CN201967220U - Led恒流驱动电路装置 - Google Patents

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    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light emitting diodes [LEDs]
    • H05B45/30Driver circuits
    • H05B45/37Converter circuits

Abstract

本实用新型为一种结构简单、成本低廉且节能效果好的LED恒流驱动电路装置。它包括电源VC1、整流滤波装置等,所述的整流滤波装置与交流电连接、整流滤波装置输出端a与输出电压整流滤波及负载装置连接,输出电压整流滤波及负载装置与自耦变压器的输入端①相连,输出电压整流滤波及负载装置还与自耦变压器的负载能量输出端②相连;PWM控制IC装置通过MOS管Q1与自耦变压器的输出端③连接,电源VC1连接PWM控制IC装置,它还包括电流取样装置,电流取样装置通过MOS管Q1与PWM控制IC装置连接,同时电流取样装置还直接连接于PWM控制IC装置上。本实用新型的优点为成本低廉,同时效率最高可达到95%以上。

Description

LED恒流驱动电路装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种LED恒流驱动电路装置,特别是一种低成本高功率因数及高效率的LED恒流驱动电路装置。
背景技术
[0002] 随着LED灯具的逐步推广,LED灯具的驱动电源效率的提升成为灯具和电源制造商的新课题,同时为了保证电网安全运行和减少对其它电器的干扰,功率因数的提高也必不可少。而这三者之间常常面临无法同时兼顾的矛盾。目前市面上的LED恒流驱动电源效率能达到93%以上的寥寥无几,而同时功率因数能达到0. 93以上的就更是闻所未闻。因此, 在保证高功率因数的前提下,最大限度地提升效率就显得非常有意义,每提升1%的效率, 就是降低1%的用电成本,其经济效益和社会效益都是相当可观的。
[0003] 目前各种非隔离恒流电源的电路形式普遍采用单绕组充放电来给LED提供电流, 控制电路中不包含功率因数校正电路的需外加简易的校正电路,缺点是功率因数做不高; 而控制电路中包含功率因数校正电路的又由于电路结构上只采用单绕组方式,对周围器件要求高,无法最大限度地提升效率。
[0004] 申请人于2011年2月25日申请的专利号为201120048101. 8的专利解决了上述的问题,但是结构比较复杂,成本相对较高。
发明内容
[0005] 本实用新型的目的在于提供一种成本低廉且高功率因数及高效率的LED恒流驱动电路装置。
[0006] 本实用新型的目的是这样实现的:它包括电源VC1、整流滤波装置、输出电压整流滤波及负载装置、PWM控制IC装置以及自耦变压器,所述的整流滤波装置与交流电连接、 整流滤波装置输出端a与输出电压整流滤波及负载装置连接,输出电压整流滤波及负载装置与自耦变压器的输入端①相连,输出电压整流滤波及负载装置还与自耦变压器的负载能量输出端②相连;PWM控制IC装置通过MOS管Ql与自耦变压器的输出端③连接,电源VCl 连接PWM控制IC装置,它还包括电流取样装置,电流取样装置通过MOS管Ql与PWM控制 IC装置连接,同时电流取样装置还直接连接于PWM控制IC装置上。
[0007] 本实用新型的优点为1、相对申请人已经申报的专利号为201120048101.8的专利,其成本更为低廉,2、同样能能够在保证高功率因数(大于0. 96)的情况下为实现恒流电源的超高效率成为可能。以此电路结构为基础,加上各部分电路的元件选择及优化,可实现大于95%的最高效率。
附图说明
[0008] 图1为本实用新型的电路图。具体实施方式
[0009] 如图1所示:包括电源VC1、整流滤波装置、输出电压整流滤波及负载装置、PWM控制IC装置以及自耦变压器,所述的整流滤波装置与交流电连接、整流滤波装置输出端a与输出电压整流滤波及负载装置连接,输出电压整流滤波及负载装置与自耦变压器的输入端 ①相连,输出电压整流滤波及负载装置还与自耦变压器的负载能量输出端②相连;PWM控制IC装置通过MOS管Ql与自耦变压器的输出端③连接,电源VCl连接PWM控制IC装置, 它还包括电流取样装置,电流取样装置通过MOS管Ql与PWM控制IC装置连接,同时电流取样装置还直接连接于PWM控制IC装置上,不过为了改善控制特性和效果,实际使用时可在取样电阻和PWM控制IC之间增加相应的放大和基准电路,也可以集成在PWM控制IC的内部。
[0010] 输出电压整流滤波及负载装置包括LED灯、二极管Dl和电容Cl ;电流取样装置包括电阻Rl ;PWM控制IC装置包括功率因数校正控制ICl ;LED灯的正极a端与整流滤波装置、电解电容Cl的正极以及二极管Dl的负极相连;LED灯的负极b端与电解电容的负极、 及自耦变压器Tl输入端①相连;二极管Dl的正极与自耦变压器Tl的负载能量输出端② 相连;自耦变压器Tl的输出端③与MOS管Ql的漏极D相连;MOS管的源极S与电阻Rl的一端相连,电阻Rl的另一端接地,MOS管Ql的栅极G接功率因数校正控制ICl的驱动输出 OUT脚;功率因数校正控制ICl的电流反馈控制输入端INV与电流取样装置Rl和MOS管的源极S的连接端相连,功率因数校正控制ICl的VCC脚与电源VCl连接,功率因数校正控制 ICl的GND脚接地。
[0011] 本实用新型的工作原理如下:
[0012] ICl输出端子OUT输出的方波处于高电平时,Ql MOS管导通,整流后的交流电经过负载LED进入自耦变压器的①脚从③脚流出给变压器①-③绕组充电,当ICl输出端子OUT 输出的方波进入低电平时,MOS管进入关断状态,储存在线圈1-3绕组的能量通过①-②绕组输出经过Dl整流、Cl滤波后给LED负载提供电流,完成一次能量转换动作;当流经电流取样装置的电流在Rl上产生的电压大于设定电压时,输入给ICl的反馈输入端,缩短OUT 端输出方波的高电平时间,减少输送给变压器的能量,从而降低LED负载的电流,反之将增加ICl的OUT端输出方波的高电平时间,增加输送给变压器的能量,从而提高LED负载的电流,实现LED负载流过电流的恒定控制。
[0013] 到此本装置动作完成。
[0014] 装置产生节能效果的原理:通过小电流向高阻大电感充电,然后通过低内阻小电感向负载放电,大大减少充、放电时的损耗,提高能量转换效率。通过对储能电感的电流进行采样,实现动态、及时的控制,电流稳定性好,电路结构大大简化,即降低了成本又大大提升了效率。
[0015] 其中开关恒流电源的辅助电源VC1、整流电路、ICl为现有常见的技术,辅助电源一般可以为一组电源,也可以是两个独立的辅助电源分别连接ICl和电流取样装置与IC之间可能增加的放大器等电路;辅助电源即可以在自耦变压器上增加辅助绕组经整流滤波后产生,也可以从整流后的高压降压后得到;整流电路可以是单个整流二极管的半波整流,也可以是桥式整流电路;ICl电源控制IC可以是独立的PWM控制IC或同时具有功率因数校正功能的控制IC,也可以是与功率晶体管集成在一起的模组器件。另外,上述电路中的电流取样装置采用电阻的取样方式为常规方法,实际使用中也可采用其它电流取样方法,也可以采用带放大功能的电流取样装置,但上述改变均不影响本实用新型采用后的效果。同时效率能否提高到满意的程度,还取决于专利使用者的经验和精细调试。

