CN204836736U - 一种led恒流驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种LED恒流驱动电路，包括整流模块、单级PFC模块和恒压输出模块，整流模块由第一变压器、交流电输入电路、第二变压器、整流桥、整流输出电路依次相连构成；单级PFC模块由单级PFC控制单元、开关单元、单级PFC输出电路依次相连构成，整流输出电路输出端分别连接单级PFC控制单元和单级PFC输出电路；单级PFC输出电路输出端通过第三变压器连恒压输出模块。本实用新型可在低于-60℃的超低温环境下完美工作，尤其适合于中国东北、北欧等严寒地区使用，进一步开阔了LED照明电源的应用范围。

Description

一种LED恒流驱动电路

技术领域

本实用新型属于LED驱动技术领域，尤其涉及一种LED恒流驱动电路。

背景技术

LED作为照明电源的光源，由于其具有安全环保、低碳节能、超长寿命等优点被消费者广泛接受。LED是一种工作于低电压、直流环境的半导体器件，其发光亮度由流过电流的大小决定，当流过LED的电流增大时，其亮度会随之变强，反之其亮度会减弱。因此，为保证LED亮度一致，必须使流过LED的电流保持恒定，因此就需要采用专门的LED恒流驱动电路。

传统的LED恒流驱动电路无法在低于-60℃的超低温环境下工作，因此在超低温天气下（例如哈尔滨、俄罗斯等严寒地区的冬天），易造成LED恒流驱动电路损坏，从而导致LED无法启动或无法正常照明。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种可在低于-60℃的超低温环境工作的LED恒流驱动电路。

为了实现上述目的，本实用新型的一种LED恒流驱动电路，其特征在于：包括整流模块（100）、单级PFC模块（200）和恒压输出模块（400），整流模块（100）由第一变压器（140）、交流电输入电路（110）、第二变压器（150）、整流桥（120）、整流输出电路（130）依次相连构成；单级PFC模块（200）由单级PFC控制单元（210）、开关单元（220）、单级PFC输出电路（230）依次相连构成，整流输出电路（130）输出端分别连接单级PFC控制单元（210）和单级PFC输出电路（230）；单级PFC输出电路（230）输出端通过第三变压器（300）连恒压输出模块（400）；其中：

整流输出电路（130）包括第一电感L1、第一CBB电容CBB1和第二CBB电容CBB2，整流桥（120）的第一输出端分别连接第一电感L1和第一CBB电容CBB1的一端，第一CBB电容CBB1的另一端和整流桥（120）的第二输出端直接接地，第一电感L1的另一端通过第二CBB电容CBB2接地；

恒压输出模块（400）包括第一并联电路和第二并联电路，第一并联电路由一CBB电容和分压电阻串联后并联两二极管构成，第二并联电路由三CBB电容和一电阻并联构成，第一并联电路一端连第三变压器（300）输入端，另一端连第二并联电路一端，第二并联电路另一端接地，第三变压器（300）输出端也接地。

优选的，所述的交流电输入电路（110）包括第一电阻R1、第二电阻R2和无极性电容CX2，第一电阻R1和第二电阻R2串联后再与无极性电容CX2并联；

优选的，所述的单级PFC控制单元（210）包括PFC控制芯片U1，所述的PFC控制芯片U1包括接地端GND、电源端VDD、驱动输出端GD、电流检测端CS、零电流检测端ZCD和误差放大器输出端COMP，其中：

接地端GND直接接地；

误差放大器输出端COMP通过第一电容C1接地；

电源端VDD通过串联的第六电阻R6、第七电阻R7连接整流输出端电路（130）输出端；

零电流检测端ZCD分三路，第一路通过第二电容C2接地；第二路通过第三电阻R3接地；第三路连接第四电阻R4一端，第四电阻R4另一端分别接地和连接第一二极管D1阳极，第一二极管D1阴极连接第五电阻R5一端；第五电阻R5另一端分别通过电解电容EC1接地和连接电源端VDD；

