CN107911897A - 一种适用于led的大功率全电压输入驱动电路及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于LED的大功率全电压输入驱动电路及方法，涉及LED驱动领域，交流电经过EMC电路在整流电路被转换成直流电后，滤波电路滤去整流电路输出电压中的纹波，当滤波电路输出的电压处在FPC电路设定工作电压范围内时，FPC电路开始工作，向输出电路输出恒定电压，接着输出电路向负载输出可控制的恒定直流电流；当滤波电路输出的电压高于FPC电路设定工作电压范围的最大电压值时，FPC电路停止工作，直驱电路开始工作，向输出电路输出电压，接着输出电路向负载输出可控制的恒定直流电流。与现有技术相比，本发明兼具了全电压大功率输入和结构简单，并且无纹波无频闪，容易调试，成本及加工难度更低。

Description

一种适用于LED的大功率全电压输入驱动电路及方法
技术领域
本发明涉及LED驱动领域，尤其涉及一种适用于LED的大功率全电压输入驱动电路及方法。
背景技术
随着技术的发展，LED在越来越多的场合得到应用，但是各个国建的供电标准不统一；个别国家的供电电压非常不稳定；大功率LED的使用率也越来越高，随之带来的是对LED驱动电路的要求也越来越高。
如中国发明专利CN 104768267A所公开的一种宽电压小功率LED恒流驱动电路通过分压模块用于为恒流驱动模块提供使能信号，使得恒流驱动模块驱动LED灯组。而触发模块向恒流驱动模块输出触发信号，使得恒流驱动模块输出的电流或停止输出电流。因而与恒流驱动模块输出端连接的串联LED灯组的能够执行点亮或熄灭动作，从而控制串联LED灯组的点亮和熄灭。由于输入电压VCC与串联LED灯组压降Vfn的关系为Vfn＜VCC＜Vfn+70V，因此，能够适用范围大的输入电压。
虽然该驱动电路能适应较宽的电压输入，但只能驱动小功率的LED灯组，无法驱动大功率的LED灯组，且该电路存在无法有效去除纹波，功率因素不高的问题。
再如图2所示的一种大功率LED驱动电路，该电路虽然能驱动大功率的LED，但是该电路元器件繁多、结构复杂、调试困难、成本高昂，已经不能满足现有的需求。
发明内容
一、要解决的技术问题
本发明的目的是针对现有技术所存在的上述缺陷，解决现有的LED驱动电路无法兼具全电压大功率输入和结构简单的问题。
二、技术方案
为解决上述问题，特提供一种适用于LED的大功率全电压输入驱动电路，包括EMC电路、整流电路、滤波电路、FPC电路、直驱电路和输出电路，EMC电路与市电电连接；EMC电路与整流电路电连接；滤波电路与整流电路电连接；FPC电路与滤波电路电连接；输出电路与PFC电路电连接；直驱电路与滤波电路电连接；直驱电路与输出电路电连接；EMC电路用于减少电磁干扰；整流电路用于将交流电转换成直流电；滤波电路用于滤去电压中的纹波；FPC电路用于校正功率因素和驱动输出电路；直驱电路用于驱动输出电路；输出电路用于向负载提供可控制的恒定直流电流；交流电经过EMC电路在整流电路被转换成直流电，滤波电路滤去整流电路输出的电压中的纹波，当滤波电路输出的电压处在FPC电路设定工作电压范围内时，由FPC电路向输出电路输出恒定电压；当滤波电路输出的电压高于FPC电路设定工作电压范围的最大电压值时，由直驱电路向输出电路输出电压。
其中FPC电路为有源FPC电路。
其中FPC电路包含至少一路异常侦测电路，FPC电路通过异常侦测电路检测电压是否处在设定工作电压范围内，并通过异常侦测电路设置设定工作电压范围。
其中整流电路为整流桥；滤波电路为∏型滤波电路；直驱电路为二极管；输出电路包含至少一个恒流IC，恒流IC用于控制输出电路输出的恒定直流电流的大小；EMC电路为电感。
还提供一种大功率全电压输入驱动方法
大功率全电压输入驱动方法包括如下步骤：
打开电源后，交流电首先经过EMC电路在整流电路被转换成直流电，然后滤波电路滤去整流电路输出的电压中的纹波；
当滤波电路输出的电压处在FPC电路设定工作电压范围内时，FPC电路开始工作，向输出电路输出恒定电压，接着输出电路向负载输出可控制的恒定直流电流；
