CN107979899A - 一种线性工频泵馈电恒流电路及具有它的led灯 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种线性工频泵馈电恒流电路及具有它的LED灯，包括：负载支路和泵馈电支路，负载组件和所述第一恒流管IC1串联形成负载支路；在负载支路两端并联设置泵馈电支路，泵馈电支路包括串联设置的充放电电容C1和第二恒流管IC2。其线性工频泵馈电恒流电路，通过恒流管和充放电电容的设置，能够在整流电路的输出电压较大时，为充放电电容充电；在整流电路的输出电压较小时，充放电电容为LED灯放电，进一步使得LED灯工作在恒压状态下，同时LED灯又串联恒流管，从而达到了恒流恒压的目的，消除了LED灯的低频闪耀，且大大提高了输入功率因数。

Description

一种线性工频泵馈电恒流电路及具有它的LED灯
技术领域
本发明涉及LED照明灯驱动电路领域，具体涉及一种线性工频泵馈电恒流电路及具有它的LED灯。
背景技术
LED灯作为一种高效的新光源，由于具有寿命长，能耗低，节能环保，正广泛应用于各领域照明。一般家庭照明用LED灯由市电供电，且由线性恒流驱动电源驱动。
线性恒流驱动电源性价比高，但也存在一些缺点，如LED有严重低频闪耀现象，对人的视力有严重影响。若采用普通的整流滤波电路对LED灯进行恒定电压直流供电，由于滤波电容的连接，导致输入功率因数只有0.5。近年来，业界开始重视LED固态照明产品的低频闪耀问题，并已展开相应调查研究：低频闪耀既一般是由市电线路的2倍频率引起的。LED灯具低频低频闪耀会导致消费者头痛或眼睛疲劳，但业界现在更关注的是它还可能导致其它的健康问题，包括引发癫痫，迫切需要加以改进。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种线性工频泵馈电恒流电路及具有它的LED灯。其线性工频泵馈电恒流电路，通过恒流管和充放电电容的设置，能够在整流电路的输出电压较大时，为充放电电容充电；在整流电路的输出电压较小时，充放电电容为LED灯放电，进一步使得LED灯工作在恒压状态下，同时LED灯又串联恒流管，从而达到了恒流恒压的目的，消除了LED灯的低频闪耀，且大大提高了输入功率因数。
为实现所述技术目的，本发明的技术方案是：一种线性工频泵馈电恒流电路，包括：
整流电路，将交流电源整流，为下述负载组件支路和泵馈电支路供电；
负载支路，包括负载组件和与负载组件串联的第一恒流管IC1；
泵馈电支路，与所述负载支路并联，泵馈支路包括串联设置的充放电电容C1和第二恒流管IC2；所述第二恒流管IC2用于根据整流电路输出端电压和负载工作电压VF的大小关系，控制充放电电容C1的充放电过程。
进一步，所述负载支路中：
所述负载组件输入端连接设置于所述整流电路的输出端；所述负载组件的输出端连接至所述第一恒流管IC1的D1端；
所述第一恒流管IC1的S1端接地，且S1端连接设置第一检流电阻R4至第一恒流管IC1的CS1端。
进一步，当所述负载组件为一个负载时，所述负载组件的输入端为该负载的正端，所负载组件的输出端为该的负端；
当所述负载组件包括多个串联的负载时，所述负载组件的输入端为第一个负载的正端，所述负载组件的输出端为最后一个负载的负端。
进一步，所述充放电电容C1的负端连接至所述第二恒流管IC2的D2端形成所述泵馈电支路；
所述充放电电容C1的正端并接至所述负载组件的输入端，所述第二的恒流管IC2的S2端并接至所述第一恒流管IC1的S1端，且S2端连接设置第二检流电阻R3至第二恒流管IC2的CS2端。
进一步，所述整流电路采用桥式整流电路。
进一步，在所述整流电路输出电压的0V至峰值电压之间设置负载工作电压VF；
所述第二检流电阻R3控制充放电电容C1在整流电路输出电压小于负载工作电压VF时，充放电电容C1放电；在整流电路输出电压大于负载工作电压VF时，充放电电容C1充电。
进一步，在整流电路输出电压大于负载工作电压VF时，整流电路输出电压分别流向所述负载支路和泵馈电支路，为充放电电容C1充电的同时，第一检流电阻R4控制所述第一恒流管IC1为恒流状态；
在整流电路输出电压小于负载工作电压VF时，整流电路输出电压截止，所述充放电电容C1通过第一恒流管IC1、第二恒流管IC2和负载组件形成的回路放电。
进一步，在所述充放电电容C1充放电的过程中，所述第一恒流管IC1始终为恒流状态。
一种LED灯，包括上述的线性工频泵馈电恒流电路，所不同的是，所述负载组件包括至少一个LED灯。
本发明的有益效果在于：
