本發(fā)明總體涉及模擬和數(shù)字信號處理，具體涉及高功率因數(shù)可切相調光的LED驅動電路。

背景技術：

目前LED可切相調光驅動電路普遍存在功率因數(shù)不高于0.7(<0.7)，或在非切相調光狀態(tài)下對輸入電壓的適應性差的情況，輸入功率往往隨著輸入電壓變化而變化，兩種使用狀態(tài)下的兼容性不理想。個別效果好的方案都存在控制芯片昂貴的問題。市場上很難找到簡單、廉價、效果好的LED切相調光驅動電路，對用LED燈替換白熾燈進行切相調光的應用產生限制，不利于節(jié)能。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種高功率因數(shù)原邊反饋切相調光LED驅動電路，全波整流電路、去耦電路、EMC抑制電路、供電電路、可控硅匹配電路、環(huán)路補償調整電路、高功率因數(shù)原邊反饋恒流控制電路和輸出控制電路，該LED驅動電路利用所述高功率因數(shù)原邊反饋恒流控制電路控制輸出到LED的電流，通過所述環(huán)路補償調整電路檢測全波整流電路整流后的輸入電壓的波形，在輸入電壓沒有切相時，在較寬的輸入電壓范圍內實現(xiàn)輸出到LED的電流保持恒定，并進行有源功率因數(shù)校正，使得LED驅動電路具有高功率因數(shù)；在輸入電壓有切相時，根據(jù)切相角的變化改變高功率因數(shù)原邊反饋恒流控制電路的環(huán)路補償參數(shù)，使得在每個半波周期內輸出到LED的電流不再保持恒定，而隨著切相角的變化而變化，從而實現(xiàn)調光。

根據(jù)該LED驅動電路的示例實施方式，全波整流電路將輸入電流電變?yōu)檎胫苤绷麟娞峁┑饺ヱ铍娐?、可控硅匹配電路以及環(huán)路補償調整 電路；去耦電路將環(huán)路補償調整電路的檢測輸入端與其他使用正半周直流電的電路隔離開，使得環(huán)路補償調整電路能夠檢測輸入切相電壓，免受其他電路影響；EMC抑制電路抑制LED驅動電路本身的電磁干擾信號，使得LED驅動電路符合安全規(guī)格要求；供電電路提供高功率因數(shù)原邊反饋恒流控制電路的啟動電壓和正常工作電壓；可控硅匹配電路包括交流負載電路和尖峰限流電路，用于維持可控硅的可靠導通；環(huán)路補償調整電路檢測切相調光信號，調整所述高功率因數(shù)原邊反饋恒流控制電路的環(huán)路補償參數(shù)；高功率因數(shù)原邊反饋恒流控制電路實現(xiàn)電路在非切相調光時的高功率因數(shù)和較寬的使用電壓范圍內輸出到LED的電流恒定，以及在切相調光時，根據(jù)環(huán)路補償調整電路的調整信號，使得輸出到LED的電流隨著切相角的變化而變化，從而實現(xiàn)切相調光功能；輸出控制電路執(zhí)行高功率因數(shù)原邊反饋恒流控制電路的驅動信號，實現(xiàn)對LED電流的控制，并同時將相關的電信號反饋給高功率因數(shù)原邊反饋恒流控制電路。

根據(jù)該LED驅動電路的示例實施方式，高功率因數(shù)原邊反饋恒流控制電路包括：電源供應端VCC、接地端GND、反饋信號采樣端FB、電流采樣端CS、環(huán)路補償點COM和功率場效應管驅動端GATE，其中高功率因數(shù)原邊反饋恒流控制電路的電源供應端VCC與供電電路的電源供應端VCC相連；高功率因數(shù)原邊反饋恒流控制電路的接地端GND分別與EMC抑制電路的接地端GND、供電電路4的接地端GND、可控硅匹配電路的輸出端53、環(huán)路補償調整電路的接地端GND與輸出控制電路的接地端GND相連；反饋信號采樣端FB與供電電路的輸入端42相連；電流采樣端CS與輸出控制電路的輸入端83相連；環(huán)路補償點COM與環(huán)路補償調整電路的輸出端62相連；功率場效應管驅動端GATE與輸出控制電路8的第一輸入端(82)相連。

