CN105592598A - 高功率因数、无频闪的led驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高功率因数、无频闪的LED驱动电路,交流电源与整流器的输入端相连接；可调电流源包含两个功率端和一个控制端；可调电流源的两个功率端与储能电容串联后并联在整流桥的输出两端；LED和恒流源串联后并联在整流器的输出两端，用以平滑LED电流纹波和消除频闪；电压检测电路的输出端与可调电流源的控制端相连，控制流过可调电流源两个功率端的电流值。其优点在于功率因数较高，效率较高，LED发光无频闪，电路简单。
Description
技术领域
本发明涉及一种供电电路，具体涉及一种LED驱动电路，尤其适用于LED照明驱动。
技术背景
目前，LED照明以其节能,环保和长寿命正在迅速推广,LED灯具已经广泛的进入到各个领域的照明应用。LED不能直接连接到交流电，需要配置相应的限流驱动装置，当前LED驱动使用的方案以传统的高频开关电源为主，该方案由于需要高频开关电路，电路复杂，成本高，使得众多厂商转用线性限流驱动方案。
图1中，交流电101经由整流器102在正弦波的正负半周峰值给储能电容103充电，储能电容103维持其两端的电压始终大于LED发光管104两端的电压，恒流源105承担储能电容103上超出LED发光管104的电压以维持LED发光管104的电流恒定。在交流电101给储能电容103充电时，充电电流峰值很高，造成图1驱动电路的功率因数很低，通常只有0.5左右。
专利“201310201872X一种双回路限流驱动电路和双回路限流驱动方法”提出了一种改善功率因数和消除LED电流纹波的的控制方法，其原理为：利用限流电路功率端的压降或者电流信号幅度的高低，来控制可调电流源的电流大小，实现较高的功率因数和消除LED发光的频闪。该方法中的限流电路和可调电流源之间必须要有一个信号传输通道，该信号传输通道根据限流电路的运行参数/特征来控制可调电流源的运行参数，在一些应用中，尤其是当限流电路和可调电流源为两个独立的集成电路或器件单元时，必须要增加独立的信号传输通道才能实现该专利的目的，增加了电路的复杂性，又因为，在实际应用中限流电路和可调电流源都承担了较大的功率，在电路板排布的时候，较优化的配置是互相远离，例如在T8灯管中，需要将可调电流源和限流电路分别置于电路板的两端来降低温升，专利“201310201872X”为保证可调电流源和限流电路之间的信号传输通道存在，至少要增加一根连接线，该连接线在T8灯管的应用中，需要增加电路板的尺寸来实现，造成了成本的增加。
发明内容
针对上述现有技术存在的技术缺陷，本发明要解决的技术问题是：提供一种可以简化电路复杂度，兼具高功率因数和无频闪的驱动电路和控制方法。
本发明提供一种高功率因数、无频闪的LED驱动电路，包括：一交流电源、一整流器、一储能电容、一可调电流源、一电压检测电路、一恒流源和一LED；交流电源与整流器的输入端相连接；可调电流源包含两个功率端和一个控制端；可调电流源的两个功率端与储能电容串联后并联在整流桥的输出两端；LED和恒流源串联后并联在整流器的输出两端，用以平滑LED电流纹波和消除频闪；电压检测电路的输出端与可调电流源的控制端相连，控制流过可调电流源两个功率端的电流值。
本发明提供一种高功率因数、无频闪的LED驱动电路，还可以具有这样的特征：电压检测电路的输入端与整流桥的输出相连，检测市电电压的幅值，可调电流源根据电压检测电路的输出，调整可调电流源的电流。
本发明提供一种高功率因数、无频闪的LED驱动电路，还可以具有这样的特征：电压检测电路的输入端与可调电流源的两个功率端相连，检测两个功率端的电压幅值，可调电流源根据电压检测电路的输出，调整可调电流源的电流。
本发明提供一种高功率因数、无频闪的LED驱动电路，还可以具有这样的特征：可调电流源的两个功率端之间并联一开关，该开关用以提供储能电容对LED放电的电流通路，在储能电容充电时截止，放电时导通。
本发明提供一种高功率因数、无频闪的LED驱动电路，还可以具有这样的特征：开关为一二极管。
本发明提供一种高功率因数、无频闪的LED驱动电路，还可以具有这样的特征：可调电流源的电流受控于与市电幅值相关的信号，当市电幅值增加时，可调电流源的电流减小，当市电幅值减小时，可调电流源的电流增加。
本发明提供一种高功率因数、无频闪的LED驱动电路，还可以具有这样的特征：可调电流源的电流受控于可调电流源两个功率端之间的电压，当可调电流源两个功率端之间的电压增加时，可调电流源的电流减小，当可调电流源两个功率端之间的电压减小时，可调电流源的电流增加。