本发明的LED灯具有线性工频泵馈电恒流电路，通过恒流管和充放电电容的电流设置，能够在整流电路的输出电压较大时，为充放电电容充电；在整流电路的输出电压较小时，充放电电容为LED灯放电，进一步使得LED灯工作在恒压状态下，同时LED灯又串联恒流管，从而达到了恒流恒压的目的，消除了LED灯的低频闪耀，且大大提高了输入功率因数。
附图说明
图1是本发明的线性工频泵馈电恒流电路原理图；
图2是本发明的恒流管的引脚结构图；
图3是本发明的恒流管的内部电路模块原理图；
图4是本发明的泵馈电支路的电压和电流波形图；
图5是本发明的LED灯两端的电压和电流波形图。
具体实施方式
下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
需要说明的是，如图2和图3所示，恒流管作为本发明技术领域内的人员来说，是一种公知常识，其内部集成高压功率器件，外部引脚包括接地极S端、漏极D端、检测CS端，内部由运算放大器和mos管组成，mos管栅极接运算放大器；且接地极S端接地，检测CS端接mos管源极，漏极D端mos管源极。在CS端为低电平(当前电压小于图3中的Vref)时，恒流管为恒流状态，此时漏极D端对地导通，且D端电流处于恒定(恒流)状态；反之在CS端为高电平时，恒流管为截止状态。
同时，也需要说明的是，本发明中的个电阻阻值，需要按照恒流管的设计基准电压Vref、以及各负载的功率而设定的，作为本发明的技术人员，能够根据自身负载功率和基准电压Vref，结合本发明的电路构架，清楚的计算出各电阻阻值，在本发明中不做赘述。
如图1所示，一种线性工频泵馈电恒流电路，包括：
整流电路，将交流电源整流，为下述负载组件支路和泵馈电支路供电；
负载支路，包括负载组件和与负载组件串联的第一恒流管IC1；
泵馈电支路，与所述负载支路并联，泵馈支路包括串联设置的充放电电容C1和第二恒流管IC2；所述第二恒流管IC2用于根据整流电路输出端电压和负载工作电压VF的大小关系，控制充放电电容C1的充放电过程。
进一步，所述负载支路中：
所述负载组件输入端连接设置于所述整流电路的输出端；所述负载组件的输出端连接至所述第一恒流管IC1的D1端；
所述第一恒流管IC1的S1端接地，且S1端连接设置第一检流电阻R4至第一恒流管IC1的CS1端。
或者说，本发明的线性工频泵馈电恒流电路共有负载支路和泵馈电支路两条支路组成，两个支路并联接入整流电路的输出端；且负载支路中的第一恒流管S1端，和泵馈电支路中的第二恒流管S2端均接地。
进一步，
当所述负载组件为一个负载时，所述负载组件的输入端为该负载的正端，所负载组件的输出端为该的负端；
当所述负载组件包括多个串联的负载时，所述负载组件的输入端为第一个负载的正端，所述负载组件的输出端为最后一个负载的负端。也就是说，在本发明中，规定了多个串联的负载中的正端为输入端，负端为输出端。
进一步，所述充放电电容C1的负端连接至所述第二恒流管IC2的D2端形成所述泵馈电支路；
所述充放电电容C1的正端并接至所述负载组件的输入端，所述第二的恒流管IC2的S2端并接至所述第一恒流管IC1的S1端，且S2端连接设置第二检流电阻R3至第二恒流管IC2的CS2端。
作为本发明的优选，基于上述内容，不同的是，所述充放电电容采用电解电容。
作为本发明的优选，基于上述内容，不同的是，所述整流电路采用桥式整流电路。需要说明的是，本发明中所述的工频，是指50Hz市电经过整流电路变为100Hz脉动直流电压，进一步实现了工频的目的。
进一步，
所述第二检流电阻R3控制充放电电容C1在整流电路输出电压小于负载工作电压VF时，充放电电容C1放电；在整流电路输出电压大于负载工作电压VF时，充放电电容C1充电。或者说，在整流电路输出电压大于负载工作电压VF时，第二检流电阻R3，通过检测充电电流，使得第二恒流管IC2为恒流充电状态；一旦输出电压小于负载工作电压VF时，第二检流电阻R3，通过检测第二恒流管IC2的S2端点位，使得第二恒流管IC2为截止状态。
进一步，在整流电路输出电压大于负载工作电压VF时，整流电路输出电压分别流向所述负载支路和泵馈电支路，为充放电电容C1充电的同时，第一检流电阻R4控制所述第一恒流管IC1为恒流状态；
在整流电路输出电压小于负载工作电压VF时，整流电路输出电压截止，所述充放电电容C1通过第一恒流管IC1、第二恒流管IC2和负载组件形成的回路放电。
也就是说，本发明的泵馈电支路，通过设置第二恒流管R3的值，使得充放电电容C1轮流充放电，进一步使得负载支路电流维持恒定。
进一步，在所述充放电电容C1充放电的过程中，所述第一恒流管IC1始终为恒流状态。综上，由于充放电电容C1轮流充放电作用，使得负载支路中的负载组件始终处于恒压恒流状态下，且又由于IC1始终为恒流状态，故本发明的负载组件始终处于恒流恒压状态。一种LED灯，包括上述的线性工频泵馈电恒流电路，所不同的是，所述负载组件包括至少一个LED灯。
