CN207150886U - 单级pfc反激式led驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种单级PFC反激式LED驱动电路，包括电源输出电路、整流滤波电路、变压器、稳定电路、调光开关及隔离调光接口电路；其中，稳定电路包括第一三极管、第二三极管、第一稳压二极管、第一电阻及第一电容，第一三极管的集电极、第二三极管的集电极及第一稳压二极管的阴极互连，其连接节点为稳定电路的输入端，第一三极管的发射极为稳定电路的输出端，第一三极管的基极与第二三极管的发射极连接，第二三极管的基极、第一电容的第一端及第一电阻的第二端互连，第一电阻的第一端与第一稳压二极管的阳极连接，第一电容的第二端接地。本单级PFC反激式LED驱动电路既具有数字调光功能，又具有输出稳定的特点。

Description

单级PFC反激式LED驱动电路

技术领域

本实用新型涉及LED驱动技术领域，特别涉及一种单级PFC反激式LED 驱动电路。

背景技术

如图1所示，现有技术中的单级PFC反激式驱动电路包括电源输入端VI、变压器TR，电子开关Q0、调光芯片IC1、隔离调光接口电路、电流取样电阻 RS、二极管D0、电容C0及电阻R0。电容C0与LED灯LB并联连接，以为LED 灯LB提供驱动电压。在工作过程中，调光芯片IC1根据输入至隔离调光接口电路的数字调光信号调节电子开关Q0导通时间的占空比，实现驱动电路的数字调光功能。

图1所示电路中，由于电容C0与LED灯LB并联连接，若电容C0取值比较大，则加在LED灯LB两端的电压不能伴随电子开关Q0的工作状态突变，无法满足数字调光需求。因此，只有电容C0取值很小，驱动电路才能实现数字调光功能。

然而，由于单级PFC反激式驱动电路架构特殊，且电容C0很小，因此，图1所示电路输出瞬态特性不好，即输出电压不稳定。这样，在工作过程中，会导致被驱动的LED灯LB闪烁。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种单级PFC反激式LED驱动电路，旨在改善单级PFC反激式LED驱动电路的输出稳定性。

为实现上述目的，本实用新型提出的单级PFC反激式LED驱动电路包括电源输出电路、整流滤波电路、变压器、稳定电路、调光开关及隔离调光接口电路；所述电源输出电路的输出端与所述变压器的初级绕组连接，所述变压器的次级绕组与所述整流滤波电路的输入端连接，所述整流滤波电路的输出端与所述稳定电路的输入端连接，所述稳定电路的输出端与待驱动LED灯的正极连接，所述LED灯的负极经所述调光开关接地，所述调光开关的受控端与所述隔离调光接口电路的数字调光信号输入端连接；其中，所述稳定电路包括第一三极管、第二三极管、第一稳压二极管、第一电阻及第一电容，所述第一三极管的集电极、所述第二三极管的集电极及所述第一稳压二极管的阴极互连，其连接节点为所述稳定电路的输入端，所述第一三极管的发射极为所述稳定电路的输出端，所述第一三极管的基极与所述第二三极管的发射极连接，所述第二三极管的基极、所述第一电容的第一端及所述第一电阻的第二端互连，所述第一电阻的第一端与所述第一稳压二极管的阳极连接，所述第一电容的第二端接地。

优选地，所述第一稳压二极管的稳压值，大于所述整流滤波电路输出纹波电压的峰峰值。

优选地，所述第一电阻与所述第一电容的时间常数，大于所述整流滤波电路输出纹波电压周期的两倍。

优选地，所述稳定电路还包括第二电容，所述第二电容的第一端与所述第一三极管的发射极连接，其连接节点为所述稳定电路的输出端，所述第二电容的第二端接地。

优选地，所述稳定电路还包括第二稳压二极管，所述第二稳压二极管的阳极与所述第一三极管的发射极连接，所述第二稳压二极管的阴极与所述第一三极管的集电极连接。

优选地，所述稳定电路还包括第一二极管，所述第一二极管的阴极与所述第二稳压二极管的阴极连接，所述第一二极管的阳极与所述第一三极管的集电极连接。

本单级PFC反激式LED驱动电路，一方面，采用第一三极管、第二三极管、第一稳压二极管、第一电阻及第一电容构成稳定电路，对整流滤波电路输出的电源进行稳定处理，实现单级PFC反激式LED驱动电路的稳压输出。另一方面，设置调光开关与待驱动LED灯串联连接，以控制待驱动LED灯导通时间的占空比，实现单级PFC反激式LED驱动电路的数字调光功能。如此，本实用新型技术方案既保留了单级PFC反激式LED驱动电路的数字调光功能，又达到了改善单级PFC反激式LED驱动电路输出稳定性的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为现有单级PFC反激式LED驱动电路的电路结构示意图；

