CN104936340A - 无纹波led灯电源电路及消除led灯电源纹波的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无纹波LED灯电源电路及消除LED灯电源纹波的方法，所述无纹波LED灯电源电路，包括：AC/DC转换电路(1)、峰值电压保持电路(2)、分压电路(3)、达林顿管(Q1)、及发光二极管灯条(LED)；通过AC/DC转换电路(1)将交流电转换为带纹波的直流电，通过峰值电压保持电路(2)采集带纹波的直流电的峰值电压，并通过分压电路(3)对采集到的峰值电压进行分压，进而获得一小于等于带纹波的直流电的波谷电压的参考电压，并将参考电压提供给达林顿管(Q1)，使得达林顿管(Q1)的输出电压跟随参考电压，从而将带有纹波的直流电转化为无纹波的纯直流电压，驱动发光二极管灯条(LED)发光，达到无纹波闪烁的效果。

Description

无纹波LED灯电源电路及消除LED灯电源纹波的方法

技术领域

本发明涉及LED照明灯具领域，尤其涉及一种无纹波LED灯电源电路及消除LED灯电源纹波的方法。

背景技术

随着发光二极管(Light Emitting Diode，LED)照明技术的发展和普及应用，LED灯有发光效率高，使用寿命长和高品质光效等优点，近年来出现各式各样的LED照明产品，例如：LED日光灯、LED球泡灯、LED面板灯、以及LED筒灯等。由于世界各国对节能环保的LED产品日益重视，使得LED节能灯具产品的市场前景非常广阔。

由于LED灯必须使用直流电源进行驱动，因此每款LED灯都要配备一款能输出直流电的驱动电源，用于将交流电(通常为市电)转变为直流电给LED供电，使之发光。

如图1所示，现有的一种LED灯驱动电源电路，交流电的火线L、零线N分别接入AC/DC转换电路的两输入端子，将交流电Vin输入AC/DC转换电路，AC/DC转换电路将转换后的输出电压Vout提供给LED灯，使得LED灯发光。然而，请参阅图2，图2为图1电路所对应的输出电压Vout的波形图，从图2中可见，AC/DC转换电路输出电压Vout的是一个带纹波的直流电，该输出电压Vout的最大值即峰值电压为Vmax，最小值即波谷电压为Vmin。

LED灯的工频纹波闪烁，是指由于现有LED驱动电源的输出电压为带纹波的直流电，进而使得LED灯输出光源普遍具有的2倍于输入交流电压频率的低频闪烁，例如，在50Hz的交流电下，LED光源的工频纹波闪烁为100Hz。虽然在一般情况下灯光的纹波闪烁不易被肉眼觉察，但是在手机、摄像机等设备下就会出现光线闪动条纹的现象，而且这种纹波电流带来的光线闪动对人眼的视力会造成伤害，因此，工频纹波闪烁成为LED照明领域必须解决的问题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无纹波LED灯电源电路，能够产生无纹波的纯直流电压，通过该无纹波的纯直流电压驱动发光二极管灯条发光，能够达到无纹波闪烁的效果。

本发明的目的还在于提供一种消除LED灯电源纹波的方法，能够将交流电转化为无纹波的纯直流电压，使发光二极管灯条发光时无纹波闪烁。

为实现上述目的，本发明提供了一种无纹波LED灯电源电路，包括：

AC/DC转换电路、峰值电压保持电路、分压电路、达林顿管、及发光二极管灯条；

所述AC/DC转换电路电性连接峰值电压保持电路及达林顿管，所述峰值电压保持电路电性连接分压电路，所述分压电路电性连接达林顿管，所述达林顿管电性连接发光二极管灯条；

所述AC/DC转换电路用于将交流电转换为带纹波的直流电，并提供给峰值电压保持电路；所述峰值电压保持电路用于采集带纹波的直流电的峰值电压，并以稳定的直流电压的形式将峰值电压提供给分压电路；所述分压电路依据接收到的峰值电压产生一参考电压，并将参考电压提供给达林顿管；所述达林顿管用于承受带纹波的直流电的纹波部分的电压，并依据参考电压提供给发光二极管灯条一纯直流电压，以驱动发光二极管灯条发光；

