CN210183604U - 一种精简的高功率因素led驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种精简的高功率因素LED驱动电路，包括安全保护电路A，安全保护电路A与浪涌保护和整流电路B连接，浪涌保护和整流电路B与滤波电路C连接，滤波电路C与核心工作电路H连接，核心工作电路H内部连接有过压保护电路F，或者核心工作电路H内部连接有过压保护电路F和电磁兼容电路E。本实用新型中应用合作供应商山东晶导的专利器件将浪涌保护与整流模块通过整流桥堆的框架结构调整将压敏or TVS器件集成到整流桥内部，本实用新型将两个原来整流和抗浪涌功能的两个模块合二为一。

Description

一种精简的高功率因素LED驱动电路

技术领域

本实用新型属于LED驱动电路技术领域，具体涉及一种精简的高功率因素LED驱动电路。

背景技术

近年来照明行业的总体特点是由传统照明向LED照明转型,通过十几年的高速发展，LED照明产品正在逐步替代传统照明产品。由于LED照明产品性价比的快速提升。而且中国作为全球的电光源主要生产基地，在打造从方案、开发、供应链、加工制造、包装销售的垂直整合上逐步做到了极致，横店集团得邦照明作为电光源类的大型生产制造企业，在垂直整合上做的尤为突出，其中本文介绍一种基于外围缩减Idear和半导体供应商联合开发的LED高功率因素(HPF)精简电路。

当前在市场上较为精简的高功率因素(HPF)方案如图示1，对应的模块划分参考图2，包含保护电路(A：安全保护和抗浪涌保护)、整流电路(B)、滤波电路(C)、抗浪涌保护电路(D)、主功能Buck电路(H)、EMC改善补充模块(E)、OVP过压保护模块(F)、IC供电模块(G)、输出电流误差控制电路(I)，这个基本为当前市场较为流行的精简版高功率因素(HPF)驱动电源，但是仍然存在结构复杂，器件繁多，导致生产成本高的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种精简的高功率因素LED驱动电路，以解决上述背景技术中提出的问题。本实用新型提供的一种精简的高功率因素LED驱动电路，具有可以简化缩减器件从而降低生产成本的特点。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种精简的高功率因素LED驱动电路，包括安全保护电路A，安全保护电路A与浪涌保护和整流电路B连接，浪涌保护和整流电路B与滤波电路C连接，滤波电路C与核心工作电路H连接，核心工作电路H内部连接有过压保护电路F，或者核心工作电路H内部连接有过压保护电路F和电磁兼容电路E。

在本实用新型中进一步地，所述安全保护电路A包括保险丝电阻F1，保险丝电阻F1的一端与火线L连接，另一端与浪涌保护和整流电路B连接。

在本实用新型中进一步地，所述浪涌保护和整流电路B包括抗浪涌整流桥堆BD1，抗浪涌整流桥堆BD1的4脚接保险丝电阻F1的另一端，抗浪涌整流桥堆BD1的3脚接地，抗浪涌整流桥堆BD1的2脚接零线N，抗浪涌整流桥堆BD1的1脚接滤波电路C。

在本实用新型中进一步地，所述抗浪涌整流桥堆BD1的2脚和4脚上还连接有二极管TVS。

在本实用新型中进一步地，所述滤波电路C包括电感L1、电容C1和电容C2，其中，电感L1的一端与抗浪涌整流桥堆BD1的1脚连接，电感L1的另一端与核心工作电路H连接，电感L1与抗浪涌整流桥堆BD1的1脚连接的一端连接有电容C1,电容C1的另一端接地，电感L1与核心工作电路H连接的一端连接有电容C2，电容C2的另一端接地。

在本实用新型中进一步地，所述核心工作电路H包括芯片U1，其中，芯片U1的4脚连接电感L1的一端，芯片U1的3脚悬空，芯片U1的2脚接地，芯片U1的1脚连接过压保护电路F，芯片U1的7脚连接有电阻R1，电阻R1的另一端接地，电阻R1的两端并联有电阻R2，芯片U1的5和6脚均与二极管D1和电感T1的一端连接，二极管D1的另一端分别与芯片U1的4脚和LED+端连接，电感T1的另一端与LED-端连接，LED+端与LED-端之间还分别连接有电容C3和电阻R4。

