CN204291461U - 一种无频闪led灯具的驱动电路及驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于LED照明技术领域，提供了一种无频闪LED灯具的驱动电路及驱动装置，旨在解决现有技术由于单级PFC拓扑结构固有的低频纹波大，频闪严重的问题。该无频闪LED灯具的驱动电路包括单级PFC恒压电源、恒流采样放大电路、电压调整电路和纹波抑制电路，其中，所述单级PFC恒压电源，所述恒流采样放大电路，所述电压调整电路与所述纹波抑制电路顺次电性连接，所述电压调整电路用于将输出电压降低到第一预设电压值以下，所述纹波抑制电路用于将LED驱动电源输出的纹波电压降至第二预设电压值。

Description

一种无频闪LED灯具的驱动电路及驱动装置

技术领域

本实用新型属于LED照明技术领域，尤其涉及一种无频闪LED灯具的驱动电路及驱动装置。

背景技术

LED照明具有能效高、寿命长和绿色环保等优势，被视为最有潜力的下一代照明光源，近年来LED照明市场获得了迅猛的发展。其中单级PFC拓扑结构，由于其功率因数高、成本低、体积小而在LED照明领域获得了广泛的应用。由于单级PFC拓扑结构固有的低频纹波高，单级PFC纹波高达3-10V，造成其在使用时存在一定的缺陷：1.单级PFC的电源输出电压纹波太大，频闪严重，对人的视力有很大的影响；2.单级PFC的电源纹波太大，频闪严重，因此一些要求低频闪的场合如电视台等新闻媒体的拍摄应用受到限制。

目前，降低纹波大致两种：

第一种方案是，单级PFC恒压源加DC-DC变换器，EMI和成本都会上去，但由于LED的VF一致性不会很好，离散性较大，在负载LEDVF偏低的情况下线性恒流压降高、损耗大。

第二种方案是，单级PFC恒压源加普通的线性恒流，相对于DC-DC的EMI会好，成本也会低，但由于LED的VF一致性不会很好，离散性较大，在负载LEDVF偏低的情况下线性恒流压降高、损耗大。

以应用最多的10-50WLED电源，大都是单级PFC电源，这种拓扑结构即能提高功率因数成本低,其中功率因数为0.95以上，电路简洁、颇受客户青睐， 但是由于单级PFC拓扑结构固有的低频纹波大，频闪严重的问题仍不能解决。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种无频闪LED灯具的驱动电路及驱动装置，旨在解决现有技术由于单级PFC拓扑结构固有的低频纹波大，频闪严重的问题。

一方面，提供一种无频闪LED灯具的驱动电路，所述电路包括：单级PFC恒压电源、恒流采样放大电路、电压调整电路和纹波抑制电路，其中，所述单级PFC恒压电源，所述恒流采样放大电路，所述电压调整电路与所述纹波抑制电路顺次电性连接，所述电压调整电路用于将输出电压降低到第一预设电压值以下，所述纹波抑制电路用于将LED驱动电源输出的纹波电压降至第二预设电压值。

进一步地，所述第一预设电压值为1.2V。

进一步地，所述第二预设电压值不大于1V。

进一步地，所述恒流采样放大电路包括第一放大器；第一功率MOS管；第一、二、三、四分压电阻；第一、二电流采样电阻，其中，第一放大器的第5脚由第一、二、三、四分压电阻分压后为恒流采样放大电路提供基准电压，第一功率MOS管的源极对地连接的第一电流采样电阻，所述第一电流采样电阻连接所述第二电流采样电阻。

进一步地，所述电压调整电路包括第二放大器；第一光电耦合器；第一、二、三分压稳压管；第五、六、七分压电阻，其中，电压通过第六、七分压电阻后为所述第二放大器的3脚提供基准电压，所述第一、二、三分压稳压管以及第五分压电阻串联成电压采样电路，所述电压采样电路将电源输出电压的采样的电压信号反馈至所述第二放大器的2脚，并与所述第二放大器的3脚的基 准电压比较放大，所述第二放大器的1脚控制第一光电耦合器。