本发明提供一种高功率因数、无频闪的LED驱动电路，还可以具有这样的特征：电压检测电路由两个串联电阻构成，串联后两端为电压检测电路的输入端，电阻串联交汇处为电压检测电路的输出端。
本发明提供一种高功率因数、无频闪的LED驱动电路，还可以具有这样的特征：可调电流源包括：压控电流源和基准信号；压控电流源具有两个功率端，作为可调电流源的两个功率端；压控电流源还具有两个信号端，任意一个信号端与基准信号相连，获得基准信号；另一个信号端作为可调电流源的控制端。
本发明提供一种高功率因数、无频闪的LED驱动电路，还可以具有这样的特征：当可调电流源的控制端电压升高时，压控电流源的电流下降；当可调电流源的控制端电压降低时，压控电流源的电流上升。
本发明取得的技术效果是：功率因数较高，效率较高，LED发光无频闪，电路简单。
附图说明
图1传统的线性限流驱动电路。
图2是本发明的高功率因数、无频闪的LED驱动电路原理图。
图3是实施例一中的高功率因数、无频闪的LED驱动电路图。
图4是实施例一中的可调电流源的电路图。
图5是实施例二中的高功率因数、无频闪的LED驱动电路图。
图6是实施例二中的可调电流源的电路图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细描述。
图2是高功率因数、无频闪的LED驱动电路的原理图。
如图2所示，交流电源201连接整流器202的输入端。可调电流源206包含第一功率端g1、第二功率端g2和一个控制端k。第一功率端g1、第二功率端g2与储能电容203串联后形成的支路并联在整流桥202的输出两端。
LED204与恒流源205串联后形成支路并联在整流器202的输出两端，恒流源205用以平滑LED204的电流纹波和消除频闪。
电压检测电路208的输出端out与可调电流源206的控制端k相连，控制流过可调电流源206两个功率端g1、g2的电流值。可调电流源206的两个功率端之间并联一二极管207。二极管207的负极与第一功率端g1相连，正极与第二功率端g2相连。二极管207用以提供储能电容202对LED204放电时的电流通路，在储能电容203充电时截止，放电时导通。
当市电201电压升高时，电压检测电路208控制可调电流源206的电流减小，当市电201电压降低时，电压检测电路208控制可调电流源206的电流增加，如此，既改善了功率因数，也改善了效率。恒流源205与LED204串联，抑制了LED204的电流纹波和频闪。
实施例一
图3是实施例一中的高功率因数、无频闪的LED驱动电路图。
如图3所示，交流电源301连接整流器302的输入端。可调电流源306包含第一功率端g1-1、第二功率端g2-1和一个控制端k-1。第一功率端g1-1、第二功率端g2-1与储能电容303串联后形成的支路并联在整流桥302的输出两端。
LED304与恒流源305串联后形成的支路并联在整流器302的输出两端，恒流源305用以平滑LED304的电流纹波和消除频闪。
本实施例中，电压检测电路308由第一电阻R1-1和第二电阻R2-1构成的分压电路实现。第一电阻R1-1和第二电阻R2-1串联后并联在整流桥302的输出两端。第一电阻R1-1和第二电阻R2-1的串联交汇处作为电压检测电路的输出端out-1与可调电流源306的控制端k-1相连。控制流过可调电流源306两个功率端g1-1、g2-1的电流值。
可调电流源306的两个功率端g1-1、g2-1之间并联一二极管307。二极管307的负极与第一功率端g1-1相连，正极与第二功率端g2-2相连。二极管307用以提供储能电容302对LED304放电时的电流通路，在储能电容303充电时截止，放电时导通。
当市电301电压升高时，电压检测电路308控制可调电流源306的电流减小，当市电301电压降低时，电压检测电路308控制可调电流源306的电流增加，如此，既改善了功率因数，也改善了效率。恒流源305与LED304串联，抑制了LED304的电流纹波和频闪。
图4是实施例一中的可调电流源的电路图。
如图4所示，可调电流源306包括：压控电流源VCCS和基准信号V1。压控电流源VCCS具有两个功率端，作为可调电流源的两个功率端g1-1、g2-1。压控电流源VCCS还具有两个信号端X1-1、X2-1。一个信号端X1-1与基准信号V1相连获得基准信号，另一个信号端X1-2作为可调电流源的控制端k-1。当控制端k-1的电压升高时，压控电流源VCCS的电流下降；当控制端k-1的电压降低时，压控电流源VCCS的电流上升。