在本实用新型中进一步地，所述过压保护电路F包括电阻R3，电阻R3的一端与芯片U1的1脚连接，电阻R3的另一端接地。

在本实用新型中进一步地，所述电磁兼容电路E包括电容C4，电容C4的一端与LED-端连接，电容C4的另一端与电阻R1的接地端连接。

在本实用新型中进一步地，所述的精简的高功率因素LED驱动电路的实现方法，包括以下步骤：

(一)、采用保险丝电阻F1作为安全保护模块；

(二)、采用抗浪涌整流桥堆BD1与二极管TVS配合作为浪涌保护和整流模块；

(三)、采用电感L1、电容C1和电容C2配合作为π型滤波器做电磁兼容处理模块；

(四)、采用电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、二极管D1、电感T1、电容C3以及芯片U1配合作为Buck拓扑的核心工作模块；

(五)、其中，电阻R3配合芯片U1做过压保护处理，电容C4作电磁兼容的辐射应对处理。

在本实用新型中进一步地，所述的精简的高功率因素LED驱动电路的实现方法，安全保护电路A包括保险丝电阻F1，保险丝电阻F1的一端与火线L连接，另一端与浪涌保护和整流电路B连接；浪涌保护和整流电路B包括抗浪涌整流桥堆BD1，抗浪涌整流桥堆BD1的4脚接保险丝电阻F1的另一端，抗浪涌整流桥堆BD1的3脚接地，抗浪涌整流桥堆BD1的2脚接零线N，抗浪涌整流桥堆BD1的1脚接滤波电路C；抗浪涌整流桥堆BD1的2脚和4脚上还连接有二极管TVS；滤波电路C包括电感L1、电容C1和电容C2，其中，电感L1的一端与抗浪涌整流桥堆BD1的1脚连接，电感L1的另一端与核心工作电路H连接，电感L1与抗浪涌整流桥堆BD1的1脚连接的一端连接有电容C1,电容C1的另一端接地，电感L1与核心工作电路H连接的一端连接有电容C2，电容C2的另一端接地；核心工作电路H包括芯片U1，其中，芯片U1的4脚连接电感L1的一端，芯片U1的3脚悬空，芯片U1的2脚接地，芯片U1的1脚连接过压保护电路F，芯片U1的7脚连接有电阻R1，电阻R1的另一端接地，电阻R1的两端并联有电阻R2，芯片U1的5和6脚均与二极管D1和电感T1的一端连接，二极管D1的另一端分别与芯片U1的4脚和LED+端连接，电感T1的另一端与LED-端连接，LED+端与LED-端之间还分别连接有电容C3和电阻R4；过压保护电路F包括电阻R3，电阻R3的一端与芯片U1的1脚连接，电阻R3的另一端接地；电磁兼容电路E包括电容C4，电容C4的一端与LED-端连接，电容C4的另一端与电阻R1的接地端连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过优化以后在浪涌保护上减少1颗器件，在VCC/comp上去掉2颗器件、在EMC上去掉2～4颗器件(续流二极管并联电阻因实际耐压环境颗数上略有差异)、在OVP过压保护上省去1～3颗器件(同EMC情况，并且部分还有下拉电容如图1/2中的C6)，整体优化后的器件预计在6～10颗，若技术端要求不同，甚至更多，在大幅缩减器件优化Layout的情况下还可以节省PCB尺寸，降低生产成本；

2、本实用新型中应用合作供应商山东晶导的专利器件将浪涌保护与整流模块通过整流桥堆的框架结构调整将压敏or TVS器件集成到整流桥内部，本实用新型将两个原来整流和抗浪涌功能的两个模块合二为一；

3、本实用新型中将OVP过压保护模块由串联分压需要多个电阻调整为Rovp仅需要一颗0805电阻；

4、本实用新型整体架构由浮地改为实地，在EMC尤其辐射上更易处理，仅需一颗Y电容(F)，甚至在特定要求(如单压，如EMC不用接地)下连F都不需要都可解决EMC。

附图说明

图1为市场上常规驱动方案原理图及模块划分图；

图2为本实用新型的精简驱动方案原理图及模块划分图；

图3为本实用新型的精简驱动方案为加强辐射处理的原理图及模块划分图；

图4为本实用新型桥堆内部框架结构调整结构图；

图中：1、桥堆2脚；2、桥堆4脚；3、TVS芯片；4、电极板。

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做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。

实施例1

请参阅图1-4，本实用新型提供以下技术方案：一种精简的高功率因素LED驱动电路，包括安全保护电路A，安全保护电路A与浪涌保护和整流电路B连接，浪涌保护和整流电路B与滤波电路C连接，滤波电路C与核心工作电路H连接，核心工作电路H内部连接有过压保护电路F和电磁兼容电路E。