进一步地，所述第一功率MOS管串联在所述单级PFC恒压电源的输出回路。

进一步地，所述第一放大器的6脚为恒流采样端，第一功率MOS管的S极通过所述第一、二电流采样电阻连接第一放大器的反向输入端6脚；所述第二放大器的输出端1脚通过第八分压电阻和第一光电耦合器的K脚连接。

进一步地，所述第二放大器的2脚为恒流采样端，第一功率MOS管的S极通过所述第一、二电流采样电阻连接第一放大器的反向输入端2脚；所述第一放大器的输出端7脚通过第八分压电阻和第一光电耦合器的K脚连接。

进一步地，所述纹波抑制电路包括第二放大器、第一反馈电阻、第一反馈电容和第一光电耦合器所组成，电压经分压后，为第二放大器的5脚提供所需的基准电压，经过电压采样并根据所述第一功率MOS管的S极采样纹波电压，馈送给第二放大器的6脚反相输入端，和第二放大器的5脚的基准电压比较放大，去驱动第一光电耦合器，将纹波电压抑制。

另一方面，提供一种无频闪LED灯具的驱动装置，所述无频闪LED灯具的驱动装置包括权利要求上述所述的无频闪LED灯具的驱动电路。

本实用新型实施例，包括单级PFC恒压电源、恒流采样放大电路、电压调整电路和纹波抑制电路，其中，所述单级PFC恒压电源，所述恒流采样放大电路，所述电压调整电路与所述纹波抑制电路顺次电性连接，所述电压调整电路用于将输出电压降低到第一预设电压值以下，所述纹波抑制电路用于将LED驱动电源输出的纹波电压降至第二预设电压值，本实用新型，具有和单级PFC架构的LED恒压驱动电源匹配能力，两种电源发挥各自优点有机的融为一体，同时，具有电压跟随的高效率LED线性恒流电源，即能控制功率MOS的功耗，使其效率高，又能抑制单级PFC恒压源固有的低频纹波，使频闪低于1％。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的无频闪LED灯具的驱动电路的结构框图；

图2是本实用新型实施例提供的无频闪LED灯具的驱动电路的具体连接图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。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。

请一并参照图1，本实用新型实施例提供的无频闪LED灯具的驱动电路及驱动装置包括单级PFC恒压电源11、恒流采样放大电路12、电压调整电路13和纹波抑制电路14，其中，所述单级PFC恒压电源11，所述恒流采样放大电路12，所述电压调整电路13与所述纹波抑制电路14顺次电性连接，所述电压调整电路13用于将输出电压降低到第一预设电压值以下，所述纹波抑制电路14用于将LED驱动电源输出的纹波电压降至第二预设电压值。由于单级PFC恒压电源11为现有技术，因此，本文不在赘述。

进一步地，所述第一预设电压值为1.2V。

进一步地，所述第二预设电压值不大于1V。优选的，所述第二预设电压值等于500毫伏。

进一步地，所述恒流采样放大电路12包括第一放大器；第一功率MOS管；第一、二、三、四分压电阻；第一、二电流采样电阻，其中，第一放大器的第5脚由第一、二、三、四分压电阻分压后为恒流采样放大电路提供基准电压，第一功率MOS管的源极对地连接的第一电流采样电阻，所述第一电流采样电阻连 接所述第二电流采样电阻。

在本实施例中，如图2所示，所述恒流采样放大电路包括放大器U3B，功率MOS管Q5，分压电阻R31、R32、R33、R34及电流采样电阻R22、R23，其中由TL431提供2.5V基准电压和10V的VCC电压，放大器U3控制功率MOS管恒流；放大器U3B的6脚由R31、R32、R33、R34分压后为恒流采样放大电路提供基准电压，此基准电压可以根据电源参数进行调整；功率MOS管Q5的源极对地连接的R22；电流采样电压馈送至放大器U3B的6脚，和放大器U3B的5脚比较放大后，由放大器U3B的7脚控制MOS管Q5的栅极完成恒流输出。

