绕组(N1)的圈数依据磁环截面积与磁导率的不同可在圈至20圈之间选取，次级绕组的圈数(N2)在2圈至15圈之间选取；输出电容(C4)与隔直流电容(C3)可采用薄膜电容器，也可采用电解电容器，容量在0.1微法至50微法之间选择。采用电解电容器成本可稍低，但高温下寿命较短；其中的发射极电阻(R4)的阻值可在0欧姆至50欧姆之间选择，阻值越小电路转换效率越高，但温度稳定性稍差一些。至于其他元器件的选取，均根据对驱动电路的参数要求在调试中确定。
采用本发明的LED驱动电路，电路转换效率均达90％以上，由于电路极其简单，故调试容易、故障率低、可靠性高。尤其是其成本比同类产品大幅降低至二分之一以下，有利于LED灯的大批量推广应用。
下面结合附图与实施例对本发明进一步加以说明。
附图说明
本发明的电路原理图如附图所示。
图中虚线方框1为本发明的整流滤波及抗干扰电路，因其与常规的同类电路相似，无需详细介绍；虚线方框2为本发明具有鲜明特征的高频自激振荡兼输出电路，其中TR为双极型晶体管，c、b、e分别为其集电极、基极、发射极；L2为储能电感；N1为磁环线圈的初级绕组，N2为次级绕组；C4为输出电容；LED表示作为负载的LED系统；D5为续流二极管；C2为缓冲电容；R2、R3、R4分别为偏流电阻、基极电阻、发射极电阻；C3为隔直流电容；D6为泄放二极管。
具体实施方式
本发明的实施例为10W LED球泡灯的驱动电路，其电路原理图如附图所示。
其中作为负载的LED系统由55颗5730型LED串联而成；C2、C3、C4均为薄膜电容器，容量分别为1nF、220nF、100nF；L2的电感量为8mH；磁环线圈的初、次级绕阻分别为15圈与5圈；R2、R3、R4分别为1MΩ、75Ω、0Ω；D5、D6为FR107型的快恢复二极管；TR为92封装的13002型双极型晶体管。当输入电源电压为交流电220V时，电路输入功率约为10W，转换效率约为94％。电路成本比同类产品降低一半以上。

Claims (3)

1.一种LED驱动器电路，由保险电阻或保险丝、全波整流电路、抗干扰电路、滤波电容以及高频振荡与输出电路共同组成，其特征为其中的高频振荡与输出电路为采用磁环线圈组成正反馈电路的单只晶体管高频自激振荡兼输出的电路。
2.如权利要求1所述的一种LED驱动电路，其特征为其中的采用磁环线圈组成正反馈电路的单只晶体管高频自激振荡兼输出电路中的磁环线圈具有初极与次级二个绕阻，其中初级绕阻的圈数在1圈至20圈范围内选取，次级绕阻的圈数在2圈至15圈范围内选取。
3.如权利要求1所述的一种LED驱动电路，其特征为其中的采用磁环线圈组成正反馈电路的单只晶体管高频自激振荡兼输出电路具有如下的电路结构：由磁环线圈的初级绕组(N1)、电感(L2)与输出电容(C4)组成的串联电路连接在晶体管(TR)的集电极(c)与滤波电容(C1)的正端之间；作为负载的LED系统连接在输出电容(C4)的两端；缓冲电容(C2)与续流二极管(D5)也并联连接在晶体管(TR)的集电极(c)与滤波电容(C1)的正端之间，且其中续流二极管(D5)的负端与滤波电容(C1)的正端连接，二极管(D5)的正端与晶体管(TR)的集电极(c)连接；隔直流电容(C3)、基极电阻(R3)及磁环线圈的次级绕组(N2)组成的串联电路连接于晶体管(TR)的基极(b)与电容(C1)的负端之间；泄放二极管(D6)亦并联于基极(b)与电容(C1)负端之间，且二极管(D6)的负端与基极(b)连接，二极管(D6)的正端与电容(C1)的负端连接；发射极电阻(R4)连接于晶体管(TR)的发射极(e)与电容(C1)负端之间；偏流电阻(R2)连接于电容(C1)的正端与晶体管(TR)的基极(b)之间。
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