CN104754841B - 一种消除电流纹波的控制电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种单级PFC反激电源消除电流纹波的控制电路，属于恒流驱动技术领域。主要包括：恒流源电路，自动调节反馈电路、达林顿电路，LED发光二极管。用于消除LED的驱动器中的工频电流纹波，从而消除闪烁。

Description

一种消除电流纹波的控制电路
技术领域
本发明涉及恒流驱动技术领域，具体涉及发光二极管恒流驱动器中消除电流纹波的控制电路。
背景技术
在设计发光二极管(LED)负载的恒流驱动器时，通常采用单级PFC(Power FactorCorrection功率因数校正)电路，所述单级PFC电路是将PFC电路和LED驱动电路集成合并成一级电路用于驱动LED。
目前在LED的驱动器上已经大量使用单级PFC反激式LED驱动电源。但是由于单级PFC输出低频纹波无法减小，从而成为了单级PFC致命缺陷。由于该拓扑是PFM(调频)方式调整反馈，同时具有高功率因数，整流桥后无大电解电容，故由交流电网的正弦波所引起的低频纹波噪声传递到了输出端，造成LED灯出现闪烁(频闪)问题。尽管大部分时间输出光的闪烁问题不被人们直接察觉，但其对普通人群产生的较大的潜在危害，例如：眼睛疲劳、视力模糊、传统的头痛以及降低在视觉相关作业方面的工作效率。为避免照明光的闪烁(频闪)对人们健康产生损害和伤害，设计出输出较低纹波的LED驱动电路是函待解决的技术问题。
发明内容
本发明提出了一种电路结构简单且具有较强纹波抑制能力的LED驱动控制电路，具体技术方案如下：
经整流桥(整流桥电路及发光二极管恒流驱动器前端电路为本领域公知常识，在此不再示出)整流后的正向输出端为+Vout，+Vout与LED1的正向输入端相连，LED1另一端与场效应晶体管Q1的漏极相连；+Vout-电阻RTN为经整流桥整流后的负向输出端；+Vout-电阻RTN与电阻Rs的一端相连，电阻Rs的另一端与场效应晶体管Q1的源极、电阻R1的一端，放大器OP1的负向输入端公共相连，电阻R1的另一端与C1连接，C1的另一端与放大器OP1输出端、场效应晶体管Q1的栅极公共相连；放大器OP1的正向输入端与电容C2的一端相连，电容C2的另一端接SGND；场效应晶体管Q1的漏极与电阻R2一端连接，电阻R2的另一端与放大器OP2的正向输入端相连，放大器OP2的负向输入端与电阻R4、电阻R3的一端公共连接；放大器OP2的输出端与电阻R5、电阻R6的一端、光耦PC1A的正向输入端及电阻R3的另一端公共连接；光耦PC1A的负向输入端连接到反馈端；电阻R6的另一端接SGND；电阻R5的另一端接+Vout。
本发明的进一步的实施例中，LED1为两个以上发光二极管串接而成。
本发明的进一步的实施例中，反馈端反馈到主输出，使得+Vout呈现减小趋势。
本发明的进一步的实施例中，场效应晶体管Q1由场效应晶体管Q2，三极管Q3及电阻R7组成，场效应晶体管Q2的漏极连接三极管的集电极；场效应晶体管Q2的源极与电阻R7的一端及三极管的基极公共连接；电阻R7的另一端与放大器OP1的输出端相连。
本发明的进一步的实施例中，场效应晶体管Q1为N沟道MOSFET；
本发明的进一步的实施例中，三极管Q3为NPN型晶体管。
有益效果
单级PFC反激式LED驱动电路中，由于要考虑到高PF值，故整流桥后无滤除工频纹波的大电解电容，故使得工频纹波带传递输出到负载LED端，而且由于没有经过处理，所以输出电流纹波很大，就会出现闪烁。如果能够使低频段和高频段稳定输出电流(即全频段恒流输出)，则输出电流纹波就会减小。本发明就是调整输出驱动器在低频段恒流控制，消减输出电流纹波，以避免闪烁。
与现有技术相比，本发明能够使得主输出功率环路工作在线性恒流区，大大减小输出电流纹波，避免照明光的闪烁，而且有自动反馈调节电路，降低功耗，既使输出功率环路工作在线形态，又使功耗降低到可以接受的范围。实现成本非常低廉，实施简单有效。
附图说明书
图1示例了电流纹波控制电路。
图2示例了达林顿电路。
具体实施方式
