CN204014207U - 非隔离型led恒流驱动芯片电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种非隔离型LED恒流驱动芯片电路，为LED负载提供恒流驱动，外围器件少、功率因数高，包括整流桥，其正输出端与第二放电二极管负极连接，第二放电二极管正极与充电二极管负极连接，充电二极管正极与第一放电二极管负极连接，第一放电二极管正极与整流桥负输出端连接，整流桥正输出端与充电二极管正极之间连接第一电容，充电二极管负极与整流桥负输出端之间连接第二电容；整流桥正输出端经限频电阻与稳压二极管负极连接，稳压二极管正极与整流桥负输出端连接，限频电阻与稳压二极管公共端作为使能调光脚且与开关管控制端连接，开关管接地端与整流桥负输出端之间连接限流电阻，整流桥正输出端与开关管输入端之间连接LED负载。

Description

非隔离型LED恒流驱动芯片电路

技术领域

本实用新型涉及一种非隔离型LED恒流驱动芯片电路，属于芯片电路技术领域。

背景技术

现有LED驱动电路如图1所示，其核心器件为驱动芯片U1，驱动芯片U1的外围器件与电路较多，如图，主要有换能电感T1、MOS管Q1、整流桥(由二极管D1～D4组成)、滤波电路(包括电感L1、电容C1)、吸收电路(包括二极管D7、电容C7、电阻R14、R15)、启动电路(电阻R5、R6、Rs1)、取样电阻R8、R11和R12、供电电路(包括二极管D5、电阻R10)等。虽然现有LED驱动电路可以实现对LED发光驱动的目的，但由于驱动芯片U1的外围器件和电路过多，因此直接导致了LED驱动电路的驱动成本的增加以及整体的复杂性加大，且存在着可控性下降以及稳定性变差等问题。

由此可见，设计出一种简单、有效、可靠的LED驱动方案是目前急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种非隔离型LED恒流驱动芯片电路，该芯片电路可对LED提供恒流驱动，具有构成简单、外围器件少、性能稳定、可控性强、功率因数高、成本低、寿命长等优点。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种非隔离型LED恒流驱动芯片电路，其特征在于：它包括整流桥，整流桥的输入端接收220V高压交流电，整流桥的正输出端与第二放电二极管的负极连接，第二放电二极管的正极与充电二极管的负极连接，充电二极管的正极与第一放电二极管的负极连接，第一放电二极管的正极与整流桥的负输出端连接；整流桥的正输出端与充电二极管的正极之间用于连接外部第一电容，充电二极管的负极与整流桥的负输出端之间用于连接外部第二电容；整流桥的正输出端经由限频电阻与稳压二极管的负极连接，稳压二极管的正极与整流桥的负输出端连接；限频电阻与稳压二极管的公共端作为使能调光脚且与开关管的控制端连接，开关管的接地端与整流桥的负输出端之间用于连接外部限流电阻，整流桥的正输出端与开关管的输入端之间用于连接外部LED负载。

所述开关管为MOS管或三极管。更进一步，所述MOS管为N沟道MOS管，所述三极管为NPN型三极管。

所述第一电容的电容值等于所述第二电容的电容值。

所述使能调光脚悬空或接0V电压或连接PWM信号源。

所述LED负载为至少一个发光二极管，其中：当所述LED负载为多个发光二极管时，该多个发光二极管为串联连接或并联连接或串并联连接。

本实用新型的优点是：本实用新型基于220V高压交流电输入、以非隔离方式为LED负载提供恒流驱动，具有构成简单、外围器件少、性能稳定、可控性强、功率因数高、成本低、寿命长等优点。

