CN203467008U

CN203467008U - 用于led的rcc非隔离恒流驱动电路

Info

Publication number: CN203467008U
Application number: CN201320418238.7U
Authority: CN
Inventors: 邓金和
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-07-15
Filing date: 2013-07-15
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2023-07-15

Abstract

本实用新型公开一种用于LED的RCC非隔离恒流驱动电路，包括正反馈自激振荡电路（Q1、T1、R4、C3）和恒流电路，MOS管Q1通过变压器T1、第四电阻R4和第三电容C3形成正反馈网络，使电路工作在振荡状态；恒流电路包括电压调整器件和取样电阻，电压调整器件可为三极管或TL431可调分流基准源，取样电阻串联在MOS管的源极，在MOS管的漏极电流值产生变化时，取样电阻的电压值也随之变化；由于电压调整器件的导通电压是恒定的，在取样电阻的电压值发生变化时，会相应的影响电压调整器件的导通程度，进而控制MOS管栅极的输入电压，控制整个电路的占空比，最终控制MOS管的输出电流，达到恒流目的。

Description

用于LED的RCC非隔离恒流驱动电路

技术领域

本实用新型涉及LED驱动领域，特别涉及一种用于LED的RCC非隔离恒流驱动电路。

背景技术

LED照明是近年来快速兴起发展的一种新型光源，它的许多良好特点使得它的应用面越来越广。LED的单向导电特性使人一般认为应该用直流驱动，但是对直流恒压和限流的装置在保证比较好的限流特性时，自身功耗是很大的，所以使系统的效率大为降低。只有用较高频率的直流来驱动LED，并且用在呈现较大阻抗时自身功耗小的电感或电容来限流，才能把用于LED的驱动电路的限流特性和自身功耗都做得比较理想。现有RCC开关电源电路具有恒定电压的作用，但是存在以下缺点：1、恒压的精度不是很理想，最多就是能达到10%左右的精度；2、电路工作效率低下，最多能达到75%左右的转换效率；3、电路工作不稳定，参数很难调试，在实际运用中容易出问题；4、电路难以实现恒流效果。

因此，如何设计一种结构简单，恒流效果好，转换效率高的用于LED的RCC非隔离恒流驱动电路是本实用新型所要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种用于LED的RCC非隔离恒流驱动电路，旨在以结构简单的电路实现恒流，且实现电路高效率的转换，成本低又省电。

本实用新型提出一种用于LED的RCC非隔离恒流驱动电路，包括与交流电源连接的整流滤波输入电路、与所述整流滤波输入电路的输出端连接的启动电路、与所述启动电路连接的正反馈自激振荡电路、与LED负载连接的整流滤波输出电路，所述整流滤波输出电路与所述正反馈自激振荡电路的输出端连接，所述正反馈自激振荡电路包括开关管和变压器，所述开关管为MOS管，所述MOS管的栅极与所述启动电路连接，所述MOS管的漏极与所述整流滤波输入电路的输出端正极、所述LED负载的正极连接，所述变压器的初级绕组连接在所述MOS管的漏极与所述LED负载的负极之间，所述变压器的次级绕组连接在所述MOS管的栅极与所述整流滤波输入电路的输出端负极之间；所述RCC非隔离恒流驱动电路还包括一用于调节所述正反馈自激振荡电路的振荡频率的恒流电路，所述恒流电路包括电压调整器件和取样电阻，所述取样电阻的一端连接在所述整流滤波输入电路的输出端负极与所述变压器的次级绕组之间，所述取样电阻的另一端与所述MOS管的源极连接，所述电压调整器件的输入端和公共端连接在所述取样电阻的两端，所述电压调整器件的输出端与所述MOS管的栅极连接。

优选地，所述电压调整器件为NPN型三极管，所述NPN型三极管的基极为输入端，所述NPN型三极管的集电极为输出端，所述NPN型三极管的发射极为公共端。

优选地，所述电压调整器件为TL431可调分流基准源，所述TL431可调分流基准源的正极为输出端，所述TL431可调分流基准源的负极为公共端，所述TL431可调分流基准源的参考端为输入端。