进一步地，所述电压调整电路13包括第二放大器；第一光电耦合器；第一、二、三分压稳压管；第五、六、七分压电阻，其中，电压通过第六、七分压电阻后为所述第二放大器的3脚提供基准电压，所述第一、二、三分压稳压管以及第五分压电阻串联成电压采样电路，所述电压采样电路将电源输出电压的采样的电压信号反馈至所述第二放大器的2脚，并与所述第二放大器的3脚的基准电压比较放大，所述第二放大器的1脚控制第一光电耦合器。

在本实施例中，如图2所示，所述电压调整电路包括放大器U3A和光电耦合器U2A，所述稳压管ZD5、ZD4和ZD2，电阻R19、R20、R21以及所述功率MOS管；精密基准源TL431提供2.5V电压和10V的VCC电压，10V的VCC电压通过所述分压电阻R20和R21后为所述放大器U3A的3脚提供基准电压；所述稳压管ZD5、ZD4和ZD2，R19串联成电压采样电路，所述电压采样电路将电源输出电压的采样的电压信号反馈至所述放大器U3A的2脚，并与所述放大器U3A的3脚的基准电压比较放大，放大器U3A的1脚控制光电耦合器U2A；经放大器U3A的1脚驱动着光电耦合器U2A，从而控制着功率MOS管Q5的DS(漏极和源极)之间的电压，使其DS(漏极和源极)之间的电压小于1.2V，实现了低功耗，高 效率；光电耦合器U2A的型号为PC817B。

进一步地，所述第一功率MOS管串联在所述单级PFC恒压电源的输出回路。如图2所示，功率MOS管Q2串联在单级PFC恒压源输出回路中。

进一步地，所述第一放大器的6脚为恒流采样端，第一功率MOS管的S极通过所述第一、二电流采样电阻连接第一放大器的反向输入端6脚；所述第二放大器的输出端1脚通过第八分压电阻和第一光电耦合器的K脚连接。如图2所示，所述放大器U3B的6脚为恒流采样端；所述功率MOS管Q5的S极通过所述R23和所述R22连接放大器U3B反向输入端6脚；所述放大器U3A的输出端1脚通过R16和光电耦合器的K脚连接。

进一步地，所述第二放大器的2脚为恒流采样端，第一功率MOS管的S极通过所述第一、二电流采样电阻连接第一放大器的反向输入端2脚；所述第一放大器的输出端7脚通过第八分压电阻和第一光电耦合器的K脚连接。

进一步地，所述纹波抑制电路14包括第二放大器、第一反馈电阻、第一反馈电容和第一光电耦合器所组成，电压经分压后，为第二放大器的5脚提供所需的基准电压，经过电压采样并根据所述第一功率MOS管的S极采样纹波电压，馈送给第二放大器的6脚反相输入端，和第二放大器的5脚的基准电压比较放大，去驱动第一光电耦合器，将纹波电压抑制。如图2所示，所述纹波抑制电路用于控制MOS管的功耗和输出电路纹波的大小，由双运放放大器U3A，电压采样电阻R22，R23,以及反馈电阻R17，反馈电容C11，光电耦合器U2A所组成。精密基准源TL431提供2.5V基准和10V的VCC电压,再经R31，R32，R33，R34分压后为LM358放大器U3B的5脚提供所需的基准电压，电压采样电阻R22，从功率MOS管Q5的S极采样纹波电压，馈送给双运放放大器U3B的6脚反相输入端，和放大器U3B的5脚的基准电压比较放大，去驱动光电耦合器U2A，双运放 放大器将纹波电压抑制的很低。纹波电压从几伏抑制到几百毫伏。