所述参考电压小于等于带纹波的直流电的波谷电压。

所述AC/DC转换电路具有两输入端、及两输出端，两输入端分别电性连接交流电火线、零线，两输出端分别电性连接接地端、及第一节点；

所述峰值电压保持电路包括：二极管、电容；

所述分压电路包括：第一电阻、第二电阻；

所述二极管的正极电性连接于第一节点，负极电性连接于电容的正极及第一电阻的一端；

所述电容的正极电性连接于第一电阻的一端，负极电性连接接地端；

所述第一电阻另一端电性连接于第二节点；

所述第二电阻的一端电性连接于第二节点，另一端电性连接于接地端；

所述达林顿管的基极电性连接于第二节点，集电极电性连接于第一节点，发射极电性连接于发光二极管灯条的正极；

所述发光二极管灯条的正极电性连接于达林顿管的发射极，负极电性连接于接地端。

所述发光二级管灯条由多个串联的发光二极管组成。

所述AC/DC转换电路接入的交流电电压为220V，频率为50Hz、或60Hz。

所述电容为电解电容。

本发明还提供一种消除LED灯电源纹波的方法，包括如下步骤：

步骤1、提供一无纹波LED灯电源电路，包括：AC/DC转换电路、峰值电压保持电路、分压电路、达林顿管、及发光二极管灯条；

所述AC/DC转换电路电性连接峰值电压保持电路及达林顿管，所述峰值电压保持电路电性连接分压电路，所述分压电路电性连接达林顿管，所述达林顿管电性连接发光二极管灯条；

步骤2、向所述AC/DC转换电路提供一交流电，所述AC/DC转换电路将所述交流电转换为一带纹波的直流电，并输出到峰值电压保持电路，所述峰值电压保持电路采集带纹波的直流电的峰值电压，并提供给分压电路；

步骤3、调节分压电路，使得分压电路依据峰值电压产生的参考电压小于等于带纹波的直流电的波谷电压，所述达林顿管跟随参考电压，产生一纯直流电压，驱动发光二极管灯条发光，所述发光二极管灯条发光时无频闪。

所述步骤1中，所述AC/DC转换电路具有两输入端、及两输出端，两输入端分别电性连接交流电火线、零线，两输出端分别电性连接接地端、及第一节点；

所述峰值电压保持电路包括：二极管、电容；

所述分压电路包括：第一电阻、第二电阻；

所述二极管的正极电性连接于第一节点，负极电性连接于电容的正极及第一电阻的一端；

所述电容的正极电性连接于第一电阻的一端，负极电性连接接地端；

所述第一电阻另一端电性连接于第二节点；

所述第二电阻的一端电性连接于第二节点，另一端电性连接于接地端；

所述达林顿管的基极电性连接于第二节点，集电极电性连接于第一节点，发射极电性连接于发光二极管灯条的正极；

所述发光二极管灯条的正极电性连接于达林顿管的发射极，负极电性连接于接地端。

所述发光二级管灯条由多个串联的发光二极管组成。

所述步骤2中提供给AC/DC转换电路的交流电电压为220V，频率为50Hz、或60Hz。

所述电容为电解电容。

本发明的有益效果：本发明提供了一种无纹波LED灯电源电路及消除LED灯电源纹波的方法，通过AC/DC转换电路将交流电转换为带纹波的直流电，通过峰值电压保持电路采集带纹波的直流电的峰值电压，并通过分压电路对采集到的峰值电压进行分压，进而获得一小于等于带纹波的直流电的波谷电压的参考电压，并将参考电压提供给达林顿管，使得达林顿管的输出电压跟随参考电压，从而将带纹波的直流电转化为无纹波的纯直流电压，驱动发光二极管灯条发光，达到无纹波闪烁的效果。

为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。

附图中，

图1为现有的一种LED灯电源电路的电路图；

图2为对应图1所示电路的输出电压的波形图；

图3为本发明的无纹波LED灯电源电路的电路图；

图4为对应图3所示电路的输出电压的波形图；

图5为本发明的消除LED灯电源纹波的方法的流程图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。

本发明提供了一种无纹波LED灯电源电路，包括：

AC/DC转换电路1、峰值电压保持电路2、分压电路3、达林顿管Q1、及发光二极管灯条LED；

所述AC/DC转换电路1电性连接峰值电压保持电路2及达林顿管Q1，所述峰值电压保持电路2电性连接分压电路3，所述分压电路3电性连接达林顿管Q1，所述达林顿管Q1电性连接发光二极管灯条LED；