进一步地，安全保护电路A包括保险丝电阻F1，保险丝电阻F1的一端与火线L连接，另一端与浪涌保护和整流电路B连接。

进一步地，浪涌保护和整流电路B包括抗浪涌整流桥堆BD1，抗浪涌整流桥堆BD1的4脚接保险丝电阻F1的另一端，抗浪涌整流桥堆BD1的3脚接地，抗浪涌整流桥堆BD1的2脚接零线N，抗浪涌整流桥堆BD1的1脚接滤波电路C。

进一步地，抗浪涌整流桥堆BD1的2脚和4脚上还连接有二极管TVS。

进一步地，滤波电路C包括电感L1、电容C1和电容C2，其中，电感L1的一端与抗浪涌整流桥堆BD1的1脚连接，电感L1的另一端与核心工作电路H连接，电感L1与抗浪涌整流桥堆BD1的1脚连接的一端连接有电容C1,电容C1的另一端接地，电感L1与核心工作电路H连接的一端连接有电容C2，电容C2的另一端接地。

进一步地，核心工作电路H包括芯片U1，其中，芯片U1的4脚连接电感L1的一端，芯片U1的3脚悬空，芯片U1的2脚接地，芯片U1的1脚连接过压保护电路F，芯片U1的7脚连接有电阻R1，电阻R1的另一端接地，电阻R1的两端并联有电阻R2，芯片U1的5和6脚均与二极管D1和电感T1的一端连接，二极管D1的另一端分别与芯片U1的4脚和LED+端连接，电感T1的另一端与LED-端连接，LED+端与LED-端之间还分别连接有电容C3和电阻R4。

进一步地，过压保护电路F包括电阻R3，电阻R3的一端与芯片U1的1脚连接，电阻R3的另一端接地。

进一步地，电磁兼容电路E包括电容C4，电容C4的一端与LED-端连接，电容C4的另一端与电阻R1的接地端连接。

实施例2

请参阅图3，本实施例与实施例1不同之处在于：核心工作电路H内部连接有过压保护电路F，没有连接电磁兼容电路E；本实施例在宽压输入(多个额定定压)的情况下已经可以满足电磁兼容的要求。

进一步地，本实用新型所述的精简的高功率因素LED驱动电路的实现方法，包括以下步骤：

(一)、采用保险丝电阻F1作为安全保护模块；

(二)、采用抗浪涌整流桥堆BD1与二极管TVS配合作为浪涌保护和整流模块；

(三)、采用电感L1、电容C1和电容C2配合作为π型滤波器做电磁兼容处理模块；

(四)、采用电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、二极管D1、电感T1、电容C3以及芯片U1配合作为Buck拓扑的核心工作模块；

(五)、其中，电阻R3配合芯片U1做过压保护处理(即OVP)，电容C4作电磁兼容的辐射应对处理。

本实用新型主要应用合作供应商山东晶导的专利器件的整流与Surge(抗浪涌)的模块合并是通过整流桥堆做内部结构框架调整，将压敏or TVS器件贴装的新增加的结构偏上，具体操作是在原桥堆的结构基础上增加一层散热面共用桥堆的两个输入脚封TVS芯片进去，具体的，抗浪涌整流桥堆BD1的上方连接有TVS芯片3，TVS芯片3的上方连接有电极板4，电极板4与抗浪涌整流桥堆BD1的2脚连接，从而使TVS芯片3一边与抗浪涌整流桥堆BD1的2脚1连接，TVS芯片3的另一边与抗浪涌整流桥堆BD1的2脚4连接，从而实现了在抗浪涌整流桥堆BD1的2与4脚上并联一个二极管TVS，从而实现了桥堆和TVS(压敏)一体化，实现了整流和抗浪涌功能一体化，具体可以参考图4；

本实用新型VCC电容(即图1中的C5)是整体拓扑架构的调整，目前市面流行的高功率因素IC基本为浮地架构，对于IC的供电基本只有在IC内部MOS开关关断的时候供电，这样就需要VCC充电来维持在IC内部MOS开通的时候依然是上电状态，本实用新型直接将整体拓扑结构改为实地，供电直接从母线(即L1和C2节点所在网络)上拉过持续有点，而且IC只需要内置10pF左右电容即可持续给内部VDD供电，VDD无需外接大电容；