电流检测端CS分两路，第一路通过第三电容（C3）接地，第二路连接第八电阻（R8）一端，第八电阻（R8）另一端分别连接分流电阻和开关单元（220）中MOS管Q1源极，该分流电阻另一端接地；MOS管Q1漏极连接第三变压器（300）的第一输入端和单级PFC输出电路（230）的输入端，其栅极通过第十二电阻R12连接驱动输出端GD，驱动输出端GD还通过顺次串联的第二二极管D2、第十三电阻R13、第十四电阻R14接地，驱动输出端GD连接第二二极管D2阴极；

优选的，所述的单级PFC控制单元（210）包括PFC控制芯片U1，所述的PFC控制芯片U1包括接地端GND、电源端VDD、驱动输出端GD、电流检测端CS、误差放大器输出端COMP和ACTL端，其中：

接地端GND直接接地；

误差放大器输出端COMP通过第一电容C1接地；

电源端VDD通过串联的第六电阻R6、第七电阻R7连接整流输出端电路（130）输出端；

ACTL端接NTC电阻一端，NTC电阻另一端分三路，第一路通过电解电容EC1接地；第二路连接电源端VDD；第三路依次串联第五电阻R5、第二二极管D2阴极，第二二极管D2阳极接地；

电流检测端CS分两路，第一路通过第三电容（C3）接地，第二路连接第八电阻（R8）一端，第八电阻（R8）另一端分别连接分流电阻和开关单元（220）中MOS管Q1源极，该分流电阻另一端接地；MOS管Q1漏极连接第三变压器（300）的第一输入端和单级PFC输出电路（230）的输入端，其栅极通过第十二电阻R12连接驱动输出端GD，驱动输出端GD还通过顺次串联的第二二极管D2、第十三电阻R13、第十四电阻R14接地，驱动输出端GD连接第二二极管D2阴极；

优选的，所述的分流电阻由第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11并联构成；

优选的，所述的PFC输出电路（230）包括第十五电阻R15、第十六电阻R16、第五电容C5和第三二极管D3，第十五电阻R15、第十六电阻R16、第五电容C5并联后再连接第三二极管D3阴极，第三二极管D3阳极连接开关单元（220）。

本实用新型另一种LED恒流驱动电路，其特征在于：包括整流模块（100）、单级PFC模块（200）和恒压输出模块（400），整流模块（100）由第一变压器（140）、交流电输入电路（110）、第二变压器（150）、整流桥（120）、整流输出电路（130）依次相连构成；单级PFC模块（200）由单级PFC控制单元（210）、开关单元（220）、单级PFC输出电路（230）依次相连构成，整流输出电路（130）输出端分别连接单级PFC控制单元（210）和单级PFC输出电路（230）；单级PFC输出电路（230）输出端通过第三变压器（300）连恒压输出模块（400）；其中：

整流输出电路（130）包括第一电感L1、第一CBB电容CBB1和第二CBB电容CBB2，整流桥（120）的第一输出端分别连接第一电感L1和第一CBB电容CBB1的一端，第一CBB电容CBB1的另一端和整流桥（120）的第二输出端直接接地，第一电感L1的另一端通过第二CBB电容CBB2接地；

恒压输出模块（400）包括第一并联电路和第二并联电路，第一并联电路由一CBB电容和分压电阻串联后并联两二极管构成，第二并联电路由两CBB电容、两电解电容和一电阻并联构成，第一并联电路一端连第三变压器（300）输入端，另一端连第二并联电路一端，第二并联电路另一端接地，第三变压器（300）输出端也接地。

本实用新型得到的一种LED恒流驱动电路，使用了CBB电容来降低LED恒流驱动电路的工作温度，使得LED恒流驱动电路可在低于-60℃的超低温环境下完美工作，尤其适合于中国东北、北欧等严寒地区使用，进一步开阔了LED照明电源的应用范围。

本实用新型得到的另一种LED恒流驱动电路，同时使用CBB电容、电解电容和NTC，采用NTC电阻阻值随温度的变化来调整输出功率，从而保证流入LED的电流恒定，尤其适用于对体积要求较高的LED照明用具。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提供的LED恒流驱动电路的结构图。