图1示出了本发明的发光二极管恒流驱动器中消除电流纹波的控制电路，经整流桥(整流桥电路及发光二极管恒流驱动器前端电路为本领域公知常识，在此不再示出)整流后的正向输出端为+Vout，+Vout与LED1的正向输入端相连，LED1另一端与场效应晶体管Q1的漏极相连；+Vout-电阻RTN为经整流桥整流后的负向输出端；+Vout-电阻RTN与电阻Rs的一端相连，电阻Rs的另一端与场效应晶体管Q1的源极、电阻R1的一端，放大器OP1的负向输入端公共相连，电阻R1的另一端与C1连接，C1的另一端与放大器OP1输出端、场效应晶体管Q1的栅极公共相连；放大器OP1的正向输入端与电容C2的一端相连，电容C2的另一端接SGND；场效应晶体管Q1的漏极与电阻R2一端连接，电阻R2的另一端与放大器OP2的正向输入端相连，放大器OP2的负向输入端与电阻R4、电阻R3的一端公共连接；放大器OP2的输出端与电阻R5、电阻R6的一端、光耦PC1A的正向输入端及电阻R3的另一端公共连接；光耦PC1A的负向输入端连接到反馈端；电阻R6的另一端接SGND；电阻R5的另一端接+Vout。
其中，场效应晶体管Q1,电阻Rs、电阻R1,电容C1、C2,放大器OP1构成一个基于OP放大器的恒流源，消减输出电流纹波，以避免闪烁。其工作原理为，为了使V电阻Ref1和Iled流过电阻Rs所产生的电压相等，OP1放大器自动调节Q1的内部电阻，已达到V电阻Ref1和Iled流过电阻Rs所产生的电压相等。在要求较精密的状态下使用大电流时，可以使用如图2所示电路结构，由场效应晶体管Q2，三极管Q3及电阻R7组成场效应晶体管Q1，产生N沟道MOSFET和NPN晶体管的达林顿接续效应。
图1中，由电阻R2,电阻R3,电阻R4,OP2构成一个自动调节反馈电路。当Vp呈现增大趋势时，V1也随之比例放大，通过驱动电源的恒流和恒压的反馈光耦，反馈到主输出，使得+Vout呈现减小趋势。这样反复循环自动调节反馈+Vout，使得+Vout呈现一个稳定的电压。从而降低Q1功率管功耗，提升电路效率。
如图2所示为达林顿电路，场效应晶体管Q1由场效应晶体管Q2，三极管Q3及电阻R7组成，场效应晶体管Q2的漏极连接三极管的集电极；场效应晶体管Q2的源极与电阻R7的一端及三极管的基极公共连接；电阻R7的另一端与放大器OP1的输出端相连。场效应管晶体管，其工作在线性恒流区的条件是Vds>Vgs-Vgs(th)，恒流输出为Iled＝VRef1/Rs.但在实际应用过程中，会产生恒流精度误差，如果要求在较精密的状态下使用大电流的时，就可以使用如图2所示电路，工作形成达林顿接续效应。
以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体与详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围和实施例的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种消除电流纹波的控制电路，其特征在于：该电路包括发光二极管LED1,LED1的正向输入端与经整流桥整流后的正向输出端+Vout相连，LED1另一端与场效应晶体管Q1的漏极相连；+Vout-电阻RTN为经整流桥整流后的负向输出端；+Vout-电阻RTN与电阻Rs的一端相连，电阻Rs的另一端与场效应晶体管Q1的源极、电阻R1的一端，放大器OP1的负向输入端公共相连，电阻R1的另一端与电容C1连接，C1的另一端与放大器OP1输出端、场效应晶体管Q1的栅极公共相连；放大器OP1的正向输入端与电容C2的一端相连，电容C2的另一端接SGND；场效应晶体管Q1的漏极与电阻R2一端连接，电阻R2的另一端与放大器OP2的正向输入端相连，放大器OP2的负向输入端与电阻R4、电阻R3的一端公共连接；放大器OP2的输出端与电阻R5、电阻R6的一端、光耦PC1A的正向输入端及电阻R3的另一端公共连接；光耦PC1A的负向输入端连接到反馈端；电阻R6的另一端接SGND；电阻R5的另一端接+Vout。
2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于：所述LED1为两个以上发光二极管串接而成。
3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于：反馈端反馈到主输出+Vout，使得+Vout呈现减小趋势。
4.根据权利要求3所述的控制电路，其特征在于：所述场效应晶体管Q1由场效应晶体管Q2，三极管Q3及电阻R7组成，场效应晶体管Q2的漏极连接三极管的集电极；场效应晶体管Q2的源极与电阻R7的一端及三极管的基极公共连接；电阻R7的另一端与放大器OP1的输出端相连。
5.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于：所述场效应晶体管Q1为N沟道MOSFET。
6.根据权利要求5所述的控制电路，其特征在于：所述三极管Q3为NPN型晶体管。
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