作为本发明的一种实施例，上述市电为国家220V、50Hz标准电压，其通过整流后的峰值为上述负载工作电压(多个串联的LED灯的工作电压)VF可优选为250V，上述负载组件为多个串联的LED灯。
如图4和图5所示，在整流电路的输出电压大于250V时，充放电电容C1充电，泵馈电支路作为储存电量状态，进一步使得负载支路上的LED灯工作；在整流电路的输出电压小于250V时，充放电电容C1放电，泵馈电支路作为一个能量源为LED灯供电，此时的LED灯仍工作于250V下，由于充放电电容C1的作用，从而达到了恒流恒压的目的，防止了LED灯的低频闪耀，且理论上能够将输入功率因数提高至0.85。
需要说明的是，第二检流电阻R3为充放电电容C1提供了最小充电电压，第一检流电阻R4为充放电电容C1提供了最小放电电压；如图5中的VC2电压波形和IC2电流波形所示，在整流电路的输出电压从负载工作电压VF达到电压时，充放电电容C1充电电压从最小充电电压上升至VC2峰值；在整流电路的输出电压从OV达到负载工作电压VF时，充放电电容C1放电电压从VC2峰值下降至最小放电电压后，保持最小放电电压持续放电，直至整流电路的输出电压大于负载工作电压VF。而在充放电电容C1维持最小放电电压或最小充电电压前，第二恒流管不为恒流状态，在充放电电容C1维持最小放电电压或最小充电电压时，第二恒流管为截止状态，且D2端相对于S2端导通。
对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，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 (10)

1.一种线性工频泵馈电恒流电路，其特征在于，包括：
整流电路，将交流电源整流，为下述负载组件支路和泵馈电支路供电；
负载支路，包括负载组件和与负载组件串联的第一恒流管IC1；
泵馈电支路，与所述负载支路并联，泵馈支路包括串联设置的充放电电容C1和第二恒流管IC2；所述第二恒流管IC2用于根据整流电路输出端电压和负载工作电压VF的大小关系，控制充放电电容C1的充放电过程。
2.根据权利要求1所述的一种线性工频泵馈电恒流电路，其特征在于，所述负载支路中：
所述负载组件输入端连接设置于所述整流电路的输出端；所述负载组件的输出端连接至所述第一恒流管IC1的D1端；
所述第一恒流管IC1的S1端接地，且S1端连接设置第一检流电阻R4至第一恒流管IC1的CS1端。
3.根据权利要求1所述的一种线性工频泵馈电恒流电路，其特征在于，
当所述负载组件为一个负载时，所述负载组件的输入端为该负载的正端，所负载组件的输出端为该的负端；
当所述负载组件包括多个串联的负载时，所述负载组件的输入端为第一个负载的正端，所述负载组件的输出端为最后一个负载的负端。
4.根据权利要求3所述的一种线性工频泵馈电恒流电路，其特征在于，所述充放电电容C1的负端连接至所述第二恒流管IC2的D2端形成所述泵馈电支路；
所述充放电电容C1的正端并接至所述负载组件的输入端，所述第二的恒流管IC2的S2端并接至所述第一恒流管IC1的S1端，且S2端连接设置第二检流电阻R3至第二恒流管IC2的CS2端。
5.根据权利要求1所述的一种线性工频泵馈电恒流电路，其特征在于，所述充放电电容采用电解电容。
6.根据权利要求1所述的一种线性工频泵馈电恒流电路，其特征在于，所述整流电路采用桥式整流电路。
7.根据根据权利要求1所述的一种线性工频泵馈电恒流电路，其特征在于，负载工作电压VF
所述第二检流电阻R3控制充放电电容C1在整流电路输出电压小于负载工作电压VF时，充放电电容C1放电；在整流电路输出电压大于负载工作电压VF时，充放电电容C1充电。
8.根据根据权利要求7所述的一种线性工频泵馈电恒流电路，其特征在于，
在整流电路输出电压大于负载工作电压VF时，整流电路输出电压分别流向所述负载支路和泵馈电支路，为充放电电容C1充电的同时，第一检流电阻R4控制所述第一恒流管IC1为恒流状态；
在整流电路输出电压小于负载工作电压VF时，整流电路输出电压截止，所述充放电电容C1通过第一恒流管IC1、第二恒流管IC2和负载组件形成的回路放电。
9.根据根据权利要求7所述的一种线性工频泵馈电恒流电路，其特征在于，在所述泵馈电支路充放电电容C1充放电的过程中，所述第一恒流管IC1始终为恒流状态。
10.一种LED灯，包括权利要求1-9任一项所述的一种线性工频泵馈电恒流电路，其特征在于，所述负载组件包括至少一个LED灯。
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