图2为本实施例另一实施例提供的单级PFC模块和恒压输出模块的电路结构图。

图中：100-整流模块，110-交流电输入电路，120-整流桥，130-整流输出电路，140-第一变压器，150-第二变压器，200-单级PFC模块，210-单级PFC控制单元，220-开关单元，230-单级PFC输出电路，300-第三变压器，300-恒压输出模块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本实用新型LED恒流驱动电路主要包括整流模块（100）、单级PFC模块（200）和恒压输出模块（400），其中，整流模块（100）由第一变压器（140）、交流电输入电路（110）、第二变压器（150）、整流桥（120）、整流输出电路（130）依次相连构成；单级PFC模块（200）由单级PFC控制单元（210）、开关单元（220）、单级PFC输出电路（230）依次相连构成，整流输出电路（130）输出端分别连接单级PFC控制单元（210）和单级PFC输出电路（230）；单级PFC输出电路（230）输出端通过第三变压器（300）连恒压输出模块（400）。

实施例1：

图1示出了一实施例提供的LED恒流驱动电路的结构。作为本实用新型一实施例，整流模块（100）中，第一变压器（140）采用953变压器，第二变压器（150）采用UU9.8共模电感，整流桥（120）采用KBP310整流桥。交流电输入电路（110）包括电阻R1、R2和无极性电容CX2，电阻R1、电阻R2串联后再与无极性电容CX2并联。整流输出电路（130）包括电感L1和CBB电容CBB1、CBB2。第一变压器LF1（140）输入端连接交流电源，其输出端连接交流电输入电路（110）输入端。交流电输入电路（110）输出端连接第二变压器LF2（150）输入端，其输出端连接整流桥（120）输入端。整流桥（120）的第一输出端分别连接电感L1和CBB电容CBB1的一端，CBB电容CBB1的另一端和整流桥（120）的第二输出端直接接地，电感L1的另一端通过CBB电容CBB2接地。

作为本实用新型一实施例，单级PFC模块（200）中，单级PFC控制单元（210）主要为PFC控制芯片U1，PFV控制芯片U1包括接地端GND、电源端VDD、驱动输出端GD、电流检测端CS、零电流检测端ZCD和误差放大器输出端COMP。接地端GND直接接地，误差放大器输出端COMP通过电容C1接地。零电流检测端ZCD分三路，第一路通过电容C2接地，第二路通过电阻R3接地。第三路连接电阻R4一端，电阻R4另一端分别接地和连接二极管D1阳极，二极管D1阴极连接电阻R5一端。电阻R5另一端分为两路，第一路连接电解电容EC1一端，电解电容EC1另一端接地；第二路连接电源端VDD。电源端VDD还通过串联的电阻R6、R7连接整流输出端电路（130）中电感L1输出端。

电流检测端CS分两路，第一路通过电容C3接地，第二路连接电阻R8一端，电阻R8另一端分别连接分流电阻和开关单元（220），该分流电阻由电阻R9、R10、R11并联构成，分流电阻另一端接地。开关单元（220）由MOS管Q1和电容C4并联构成，MOS管Q1的源极连接电阻R8，漏极连接第三变压器（300）的第一输入端和单级PFC输出电路（230）的输入端，栅极通过电阻R12连接驱动输出端GD。驱动输出端GD还通过顺次串联的二极管D2、电阻R13、电阻R14接地，其中，驱动输出端GD连接二极管D2阴极。

单级PFC输出电路（230）包括电阻R15、电阻R16、电容C5和二极管D3，电阻R15、电阻R16、电容C5并联后再连接二极管D3的阴极，二极管D3阳极连接开关单元（220），电阻R15、电阻R16、电容C5未与二极管D3连接的一端均连接第三变压器（300）的第一输出端，另整流输出端电路（130）中第一电感L1输出端也连接第三变压器（300）的第一输出端。单级PFC输出电路（230）通过第三变压器（300）接恒压输出模块（400）输入端，恒压输出模块（400）输出端连接LED负载。