本实施例，具有和单级PFC架构的LED恒压驱动电源匹配能力，两种电源发挥各自优点有机的融为一体，同时，具有电压跟随的高效率LED线性恒流电源，即能控制功率MOS的功耗，使其效率高，又能抑制单级PFC恒压源固有的低频纹波，使频闪低于1％。

另一实用新型实施例提供的驱动装置的具体结构框图，本实用新型实施例提供的驱动装置包括了前述对应的电路实施例一，详情参见上述实施例一的描述，在此不再赘述。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无频闪LED灯具的驱动电路，其特征在于，所述电路包括：单级PFC恒压电源、恒流采样放大电路、电压调整电路和纹波抑制电路，其中，所述单级PFC恒压电源，所述恒流采样放大电路，所述电压调整电路与所述纹波抑制电路顺次电性连接，所述电压调整电路用于将输出电压降低到第一预设电压值以下，所述纹波抑制电路用于将LED驱动电源输出的纹波电压降至第二预设电压值。

2.如权利要求1所述的无频闪LED灯具的驱动电路，其特征在于，所述第一预设电压值为1.2V。

3.如权利要求1所述的无频闪LED灯具的驱动电路，其特征在于，所述第二预设电压值不大于1V。

4.如权利要求1所述的无频闪LED灯具的驱动电路，其特征在于，所述恒流采样放大电路包括第一放大器；第一功率MOS管；第一、二、三、四分压电阻；第一、二电流采样电阻，其中，第一放大器的第5脚由第一、二、三、四分压电阻分压后为恒流采样放大电路提供基准电压，第一功率MOS管的源极对地连接的第一电流采样电阻，所述第一电流采样电阻连接所述第二电流采样电阻。

5.如权利要求4所述的无频闪LED灯具的驱动电路，其特征在于，所述电压调整电路包括第二放大器；第一光电耦合器；第一、二、三分压稳压管；第五、六、七分压电阻，其中，电压通过第六、七分压电阻后为所述第二放大器的3脚提供基准电压，所述第一、二、三分压稳压管以及第五分压电阻串联成电压采样电路，所述电压采样电路将电源输出电压的采样的电压信号反馈至所述第二放大器的2脚，并与所述第二放大器的3脚的基准电压比较放大，所述 第二放大器的1脚控制第一光电耦合器。

6.如权利要求4所述的无频闪LED灯具的驱动电路，其特征在于，所述第一功率MOS管串联在所述单级PFC恒压电源的输出回路。

7.如权利要求5所述的无频闪LED灯具的驱动电路，其特征在于，所述第一放大器的6脚为恒流采样端，第一功率MOS管的S极通过所述第一、二电流采样电阻连接第一放大器的反向输入端6脚；所述第二放大器的输出端1脚通过第八分压电阻和第一光电耦合器的K脚连接。

8.如权利要求5所述的无频闪LED灯具的驱动电路，其特征在于，所述第二放大器的2脚为恒流采样端，第一功率MOS管的S极通过所述第一、二电流采样电阻连接第一放大器的反向输入端2脚；所述第一放大器的输出端7脚通过第八分压电阻和第一光电耦合器的K脚连接。

9.如权利要求5所述的无频闪LED灯具的驱动电路，其特征在于，所述纹波抑制电路包括第二放大器、第一反馈电阻、第一反馈电容和第一光电耦合器所组成，电压经分压后，为第二放大器的5脚提供所需的基准电压，经过电压采样并根据所述第一功率MOS管的S极采样纹波电压，馈送给第二放大器的6脚反相输入端，和第二放大器的5脚的基准电压比较放大，去驱动第一光电耦合器，将纹波电压抑制。

10.一种无频闪LED灯具的驱动装置，其特征在于，所述无频闪LED灯具的驱动装置包括权利要求1-9任一项所述的无频闪LED灯具的驱动电路。