所述AC/DC转换电路1用于将交流电转换为带纹波的直流电，并提供给峰值电压保持电路2；所述峰值电压保持电路2用于采集带纹波的直流电的峰值电压，并以稳定的直流电压的形式将峰值电压提供给分压电路3；所述分压电路3依据接收到的峰值电压产生一参考电压，并将参考电压提供给达林顿管Q1；所述达林顿管Q1用于承受带纹波的直流电的纹波部分的电压，并依据参考电压提供给发光二极管灯条LED一纯直流电压，以驱动发光二极管灯条LED发光；

所述参考电压小于等于带纹波的直流电的波谷电压。

具体地，请参阅图3，所述AC/DC转换电路1具有两输入端11、及两输出端12，两输入端11分别电性连接交流电火线L、零线N，两输出端12分别电性连接接地端GND、及第一节点A；

所述峰值电压保持电路2包括：二极管D1、电容E1；

所述分压电路3包括：第一电阻R1、第二电阻R2；

所述二极管D1的正极电性连接于第一节点A，负极电性连接于电容E1的正极及第一电阻R1的一端；

所述电容E1的正极电性连接于第一电阻R1的一端，负极电性连接接地端GND；

所述第一电阻R1另一端电性连接于第二节点B；

所述第二电阻R2的一端电性连接于第二节点B，另一端电性连接于接地端GND；

所述达林顿管Q1的基极b电性连接于第二节点B，集电极c电性连接于第一节点A，发射极e电性连接于发光二极管灯条LED的正极；

所述发光二极管灯条LED的正极电性连接于达林顿管Q1的发射极e，负极电性连接于接地端GND。

进一步的，所述发光二级管灯条LED由多个串联的发光二极管组成，所述AC/DC转换电路1接入的交流电电压为220V，频率可选择50Hz、或60Hz，所述电容E1为电解电容。

请参阅图3，并结合图4，所述无纹波LED灯电源电路工作过程如下：交流电经由AC/DC转换电路1输出一带纹波的直流电Vout，该带纹波的直流电Vout的最大值即峰值电压为Vmax，最小值即波谷电压为Vmin，所述带纹波的直流电Vout经过由二极管D1及电容E1共同组成峰值电压保持电路2，从而在电容E1两端就会获得一个等于带纹波的直流电Vout的峰值电压Vmax的电压V1(忽略二极管D1的管压降)，即电容E1两端的电压V1等于峰值电压Vmax，该电容E1两端的电压V1为稳定的直流电压。峰值电压Vmax(即电容E1两端的电压V1)经过第一电阻R1和第二电阻R2分压后会得到一参考电压V2(可通过改变第一、二电阻R1、R2的阻值来调节参考电压V2的大小)，并将该参考电压V2提供给达林顿管Q1，通过调节分压电路中第一、第二电阻R1、R2的阻值，使得参考电压V2的电压值小于等于带纹波的直流电Vout的波谷电压Vmin，进而达林顿管Q1的发射极e输出电压Vo1将完全跟随参考电压V2(忽略达林顿管Q1的管压降)成为一个无纹波的纯直流电压，纹波部分的电压则完全由达林顿管Q1承受，即第一节点A与达林顿管Q1的发射极e之间的电压Vce等于纹波部分的电压，即有Vo1＝Vout-Vce，将该无纹波的纯直流电压Vol提供给发光二极管灯条LED以驱动发光二极管灯条LED发光，即可达到无纹波闪烁的效果。

请参阅图5，本发明还提供一种消除LED灯电源纹波的方法，包括如下步骤：

步骤1、请参阅图3，提供一无纹波LED灯电源电路，包括：AC/DC转换电路1、峰值电压保持电路2、分压电路3、达林顿管Q1、及发光二极管灯条LED；

所述AC/DC转换电路1电性连接峰值电压保持电路2及达林顿管Q1，所述峰值电压保持电路2电性连接分压电路3，所述分压电路3电性连接达林顿管Q1，所述达林顿管Q1电性连接发光二极管灯条LED；

具体地，所述步骤1中，所述AC/DC转换电路1具有两输入端11、及两输出端12，两输入端11分别电性连接交流电火线L、零线N，两输出端12分别电性连接接地端GND、及第一节点A；