优选地，所述恒流电路还包括一具有放大作用的PNP型三极管，所述PNP型三极管的基极与所述电压调整器件的输出端连接，所述PNP型三极管的集电极与所述电压调整器件的输入端连接。

优选地，所述启动电路由启动电阻组成，所述整流滤波输入电路由四个整流二极管组成的整流桥和滤波电容组成，所述滤波电容并联在所述整流桥的输出端。

优选地，还包括一用于保护所述电压调整器件的第二电容和第二电阻，所述第二电容与所述第二电阻均连接在所述电压调整器件的输出端与所述启动电阻的输出端之间，所述第二电容与所述第二电阻并联。

优选地，在所述MOS管的栅极串联第三电阻。

优选地，所述正反馈自激振荡电路还包括第三电容和第四电阻，所述第三电容和第四电阻连接在所述变压器的次级绕组与所述MOS管的栅极之间，所述第三电容和所述第四电阻串联。

优选地，所述整流滤波输出电路由整流二极管、滤波电容组成，所述整流二极管串联在所述MOS管的漏极与所述LED负载之间，所述滤波电容与所述LED负载并联，在所述滤波电容的两端并联一泄放电阻。

优选地，所述MOS管为N沟道耗尽型MOS管，所述MOS管可用三极管代替。

本实用新型的用于LED的RCC非隔离恒流驱动电路包括正反馈自激振荡电路和恒流电路，正反馈自激振荡电路包括MOS管和变压器，MOS管的栅极与启动电路连接，MOS管的漏极与整流滤波输入电路的输出端正极、LED负载的正极连接，变压器的初级绕组连接在MOS管的漏极与LED负载的负极之间，变压器的次级绕组连接在MOS管的栅极与整流滤波输入电路的输出端负极之间，接通电源时，启动电路为MOS管供电，MOS管导通，变压器的初级绕组产生感应电动势，由于互感，变压器的次级绕组也产生相应的感应电动势，变压器的次级绕组通过第四电阻、第三电容器到MOS管形成正反馈网络，使电路工作在振荡状态，MOS管的漏极为LED负载输出驱动电流。

恒流电路包括电压调整器件和取样电阻，电压调整器件可采用三极管或TL431，取样电阻的一端连接在整流滤波输入电路的输出端负极与变压器的次级绕组之间，取样电阻的另一端与MOS管的源极连接，取样电阻串联在MOS管的源极，电路工作时，取样电阻的电流值与MOS管的源极电流值相同，由于MOS管的漏极电流值与源极电流值基本相同，则取样电阻的电流值相当于MOS管的漏极电流值，当MOS管的漏极电流值产生变化时，取样电阻的电压值也随之变化；电压调整器件输入端和公共端之间的电压为导通电压，电压调整器件的输入端和公共端连接在取样电阻的两端，用于与取样电阻的电压值进行比较；电压调整器件的输出端与MOS管的栅极连接，由于电压调整器件的导通电压是恒定的，在取样电阻的电压值发生变化时，会相应的影响电压调整器件的导通程度，从而控制电压调整器件的输出端的输出电压，进而控制MOS管栅极的输入电压，控制整个电路的占空比，最终控制MOS管的输出电流，达到恒流目的。

本实用新型的有益效果：

1、电路结构简单，易于调试，成本低廉，与市场上的IC方案相比较，可节约30%左右的成本。

2、本电路由于没有通过高频变压器进行能量的传递，可使电路的转换效率高达90%以上，更加省电，用于LED照明可更加突现出LED节电的优势。

3、本电路用三极管的导通电压进行恒流，恒流精度比较高，可达5%左右（实测值），如用TL431等高精度的器件代替三极管，可将恒流精度提高到2%左右，适合要求比较高的场合。