附图说明

图1是现有LED驱动电路构成图。

图2是本实用新型的电路构成图。

图3是本实用新型的应用说明示意图。

具体实施方式

如图2和图3，本实用新型非隔离型LED恒流驱动芯片电路10包括整流桥11，整流桥11(公知电路)由二极管D1～D4构成，整流桥11的输入端用于接收220V高压交流电，整流桥11的正输出端(+)与第二放电二极管D7的负极连接，第二放电二极管D7的正极与充电二极管D6的负极连接，充电二极管D6的正极与第一放电二极管D5的负极连接，第一放电二极管D5的正极与整流桥11的负输出端(-)连接；整流桥11的正输出端与充电二极管D6的正极(即充电二极管D6与第一放电二极管D5的公共端)之间用于连接外部的第一电容C1，充电二极管D6的负极(即充电二极管D6与第二放电二极管D7的公共端)与整流桥11的负输出端之间用于连接外部的第二电容C2；整流桥11的正输出端经由限频电阻R1(电阻)与稳压二极管Z1的负极连接，稳压二极管Z1的正极与整流桥11的负输出端连接；限频电阻R1与稳压二极管Z1的公共端作为使能调光脚且限频电阻R1与稳压二极管Z1的公共端与开关管的控制端连接，开关管的接地端与整流桥11的负输出端之间用于连接外部的限流电阻R，整流桥11的正输出端与开关管的输入端之间用于连接LED负载。

在实际设计中，开关管可为MOS管或三极管，更进一步地，MOS管可为N沟道MOS管，三极管可为NPN型三极管。如图2和图3，图中示出的MOS管M1采用了N沟道MOS管。对于MOS管，开关管的控制端、输入端、接地端分别相当于MOS管的栅极、漏极、源极，而对于三极管，开关管的控制端、输入端、接地端分别相当于三极管的基极、集电极、发射极。

在实际设计中，第一放电二极管D5、充电二极管D6、第二放电二极管D7为普通二极管即可。

本实用新型为一种芯片的电路，如图2，图中示出了本实用新型对外引脚图，其中：整流桥11的两个输入端分别作为220V高压交流电的输入端(引脚1、2)；整流桥11的正输出端、充电二极管D6的正极分别作为连接外部的第一电容C1的正、负引脚(引脚3、4)；充电二极管D6的负极、整流桥11的负输出端分别作为连接外部的第二电容C2的正、负引脚(引脚5、6)；整流桥11的正输出端、开关管的输入端分别作为连接外部的LED负载的正、负引脚(引脚3、7)；开关管的接地端、整流桥11的负输出端分别作为连接外部的限流电阻R的两个连接引脚(引脚8、9)；限频电阻R1与稳压二极管Z1的公共端作为使能调光脚(引脚10)。

由图2可以看出，本实用新型对外共有10个引脚，在实际封装时，可在封装外壳的中心底部安装散热基板，散热基板采用热电隔离方案，即散热基板本身不带电，在焊接时可以直接焊接在灯板铝基板上，这样可大大改善发热问题。

使用时，如图3所示，在引脚3与7之间连接LED负载，LED负载可为至少一个发光二极管LED，当LED负载为多个发光二极管LED时，该多个发光二极管LED可为串联连接或并联连接或串并联连接，视显示需求而定，如图3，图中示出的是串联连接的多个发光二极管LED的情形。在引脚3、4之间连接第一电容C1，引脚5、6之间连接第二电容C2，在实际中，应配合LED负载所需的工作方式，来选择合适的电容，以达到功率因数校正的目的。第一电容C1的电容值应等于第二电容C2的电容值。在本实用新型中，第一放电二极管D5、充电二极管D6、第二放电二极管D7、第一电容C1和第二电容C2构成了功率因数矫正电路，其中的第一电容C1与第二电容C2采用的是填谷式功率因数矫正方式(公知技术)。在引脚8、9之间连接限流电阻R，限流电阻R用于调节输出电流的大小，使电流保持恒定，流经LED负载的电流值＝(稳压二极管Z1的电压值-开关管的控制端与接地端之间的电压值)/限流电阻R的阻值。而引脚10起到使能与调光的作用，其可悬空或接0V电压或连接PWM信号源(已有设备)。

由图3可以看出，本实用新型所需的外围器件与电路很少，基本上只有2个电容(第一电容C1、第二电容C2)和1个电阻(限流电阻R)，因而本实用新型的驱动成本被大幅降低，而性能稳定性被显著提高。