Claims (2)

1. 一种LED恒流驱动电路装置,它包括电源VC1、整流滤波装置、输出电压整流滤波及负载装置、PWM控制IC装置以及自耦变压器,所述的整流滤波装置与交流电连接、整流滤波装置输出端a与输出电压整流滤波及负载装置连接,输出电压整流滤波及负载装置与自耦变压器的输入端①相连,输出电压整流滤波及负载装置还与自耦变压器的负载能量输出端②相连;PWM控制IC装置通过MOS管Ql与自耦变压器的输出端③连接,电源VCl连接 PWM控制IC装置,其特征在于:它还包括电流取样装置,电流取样装置通过MOS管Ql与PWM 控制IC装置连接,同时电流取样装置还直接连接于PWM控制IC装置上。
2.根据权利要求1所述的LED恒流驱动电路装置,其特征在于:输出电压整流滤波及负载装置包括LED灯、二极管Dl和电容Cl ;电流取样装置包括电阻Rl ;PWM控制IC装置包括功率因数校正控制ICl ;LED灯的正极a端与整流滤波装置、电解电容Cl的正极以及二极管Dl的负极相连;LED灯的负极b端与电解电容的负极、及自耦变压器Tl输入端①相连; 二极管Dl的正极与自耦变压器Tl的负载能量输出端②相连;自耦变压器Tl的输出端③与 MOS管Ql的漏极D相连;MOS管的源极S与电阻Rl的一端相连,电阻Rl的另一端接地,MOS 管Ql的栅极G接功率因数校正控制ICl的驱动输出OUT脚;功率因数校正控制ICl的电流反馈控制输入端INV与电流取样装置Rl和MOS管的源极S的连接端相连,功率因数校正控制ICl的VCC脚与电源VCl连接,功率因数校正控制ICl的GND脚接地。
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