4、本电路中所用器件均为常规器件，易于采购和生产。

附图说明

图1为本实用新型的用于LED的RCC非隔离恒流驱动电路的一实施例中用于LED的RCC非隔离恒流驱动电路的电路原理图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参照图1，提出本实用新型的用于LED的RCC非隔离恒流驱动电路的一实施例，该用于LED的RCC非隔离恒流驱动电路包括与交流电源连接的整流滤波输入电路（D1~D4、C1）、与整流滤波输入电路的输出端连接的启动电路（R1）、与启动电路连接的正反馈自激振荡电路（Q1、T1、R4、C3）、与LED负载连接的整流滤波输出电路（D5、C4、R6）以及一用于调节正反馈自激振荡电路的振荡频率的恒流电路，整流滤波输出电路与正反馈自激振荡电路的输出端连接。整流滤波输入电路由四个整流二极管D1、D2、D3、D4组成的整流桥和滤波电容C1组成，滤波电容C1并联在整流桥的输出端。整流滤波输入电路通过一熔断器F与交流电源连接。熔断器F的作用是提供电路安全保护，在电路短路或严重过载的情况下，熔断器F自动熔断来使电路断开，从而实现短路保护或严重过载保护。连接交流电源后，交流电经熔断器F输入整流桥，经整流桥整流后，再经滤波电容C1滤波，输出平滑的直流电。启动电路由启动电阻R1组成，整流滤波输入电路输出直流电经启动电阻R1给正反馈自激振荡电路和恒流电路供电。

正反馈自激振荡电路包括开关管、变压器T1、R4、C3，开关管可采用MOS管Q1或三极管，但MOS管Q1的稳定性比三极管的稳定性好些。本实施例中的开关管为MOS管Q1，MOS管Q1的栅极与启动电阻R1连接，MOS管Q1的漏极与整流滤波输入电路的输出端正极、LED负载的正极连接，变压器T1的初级绕组连接在MOS管Q1的漏极与LED负载的负极之间，变压器T1的次级绕组通过连接在MOS管Q1的栅极与整流滤波输入电路的输出端负极之间。正反馈自激振荡电路还包括第三电容C3和第四电阻R4，第三电容C3和第四电阻R4连接在变压器T1的次级绕组与MOS管Q1的栅极之间，第三电容C3和第四电阻R4串联。接通电源时，启动电阻R1通过电源为MOS管Q1供电，MOS管Q1导通，变压器T1的初级绕组产生感应电动势，由于互感，变压器T1的次级绕组也产生相应的感应电动势，变压器T1的次级绕组通过第四电阻R4、第三电容C3器到MOS管Q1形成正反馈网络，使电路工作在振荡状态，MOS管Q1的漏极为LED负载输出驱动电流。整流滤波输出电路由整流二极管D5、滤波电容C4组成，整流二极管D5串联在MOS管Q1的漏极与LED负载之间，滤波电容C4与LED负载并联，在滤波电容C4的两端并联一泄放电阻R6。

该MOS管Q1为N沟道耗尽型MOS管，在MOS管Q1的栅极串联一第三电阻R3，第三电阻R3用于避免栅极悬空，起到隔离、防止寄生振荡的作用。

正反馈自激振荡电路的工作过程为：整流滤波输入电路输出的一路通过变压器T1的初级绕组加到MOS管Q1漏极，另一路通过启动电阻R1加到MOS管Q1栅极，从而使MOS管Q1导通。MOS管Q1导通后，变压器T1的初级绕组产生感应电动势。由于互感，变压器T1的次级绕组也产生相应的感应电动势。于是变压器T1的次级绕组的正脉冲电压通过第四电阻R4和第三电容C3加到MOS管Q1的栅极与源极之间，从而使MOS管Q1的漏极电流进一步增大，于是MOS管Q1在正反馈雪崩过程的作用下迅速进入饱和状态。在MOS管Q1进入饱和状态之后，变压器T1的次级绕组上的感应电压对第三电容C3进行充电，随着第三电容C3充电的不断进行，其两端电位差升高，于是MOS管Q1的栅极电位就会降低，从而使MOS管Q1退出饱和状态，当MOS管Q1退出饱和状态之后，其内阻增大，导致其漏极电流进一步下降。由于电感中的电流不能突变，于是变压器T1的初级绕组和次级绕组的感应电动势反向，次级绕组的负脉冲电压与第三电容C3所充的电压叠加后，使MOS管Q1迅速截止。MOS管Q1在截止期间，第三电容C3放电，以便为下次的正反馈电压(驱动电压)提供电路，保证MOS管Q1能够再次进入饱和状态，使该电路工作在自激振荡状态。