本实用新型的工作原理为：

如图3，220V高压交流电从引脚1、2输入，通过整流桥11整流后传输给功率因数矫正电路进行功率因数矫正，然后传输给由MOS管M1、限流电阻R组成的恒流电路。

当向引脚10输入0V电压(使能功能)时，MOS管M1关断，无电流输出给LED负载，本实用新型处于关闭状态。

当不需要使用使能或调光功能时，使引脚10处于悬空。因稳压二极管Z1，MOS管M1的gs极间电压大于导通电压，于是MOS管M1导通，电流流过限流电阻R，LED负载的各个LED发光，此时引脚9的电势相对于引脚8的电势而言，处于一直升高状态，当升高到一定电压(第一电压)时，导致MOS管M1的ds极间电压小于开启电压，于是MOS管M1关断，各个LED熄灭，从而相对于引脚8，引脚9的电势又下降，当下降到一定电压(第二电压)时，使得MOS管M1的ds极间电压不再小于开启电压且因稳压二极管Z1，MOS管M1的gs极间电压大于导通电压，于是MOS管M1再次导通，如此反复，从而使得各个LED处于反复亮灭的循环开关状态。需要提及的是，由于MOS管M1的开关频率较高，因此人眼看到的是LED一直亮着。MOS管M1的开关频率由稳压二极管Z1的电压值和限频电阻R1的阻值决定，通常可将开关频率设定在150HZ左右。

当需要调光时，向引脚10输入PWM信号，则MOS管M1的开关频率会由PWM信号的波形与上述稳压二极管Z1、限流电阻R对MOS管M1的开关作用产生的波形相叠加形成的波形来决定，从而起到调光的作用，其中，MOS管M1的开关原理与上述不需要使用使能或调光功能时的基本相同，故不在这里详述。

本实用新型的优点是：本实用新型基于220V高压交流电输入、以非隔离方式为LED负载提供恒流驱动，具有构成简单、外围器件少、性能稳定、可控性强、功率因数高、成本低、寿命长等优点。

以上所述是本实用新型的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实用新型技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本实用新型保护范围之内。

Claims (6)

1.一种非隔离型LED恒流驱动芯片电路，其特征在于：它包括整流桥，整流桥的输入端接收220V高压交流电，整流桥的正输出端与第二放电二极管的负极连接，第二放电二极管的正极与充电二极管的负极连接，充电二极管的正极与第一放电二极管的负极连接，第一放电二极管的正极与整流桥的负输出端连接；整流桥的正输出端与充电二极管的正极之间用于连接外部第一电容，充电二极管的负极与整流桥的负输出端之间用于连接外部第二电容；整流桥的正输出端经由限频电阻与稳压二极管的负极连接，稳压二极管的正极与整流桥的负输出端连接；限频电阻与稳压二极管的公共端作为使能调光脚且与开关管的控制端连接，开关管的接地端与整流桥的负输出端之间用于连接外部限流电阻，整流桥的正输出端与开关管的输入端之间用于连接外部LED负载。

2.如权利要求1所述的非隔离型LED恒流驱动芯片电路，其特征在于：所述开关管为MOS管或三极管。

3.如权利要求2所述的非隔离型LED恒流驱动芯片电路，其特征在于：所述MOS管为N沟道MOS管，所述三极管为NPN型三极管。

4.如权利要求1所述的非隔离型LED恒流驱动芯片电路，其特征在于：所述第一电容的电容值等于所述第二电容的电容值。

5.如权利要求1所述的非隔离型LED恒流驱动芯片电路，其特征在于：所述使能调光脚悬空或接0V电压或连接PWM信号源。

6.如权利要求1所述的非隔离型LED恒流驱动芯片电路，其特征在于：

所述LED负载为至少一个发光二极管，其中：当所述LED负载为多个发光二极管时，该多个发光二极管为串联连接或并联连接或串并联连接。