根據(jù)該LED驅動電路的示例實施方式，環(huán)路補償調整電路包括：電容器C5、二極管D5、電阻器R6和電阻器R8，其中電阻器R6的一端與全波整流電路的正輸出端13相連，電阻器R6的另一端與電阻器R8的一端和二極管D5的負極相連；電阻器R8的另一端與電容器C5的一端相連并且作為環(huán)路補償調整電路的接地端GND；二極管D5的正極與電容 器C5的另一端相連作為環(huán)路補償調整電路的輸出端62，環(huán)路補償調整電路的輸出端62與高功率因數(shù)原邊反饋恒流控制電路的環(huán)路補償點COM相連。

根據(jù)該LED驅動電路的示例實施方式，去耦電路包括二極管D2，二極管D2的正極與全波整流電路的正輸出端13相連；二極管D2的負極連接到EMC抑制電路的輸入端31。

根據(jù)該LED驅動電路的示例實施方式，可控硅匹配電路包括：電阻器R1、電阻器R2、電阻器R3、電阻器R4、電阻器R5、電容器C2、三極晶體管Q1和場效應管Q2，其中電阻器R5的一端與電容器C2的一端相連組成交流負載電路，電阻器R5的另一端與去耦電路的輸出端22相連，電容器C2的另一端與三極晶體管Q1的發(fā)射極、電阻器R2的一端相連并連接到全波整流電路的負輸出端14；三極晶體管Q1的基極與電阻器R1的一端相連；三極晶體管Q1的集電極與場效應管Q2的柵極、電阻器R3的一端相連；電阻器R3的另一端連接到供電電路4的電源端VDD；場效應管Q2的源極與電阻器R1的另一端、電阻器R2的另一端、電阻器R4的一端相連；場效應管Q2的漏極與電阻器R4的另一端相連組成可控硅匹配電路的輸出端53，可控硅匹配電路的輸出端53連接到環(huán)路補償調整電路的接地端GND。

根據(jù)該LED驅動電路的示例實施方式，供電電路包括：電阻器R7、電阻器R9、電阻器R10、電阻器R12、電容器C4、二極管D4和變壓器T1的副繞組，其中電阻器R7的一端與電阻器R9的一端、電容器C4的一端相連組成供電電路的電源供應端VCC，供電電路的電源供應端VCC分別連接到可控硅匹配電路和高功率因數(shù)原邊反饋恒流控制電路；所述電阻器R7的另一端連接到EMC抑制電路的輸出端32；電阻器R9的另一端與二極管D4的負極相連；二極管D4的正極與電阻器R10的一端、變壓器T1的副繞組的T1-0端相連；電阻器R10的另一端與電阻器R12的一端相連并且連接到高功率因數(shù)原邊反饋恒流控制電路的反饋信號采樣端FB；電阻器R12的另一端與電容器C4的另一端、變壓器T1的副繞組的T1-1端相連組成供電電路的接地端GND。

根據(jù)該LED驅動電路的示例實施方式，輸出控制電路包括：電阻器 R11、電阻器R13、電容器C6、電容器C7、二極管D6、場效應管Q3和變壓器T1的主繞組，其中電阻器R11的一端與場效應管Q3的柵極相連，電阻器R11的另一端連接到高功率因數(shù)原邊反饋恒流控制電路的功率場效應管驅動端GATE；電阻器R13的一端與第三場效應管Q3的源極相連組成輸出控制電路的輸入端83，該輸出控制電路的輸入端83連接到高功率因數(shù)原邊反饋恒流控制電路的電流采樣端CS；電阻器R13的另一端與電容器C7的一端相連作為輸出控制電路的接地端GND；場效應管Q3的漏極與二極管D6的正極、變壓器T1的主繞組的T1-4端相連；二極管D6的負極與電容器C7的另一端、電容器C6的正極相連作為輸出到LED的正輸出端LED+；電容器C6的負極與變壓器T1主繞組的T1-3端相連作為輸出到LED的負輸出端LED-，并且LED的負輸出端LED-連接到EMC抑制電路的輸出端32。

根據(jù)該LED驅動電路的示例實施方式，EMC抑制電路包括：電容器C1、電容器C3、電感器L1，其中電容器C1的一端與電感器L1的一端相連，并且連接到去耦電路的輸出端22；電容器C1的另一端與電容器C3的一端相連作為EMC抑制電路的接地端GND；電容器C1的另一端與電感器L1的另一端相連作為EMC抑制電路的輸出端32。

根據(jù)該LED驅動電路的示例實施方式，全波整流電路包括：整流橋D1、保險器F1和壓敏電阻器RV1，其中保險器F1的一端與整流橋D1的一個交流輸入端、壓敏電阻器RV1的一端相連；保險器F1的另一端連接到輸入交流電的火線L；壓敏電阻器RV1的另一端與整流橋D1的另一個交流輸入端相連，并連接到輸入交流電的零線N；整流橋D1的正端作為所述全波整流電路1的正輸出端，其負端作為全波整流電路1的負輸出端。