该恒流电路包括电压调整器件和取样电阻R5，取样电阻R5的一端连接在整流滤波输入电路的输出端负极与变压器T1的次级绕组之间，取样电阻R5的另一端与MOS管Q1的源极连接，电压调整器件的输入端和公共端连接在取样电阻R5的两端，电压调整器件的输出端与MOS管Q1的栅极连接。电压调整器件可采用NPN型三极管Q3或TL431可调分流基准源，TL431可调分流基准源的恒流精度比NPN型三极管Q3的恒流精度更高，TL431可调分流基准源适合要求比较高的场合。

在电压调整器件为NPN型三极管Q3时，NPN型三极管Q3的基极为输入端，NPN型三极管Q3的集电极为输出端，NPN型三极管Q3的发射极为公共端。

在电压调整器件为TL431可调分流基准源时，TL431可调分流基准源的正极为输出端，TL431可调分流基准源的负极为公共端，TL431可调分流基准源的参考端为输入端。

本实施例中的电压调整器件为NPN型三极管Q3，取样电阻R5的一端连接在整流滤波输入电路的输出端负极与变压器T1的次级绕组之间，取样电阻R5的另一端与MOS管Q1的源极连接，取样电阻R5串联在MOS管Q1的源极，电路工作时，取样电阻R5的电流值与MOS管Q1的源极电流值相同，由于MOS管Q1的漏极电流值与源极电流值基本相同，则取样电阻R5的电流值相当于MOS管Q1的漏极电流值，当MOS管Q1的漏极电流值产生变化时，取样电阻R5的电压值也随之变化。NPN型三极管Q3的基极和发射极之间的电压为导通电压，NPN型三极管Q3的基极和发射极连接在取样电阻R5的两端，用于与取样电阻R5的电压值进行比较。NPN型三极管Q3的集电极与MOS管Q1的栅极连接，由于NPN型三极管Q3的导通电压是恒定的，在取样电阻R5的电压值发生变化时，会相应的影响NPN型三极管Q3的导通程度，从而控制NPN型三极管Q3的集电极的输出电压，进而控制MOS管Q1栅极的输入电压，控制整个电路的占空比，最终控制MOS管Q1的输出电流，达到恒流目的。

恒流电路还包括一具有放大作用的PNP型三极管Q2，PNP型三极管Q2的基极与NPN型三极管Q3的集电极连接，PNP型三极管Q2的集电极与NPN型三极管Q3的基极连接。PNP型三极管Q2的增加能将取样电阻R5两端的电压与NPN型三极管Q3的导通电压之间的差值进行放大，提高恒流精度，增大电路在开机时的抗冲击能力。

在MOS管Q1的漏极电流值变化时，则MOS管Q1的源极电流值也变化，在取样电阻R5产生的电压也跟随变化。由于NPN型三极管Q3的导通电压和PNP型三极管Q2的基极与集电极两端的电压是恒定的，在取样电阻R5的电压变化时，肯定会改变NPN型三极管Q3和PNP型三极管Q2的导通程度，从而增加或降低MOS管Q1的栅极电压，使其整个电路的占空比发生变化，调整输出电流，达到恒流的目的。本电路用三极管的导通电压进行恒流，恒流精度比较高，可达5%左右（实测值），如用TL431等高精度的器件代替三极管，可将恒流精度提高到2%左右，适合要求比较高的场合。

本电路还包括一用于保护NPN型三极管Q3的第二电容C2和第二电阻R2，第二电容C2与第二电阻R2均连接在电压调整器件的输出端与启动电阻R1的输出端之间，第二电容C2与第二电阻R2并联。