作为本实用新型一实施例，恒压输出模块（400）包括CBB电容CBB3、CBB4、CBB5、CBB6、电阻R17、R18、R19、二极管D4、D5，电阻R17和R18并联后串联CBB电容CBB6，然后与二极管D4、D5并联获得第一并联电路，二极管D4、D5的阳极连接第三变压器（300）的第二输入端，阴极连接LED负载的正极。第一并联电路输出端还连接由CBB电容CBB4、CBB5、CBB6、电阻R19并联构成的第二并联电路的一端，第二并联电路的另一端连接LED负载的负极。另外，第二并联电路的另一端和第三变压器（300）的第二输出端接地。

实施例2：

图2示出了另一实施例提供的单级PFC模块和恒压输出模块的电路结构，为便于说明，该图仅画出和上一实施例不同处。作为本实用新型另一实施例，单级PFC控制单元（210）中PFC控制芯片U2包括接地端GND、电源端VDD、驱动输出端GD、电流检测端CS、误差放大器输出端COMP和ACTL端。ACTL端连接NTC电阻一端，NTE电阻另一端分为三路，第一路通过电解电容EC1接地；第二路连接电源端VDD；第三路依次串联电阻R5、二极管D2阴极，二极管D2阳极接地。

作为本实用新型另一实施例，恒压输出模块（400）中第二并联电路是由CBB电容CBB7、CBB8、电解电容EC2、EC3和电阻R20并联构成，第二并联电路的接地端连接二极管D6阳极，其阴极连接开关单元（220）中MOS管Q1的源极

另一实施例中，第二并联电路采用CBB电容和电解电容混合并联，适用于对体积要求较高的LED恒流驱动电路。本实施例中，通过NTC阻值变化调整输出功率，使输出功率与电容容量匹配。当LED恒流驱动电路启动时，NTC阻值较大，此时4310基准电压较低，输出功率较低为半载输出。当LED恒流驱动电路工作1~2分钟后，温度升高达到电解电容的工作温度，NTC阻值降低，此时4310基准电压正常，输出功率为全载输出。

对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (7)

1.一种LED恒流驱动电路，其特征是，包括：

整流模块（100）、单级PFC模块（200）和恒压输出模块（400），整流模块（100）由第一变压器（140）、交流电输入电路（110）、第二变压器（150）、整流桥（120）、整流输出电路（130）依次相连构成；单级PFC模块（200）由单级PFC控制单元（210）、开关单元（220）、单级PFC输出电路（230）依次相连构成，整流输出电路（130）输出端分别连接单级PFC控制单元（210）和单级PFC输出电路（230）；单级PFC输出电路（230）输出端通过第三变压器（300）连恒压输出模块（400）；其中：

整流输出电路（130）包括第一电感L1、第一CBB电容CBB1和第二CBB电容CBB2，整流桥（120）的第一输出端分别连接第一电感L1和第一CBB电容CBB1的一端，第一CBB电容CBB1的另一端和整流桥（120）的第二输出端直接接地，第一电感L1的另一端通过第二CBB电容CBB2接地；

恒压输出模块（400）包括第一并联电路和第二并联电路，第一并联电路由一CBB电容和分压电阻串联后并联两二极管构成，第二并联电路由三CBB电容和一电阻并联构成，第一并联电路一端连第三变压器（300）输入端，另一端连第二并联电路一端，第二并联电路另一端接地，第三变压器（300）输出端也接地。

2.根据权利要求1所述的一种LED恒流驱动电路，其特征是:

所述的交流电输入电路（110）包括第一电阻R1、第二电阻R2和无极性电容CX2，第一电阻R1和第二电阻R2串联后再与无极性电容CX2并联。

3.根据权利要求1所述的一种LED恒流驱动电路，其特征是:

所述的单级PFC控制单元（210）包括PFC控制芯片U1，所述的PFC控制芯片U1包括接地端GND、电源端VDD、驱动输出端GD、电流检测端CS、零电流检测端ZCD和误差放大器输出端COMP，其中：

