CN203708551U - 一种led交流驱动电路 - Google Patents

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周刚
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Abstract

一种LED交流驱动电路，包括交流输入级、恒流控制芯片、功率MOS管和电流采样电阻，及LED灯串，所述LED灯串连接在交流输入级的输出端和功率MOS管漏极之间，所述功率MOS管的漏极通过电流采样电阻到地，栅极接恒流控制芯片栅极控制端，源级接恒流控制芯片电流采样端；还包括由第一分流电阻和第二分流电阻构成的分流支路，所述第一分流电阻连接在功率MOS管漏级和电流采样端之间，所述第二分流电阻连接在功率MOS管源级和电流采样端之间。本实用新型使LED灯具具有抗电压波动的优点，在输入电压波动和负载LED灯珠管压降不同时，保证LED灯具的功率在额定范围内，减少安全隐患。

Description

一种LED交流驱动电路
技术领域
本实用新型属于电子电器领域，涉及一种LED交流驱动电路。
背景技术
LED照明行业已进入快速成长期，LED照明的市场认可度也正在逐步提高，LED灯具的销量也大大增加。在LED产业形势一片大好的情况下，LED灯具寿命成了一个关键的问题，LED灯使用寿命从以前的替换优势变成了现在人们普遍担心的问题了。同时，随着LED产业的发展，LED灯具的价格也在不断的降低，LED灯具厂商成本压力也越来越大，由于LED灯珠以及灯具型材的成本目前已无太大的降价空间，所以降低驱动成本也成了一个需要迫切解决的问题。
LED灯具用寿命往往取决于LED驱动寿命，目前市面上大多数LED驱动都是开关型的直流驱动，在交流电转换为直流电过程中，就需要用到电解电容，然而电解电容正是LED驱动寿命受限的最主要因素；并且直流驱动由于电路复杂，所需要的元件数量多，制造成本以及物料成本也高，导致直流驱动的成本也会很高。
现在也有一些公司开始采用开始采用交流驱动技术，但基本都是一些简单的线性恒流驱动，甚至有些就只是线性驱动，不带恒流功能，这样在输入电压波动时或者LED灯珠管压降不同时，会造成整灯功率变化，超出额定范围，由于功率超高，严重的可能会导致灯珠烧坏，甚至有引发火灾的隐患。
实用新型内容
为克服现有交流驱动LED电路在电压波动或LED导通压降不同引起功率上升、造成安全隐患的技术缺陷，本实用新型公开了一种LED交流驱动电路。
本实用新型所述LED交流驱动电路，包括交流输入级、恒流控制芯片、功率MOS管和电流采样电阻，及LED灯串，所述LED灯串连接在交流输入级的输出端和功率MOS管漏极之间，所述功率MOS管的漏极通过电流采样电阻到地，栅极接恒流控制芯片栅极控制端，源级接恒流控制芯片电流采样端；
还包括由第一分流电阻和第二分流电阻构成的分流支路，所述第一分流电阻连接在功率MOS管漏级和电流采样端之间，所述第二分流电阻连接在功率MOS管源级和电流采样端之间。
优选的，所述交流输入级包括全桥整流电路及连接在全桥整流电路交流输入端之间的压敏电阻，所述全桥整流电路的直流输出端连接所述恒流控制芯片的电源输入端及LED灯串的正极。
进一步的，所述全桥整流电路的直流输出端与恒流控制芯片的电源输入端之间连接有限流电阻。
进一步的，所述全桥整流电流的火线输入端连接有保险管。
优选的，所述电流采样电阻阻值不大于1欧姆。
优选的，所述第一分流电阻和第二分流电阻阻值之比大于100。
优选的，所述第二分流电阻阻值不大于10欧姆。
优选的，所述恒流控制芯片为MP1527。
优选的，所述功率MOS管为MI3407。
优选的，所述LED灯串与地之间并联有稳压电容， 