本电路结构简单，而且电路中所用器件均为常规器件，易于采购和生产，电路易于调试，成本低廉，与市场上的IC方案相比较，可节约30%左右的成本。而且，本电路由于没有通过高频变压器T1进行能量的传递，可使电路的转换效率高达90%以上，更加省电，用于LED照明可更加突现出LED节电的优势。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims

1.一种用于LED的RCC非隔离恒流驱动电路，包括与交流电源连接的整流滤波输入电路、与所述整流滤波输入电路的输出端连接的启动电路、与所述启动电路连接的正反馈自激振荡电路、与LED负载连接的整流滤波输出电路，所述整流滤波输出电路与所述正反馈自激振荡电路的输出端连接，所述正反馈自激振荡电路包括开关管和变压器，其特征在于，所述开关管为MOS管，所述MOS管的栅极与所述启动电路连接，所述MOS管的漏极与所述整流滤波输入电路的输出端正极、所述LED负载的正极连接，所述变压器的初级绕组连接在所述MOS管的漏极与所述LED负载的负极之间，所述变压器的次级绕组连接在所述MOS管的栅极与所述整流滤波输入电路的输出端负极之间；所述RCC非隔离恒流驱动电路还包括一用于调节所述正反馈自激振荡电路的振荡频率的恒流电路，所述恒流电路包括电压调整器件和取样电阻，所述取样电阻的一端连接在所述整流滤波输入电路的输出端负极与所述变压器的次级绕组之间，所述取样电阻的另一端与所述MOS管的源极连接，所述电压调整器件的输入端和公共端连接在所述取样电阻的两端，所述电压调整器件的输出端与所述MOS管的栅极连接。

2.根据权利要求1所述的用于LED的RCC非隔离恒流驱动电路，其特征在于，所述电压调整器件为NPN型三极管，所述NPN型三极管的基极为输入端，所述NPN型三极管的集电极为输出端，所述NPN型三极管的发射极为公共端。

3.根据权利要求1所述的用于LED的RCC非隔离恒流驱动电路，其特征在于，所述电压调整器件为TL431可调分流基准源，所述TL431可调分流基准源的正极为输出端，所述TL431可调分流基准源的负极为公共端，所述TL431可调分流基准源的参考端为输入端。

4.根据权利要求1或2或3所述的用于LED的RCC非隔离恒流驱动电路，其特征在于，所述恒流电路还包括一具有放大作用的PNP型三极管，所述PNP型三极管的基极与所述电压调整器件的输出端连接，所述PNP型三极管的集电极与所述电压调整器件的输入端连接。

5.根据权利要求1所述的用于LED的RCC非隔离恒流驱动电路，其特征在于，所述启动电路由启动电阻组成，所述整流滤波输入电路由四个整流二极管组成的整流桥和滤波电容组成，所述滤波电容并联在所述整流桥的输出端。

6.根据权利要求2所述的用于LED的RCC非隔离恒流驱动电路，其特征在于，还包括一用于保护所述电压调整器件的第二电容和第二电阻，所述第二电容与所述第二电阻均连接在所述电压调整器件的输出端与所述启动电路的输出端之间，所述第二电容与所述第二电阻并联。

7.根据权利要求1或5或6所述的用于LED的RCC非隔离恒流驱动电路，其特征在于，在所述MOS管的栅极串联第三电阻。

8.根据权利要求1所述的用于LED的RCC非隔离恒流驱动电路，其特征在于，所述正反馈自激振荡电路还包括第三电容和第四电阻，所述第三电容和第四电阻连接在所述变压器的次级绕组与所述MOS管的栅极之间，所述第三电容和所述第四电阻串联。

9.根据权利要求1所述的用于LED的RCC非隔离恒流驱动电路，其特征在于，所述整流滤波输出电路由整流二极管、滤波电容组成，所述整流二极管串联在所述MOS管的漏极与所述LED负载之间，所述滤波电容与所述LED负载并联，在所述滤波电容的两端并联一泄放电阻。

10.根据权利要求1所述的用于LED的RCC非隔离恒流驱动电路，其特征在于，所述MOS管为N沟道耗尽型MOS管，所述MOS管可用三极管代替。