图2为本实用新型单级PFC反激式LED驱动电路一实施例的电路结构示意图；

图3为本实用新型单级PFC反激式LED驱动电路另一实施例的电路结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称	标号	名称
						10	电源输出电路	C1	第一电容	NP	变压器初级绕组
20	整流滤波电路	C2	第二电容	NS	变压器次级绕组
						30	变压器	C3	第三电容	D1	第一二极管
40	稳定电路	Q1	第一三极管	D2	第二二极管
						K	调光开关	Q2	第二三极管	DZ1	第一稳压二极管
50	隔离调光接口电路	QS	开关管	DZ2	第二稳压二极管
						U	控制芯片	R1	第一电阻	RS	电流取样电阻

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种单级PFC反激式LED驱动电路。该单级PFC反激式LED驱动电路不仅能够输出稳定的电压驱动LED灯LB工作，还能根据输入的数字调光信号的占空比调节LED灯LB的亮度。

请参阅图2，在一实施例中：

单级PFC反激式LED驱动电路包括电源输出电路10、整流滤波电路20、变压器30、稳定电路40、调光开关K及隔离调光接口电路50，电源输出电路10的输出端与变压器30的初级绕组(图2未示出)连接，变压器30的次级绕组(图2未示出)与整流滤波电路20的输入端连接，整流滤波电路20 的输出端与稳定电路40的输入端连接，稳定电路40的输出端与待驱动LED 灯LB的正极连接，LED灯LB的负极经调光开关K接地，调光开关K的受控端与隔离调光接口电路50的数字调光信号输入端P-DIM连接，隔离调光接口电路50的调整端与电源输出电路10的被调整端连接。其中，隔离调光接口电路50还具有模拟调光信号输入端A-DIM。

在此，为了保证单级PFC反激式LED驱动电路能够输出稳定的电压，整流滤波电路20输出的纹波电压应当小于其输出电压的10％。

具体地，在本单级PFC反激式LED驱动电路工作过程中，电源输出电路 10输出的电源，依次经变压器30、整流滤波电路20以及稳定电路40处理后输入至待驱动LED灯LB，以为待驱动LED灯LB提供稳定的驱动电压。调光开关K可根据输入的数字调光信号的占空比，调节待驱动LED灯LB的导通时间的占空比，以实现单级PFC反激式LED驱动电路的数字调光功能。

其中，稳定电路40包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、第一稳压二极管DZ1、第一电阻R1及第一电容C1，第一三极管Q1的集电极、第二三极管 Q2的集电极及第一稳压二极管DZ1的阴极互连，其连接节点为稳定电路40 的输入端，第一三极管Q1的发射极为稳定电路40的输出端，第一三极管Q1 的基极与第二三极管Q2的发射极连接，第二三极管Q2的基极、第一电容C1 的第一端及第一电阻R2的第二端互连，第一电阻R2的第一端与第一稳压二极管DZ1的阳极连接，第一电容C1的第二端接地。

在此，为了使第一三极管Q1和第二三极管Q2工作于放大状态，第一稳压二极管DZ1的稳压值，应当大于整流滤波电路20输出纹波电压的峰峰值。为了使第一电阻R1与第一电容C1能够形成电压积分电路(图2未标出)，第一电阻R1与第一电容C1的时间常数，应当大于整流滤波电路20输出纹波电压周期的两倍。

具体地，当具有纹波的直流电压输入至稳定电路40时，第一稳压二极管 DZ1、第一电阻R1及第一电容C1构成电压积分电路，滤除纹波电压，输出干净的直流电压。

此后，一方面，第一三极管Q1与第二三极管Q2均工作于放大状态，且连接成达林顿结构，对电压积分电路输出的电流进行放大处理并输出，如此，只需要向稳定电路40输入很小的电流就可以得到输出要求的驱动电流。

另一方面，由于第一三极管Q1和第二三极管Q2的基极与发射极之间的电压均固定，因此，以电压积分电路输出的电压做基准，在稳定电路40的输出端可以得到一个稳定的直流电压。

最后，稳定电路40输出合适大小的驱动电流和稳定的直流电压。

本单级PFC反激式LED驱动电路，一方面，采用第一三极管Q1、第二三极管Q2、第一稳压二极管DZ1、第一电阻R1及第一电容C1构成稳定电路40，对整流滤波电路20输出的电源进行稳定处理，实现单级PFC反激式LED驱动电路的稳压输出。另一方面，设置调光开关K与待驱动LED灯LB串联连接，以控制待驱动LED灯LB导通时间的占空比，实现单级PFC反激式LED驱动电路的数字调光功能。如此，本实用新型技术方案既保留了单级PFC反激式LED驱动电路的数字调光功能，又达到了改善单级PFC反激式LED驱动电路输出稳定性的目的。

请参阅图3，在另一实施例中：

为了进一步改善单级PFC反激式LED驱动电路的输出稳定性，本实施例中，上述稳定电路40还包括第二电容C2，第二电容C2的第一端与第一三极管Q1的发射极连接，其连接节点为稳定电路40的输出端，第二电容C2的第二端接地。

具体地，在电路工作过程中，第二电容C2可滤除第一三极管Q1发射极输出电压的纹波。

为了提高单级PFC反激式LED驱动电路的可靠性，本实施例中，上述稳定电路40还包括第二稳压二极管DZ2，第二稳压二极管DZ2的阳极与第一三极管Q1的发射极连接，第二稳压二极管Q2的阳极与第一三极管Q1的集电极连接。