采用本实用新型所述的LED交流驱动电路，使LED灯具具有抗电压波动的优点，在输入电压波动和负载LED灯珠管压降不同时，保证LED灯具的功率在额定范围内，减少安全隐患，同时本实用新型还具有长寿命，高可靠性，低成本的特点。
附图说明
图1为本实用新型所述LED交流驱动电路一种具体实施方式示意图；
图中附图标记名称为：L-火线输入端 N-零线输入端  F1-保险管  RV1-压敏电阻  BD1-全桥整流电路 R1-限流电阻 IC1-恒流控制芯片 R2-第一分流电阻 R3-第二分流电阻 R4-电流采样电阻 Q1-功率MOS管 GATE-栅极控制端 CS-电流采样端 VH-电源输入端 C1-稳压电容。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明。
实施例1
一种LED交流驱动电路，包括交流输入级、恒流控制芯片、功率MOS管和电流采样电阻，及LED灯串，所述LED灯串连接在交流输入级的输出端和功率MOS管漏极之间，所述功率MOS管的漏极通过电流采样电阻到地，栅极接恒流控制芯片栅极控制端，源级接恒流控制芯片电流采样端；
还包括由第一分流电阻和第二分流电阻构成的分流支路，所述第一分流电阻连接在功率MOS管漏级和电流采样端之间，所述第二分流电阻连接在功率MOS管源级和电流采样端之间。
如图1所示，交流输入级将交流市电整流输出为直流电输入到恒流控制芯片IC1的电源输入端VH为其供电，恒流控制芯片的电源输出端VDD和地之间接稳压电容C1平滑滤波，使IC1的工作电压变平滑，以保证主控芯片IC1能够稳定运行。
交流输入级输出的直流电压V+，即LED灯串正极电压VLED+=V+,LED灯串两端电压为VLED，LED灯串负极电压VLED-=VLED+-VLED=I1*（R2+R3）+VR,其中VR为在采样电阻R4上的压降，VR=I3*R4, I1为流过第一分流电阻R2的电流，I3为流过采样电阻R4的电流，恒流控制芯片的电流采样端CS脚电压为VCS=VR+I1*R3=0.6V。
在交流驱动装置的参数确定以及灯珠管压降确定的情况下：当市电输入电压升高时，导致VLED+升高，根据VLED-=VLED+-VLED，可得出VLED-电压升高，进一步导致I1变大，I1变大，为满足VCS=VR+I1*R3=0.6V公式，VR减小，即I3减小，最终V+变大，I3减小，就使得驱动装置总功率保持不变；同理，输入电压降低时，VLED-减小，I1减小，I3变大，也可以使得驱动装置总功率保持不变。
在交流驱动装置的参数确定以及输入电压确定时：当LED灯的正向导通压降升高时，VLED-会变小，I1就会相应的变小，为保证VCS不变，I3会相应的变大，以保证防止因LED管压降变高导致功率降低的问题，实现稳定功率的目的；同样的，在LED管压降变小时，VLED-变大，I1相应的变大，为保证VCS不变，I3会相应减小，同样能够实现功率稳定。
所述恒流控制芯片IC1为能通过控制功率MOS管栅压，使CS端电压恒定，从而使与采样电阻R4串联的LED灯串电流恒定的芯片，例如MP1527，MP1529等，或能实现上述功能的分离器件组成的电路，例如一个运算放大器与电阻降压电路的组合。功率MOS管可以选择导通时漏源电压小的器件，例如MI3407。
实施例2
本实施例中给出交流输入级的一个具体实现方式，所述交流输入级包括全桥整流电路及连接在全桥整流电路交流输入端之间的压敏电阻，所述全桥整流电路的直流输出端连接所述恒流控制芯片的电源输入端及LED灯串的正极。全桥整流是对二极管半波整流的一种改进。半波整流利用二极管单向导通特性，在输入为标准正弦波的情况下，输出获得正弦波的正半部分，负半部分则损失掉。而全桥整流利用四个二极管，两两对接。输入正弦波的正半部分是两只管导通，得到正的输出；输入正弦波的负半部分时，另两只管导通，由于这两只管是反接的，所以输出还是得到正弦波的正半部分。 桥式整流器对输入正弦波的利用效率比半波整流高一倍。