实施例二
图5是实施例二中的高功率因数、无频闪的LED驱动电路图。
如图5所示，交流电源401连接整流器402的输入端。可调电流源406包含第一功率端g1-2、第二功率端g2-2和一个控制端k-2。第一功率端g1-2、第二功率端g2-2与储能电容403串联后形成的支路并联在整流桥402的输出两端。
LED404与恒流源405串联后形成的支路并联在整流器402的输出两端，恒流源405用以平滑LED404的电流纹波和消除频闪。
本实施例中，电压检测电路408由第一电阻R1-2和第二电阻R2-2构成的分压电路实现。第一电阻R1-2和第二电阻R2-2串联后，并联在可调电流源406的两个功率端g1-2、g2-2。第一电阻R1-2和第二电阻R2-2的串联交汇处作为电压检测电路的输出端out-2与可调电流源406的控制端k-2相连。控制流过可调电流源406两个功率端g1-2、g2-2的电流值。
可调电流源406的两个功率端g1-2、g2-2之间并联一二极管407。二极管407的负极与第一功率端g1-1相连，正极与第二功率端g2-2相连。二极管407用以提供储能电容402对LED404放电时的电流通路，在储能电容403充电时截止，放电时导通。
当市电401电压升高时，电压检测电路408控制可调电流源406的电流减小，当市电401电压降低时，电压检测电路408控制可调电流源406的电流增加，如此，既改善了功率因数，也改善了效率。恒流源405与LED404串联，抑制了LED404的电流纹波和频闪。
图6是实施例一中的可调电流源的电路图。
如图6所示，可调电流源406包括：压控电流源VCCS和基准信号V2。压控电流源VCCS具有两个功率端，作为可调电流源的两个功率端g1-2、g2-2。压控电流源VCCS还具有两个信号端X1-2、X2-2。一个信号端X1-2与基准信号V2相连获得基准信号，另一个信号端X2-2作为可调电流源的控制端k-2。当控制端k-2的电压升高时，压控电流源的电流下降VCCS；当控制端k-2的电压降低时，压控电流源VCCS的电流上升。
上述实施例是为了说明而不是限制本发明，那些本领域的技术人员将能够在不背离所附权利要求的范围的条件下设计许多可选实施例，词语“包含”不排除那些与权利要求中列出的元件或步骤不同元件或步骤的存在，元件“一”或“一个”不排除多个元件的存在，在列举几种电路的权利要求中，这些电路中的几个可以由一个来表现，电子器件项也是同样，仅仅因为某些方法是在互不相同的从属权利要求中描述的，并不说明这些方法的组合不能用来获利。以上具体实施例仅描述了本方案的主要特征和创新点。本领域的技术人员应该了解，本方案不受上述实施例的限制。在不脱离本创新点和保护范围的前提下，本方案还会有各种变化，这些变化和改进都将落入本方案要求保护的范围内。本方案要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物限定，开关包括各种等效开关电子器件，不限于二极管或者三极管。
Claims (10)
1.一种高功率因数、无频闪的LED驱动电路，其特征在于：
包括一交流电源、一整流器、一储能电容、一可调电流源、一电压检测电路、一恒流源和一LED；其中，
所述交流电源与所述整流器的输入端相连接；所述可调电流源包含两个功率端和一个控制端；
所述可调电流源的两个功率端与储能电容串联后并联在整流桥的输出两端；
所述LED和所述恒流源串联后并联在整流器的输出两端，用以平滑LED电流纹波和消除频闪；
所述电压检测电路的输出端与所述可调电流源的控制端相连，控制流过所述可调电流源两个功率端的电流值。
2.根据权利要求1所述的高功率因数、无频闪的LED驱动电路，其特征在于：
其中，所述电压检测电路的输入端与所述整流桥的输出相连，检测市电电压的幅值，所述可调电流源根据电压检测电路的输出，调整可调电流源的电流。
3.根据权利要求1所述的高功率因数、无频闪的LED驱动电路，其特征在于：
其中，所述电压检测电路的输入端与所述可调电流源的两个功率端相连，检测所述两个功率端的电压幅值，所述可调电流源根据电压检测电路的输出，调整可调电流源的电流。
4.根据权利要求1所述的高功率因数、无频闪的LED驱动电路，其特征在于：
其中，所述可调电流源的两个功率端之间并联一开关，该开关用以提供所述储能电容对所述LED放电的电流通路，在所述储能电容充电时截止，放电时导通。
5.根据权利要求4所述的高功率因数、无频闪的LED驱动电路，其特征在于：其中，所述开关为一二极管。