所述峰值电压保持电路2包括：二极管D1、电容E1；

所述分压电路3包括：第一电阻R1、第二电阻R2；

所述二极管D1的正极电性连接于第一节点A，负极电性连接于电容E1的正极及第一电阻R1的一端；

所述电容E1的正极电性连接于第一电阻R1的一端，负极电性连接接地端GND，所述电容E1为电解电容；

所述第一电阻R1另一端电性连接于第二节点B；

所述第二电阻R2的一端电性连接于第二节点B，另一端电性连接于接地端GND；

所述达林顿管Q1的基极b电性连接于第二节点B，集电极c电性连接于第一节点A，发射极e电性连接于发光二极管灯条LED的正极；

所述发光二极管灯条LED的正极电性连接于达林顿管Q1的发射极e，负极电性连接于接地端GND，所述发光二级管灯条LED由多个串联的发光二极管组成。

步骤2、向所述AC/DC转换电路1提供一交流电，所述AC/DC转换电路1将所述交流电转换为一带纹波的直流电，并输出到峰值电压保持电路2，所述峰值电压保持电路2采集带纹波的直流电的峰值电压，并提供给分压电路3。

所述步骤2中提供给AC/DC转换电路1的交流电电压为220V，可选频率为50Hz、或60Hz。

步骤3、调节分压电路3，使得分压电路3依据峰值电压产生的参考电压小于等于带纹波的直流电的波谷电压，所述达林顿管Q1跟随参考电压，产生一纯直流电压，驱动发光二极管灯条LED发光，所述发光二极管灯条LED发光时无频闪。

具体地，通过调节第一、二电阻R1、R2的阻值来调节参考电压V2的大小，当参考电压V2的电压值调节到小于等于带纹波的直流电Vout的波谷电压Vmin时，达林顿管Q1的发射极e输出电压Vo1将完全跟随参考电压V2(忽略达林顿管Q1的管压降)成为一个无纹波的纯直流电压，纹波部分的电压则完全由达林顿管Q1承受，即第一节点A与达林顿管Q1的发射极e之间的电压Vce等于纹波部分的电压，即有Vo1＝Vout-Vce，将该无纹波的纯直流电压Vol提供给发光二极管灯条LED以驱动发光二极管灯条LED发光，即可达到无纹波闪烁的效果。

综上所述，本发明提供了一种无纹波LED灯电源电路及消除LED灯电源纹波的方法，通过AC/DC转换电路将交流电转换为带纹波的直流电，通过峰值电压保持电路采集带纹波的直流电的峰值电压，并通过分压电路对采集到的峰值电压进行分压，进而获得一小于等于带纹波的直流电的波谷电压的参考电压，并将参考电压提供给达林顿管，使得达林顿管的输出电压跟随参考电压，从而将带有纹波的直流电转化为无纹波的纯直流电压，驱动发光二极管灯条发光，达到无纹波闪烁的效果。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种无纹波LED灯电源电路，其特征在于，包括：

AC/DC转换电路(1)、峰值电压保持电路(2)、分压电路(3)、达林顿管(Q1)、及发光二极管灯条(LED)；

所述AC/DC转换电路(1)电性连接峰值电压保持电路(2)及达林顿管(Q1)，所述峰值电压保持电路(2)电性连接分压电路(3)，所述分压电路(3)电性连接达林顿管(Q1)，所述达林顿管(Q1)电性连接发光二极管灯条(LED)；

所述AC/DC转换电路(1)用于将交流电转换为带纹波的直流电，并提供给峰值电压保持电路(2)；所述峰值电压保持电路(2)用于采集带纹波的直流电的峰值电压，并以稳定的直流电压的形式将峰值电压提供给分压电路(3)；所述分压电路(3)依据接收到的峰值电压产生一参考电压，并将参考电压提供给达林顿管(Q1)；所述达林顿管(Q1)用于承受带纹波的直流电的纹波部分的电压，并依据参考电压提供给发光二极管灯条(LED)一纯直流电压，以驱动发光二极管灯条(LED)发光；

所述参考电压小于等于带纹波的直流电的波谷电压。

2.如权利要求1所述的无纹波LED灯电源电路，其特征在于，

所述AC/DC转换电路(1)具有两输入端(11)、及两输出端(12)，两输入端(11)分别电性连接交流电火线(L)、零线(N)，两输出端(12)分别电性连接接地端(GND)、及第一节点(A)；