当滤波电路输出的电压高于FPC电路设定工作电压范围的最大电压值时，FPC电路停止工作，直驱电路开始工作，向输出电路输出电压，接着输出电路向负载输出可控制的恒定直流电流。
其中输出电路通过修改恒流IC的参数控制输出的恒定直流电流的大小。
三、本发明的有益效果
与现有技术相比，本发明兼具了全电压大功率输入和结构简单，并且无纹波无频闪，容易调试，成本及加工难度更低。
附图说明
图1是本发明的功能电路方块图；
图2是现有的大功率LED驱动电路原理图；
图3是本发明的电路原理图；
图中1为EMC电路；2为整流电路；3为滤波电路；4为FPC电路；5为直驱电路；6为输出电路。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
如图1所示，EMC电路1与整流电路2电连接；滤波电路3与整流电路2电连接；FPC电路4与滤波电路3电连接；输出电路6与PFC电路4电连接；直驱电路5与滤波电路3电连接；直驱电路5与输出电路6电连接。
如图3所示，电源打开后，交流电经过由电感L02构成的EMC电路1以减少电磁干扰，接着经过由整流桥BD1构成的整流电路2，整流电路2将交流电变换成直流电输出给由电容C01、电容C02和电感L04组成的∏型滤波电路，滤波电路3滤去整流电路2输出电压中的纹波，使得负载的LED不会出现频闪的现象。
当滤波电路3输出的电压处在80V-280V这个范围内时，即电压处在FPC电路4的设定工作电压范围内时，电流首先经过电阻R1、电阻R2和电阻R3限流后给电容E01充电，与电容E01并联的电容C19起滤波作用、稳压二极管Z11起稳压作用；恒压ICU1的2脚、电阻R15、电容C11和电容C12对功率因素进行调整。恒压ICU1的3脚、R6、R7、R8、C14产生一个电流，设置斜坡信号，用以控制功率开关Q1的开通时间；由恒压ICU1的4脚、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电容C15构成电流感测电路，感测电流的大小，并通过功率开关Q1限制逐周期电流；恒压ICU1的5脚感应电感LT2的电压；MOSFET栅极驱动电路由恒压ICU1的7脚、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14和二极管D13组成，MOSFET栅极驱动电路用于驱动功率开关Q1的开通和关闭；电容C16、电容C18、电阻R4、电阻R5、二极管D10和二极管D11组成了辅助供电电路，恒压ICU1进入正常工作状态，则经电感LT2通过辅助供电电路给恒压ICU1供电；当恒压ICU1的5脚检测到电感LT2的过零信号时，恒压ICU1输出一个脉冲，通过电阻R13和电阻R12给功率开关Q1栅极，使功率开关Q1开通；此时升压二级管D1截止，电感LT2电流从零增加到峰值，功率开关Q1开始截止。电感LT2中的储能因功率开关Q1的截止而释放，升压二极管D1因此对输出电容E03冲电；通过电感LT2上的电流线性减小，降到零时候，使得功率开关Q1再次开通，进入新的循环，进而使得FPC电路4输出恒定电压420V。
FPC电路4的输出电压经过电容CO3滤波，给输出电路6供电，电流通过输出电路6变成恒定的310mA直流电，再提供给LED，使得LED正常工作。
当滤波电路3输出的电压高于280V时，即电压高于FPC电路4设定工作电压范围的最大电压值时，由恒压ICU1的一脚、电容C11、电阻R20、电阻R21、电阻R22和电阻R23组成的异常侦测电路，异常侦测电路检测滤波电路3的输出电压高于280V时，FPC电路4进入被保护状态停止工作，输出电压经由二极管D2A构成的直驱电路5直接向输出电路6供电，电流通过输出电路6变成恒定的直流电，再提供给LED，使得LED正常工作。
通过更改恒流ICU2和恒流ICU3的内部参数，调节输出电路6的输出的恒定直流电流的大小。
