TWM562545U - Ｌｅｄ驅動電路 - Google Patents

Abstract

提供了一種LED驅動電路，包括整流及電磁干擾濾波電路、驅動電路、諧振轉換電路、功率因數校正電路、控制電路以及輸出濾波電路，其中：整流及電磁干擾濾波電路的第三端子與諧振轉換電路的第一端子和控制電路的第一端子連接，第四端子與諧振轉換電路的第二端子和功率因數校正電路的第一端子連接，第五端子與功率因數校正電路的第二端子和諧振轉換電路的第三端子連接；驅動電路第一端子與控制電路的第二端子連接，第二端子與控制電路的第三端子連接，第三端子與諧振轉換電路的第四端子連接，第四端子與諧振轉換電路的第五端子和控制電路的第四端子連接，第五端子與諧振轉換電路的第六端子連接，第六端子與諧振轉換電路的第七端子連接。

Description

LED驅動電路

本實用新型涉及電路領域，更具體地涉及一種LED驅動電路。

目前，發光二極體(Light Emitting Diode，LED)技術日趨成熟。由於LED具有發光效率高、使用壽命長等特點，在照明領域取代傳統的白熾燈已刻不容緩。但是，現有的LED驅動電路普遍存在系統轉換效率低和輸出電流精度低等缺點。LED驅動電路的系統轉換效率低，一方面會加重電網負擔，另一方面會引起其中的器件嚴重發熱從而會影響系統使用壽命；另外，LED驅動電路的輸出電流精度低會影響LED的使用壽命。

鑒於以上所述的一個或多個問題，提供了一種LED驅動電路。

根據本實用新型實施例的LED驅動電路，包括整流及電磁干擾濾波電路、驅動電路、諧振轉換電路、功率因數校正電路、控制電路以及輸出濾波電路，其中：整流及電磁干擾濾波電路的第一端子和第二端子用於連接交流電源的兩端，第三端子與諧振轉換電路的第一端子和控制電路的第一端子連接，第四端子與諧振轉換電路的第二端子和功率因數校正電路的第一端子連接，第五端子與功率因數校正電路的第二端子和諧振轉換電路的第三端子連接；驅動電路第一端子與控制電路的第二端子連接，第二端子與控制電路的第三端子連接，第三端子與諧振轉換電路的第四端子連接，第四端子與諧振轉換電路的第五端子和控制電路的第四端子 連接，第五端子與諧振轉換電路的第六端子連接，第六端子與諧振轉換電路的第七端子連接；諧振轉換電路的第八端子與輸出濾波電路的第一端子連接，第九端子與輸出濾波電路的第二端子連接，第十端子與輸出濾波電路的第三端子連接，第十一端子與控制電路的第五端子連接，第十二端子與控制電路的第六端子連接；輸出濾波電路的第四端子和第五端子用於連接負載電路的兩端，其中，整流及電磁干擾濾波電路的第四端子和控制電路的第七端子接參考地，輸出濾波電路的第五端子接地。

本實用新型實施例的LED驅動電路具備系統轉換效率高、以及輸出電流精度高等特點，並能符合各種安規標準。

102‧‧‧整流及電磁干擾濾波電路

104‧‧‧驅動電路

106‧‧‧諧振轉換電路

108‧‧‧功率因數校正電路

110‧‧‧控制電路

112‧‧‧輸出濾波電路

GATEH‧‧‧第一驅動輸出腳

GATEL‧‧‧第二驅動輸出腳

L1、L2‧‧‧濾波電感

T1、T2‧‧‧變壓器

CX1、CX2‧‧‧X電容

C1、C8‧‧‧濾波電容

C3、C9‧‧‧諧振電容

M1、M2‧‧‧金屬-氧化物半導體場效應電晶體

BD1‧‧‧整流橋

MOV‧‧‧壓敏電阻

F1‧‧‧保險絲

CS‧‧‧電流取樣腳

GND‧‧‧接地腳

RV‧‧‧電壓感測腳

VDD‧‧‧晶片供電腳

VFB‧‧‧電壓回饋腳

L3‧‧‧諧振電感

R7‧‧‧電流感測電阻

D5、D6‧‧‧整流二極體

D1、D2、D3、D4‧‧‧整流二極體

C2、C4、C5、C6、C7‧‧‧電容

R1、R2、R3、R4、R5、R6、R8、R9、R10、R11、R12‧‧‧電阻

通過閱讀以下參照附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本實用新型的其它特徵、目的和優點將會變得更明顯，其中，相同或相似的附圖標記表示相同或相似的特徵。

第1圖示出了根據本實用新型實施例的LED驅動電路的電路圖；第2圖示出了根據本實用新型另一實施例的LED驅動電路的電路圖。

下面將詳細描述本實用新型的各個方面的特徵和示例性實施例。在下面的詳細描述中，提出了許多具體細節，以便提供對本實用新型的全面理解。但是，對於本領域技術人員來說很明顯的是，本實用新型可以在不需要這些具體細節中的一些細節的情況下實施。下面對實施例的描述僅僅是為了通過示出本實用新型的示例來提供對本實用新型的更好的理解。在附圖和下面的描述中，沒有示出公知的結構和技術，以便避免對本實用新型造成不必要的模糊。

第1圖示出了根據本實用新型實施例的LED驅動電路的電路圖。如第1圖所示，該LED驅動電路是基於諧振轉換電路開發的，並且包括整流及電磁干擾(Electro Magnetic Interference，EMI)濾波電路 102、驅動電路104、諧振轉換電路106、功率因數校正電路108、控制電路110以及輸出濾波電路112。

在第1圖所示的LED驅動電路中，整流及電磁干擾濾波電路102具有五個端子，其中：第一端子和第二端子用於連接交流電源的兩端，第三端子與諧振轉換電路106的第一端子和控制電路110的第一端子連接，第四端子與諧振轉換電路106的第二端子和功率因數校正電路108的第一端子連接並且接參考地，第五端子與功率因數校正電路108的第二端子和諧振轉換電路106的第三端子連接。

在第1圖所示的LED驅動電路中，驅動電路104具有六個端子，其中：第一端子與控制電路110的第二端子連接，第二端子與控制電路110的第三端子連接，第三端子與諧振轉換電路106的第四端子連接，第四端子與諧振轉換電路106的第五端子和控制電路110的第四端子連接，第五端子與諧振轉換電路106的第六端子連接，第六端子與諧振轉換電路106的第七端子連接。

在第1圖所示的LED驅動電路中，諧振轉換電路106具有十二個端子，其中：第一端子與整流及電磁干擾濾波電路102的第三端子和控制電路110的第一端子連接，第二端子與整流及電磁干擾濾波電路102的第四端子和功率因數校正電路108的第一端子連接，第三端子與整流及電磁干擾濾波電路102的第五端子和功率因數校正電路108的第二端子連接，第四端子與驅動電路104的第三端子連接，第五端子與驅動電路104的第四端子和控制電路110的第四端子連接，第六端子與驅動電路104的第五端子連接，第七端子與驅動電路104的第六端子連接，第八端子與輸出濾波電路112的第一端子連接，第九端子與輸出濾波電路112的第二端子連接，第十端子與輸出濾波電路112的第三端子連接，第十一端子與控制電路110的第五端子連接，第十二端子與控制電路110的第六端子連接。

在第1圖所示的LED驅動電路中，功率因數校正電路 108具有兩個端子，其中：第一端子與整流及電磁干擾濾波電路102的第四端子和諧振轉換電路106的第二端子連接，第二端子與整流及電磁干擾濾波電路102的第五端子和諧振轉換電路106的第三端子連接。

在第1圖所示的LED驅動電路中，控制電路110具有七個端子，其中：第一端子與整流及電磁干擾濾波電路102的第三端子和諧振轉換電路106的第一端子連接，第二端子與驅動電路104的第一端子連接，第三端子與驅動電路104的第二端子連接，第四端子與驅動電路104的第四端子和諧振轉換電路106的第五端子連接，第五端子與諧振轉換電路106的第十一端子連接，第六端子與諧振轉換電路106的第十二端子連接，第七端子接參考地。

在第1圖所示的LED驅動電路中，輸出濾波電路112具有五個端子，其中：第一端子與諧振轉換電路106的第八端子連接，第二端子與諧振轉換電路106的第九端子連接，第三端子與諧振轉換電路106的第十端子連接，第四和第五端子用於連接負載電路的兩端，並且第五端子接地。

下面，分別對第1圖所示的LED驅動電路中包括的各個子電路進行詳細描述，具體地：

在一些實施例中，整流及電磁干擾濾波電路102包括保險絲F1，壓敏電阻MOV，X電容CX1和CX2，濾波電感L1和L2，電阻R1，整流橋BD1，以及濾波電容C1。

在一些實施例中，驅動電路104包括變壓器T1，電容C2，電阻R2、R3、R4、R5、R6，以及二極體D1和D2。

在一些實施例中，諧振轉換電路106包括變壓器T2、金屬-氧化物半導體場效應電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)M1和M2，諧振電感L3，諧振電容C3和C9，電流感測電阻R7。

在一些實施例中，功率因數校正電路108包括電容C4和 二極體D3。功率因數校正電路108與諧振轉換電路106中的諧振電容C3組成電荷泵式(Charge pump)電路，利用電容C3和C4分時充放電，將電網能量轉移給電容C1，使輸入平均電流為正弦波，從而實現高功率因數(Power Factor,PF)及低總諧波失真(Total Harmonic Distortion,THD)。

控制電路110包括脈寬調變(PWM)晶片及其週邊電路，PWM控制晶片包括：

電壓回饋(VFB)腳，通過電阻R8和R9組成的分壓網路感測LED驅動電路的輸出電壓映射到變壓器T2的一次側的電壓。

第一驅動輸出(GATEH)腳，即，控制電路110的第二端子，與第二驅動輸出(GATEL)腳一同控制驅動電路104中的變壓器T1。

第二驅動輸出(GATEL)腳，即，控制電路110的第三端子，與第一驅動輸出(GATEH)腳一同控制驅動電路104中的變壓器T1。

晶片供電(VDD)腳，外接電容C7到地，通過電阻R11和二極體D4連接到諧振轉換電路106中的變壓器T2的輔助繞組(二極體D4的負端連接電容C6到地)，並且通過電阻R10連接到整流及電磁干擾濾波電路102中的電容C1的正端。

電壓感測(RV)腳，外接電容C5至諧振轉換電路106中的M1與M2之間的連接節點，用於諧振轉換電路的電壓感測，保證諧振到零電壓開啟。

接地(GND)腳，用作晶片的基準地。

電流取樣(CS)腳，連接至諧振轉換電路106中的電阻R7的一端，用於輸出電流控制及電感峰值電流限制控制。

在一些實施例中，輸出濾波電路112包括輸出整流二極體D5和D6，濾波電容C8，以及電阻R12。針對不同的輸出紋波要求， 輸出濾波電路可以增加π型濾波電路或者共模濾波電路。

第2圖所示的LED驅動電路與第1圖所示的LED驅動電路的不同之處在於，諧振轉換電路106中省去了電容C9。

本實用新型實施例的LED驅動電路具備系統轉換效率高、以及輸出電流精度高等特點，並能符合各種安規標準。

本實用新型可以以其他的具體形式實現，而不脫離其精神和本質特徵。例如，特定實施例中所描述的演算法可以被修改，而系統體系結構並不脫離本實用新型的基本精神。因此，當前的實施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本實用新型的範圍由所附申請專利範圍而非上述描述定義，並且，落入申請專利範圍的含義和等同物的範圍內的全部改變從而都被包括在本實用新型的範圍之中。

Claims (6)

1. 一種LED驅動電路，包括整流及電磁干擾濾波電路、驅動電路、諧振轉換電路、功率因數校正電路、控制電路以及輸出濾波電路，其中：所述整流及電磁干擾濾波電路的第一端子和第二端子用於連接交流電源的兩端，第三端子與所述諧振轉換電路的第一端子和所述控制電路的第一端子連接，第四端子與所述諧振轉換電路的第二端子和所述功率因數校正電路的第一端子連接，第五端子與所述功率因數校正電路的第二端子和所述諧振轉換電路的第三端子連接；所述驅動電路第一端子與所述控制電路的第二端子連接，第二端子與所述控制電路的第三端子連接，第三端子與所述諧振轉換電路的第四端子連接，第四端子與所述諧振轉換電路的第五端子和所述控制電路的第四端子連接，第五端子與所述諧振轉換電路的第六端子連接，第六端子與所述諧振轉換電路的第七端子連接；所述諧振轉換電路的第八端子與所述輸出濾波電路的第一端子連接，第九端子與所述輸出濾波電路的第二端子連接，第十端子與所述輸出濾波電路的第三端子連接，第十一端子與所述控制電路的第五端子連接，第十二端子與所述控制電路的第六端子連接；所述輸出濾波電路的第四端子和第五端子用於連接負載電路的兩端，其中，所述整流及電磁干擾濾波電路的第四端子和所述控制電路的第七端子接參考地，所述輸出濾波電路的第五端子接地。
2. 如申請專利範圍第1項所述的LED驅動電路，其中，所述整流及電磁干擾濾波電路包括保險絲、壓敏電阻、X電容、濾波電感、電阻、整流橋以及濾波電容。
3. 如申請專利範圍第1項所述的LED驅動電路，其中，所述驅動電路包括變壓器、電容、電阻以及二極體。
4. 如申請專利範圍第1項所述的LED驅動電路，其中，所述諧振轉換 電路包括變壓器、MOSFET、諧振電感、諧振電容以及電流感測電阻。
5. 如申請專利範圍第1項所述的LED驅動電路，其中，所述功率因數校正電路包括電容和二極體，其中，所述功率因數校正電路與所述諧振轉換電路中的諧振電容組成電荷泵式電路，利用所述功率因數校正電路中的電容和所述諧振轉換電路中的濾波電容分時充放電，將電網能量轉移到所述整流及電磁干擾濾波電路中的濾波電容。
6. 如申請專利範圍第1項所述的LED驅動電路，其中，所述控制電路包括脈寬調變晶片，所述脈寬調變晶片包括：電壓回饋腳，通過電阻分壓網路感測所述LED驅動電路的輸出電壓映射到所述諧振轉換電路中的變壓器的一次側的電壓；第一驅動輸出腳，與第二驅動輸出腳一同控制所述驅動電路中的變壓器；所述第二驅動輸出腳，與所述第一驅動輸出腳一同控制所述驅動電路中的變壓器；晶片供電腳，外接電容到地，通過電阻和二極體連接到所述諧振轉換電路中的變壓器的輔助繞組，並且通過另一電阻連接到所述整流及電磁干擾濾波電路中的濾波電容的正端；電壓感測腳，外接另一電容至所述諧振轉換電路中的第一MOSFET與第二MOSFET之間的連接節點，用於所述諧振轉換電路的電壓感測，保證諧振到零電壓開啟；接地腳，用作所述脈寬調變晶片的基準地；電流取樣腳，連接至所述諧振轉換電路中的電阻的一端，用於輸出電流控制及電感峰值電流限制控制。