所述峰值电压保持电路(2)包括：二极管(D1)、电容(E1)；

所述分压电路(3)包括：第一电阻(R1)、第二电阻(R2)；

所述二极管(D1)的正极电性连接于第一节点(A)，负极电性连接于电容(E1)的正极及第一电阻(R1)的一端；

所述电容(E1)的正极电性连接于第一电阻(R1)的一端，负极电性连接接地端(GND)；

所述第一电阻(R1)另一端电性连接于第二节点(B)；

所述第二电阻(R2)的一端电性连接于第二节点(B)，另一端电性连接于接地端(GND)；

所述达林顿管(Q1)的基极(b)电性连接于第二节点(B)，集电极(c)电性连接于第一节点(A)，发射极(e)电性连接于发光二极管灯条(LED)的正极；

所述发光二极管灯条(LED)的正极电性连接于达林顿管(Q1)的发射极(e)，负极电性连接于接地端(GND)。

3.如权利要求1所述的无纹波LED灯电源电路，其特征在于，所述发光二级管灯条(LED)由多个串联的发光二极管组成。

4.如权利要求1所述的无纹波LED灯电源电路，其特征在于，所述AC/DC转换电路(1)接入的交流电电压为220V，频率为50Hz、或60Hz。

5.如权利要求2所述的无纹波LED灯电源电路，其特征在于，所述电容(E1)为电解电容。

6.一种消除LED灯电源纹波的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、提供一无纹波LED灯电源电路，包括：AC/DC转换电路(1)、峰值电压保持电路(2)、分压电路(3)、达林顿管(Q1)、及发光二极管灯条(LED)；

所述AC/DC转换电路(1)电性连接峰值电压保持电路(2)及达林顿管(Q1)，所述峰值电压保持电路(2)电性连接分压电路(3)，所述分压电路(3)电性连接达林顿管(Q1)，所述达林顿管(Q1)电性连接发光二极管灯条(LED)；

步骤2、向所述AC/DC转换电路(1)提供一交流电，所述AC/DC转换电路(1)将所述交流电转换为一带纹波的直流电，并输出到峰值电压保持电路(2)，所述峰值电压保持电路(2)采集带纹波的直流电的峰值电压，并提供给分压电路(3)；

步骤3、调节分压电路(3)，使得分压电路(3)依据峰值电压产生的参考电压小于等于带纹波的直流电的波谷电压，所述达林顿管(Q1)跟随参考电压，产生一纯直流电压，驱动发光二极管灯条(LED)发光，所述发光二极管灯条(LED)发光时无频闪。

7.如权利要求6所述的消除LED灯电源纹波的方法，其特征在于，所述步骤1中，所述AC/DC转换电路(1)具有两输入端(11)、及两输出端(12)，两输入端(11)分别电性连接交流电火线(L)、零线(N)，两输出端(12)分别电性连接接地端(GND)、及第一节点(A)；

所述峰值电压保持电路(2)包括：二极管(D1)、电容(E1)；

所述分压电路(3)包括：第一电阻(R1)、第二电阻(R2)；

所述二极管(D1)的正极电性连接于第一节点(A)，负极电性连接于电容(E1)的正极及第一电阻(R1)的一端；

所述电容(E1)的正极电性连接于第一电阻(R1)的一端，负极电性连接接地端(GND)；

所述第一电阻(R1)另一端电性连接于第二节点(B)；

所述第二电阻(R2)的一端电性连接于第二节点(B)，另一端电性连接于接地端(GND)；

所述达林顿管(Q1)的基极(b)电性连接于第二节点(B)，集电极(c)电性连接于第一节点(A)，发射极(e)电性连接于发光二极管灯条(LED)的正极；

所述发光二极管灯条(LED)的正极电性连接于达林顿管(Q1)的发射极(e)，负极电性连接于接地端(GND)。

8.如权利要求6所述的消除LED灯电源纹波的方法，其特征在于，所述发光二级管灯条(LED)由多个串联的发光二极管组成。

9.如权利要求6所述的消除LED灯电源纹波的方法，其特征在于，所述步骤2中提供给AC/DC转换电路(1)的交流电电压为220V，频率为50Hz、或60Hz。

10.如权利要求7所述的无纹波LED灯电源电路，其特征在于，所述电容(E1)为电解电容。