接地端GND直接接地；

误差放大器输出端COMP通过第一电容C1接地；

电源端VDD通过串联的第六电阻R6、第七电阻R7连接整流输出端电路（130）输出端；

零电流检测端ZCD分三路，第一路通过第二电容C2接地；第二路通过第三电阻R3接地；第三路连接第四电阻R4一端，第四电阻R4另一端分别接地和连接第一二极管D1阳极，第一二极管D1阴极连接第五电阻R5一端；第五电阻R5另一端分别通过电解电容EC1接地和连接电源端VDD；

电流检测端CS分两路，第一路通过第三电容（C3）接地，第二路连接第八电阻（R8）一端，第八电阻（R8）另一端分别连接分流电阻和开关单元（220）中MOS管Q1源极，该分流电阻另一端接地；MOS管Q1漏极连接第三变压器（300）的第一输入端和单级PFC输出电路（230）的输入端，其栅极通过第十二电阻R12连接驱动输出端GD，驱动输出端GD还通过顺次串联的第二二极管D2、第十三电阻R13、第十四电阻R14接地，驱动输出端GD连接第二二极管D2阴极。

4.根据权利要求1所述的一种LED恒流驱动电路，其特征是:

所述的单级PFC控制单元（210）包括PFC控制芯片U1，所述的PFC控制芯片U1包括接地端GND、电源端VDD、驱动输出端GD、电流检测端CS、误差放大器输出端COMP和ACTL端，其中：

接地端GND直接接地；

误差放大器输出端COMP通过第一电容C1接地；

电源端VDD通过串联的第六电阻R6、第七电阻R7连接整流输出端电路（130）输出端；

ACTL端接NTC电阻一端，NTC电阻另一端分三路，第一路通过电解电容EC1接地；第二路连接电源端VDD；第三路依次串联第五电阻R5、第二二极管D2阴极，第二二极管D2阳极接地；

电流检测端CS分两路，第一路通过第三电容（C3）接地，第二路连接第八电阻（R8）一端，第八电阻（R8）另一端分别连接分流电阻和开关单元（220）中MOS管Q1源极，该分流电阻另一端接地；MOS管Q1漏极连接第三变压器（300）的第一输入端和单级PFC输出电路（230）的输入端，其栅极通过第十二电阻R12连接驱动输出端GD，驱动输出端GD还通过顺次串联的第二二极管D2、第十三电阻R13、第十四电阻R14接地，驱动输出端GD连接第二二极管D2阴极。

5.根据权利要求3或4所述的一种LED恒流驱动电路，其特征是:

所述的分流电阻由第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11并联构成。

6.根据权利要求1所述的一种LED恒流驱动电路，其特征是:

所述的PFC输出电路（230）包括第十五电阻R15、第十六电阻R16、第五电容C5和第三二极管D3，第十五电阻R15、第十六电阻R16、第五电容C5并联后再连接第三二极管D3阴极，第三二极管D3阳极连接开关单元（220）。

7.一种LED恒流驱动电路，其特征是:

包括整流模块（100）、单级PFC模块（200）和恒压输出模块（400），整流模块（100）由第一变压器（140）、交流电输入电路（110）、第二变压器（150）、整流桥（120）、整流输出电路（130）依次相连构成；单级PFC模块（200）由单级PFC控制单元（210）、开关单元（220）、单级PFC输出电路（230）依次相连构成，整流输出电路（130）输出端分别连接单级PFC控制单元（210）和单级PFC输出电路（230）；单级PFC输出电路（230）输出端通过第三变压器（300）连恒压输出模块（400）；其中：

整流输出电路（130）包括第一电感L1、第一CBB电容CBB1和第二CBB电容CBB2，整流桥（120）的第一输出端分别连接第一电感L1和第一CBB电容CBB1的一端，第一CBB电容CBB1的另一端和整流桥（120）的第二输出端直接接地，第一电感L1的另一端通过第二CBB电容CBB2接地；

恒压输出模块（400）包括第一并联电路和第二并联电路，第一并联电路由一CBB电容和分压电阻串联后并联两二极管构成，第二并联电路由两CBB电容、两电解电容和一电阻并联构成，第一并联电路一端连第三变压器（300）输入端，另一端连第二并联电路一端，第二并联电路另一端接地，第三变压器（300）输出端也接地。