本实用新型的Comp电容可以省去，是通过调整运放的方式，市面上当前流行的高功率因素芯片是通过电流型运放+电容的模式，本实用新型是采用电压型运放+电容电容(内置PF级)网络的模式来实现的。

本实用新型通过改变方式：采用电压型运放+电阻电容网络，来实现省去COMP电容。当运放输入端同相端与反相端，即基准Iref和反馈Iled不一致时，会给反馈电容冲放电，改变Comp电压。当Iref＝iled时，comp电压固定，达到稳态。

本实用新型在OVP过压保护的处理上，直接应用合作IC供应商Kiwi的中国实用新型专利(专利号为：201611026216.0)主要思路采用伏秒平衡，予以在应用端直接应用。直接将原有的OVP上拉电阻/下拉电容省去。

本实用新型在EMC(电磁兼容)的处理上，主要得益于整体拓扑有浮地改为实地，在EMC的辐射处理上更易处理，实际测试几乎续流二极管并联的RC都可以省去，Y电容(电容C4)也是根据实际的要求可以做部分缺省处理(比如在单压要求情况下CISPR 15:2013)，如图2。

综上所述，本实用新型通过优化以后在浪涌保护上减少1颗器件，在VCC/comp上去掉2颗器件、在EMC上去掉2～4颗器件(续流二极管并联电阻因实际耐压环境颗数上略有差异)、在OVP过压保护上省去1～3颗器件(同EMC情况，并且部分还有下拉电容如图1中的C6)，整体优化后的器件预计在6～10颗，若技术端要求不同，甚至更多，在大幅缩减器件优化Layout的情况下还可以节省PCB尺寸。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种精简的高功率因素LED驱动电路，其特征在于：包括安全保护电路A，安全保护电路A与浪涌保护和整流电路B连接，浪涌保护和整流电路B与滤波电路C连接，滤波电路C与核心工作电路H连接，核心工作电路H内部连接有过压保护电路F，或者核心工作电路H内部连接有过压保护电路F和电磁兼容电路E。

2.根据权利要求1所述的一种精简的高功率因素LED驱动电路，其特征在于：所述安全保护电路A包括保险丝电阻F1，保险丝电阻F1的一端与火线L连接，另一端与浪涌保护和整流电路B连接。

3.根据权利要求2所述的一种精简的高功率因素LED驱动电路，其特征在于：所述浪涌保护和整流电路B包括抗浪涌整流桥堆BD1，抗浪涌整流桥堆BD1的4脚接保险丝电阻F1的另一端，抗浪涌整流桥堆BD1的3脚接地，抗浪涌整流桥堆BD1的2脚接零线N，抗浪涌整流桥堆BD1的1脚接滤波电路C。

4.根据权利要求3所述的一种精简的高功率因素LED驱动电路，其特征在于：所述抗浪涌整流桥堆BD1的2脚和4脚上还连接有二极管TVS。

5.根据权利要求4所述的一种精简的高功率因素LED驱动电路，其特征在于：所述滤波电路C包括电感L1、电容C1和电容C2，其中，电感L1的一端与抗浪涌整流桥堆BD1的1脚连接，电感L1的另一端与核心工作电路H连接，电感L1与抗浪涌整流桥堆BD1的1脚连接的一端连接有电容C1,电容C1的另一端接地，电感L1与核心工作电路H连接的一端连接有电容C2，电容C2的另一端接地。

6.根据权利要求5所述的一种精简的高功率因素LED驱动电路，其特征在于：所述核心工作电路H包括芯片U1，其中，芯片U1的4脚连接电感L1的一端，芯片U1的3脚悬空，芯片U1的2脚接地，芯片U1的1脚连接过压保护电路F，芯片U1的7脚连接有电阻R1，电阻R1的另一端接地，电阻R1的两端并联有电阻R2，芯片U1的5和6脚均与二极管D1和电感T1的一端连接，二极管D1的另一端分别与芯片U1的4脚和LED+端连接，电感T1的另一端与LED-端连接，LED+端与LED-端之间还分别连接有电容C3和电阻R4。

7.根据权利要求6所述的一种精简的高功率因素LED驱动电路，其特征在于：所述过压保护电路F包括电阻R3，电阻R3的一端与芯片U1的1脚连接，电阻R3的另一端接地。

8.根据权利要求7所述的一种精简的高功率因素LED驱动电路，其特征在于：所述电磁兼容电路E包括电容C4，电容C4的一端与LED-端连接，电容C4的另一端与电阻R1的接地端连接。

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