6.根据权利要求1或2所述的高功率因数、无频闪的LED驱动电路，其特征在于：
其中，所述可调电流源的电流受控于与市电幅值相关的信号，当市电幅值增加时，可调电流源的电流减小，当市电幅值减小时，可调电流源的电流增加。
7.根据权利要求1或3所述的高功率因数、无频闪的LED驱动电路，其特征在于：
其中，所述可调电流源的电流受控于可调电流源两个功率端之间的电压，当可调电流源两个功率端之间的电压增加时，可调电流源的电流减小，当可调电流源两个功率端之间的电压减小时，可调电流源的电流增加。
8.根据权利要求1所述的高功率因数、无频闪的LED驱动电路，其特征在于：
其中，所述电压检测电路由两个串联电阻构成，串联后两端为所述电压检测电路的输入端，电阻串联交汇处为所述电压检测电路的输出端。
9.根据权利要求1所述的高功率因数、无频闪的LED驱动电路，其特征在于：
其中，所述可调电流源包括：压控电流源和基准信号；
所述压控电流源具有两个功率端，作为所述可调电流源的两个功率端；
压控电流源还具有两个信号端，任意一个信号端与基准信号相连，获得基准信号；另一个信号端作为可调电流源的控制端。
10.根据权利要求1所述的高功率因数、无频闪的LED驱动电路，其特征在于：
其中，当所述可调电流源的控制端电压升高时，所述压控电流源的电流下降；当所述可调电流源的控制端电压降低时，压控电流源的电流上升。
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| CN105592598B (zh) | 2018-02-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: LED drive circuit having high power factor and no flash Effective date of registration: 20190328 Granted publication date: 20180213 Pledgee: Anxin Agricultural Insurance Co., Ltd. Shanghai Minhang Branch Co. Pledgor: SHANGHAI LOOALL ELECTRONICS Co.,Ltd. Registration number: 2019310000009 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20200714 Granted publication date: 20180213 Pledgee: Anxin Agricultural Insurance Co., Ltd. Shanghai Minhang Branch Co. Pledgor: SHANGHAI LOOALL ELECTRONICS Co.,Ltd. Registration number: 2019310000009 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: LED driving circuit with high power factor and no stroboscopic Effective date of registration: 20220701 Granted publication date: 20180213 Pledgee: Pudong Shanghai technology financing Company limited by guarantee Pledgor: SHANGHAI LOOALL ELECTRONICS Co.,Ltd. Registration number: Y2022310000108 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20230505 Granted publication date: 20180213 Pledgee: Pudong Shanghai technology financing Company limited by guarantee Pledgor: SHANGHAI LOOALL ELECTRONICS Co.,Ltd. Registration number: Y2022310000108 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |