CN206585792U - 驱动电路和灯 - Google Patents
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Abstract
本公开的实施例涉及驱动电路和灯。驱动电路包括:功率电感器;功率三极管,用于控制功率电感器的储能和释能;发射极开关,电连接到功率三极管的发射极,用于控制功率三极管的开通和关断;辅助电感器,用于由功率电感器中的能量而感应出感生能量并将感生能量耦合至发射极开关的控制极;以及控制电路,电连接到发射极开关的控制极,用于在功率电感器的储能达到阈值的情况下将发射极开关关断。控制电路包括自锁电路,自锁电路电连接到辅助电感器,用于在关断发射极开关的情况下,从辅助电感器分流电流,且将被分流的电流的至少一部分注入自锁电路以强化分流。本公开的驱动电路可以降低损失,从而通过简单且低成本的方式实现针对高功率应用的高效率。
Description
技术领域
本公开的实施例涉及照明领域,并且更具体地涉及发光二极管(LED)驱动电路和包括该驱动电路的灯。
背景技术
现在越来越多的LED被应用于照明领域,并且未来低成本的LED灯是主要发展方向。为了进一步降低LED灯的成本,必然要求降低用于驱动LED的驱动电路的成本。所以应该引入低成本的双极性高电压。
在现有技术中,通常使用基于振铃扼流器变换器(RCC)的LED驱动器。RCC电路包括功率开关用于控制电路的储能和释能。然而,在关断时,功率开关的载流子反向耗散需要一定时间,从而造成了功率开关的关断的延迟。在延迟关断期间,流过功率开关及其串联电阻的电流导致了功率损失。特别是在高功率应用的情况下,常规RCC解决方案往往因损失过大而给出低效率。由于更高功率和更低尺寸的要求,亟需一种高效率的驱动电路。
此外,在具有发射极开关的RCC电路中,通常使用诸如集成电路等之类的逻辑电路来控制发射极开关。这种控制方式是复杂的、高成本的、且占用较多空间。需要提供一种更简单的针对发射极开关的控制方式。
实用新型内容
本公开的实施例旨在提供一种能够克服现有技术的基于RCC的LED驱动器的上述缺点的驱动电路。
在本公开的第一方面,提供了一种驱动电路。该驱动电路包括:功率电感器;功率三极管,用于被高频地开通和关断以控制功率电感器的储能和释能;发射极开关,电连接到功率三极管的发射极,用于被开通和关断进而控制功率三极管的开通和关断;辅助电感器,与功率电感器磁耦合,并与发射极开关的控制极电连接,用于由功率电感器中的能量而感应出感生能量并将感生能量耦合至发射极开关;以及控制电路,电连接到发射极开关的控制极,用于在功率电感器的储能达到阈值的情况下将发射极开关关断;其中控制电路包括自锁电路,自锁电路电连接到辅助电感器,用于在关断发射极开关的情况下,从辅助电感器分流电流,且将被分流的电流的至少一部分注入自锁电路以强化分流。
本公开的实施例能够实现诸多有益效果。例如,低成本的发射极开关来关断低成本的功率三极管适用于低成本应用。此外,通过用自锁电路来吸收辅助电感器中的电流,发射极开关可以可靠地关断,从而降低了发射极开关上的损失。进而,功率三极管可以可靠地关断,从而降低了功率三极管及其串联部件上的损失。因此,本公开的驱动电路可以提供针对高功率应用的高效率。
根据一些实施例,控制电路包括检测元件,以检测功率电感器的储能,并且自锁电路包括三极管自锁电桥,三极管自锁电桥的控制端电连接到检测元件。通过检测功率电感器的储能,可以实现对发射极开关和功率三极管的关断的精确控制。三极管自锁电桥的使用使得能够用简单且低成本的方式来实现对发射极开关的可靠关断。
根据一些实施例,三极管自锁电桥包括:第一三极管,电连接到检测元件、发射极开关的控制极以及参考地,并且用于在通过检测元件检测到的储能达到阈值的情况下开通以将发射极开关关断且从辅助电感器分流电流;以及第二三极管,电连接到第一三极管和辅助电感器,在第一三极管开通的情况下,第二三极管开通,用于从辅助电感器分流电流并且注入第一三极管以保持第一三极管开通。通过增加第二三极管,在响应于检测到的储能达到阈值而开通之后,第二三极管保持向第一三极管的基极注入电流,第一三极管可以保持开通,从而保证发射极开关的可靠关断。
根据一些实施例,第一三极管是NPN型晶体管,并且包括与发射极开关和检测元件之间的节点电连接的基极、与发射极开关的控制极电连接的集电极、以及与辅助电感器的第一端和参考地电连接的发射极,其中阈值基于第一三极管的基极-发射极电压;第二三极管是PNP型晶体管,并且包括电连接到第一三极管的集电极的基极、电连接到发射极开关的控制极的发射极、以及电连接到第一三极管的基极的集电极。以此方式,提供可靠的自锁电路,代替复杂的集成电路,使得能够用简单的分立器件来有效控制发射极开关的关断。
根据一些实施例,第一三极管的集电极和第二三极管的基极经由电阻器电连接到第二三极管的发射极,电阻器用于在第一三极管开通时向第二三极管的发射极和基极提供偏置电压,从而保持第二三极管开通。
根据一些实施例,检测元件包括:电流检测元件,与功率三极管和发射极开关串联,用于检测在功率三极管开通的情况下流过功率三极管的电流;三极管自锁电桥用于在通过电流检测元件检测到的电流达到阈值的情况下将发射极开关的控制极接地,且从辅助电感器分流电流并注入三极管自锁电桥以保持将发射极开关的控制极接地;电流检测元件包括电阻器。这种实施例提供了用于检测功率电感器的储能和控制发射极开关的关断的简单方式。
根据一些实施例,驱动电路还包括:输出电感器,与功率电感器磁耦合并且用于在功率电感器释能的情况下将功率输出至负载;以及与输出电感器和负载串联连接的输出二极管,和与负载并联连接的输出电容器。这种实施例给出了驱动电路与负载的连接方式,例如是隔离的回扫式功率变换器,并且可以将功率高效地传输给负载。
根据一些实施例,驱动电路包括振铃扼流器变换器,其中振铃扼流器变换器至少包括功率电感器、功率三极管和辅助电感器,辅助电感器的第二端通过串联电容器电连接到发射极开关的控制极,且辅助电感器的第二端通过并联电容器电连接到功率三极管的基极,并联电容器具有第一端子和第二端子,第一端子接地,并且第二端子电连接到功率三极管的基极和辅助电感器。振铃扼流器变换器是一种自振荡的低成本变换器,通过自振荡来控制功率开关的动作,因此这种实施例的价格低廉,避免了使用较贵的功率控制集成电路。并联电容器有助于将辅助电感器的感生能量提供至功率三极管以用于功率三极管的基极驱动,并且在功率三极管关断时,其基极载流子可以经由并联电容器耗散。
根据一些实施例,振铃扼流器变换器还包括电连接到电源的启动电路,启动电路包括:串联连接的启动电阻器和启动二极管,其中启动电阻器与电源和功率三极管的基极电连接,启动二极管与功率三极管的基极和发射极开关的控制极电连接。启动电路用于振铃扼流器变换器的初次启动,并且启动二极管可以阻止来自功率三极管的基极的反向耗散电流进入启动电路。
在本公开的第二方面,提供了一种灯。这种灯包括作为光源的LED以及根据本公开的第一方面的驱动电路,其中LED被驱动电路所驱动。通过使用在此提供的驱动电路,实现了用于驱动LED的简单、低成本且高效的方式。
通过下文对示例实施例的描述将会理解,通过使用简单的分立器件来代替复杂的集成电路,本公开的驱动电路大大减少了所使用的电子部件,从而使得驱动电路变得更简单且低成本。自锁电路的使用,降低了损失,提供了驱动电路的效率。尤其是针对高功率应用,本公开的驱动电路可以高效率工作。
附图说明
通过参照附图的以下详细描述,本公开实施例的上述和其他目的、特征和优点将变得更容易理解。在附图中,将以示例以及非限制性的方式对本公开的多个实施例进行说明,其中:
图1示出常规RCC电路的示意图;
图2示出根据本公开的实施例的具有发射极开关的RCC电路的示意图;以及
图3示出根据本公开的实施例的驱动电路的示意图。
具体实施方式
下面将参考附图中示出的若干示例性实施方式来描述本公开的原理和精神。应当理解,描述这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本公开,而并非以任何方式限制本公开的范围。应当注意的是,在可行情况下可以在图中使用类似或相同的附图标记,并且类似或相同的附图标记可以表示类似或相同的功能。本领域的技术人员将容易地认识到,从下面的描述中,本文中所说明的结构和方法的替代实施例可以被采用而不脱离通过本文描述的本实用新型的原理。
如前所述,发明人发现,在传统的RCC电路中,功率开关的关断延迟会造成严重的损失,特别是在应用于高功率的情况下。下面将参考图1来详细讨论已知驱动电路中的缺陷和问题。图1示出常规RCC电路100的示意图。
如图1所示,常规RCC电路100包括彼此磁耦合的功率电感器L1、辅助电感器L2和输出电感器L3。功率三极管Q1用于被高频地开通和关断以控制功率电感器L1的储能和释能。启动电阻器R3电连接至功率三极管Q1的基极b,用于在常规RCC电路100初次启动时,向功率三极管Q1的基极b提供使三极管Q1开通的电压。
辅助电感器L2通过串联电容器C1电连接至功率三极管Q1的基极b。以此方式,辅助电感器L2可以加速功率三极管Q1的开通和关断。例如,在三极管Q1刚开通时,功率电感器的同名端为正电压,辅助电感器L2可以由功率电感器L1中的能量而感应出感生能量,其同名端为正电压,并将感生能量耦合至功率三极管Q1的基极b,从而加速三极管Q1的开通。
输出电感器L3可以在功率电感器L1释能的情况下将功率输出至负载VLED。输出二极管D5可以串联连接在输出电感器L3和负载VLED之间,输出电容器C3可以与负载VLED并联连接。功率电感器L1、功率三极管Q1、输出电感器L3和输出二极管D5是RCC反激功率级部件。
检测元件R1可以电连接至三极管Q1的发射极e,用于检测功率电感器L1的储能。例如,检测元件R1可以是电流检测元件,与功率三极管Q1串联,用于检测在功率三极管Q1开通的情况下流过功率三极管Q1的电流。特别地,检测元件R1可以是电阻器。
常规RCC电路100还包括三极管Q2’。三极管Q2’的集电极c连接至功率三极管Q1的基极b;三极管Q2’的发射极e连接至参考地和辅助电感器L2;以及三极管Q2’的基极b连接至功率三极管Q1的发射极e和检测元件R1。在通过检测元件R1检测到的电流达到阈值的情况下,三极管Q2’开通,将功率三极管Q1的基极b接地,从而使得功率三极管Q1关断。例如,所述阈值可以基于三极管Q2’的基极-发射极电压阈值。
当功率三极管Q1开始关断时,彼此磁耦合的功率电感器L1、辅助电感器L2和输出电感器L3上的电压反转,辅助电感器L2的同名端的电压将变成负,并逐渐从功率三极管Q1的基极抽走载流子,以加快功率三极管Q1的关断。在此期间,输出电感器L3的同名端为负电压,因此将功率电感器L1先前存储的能量释放给负载。
功率电感器L1和功率三极管Q1的寄生电容会形成振荡,在振荡中,功率电感器L1的电压又发生反转,因此感应在辅助电感器L2上的电压又会在同名端出现正电压,进而将功率三极管Q1导通,进行下一次的储能操作,以此重复。
虽然在低功率应用的情况下常规RCC电路100可以正常工作,但是针对高功率应用,由于功率三极管Q1的高开关损失和检测元件R1上的高损失,常规RCC电路100的效率非常低。对功率三极管Q1的性能要求也很高。
为了提高尤其是针对高功率应用的效率,本公开提供了具有发射极开关的简单的RCC电路。图2示出根据本公开的实施例的具有发射极开关的RCC电路200的示意图。
如图2所示,RCC电路200可以作为用于驱动例如LED的负载VLED的驱动电路。RCC电路200可以包括电源V1,用于提供交流信号。例如,电源V1可以提供交流市电。来自电源V1的交流信号可以在通过由二极管D1、D2、D3和D4组成的整流器、以及滤波电容器C2之后变为直流信号。此外,电源V1也可以提供直流信号,此时,整流器和滤波电容器C2等电路可以省略。
RCC电路200还可以包括彼此磁耦合的功率电感器L1、辅助电感器L2和输出电感器L3。功率三极管Q1可被高频地开通和关断以控制功率电感器L1的储能和释能。
特别地,与图1中的常规RCC电路100相比,RCC电路200还包括发射极开关Q2。该发射极开关Q2电连接到功率三极管Q1的发射极e,用于被开通和关断进而控制功率三极管Q1的开通和关断。例如,在一些实施例中,发射极开关Q2可以包括金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。以此方式,在发射极开关Q2关断的情况下,不存在流过功率三极管Q1的电流。因此,功率三极管Q1可以可靠地关断,从而降低了功率三极管Q1及其串联部件上的损失。低成本的发射极开关Q2被用于来关断低成本的功率三极管Q1,因而适用于低成本应用,避免在图1中使用性能要求高的、昂贵的功率三极管Q1。
辅助电感器L2与发射极开关Q2的控制极g电连接,用于由功率电感器L1中的能量而感应出感生能量并将感生能量耦合至发射极开关Q2。这样,能够有效地加速发射极开关Q2和功率三极管Q1的开通和关断。在一些实施例中,辅助电感器L2的第一端230可以电连接到参考地。辅助电感器L2的第二端240可以通过串联电容器C1电连接到发射极开关Q2的控制极g,并且可以通过并联电容器C4电连接到功率三极管Q1的基极b。并联电容器C4具有第一端子250和第二端子260。第一端子250可以接地,并且第二端子260可以电连接到功率三极管Q1的基极b和辅助电感器L2。如下面进一步描述的,并联电容器C4有助于将辅助电感器L2的感生能量提供至功率三极管Q1以用于基极驱动,并且在功率三极管Q1关断时,其基极载流子可以经由并联电容器C4耗散。
输出电感器L3可以在功率电感器L1释能的情况下将功率输出至负载VLED。输出二极管D5可以串联连接在输出电感器L3和负载VLED之间,输出电容器C3可以与负载VLED并联连接。以此方式,给出了驱动电路与负载的连接方式,并且可以将功率高效地传输给负载。在RCC电路200中,功率电感器L1、功率三极管Q1、发射极开关Q2、输出电感器L3和输出二极管D5是RCC反激功率级部件。
在一些实施例中,RCC电路200的启动电路包括串联连接的启动电阻器R3和启动二极管D6。启动电阻器R3可以电连接在电源V1和功率三极管Q1的基极b之间。启动二极管D6可以电连接在功率三极管Q1的基极b和发射极开关Q2的控制极g之间。以此方式,启动电路D6用于RCC电路200的初次启动,并且启动二极管D6可以阻止来自功率三极管Q1的基极b的反向耗散电流进入启动电路。
以此布置,在RCC电路200初次启动时,来自电源V1的整流直流信号BUS将通过启动电阻器R3对并联电容器C4进行充电。在并联电容器C4两端的电压Vcc达到启动二极管D6的阈值电压后,启动电流流经启动二极管D6对发射极开关Q2的控制极g进行充电,使得发射极开关Q2开通。同时,发射极开关Q2的开通使得功率三极管Q1的发射极e被拉低为接地,因此功率三极管Q1开通。
功率三极管Q1开通后,功率电感器L1将产生正电压,这将使得辅助电感器L2能够产生正电压。参考图2,图中由附图标记Vs指示的电压为正电压。辅助电感器L2两端的正电压Vs可以保证发射极开关Q2稳定地开通。同时,辅助电感器L2两端的正电压Vs可以通过二极管D7对并联电容器C4进行充电,以便向功率三极管Q1供应足够的能量以用于基极驱动。
在一些实施例中,RCC电路200还可以包括用于检测功率电感器L1的储能的检测元件R1。以此方式,通过检测功率电感器L1的储能,可以实现对发射极开关Q2的精确控制,转而可以精确控制功率三极管Q1的关断。例如,检测元件R1可以是电流检测元件,与功率三极管Q1和发射极开关Q2串联,用于检测在功率三极管Q1开通的情况下流过功率三极管Q1的电流。特别地,检测元件R1可以是电阻器。这样,提供了用于检测功率电感器L1的储能和控制发射极开关Q2的关断的简单方式。
此外,在一些实施例中,RCC电路200可以包括第一三极管Q3,用于在功率电感器L1的储能达到阈值的情况下将发射极开关Q2关断。第一三极管Q3具有集电极c、发射极e和基极b。集电极c可以连接至发射极开关Q2的控制极g;发射极e可以连接至参考地和辅助电感器L2;并且基极b可以连接至发射极开关Q2和检测元件R1之间的节点220。以此方式,可以使用简单且低成本的分立器件(例如第一三极管Q3)代替了诸如集成电路等复杂的逻辑电路,来控制发射极开关Q2的开通和关断。
在通过检测元件R1检测到的电流达到阈值的情况下,第一三极管Q3开通。例如,在检测元件R1两端的电压Vsense上升为使得第一三极管Q3的基极b处的电压FB达到第一三极管Q3的基极-发射极电压阈值时,第一三极管Q3开通。第一三极管Q3的开通将发射极开关Q2的控制极g接地,从而使得发射极开关Q2关断。响应于发射极开关Q2关断,功率三极管Q1的基极b处的载流子经由二极管D8和并联电容器C4的路径开始耗散,从而功率三极管Q1关断。
图2所示的RCC电路200的优点在于,低成本的发射极开关Q2被用于在功率三极管Q1的发射极处来关断低成本的功率三极管Q1,因而适用于低成本应用。在发射极开关Q2关断的情况下,没有电流通过功率三极管Q1和检测元件R1,从而降低了在关断期间的损失。第一三极管Q3根据检测到的流过功率三极管Q1的电流,来控制发射极开关Q2的开通和关断。本公开的实施例使用简单的分立器件(例如第一三极管Q3)代替了诸如集成电路等复杂的逻辑电路,来控制发射极开关Q2的开通和关断,从而提供了简单且低成本的方式。
然而,在功率三极管Q1关断时,功率三极管Q1的基极b处的载流子需要大约几百纳秒的时间耗散完,这造成了功率三极管Q1关断的延迟。因为发射极开关Q2关断,不存在通过检测元件R1的电流(检测元件R1两端的电压Vsense为零)。由此,第一三极管Q3在开通之后快速关闭。此时,功率三极管Q1的基极b处的载流子尚未耗散完(功率三极管Q1尚未关断),功率电感器L1中仍然存在电流流动。这样,辅助电感器L2处仍存在感生能量,该感生能量会使发射极开关Q2再次开通。以此方式,在功率三极管Q1关断的延迟期间,仍然存在通过发射极开关Q2的电流。此时发射极开关Q2工作在线性模式,这将产生非常高的损失。
为了进一步降低开关损失,在一些实施例中,还提供了改善的具有发射极开关的RCC电路。下面将参考图3描述这样的实施例。图3示出根据本公开的实施例的驱动电路300的示意图。驱动电路300与图2所示的RCC电路200相似。由相同附图标记指示的相同部件的功能在此不再赘述。
在一些实施例中,驱动电路300可以包括振铃扼流器变换器(RCC)。RCC电路至少包括功率电感器L1、功率三极管Q1和辅助电感器L2。RCC电路是一种自振荡的低成本变换器,因此这种实施例的价格低廉。
与RCC电路200相比,图3所示的驱动电路300包括控制电路,其电连接到发射极开关Q2的控制极g,用于在功率电感器L1的储能达到阈值的情况下将发射极开关Q2关断。该控制电路包括自锁电路310。自锁电路310电连接到辅助电感器L2,用于在关断发射极开关Q2的情况下,从辅助电感器L2分流电流,且将被分流的电流的至少一部分注入自锁电路310以强化分流。这样,通过用自锁电路310来吸收辅助电感器L2中的电流,发射极开关Q2可以可靠地关断,从而降低了发射极开关Q2上的损失。
如已知的,自锁电路包含自锁器,自锁器是一种类似晶体管的部件。自锁器具有三个端子,这三个端子分别起基极、集电极和发射极的作用。晶体管与自锁器之间的区别在于:一旦足够的电流被馈送到类似基极的端子中,电流将永久地从类似集电极的端子向类似发射极的端子流动。在单个晶体管中,仅在足够的电流被馈送到基极中的同时,电流才跨集电极向发射极流动。去除基极处的电流之后,晶体管中不存在从集电极到发射极的电流流动。自锁器则不同:在足够的电流被馈送到类似基极的端子中一次后,自锁器永久地将电流从类似集电极的端子传导至类似发射极的端子,即使去除类似基极的端子处的电流。在类似集电极的端子-类似发射极的端子电流永久流动的情况下,关断和重置自锁电路的唯一方式是去除类似集电极的端子处的供应电压。
在一些实施例中,自锁电路310可以包括三极管自锁电桥,三极管自锁电桥的控制端315可以电连接到检测元件R1。检测元件R1可以包括电流检测元件,其与功率三极管Q1和发射极开关Q2串联,用于检测在功率三极管Q1开通的情况下流过功率三极管Q1的电流。三极管自锁电桥可以在通过电流检测元件检测到的电流达到阈值的情况下将发射极开关Q2的控制极g接地,且从辅助电感器L2分流电流并注入三极管自锁电桥以保持将发射极开关Q2的控制极g接地。三极管自锁电桥的使用使得能够用简单且低成本的方式来实现对发射极开关Q2的可靠关断。
如图3所示,在一些实施例中,三极管自锁电桥可以包括第一三极管Q3和第二三极管Q4。第一三极管Q3可以在通过检测元件R1检测到的功率电感器L1的储能达到阈值的情况下开通,其中,第一三极管Q3的基极就是前述自锁器的类似基极的端子,自锁电路将保持开通,以将发射极开关Q2关断且从辅助电感器L2分流电流。第二三极管Q4电连接到第一三极管Q3和辅助电感器L2。在第一三极管Q3开通的情况下,第二三极管Q4开通,用于从辅助电感器L2分流电流并且注入第一三极管Q3以保持第一三极管Q3开通,即,使自锁电路保持开通。通过增加第二三极管Q4,在响应于检测到的储能达到阈值而开通之后,第一三极管Q3可以保持开通,从而保证发射极开关Q2的可靠关断。
在一些实施例中,第一三极管Q3是NPN型晶体管。在这样的实施例中,第一三极管Q3可以包括与发射极开关Q2和检测元件R1之间的节点220电连接的基极b、与发射极开关Q2的控制极g电连接的集电极c、以及与辅助电感器L2的第一端230和参考地电连接的发射极e。针对功率电感器L1的储能的阈值可以基于第一三极管Q3的基极-发射极电压阈值。
在一些实施例中,第二三极管Q4是PNP型晶体管,并且可以包括电连接到第一三极管Q3的集电极c的基极b、电连接到发射极开关Q2的控制极g的发射极e、以及电连接到第一三极管Q3的基极b的集电极c。以此方式,代替复杂的集成电路,使得能够用简单的分立器件来控制发射极开关Q2的关断。第一三极管Q3的集电极c和第二三极管Q4的基极b可以经由电阻器R8电连接到第二三极管Q4的发射极e。电阻器R8用于在第一三极管Q3开通时向第二三极管Q4的发射极e和基极b提供偏置电压,以保持第二三极管Q4开通,因而第一三极管Q3可以保持开通。
在这种实施例中,用自锁电路310(例如三极管自锁电桥)代替图2中的单独的第一三极管Q3,以便吸收辅助电感器L2中的全部感生电流。由于第一三极管Q3可以保持开通,发射极开关Q2可靠地关断,而不会再次导通。在功率三极管Q1的基极b处的载流子反向耗散期间,在发射极开关Q2上不存在任何损失,因此降低了发射极开关Q2上的开关损失。在功率三极管Q1的基极b处的载流子全部耗散之后,功率三极管Q1的集电极-发射极电压CE变高,通过功率三极管Q1的电流变为零,因此功率三极管Q1可靠地关断。已经验证,图3所示的驱动电路300可以针对高功率应用正常工作。与常规RCC电路相比,在相同的功率水平下,驱动电路300可以提供大约2%-3%的效率改善。
本公开的实施例还提供一种灯,其包括作为光源的LED以及图图3所示的驱动电路300,其中LED被驱动电路300所驱动。通过使用在本文中提供的驱动电路,实现了用于驱动LED的简单、低成本且高效的方式。
本公开的实施例可以在不脱离本公开的原理的情况下具有各种变型。虽然在本申请中权利要求书已针对特征的特定组合而制定,但是应当理解,本公开的范围还包括本文所公开的明确或隐含或对其任何概括的任何新颖特征或特征的任何新颖的组合,不论它是否涉及目前所要求保护的任何权利要求中的相同方案。
Claims (10)
1.一种驱动电路(300),包括:
功率电感器(L1);
功率三极管(Q1),用于被高频地开通和关断以控制所述功率电感器(L1)的储能和释能;
发射极开关(Q2),电连接到所述功率三极管(Q1)的发射极(e),用于被开通和关断进而控制所述功率三极管(Q1)的开通和关断;
辅助电感器(L2),与所述功率电感器(L1)磁耦合,并与所述发射极开关(Q2)的控制极(g)电连接,用于由所述功率电感器(L1)中的能量而感应出感生能量并将所述感生能量耦合至所述发射极开关(Q2);以及
控制电路,电连接到所述发射极开关(Q2)的控制极(g),用于在所述功率电感器(L1)的储能达到阈值的情况下将所述发射极开关(Q2)关断;
其特征在于,所述控制电路包括自锁电路(310),所述自锁电路(310)电连接到所述辅助电感器(L2),用于在关断所述发射极开关(Q2)的情况下,从所述辅助电感器(L2)分流电流,且将被分流的电流的至少一部分注入所述自锁电路(310)以强化分流。
2.根据权利要求1所述的驱动电路(300),其特征在于,所述控制电路包括检测元件(R1),以检测所述功率电感器(L1)的储能,并且
所述自锁电路(310)包括三极管自锁电桥,所述三极管自锁电桥的控制端(315)电连接到所述检测元件(R1)。
3.根据权利要求2所述的驱动电路(300),其特征在于,所述三极管自锁电桥包括:
第一三极管(Q3),电连接到所述检测元件(R1)、所述发射极开关(Q2)的控制极(g)以及参考地,并且用于在通过所述检测元件(R1)检测到的储能达到所述阈值的情况下开通以将所述发射极开关(Q2)关断且从所述辅助电感器(L2)分流电流;以及
第二三极管(Q4),电连接到所述第一三极管(Q3)和所述辅助电感器(L2),在所述第一三极管(Q3)开通的情况下,所述第二三极管(Q4)开通,用于从所述辅助电感器(L2)分流电流并且注入所述第一三极管(Q3)以保持所述第一三极管(Q3)开通。
4.根据权利要求3所述的驱动电路(300),其特征在于,
所述第一三极管(Q3)是NPN型晶体管,并且包括与所述发射极开关(Q2)和所述检测元件(R1)之间的节点(220)电连接的基极(b)、与所述发射极开关(Q2)的控制极(g)电连接的集电极(c)、以及与所述辅助电感器(L2)的第一端(230)和参考地电连接的发射极(e),其中所述阈值基于所述第一三极管(Q3)的基极-发射极电压;
所述第二三极管(Q4)是PNP型晶体管,并且包括电连接到所述第一三极管(Q3)的集电极(c)的基极(b)、电连接到所述发射极开关(Q2)的控制极(g)的发射极(e)、以及电连接到所述第一三极管(Q3)的基极(b)的集电极(c)。
5.根据权利要求4所述的驱动电路(300),其特征在于,所述第一三极管(Q3)的集电极(c)和所述第二三极管(Q4)的基极(b)经由电阻器(R8)电连接到所述第二三极管(Q4)的发射极(e),所述电阻器(R8)用于在所述第一三极管(Q3)开通时向所述第二三极管(Q4)的发射极(e)和基极(b)提供偏置电压。
6.根据权利要求2所述的驱动电路(300),其特征在于,所述检测元件(R1)包括:
电流检测元件,与所述功率三极管(Q1)和所述发射极开关(Q2)串联,用于检测在所述功率三极管(Q1)开通的情况下流过所述功率三极管(Q1)的电流;
所述三极管自锁电桥用于在通过所述电流检测元件检测到的电流达到阈值的情况下将所述发射极开关(Q2)的控制极(g)接地,且从所述辅助电感器(L2)分流电流并注入所述三极管自锁电桥以保持将所述发射极开关(Q2)的控制极(g)接地;
所述电流检测元件(R1)包括电阻器。
7.根据权利要求1所述的驱动电路(300),其特征在于,还包括:
输出电感器(L3),与所述功率电感器(L1)磁耦合并且用于在所述功率电感器(L1)释能的情况下将功率输出至负载(VLED);以及
与所述输出电感器(L3)和所述负载(VLED)串联连接的输出二极管(D5),和与所述负载(VLED)并联连接的输出电容器(C3)。
8.根据权利要求1-7中的任一项所述的驱动电路(300),其特征在于,所述驱动电路(300)包括振铃扼流器变换器,
其中所述振铃扼流器变换器至少包括所述功率电感器(L1)、所述功率三极管(Q1)和所述辅助电感器(L2),所述辅助电感器(L2)的第二端(240)通过串联电容器(C1)电连接到所述发射极开关(Q2)的控制极(g),且所述辅助电感器(L2)的所述第二端(240)通过并联电容器(C4)电连接到所述功率三极管(Q1)的基极(b),所述并联电容器(C4)具有第一端子(250)和第二端子(260),所述第一端子(250)接地,并且所述第二端子(260)电连接到所述功率三极管(Q1)的基极(b)和所述辅助电感器(L2)。
9.根据权利要求8所述的驱动电路(300),其特征在于,所述振铃扼流器变换器还包括电连接到电源(V1)的启动电路,所述启动电路包括:
串联连接的启动电阻器(R3)和启动二极管(D6),其中所述启动电阻器(R3)与所述电源(V1)和所述功率三极管(Q1)的基极(b)电连接,所述启动二极管(D6)与所述功率三极管(Q1)的基极(b)和所述发射极开关(Q2)的控制极(g)电连接。
10.一种灯,其特征在于,包括作为光源的LED以及根据权利要求1-9中的任一项所述的驱动电路(300),其中所述LED被所述驱动电路(300)所驱动。
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