通过将电阻R23换成阻值更大的电阻，下调FPC电路4的设定工作电压范围的最大电压值；通过将电阻R23换成阻值更小的电阻，上调FPC电路4的设定工作电压范围的最大电压值。
与图2所示的现有的大功率LED驱动电路相比，本发明省去了输出变压器、输出电解电容、输出MOSFET及众多匹配器件，所以调试变得更简单；且由于输出功率型器件输出变压器、MOSFET及输出电解电容的省去，节省了原材料和人力资源，故成本更低。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种适用于LED的大功率全电压输入驱动电路，包括EMC电路(1)、整流电路(2)、滤波电路(3)、FPC电路(4)、直驱电路(5)和输出电路(6)，其特征在于：所述EMC电路(1)与市电电连接；所述EMC电路(1)与整流电路(2)电连接；所述滤波电路(3)与整流电路(2)电连接；所述FPC电路(4)与滤波电路(3)电连接；所述输出电路(6)与PFC电路(4)电连接；所述直驱电路(5)与滤波电路(3)电连接；所述直驱电路(5)与输出电路(6)电连接；所述EMC电路(1)用于减少电磁干扰；所述整流电路(2)用于将交流电转换成直流电；所述滤波电路(3)用于滤去电压中的纹波；所述FPC电路(4)用于校正功率因素和驱动输出电路(6)；所述直驱电路(5)用于驱动输出电路(6)；所述输出电路(6)用于向负载提供可控制的恒定直流电流；交流电经过EMC电路(1)在所述整流电路(2)被转换成直流电，所述滤波电路(3)滤去整流电路(2)输出的电压中的纹波，当滤波电路(3)输出的电压处在所述FPC电路(4)设定工作电压范围内时，由所述FPC电路(4)向输出电路(6)输出恒定电压；当滤波电路(3)输出的电压高于所述FPC电路(4)设定工作电压范围的最大电压值时，由所述直驱电路(5)向输出电路(6)输出电压。
2.如权利要求1所述的一种适用于LED的大功率全电压输入驱动电路，其特征在于：所述FPC电路(4)为有源FPC电路。
3.如权利要求1所述的一种适用于LED的大功率全电压输入驱动电路，其特征在于：所述FPC电路(4)包含至少一路异常侦测电路，所述FPC电路(4)通过异常侦测电路检测电压是否处在设定工作电压范围内，并通过异常侦测电路设置设定工作电压范围。
4.如权利要求1所述的一种适用于LED的大功率全电压输入驱动电路，其特征在于：所述整流电路(2)为整流桥。
5.如权利要求1所述的一种适用于LED的大功率全电压输入驱动电路，其特征在于：所述滤波电路(3)为∏型滤波电路。
6.如权利要求1所述的一种适用于LED的大功率全电压输入驱动电路，其特征在于：所述直驱电路(5)为二极管。
7.如权利要求1所述的一种适用于LED的大功率全电压输入驱动电路，其特征在于：所述输出电路(6)包含至少一个恒流IC，所述恒流IC用于控制输出电路(6)输出的恒定直流电流的大小。
8.如权利要求1所述的一种适用于LED的大功率全电压输入驱动电路，其特征在于：所述EMC电路(1)为电感。
9.一种适用于LED的大功率全电压输入驱动方法
所述适用于LED的大功率全电压输入驱动方法包括如下步骤：
打开电源后，交流电首先经过EMC电路(1)在所述整流电路被转换成直流电，然后所述滤波电路(3)滤去整流电路(2)输出的电压中的纹波；
当滤波电路(3)输出的电压处在所述FPC电路(4)设定工作电压范围内时，所述FPC电路(4)开始工作，向输出电路(6)输出恒定电压，接着所述输出电路(6)向负载输出可控制的恒定直流电流；
当滤波电路(3)输出的电压高于所述FPC电路(4)设定工作电压范围的最大电压值时，所述FPC电路(4)停止工作，所述直驱电路(5)开始工作，向输出电路(6)输出电压，接着所述输出电路(6)向负载输出可控制的恒定直流电流。
10.如权利要求9所述的一种适用于LED的大功率全电压输入驱动方法，其特征在于：所述输出电路(6)通过修改恒流IC的参数控制输出的恒定直流电流的大小。
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