压敏电阻RV1能够有效吸收交流市电里面的电压浪涌，避免造成后端电路损坏。为进一步提高安全系数，可以在火线输入端连接保险管F1，吸收交流市电中的浪涌电流。
还可以在全桥整流电路的直流输出端与恒流控制芯片的电源输入端VH之间连接有限流电阻R1，以保护易受高压损害的恒流控制芯片IC1。
实施例3
本实施例对采样电阻R4、第一分流电阻R2、第二分流电阻R3的具体取值做进一步优选设计。
通过对LED灯串到地的直流通路分析可以发现，在直流部分，影响效率的部分主要集中在功率MOS管、电流采样电阻和分流支路上。显然电流采样电阻的阻值越小越好，只要能使采样电压满足恒流控制芯片的采样电压需求即可，电流采样电阻R4阻值不大于1欧姆。
从实施例1所述的分析中可知，分流支路的分流效果与该支路的电阻值之和相关，具体到构成分流支路的第一分流电阻和第二分流电阻，由于第二分流电阻R3连接在恒流控制芯片的电流采样端CS和功率MOS管漏极之间，R3上具备一定的压降，为减小采样误差，希望R3上的压降越小越好，因此R3的阻值最好设置为不大于10欧姆，所述第一分流电阻和第二分流电阻阻值之比最好大于100，使分流支路的压降主要由第一分流电阻R2承受。
前文所述的为本实用新型的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述实用新型人的实用新型验证过程，并非用以限制本实用新型的专利保护范围，本实用新型的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1. 一种LED交流驱动电路，包括交流输入级、恒流控制芯片、功率MOS管和电流采样电阻，及LED灯串，所述LED灯串连接在交流输入级的输出端和功率MOS管漏极之间，所述功率MOS管的漏极通过电流采样电阻到地，栅极接恒流控制芯片栅极控制端，源级接恒流控制芯片电流采样端；
其特征在于，还包括由第一分流电阻和第二分流电阻构成的分流支路，所述第一分流电阻连接在功率MOS管漏级和电流采样端之间，所述第二分流电阻连接在功率MOS管源级和电流采样端之间。
2. 如权利要求1所述的一种LED交流驱动电路，其特征在于，所述交流输入级包括全桥整流电路及连接在全桥整流电路交流输入端之间的压敏电阻，所述全桥整流电路的直流输出端连接所述恒流控制芯片的电源输入端及LED灯串的正极。
3. 如权利要求2所述的一种LED交流驱动电路，其特征在于，所述全桥整流电路的直流输出端与恒流控制芯片的电源输入端之间连接有限流电阻。
4. 如权利要求2所述的一种LED交流驱动电路，其特征在于，所述全桥整流电流的火线输入端连接有保险管。
5. 如权利要求1所述的一种LED交流驱动电路，其特征在于，所述电流采样电阻阻值不大于1欧姆。
6. 如权利要求1所述的一种LED交流驱动电路，其特征在于，所述第一分流电阻和第二分流电阻阻值之比大于100。
7. 如权利要求1所述的一种LED交流驱动电路，其特征在于，所述第二分流电阻阻值不大于10欧姆。
8. 如权利要求1所述的一种LED交流驱动电路，其特征在于，所述恒流控制芯片为MP1527。
9. 如权利要求1所述的一种LED交流驱动电路，其特征在于，所述功率MOS管为MI3407。
10. 如权利要求1所述的一种LED交流驱动电路，其特征在于，所述LED灯串与地之间并联有稳压电容。
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