具体地，在电路启动瞬间，第二稳压二极管DZ2可以限制第一三极管Q1 集电极与发射极之间的电压，从而防止第一三极管Q1过功耗损坏。

进一步地，稳定电路40还包括第一二极管D1，第一二极管D1的阴极与第二稳压二极管DZ2的阴极连接，第一二极管D1的阳极与第一三极管Q1的集电极连接。

具体地，在电路工作过程中，第一二极管D1可以防止电流倒灌。

值得一提的是，本实施例中，可选的，电源输出电路10包括电子开关 QS、电流取样电阻RS、控制芯片U及电源输入端VI，电源输入端VI与变压器初级绕组NS的同名端连接，变压器初级绕组NS的异名端与电子开关QS 的输入端连接，电子开关QS的输出端、电流取样电阻RS的第一端及控制芯片U的电流取样脚互连，电流取样电阻RS的第二端接地，电子开关QS的受控端与控制芯片U的驱动脚连接，控制芯片U的调光脚为电源输出电路10 的被调整端。其中，控制芯片U的型号可选为NCL30082，此处不做限制。

整流滤波电路20包括第二二极管D2及第三电容C3，第二二极管D2的阳极与变压器次级绕组NS的异名端连接，第二二极管D2的阴极与第三电容 C3的第一端连接，其连接节点为整流滤波电路20的输出端，第三电容C3的第二端及变压器次级绕组NS的同名端均接地。

以下，结合图2和图3，说明本单级PFC反激式LED驱动电路的工作原理：

在单级PFC反激式LED驱动电路启动后，整流滤波电路20输出带有纹波的直流电压至稳定电路40。

第一稳压二极管DZ1、第一电阻R1及第一电容C1构成电压积分电路，滤除整流滤波电路20输出的纹波电压，并输出干净的直流电压。

一方面，第一三极管Q1和第二三极管Q2对电压积分电路输出的电流进行放大处理，并在第一三极管Q1的发射极输出。另一方面，由于第一三极管 Q1和第二三极管Q2的基极与发射极之间的电压固定，因此，以电压积分电路输出的电压做基准，在第一三极管Q1的发射极可以得到一个稳定的直流电压，该稳定的直流电压经第三电容C3进一步滤波处理，作为单级PFC反激式LED驱动电路的输出电压。

在此期间，第一二极管D1和第二稳压二极管DZ2可以限制第一三极管 Q1的集电极与发射极之间电压的最大值，从而限制第一三极管Q1的功耗，防止第一三极管Q1过功耗损坏。调光开关K的导通时间的占空比根据输入的数字调光信号的占空比变化，实现单级PFC反激式LED驱动电路的数字调光功能。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种单级PFC反激式LED驱动电路，其特征在于，包括电源输出电路、整流滤波电路、变压器、稳定电路、调光开关及隔离调光接口电路；

所述电源输出电路的输出端与所述变压器的初级绕组连接，所述变压器的次级绕组与所述整流滤波电路的输入端连接，所述整流滤波电路的输出端与所述稳定电路的输入端连接，所述稳定电路的输出端与待驱动LED灯的正极连接，所述LED灯的负极经所述调光开关接地，所述调光开关的受控端与所述隔离调光接口电路的数字调光信号输入端连接；

其中，所述稳定电路包括第一三极管、第二三极管、第一稳压二极管、第一电阻及第一电容，所述第一三极管的集电极、所述第二三极管的集电极及所述第一稳压二极管的阴极互连，其连接节点为所述稳定电路的输入端，所述第一三极管的发射极为所述稳定电路的输出端，所述第一三极管的基极与所述第二三极管的发射极连接，所述第二三极管的基极、所述第一电容的第一端及所述第一电阻的第二端互连，所述第一电阻的第一端与所述第一稳压二极管的阳极连接，所述第一电容的第二端接地。

2.如权利要求1所述的单级PFC反激式LED驱动电路，其特征在于，所述第一稳压二极管的稳压值，大于所述整流滤波电路输出纹波电压的峰峰值。

3.如权利要求1所述的单级PFC反激式LED驱动电路，其特征在于，所述第一电阻与所述第一电容的时间常数，大于所述整流滤波电路输出纹波电压周期的两倍。

4.如权利要求1-3任意一项所述的单级PFC反激式LED驱动电路，其特征在于，所述稳定电路还包括第二电容，所述第二电容的第一端与所述第一三极管的发射极连接，其连接节点为所述稳定电路的输出端，所述第二电容的第二端接地。

5.如权利要求1-3任意一项所述的单级PFC反激式LED驱动电路，其特征在于，所述稳定电路还包括第二稳压二极管，所述第二稳压二极管的阳极与所述第一三极管的发射极连接，所述第二稳压二极管的阴极与所述第一三极管的集电极连接。

6.如权利要求5所述的单级PFC反激式LED驱动电路，其特征在于，所述稳定电路还包括第一二极管，所述第一二极管的阴极与所述第二稳压二极管的阴极连接，所述第一二极管的阳极与所述第一三极管的集电极连接。