本LED驅動電路既滿足正常輸入交流電下使用的良好電參數(shù)，也滿足切相調光功能的需求；并且高功率因數(shù)原邊反饋恒流控制電路的相關芯片非常低廉，整體實現(xiàn)成本低，很好地解決了現(xiàn)行LED切相調光面對的成本和性能問題。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個示例實施例的電路原理框圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個示例實施例的更詳細的電路原理圖。

具體實施方式

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個示例實施例的電路原理框圖。如圖1所示，在一個示例實施例中，LED驅動電路包括：全波整流電路1、去耦電路2、EMC抑制電路3、供電電路4、可控硅匹配電路5、環(huán)路補償調整電路6、高功率因數(shù)原邊反饋恒流控制電路7和輸出控制電路8。全橋整流電路1連接到輸入交流電，將輸入交流電整流為正半周直流電，從而提供到去耦電路2、可控硅匹配電路5以及環(huán)路補償調整電路6。去耦電路2將環(huán)路補償調整電路6的檢測輸入端與其他使用正半周直流電的電路隔離開，使得環(huán)路補償調整電路6能夠檢測輸入切相電壓，免受其他電路影響。EMC抑制電路3抑制LED驅動電路本身的電磁干擾信號，使得LED驅動電路符合安全規(guī)格要求。供電電路4提供高功率因數(shù)原邊反饋恒流控制電路7的啟動電壓和正常工作電壓?？煽毓杵ヅ潆娐?包括交流負載電路和尖峰限流電路，用于維持可控硅的可靠導通。環(huán)路補償調整電路6檢測切相調光信號，調整高功率因數(shù)原邊反饋恒流控制電路7的環(huán)路補償參數(shù)。高功率因數(shù)原邊反饋恒流控制電路7實現(xiàn)電路在非切相調光時的高功率因數(shù)和較寬的使用電壓范圍內輸出到所述LED的電流恒定，以及在切相調光時，根據(jù)所述環(huán)路補償調整電路6的調整信號，使得輸出到LED的電流隨著切相角的變化而變化，從而實現(xiàn)切相調光功能；輸出控制電路8執(zhí)行高功率因數(shù)原邊反饋恒流控制電路7的驅動信號，實現(xiàn)對LED電流的控制，并同時將相關的電信號反饋給所述高功率因數(shù)原邊反饋恒流控制電路7。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個示例實施例的更詳細的電路原理圖。在一個示例實施例中，高功率因數(shù)原邊反饋恒流控制電路7包括：電源供應端VCC、接地端GND、反饋信號采樣端FB、電流采樣端CS、環(huán)路補償點COM和功率場效應管驅動端GATE，其中高功率因數(shù)原邊反饋恒流控制電路7的電源供應端VCC與供電電路4的電源供應端VCC相連；高功率因數(shù)原邊反饋恒流控制電路7的接地端GND分別與EMC抑制電路 3的接地端GND、供電電路4的接地端GND、可控硅匹配電路5的輸出端53、環(huán)路補償電路6的接地端GND與輸出控制電路8的接地端GND相連；反饋信號采樣端FB與供電電路4的輸入端42相連；電流采樣端CS與輸出控制電路8的輸入端83相連；環(huán)路補償點COM與環(huán)路補償調整電路6的輸出端62相連；功率場效應管驅動端GATE與輸出控制電路8的輸入端82相連。

在一個示例實施例中，環(huán)路補償調整電路6包括：電容器C5、二極管D5、電阻器R6和電阻器R8，其中電阻器R6的一端與全波整流電路1的正輸出端13相連，電阻器R6的另一端與電阻器R8的一端和二極管D5的負極相連；電阻器R8的另一端與電容器C5的一端相連并且作為環(huán)路補償調整電路6的接地端GND；二極管D5的正極與電容器C5的另一端相連作為環(huán)路補償調整電路6的輸出端62，環(huán)路補償調整電路6的輸出端62與高功率因數(shù)原邊反饋恒流控制電路7的環(huán)路補償點COM相連。

在一個示例實施例中，去耦電路2包括二極管D2，二極管D2的正極與全波整流電路1的正輸出端13相連；二極管D2的負極連接到EMC抑制電路3的輸入端31。

在一個示例實施例中，可控硅匹配電路5包括：電阻器R1、電阻器R2、電阻器R3、電阻器R4、電阻器R5、電容器C2、三極晶體管Q1和場效應管Q2，其中電阻器R5的一端與電容器C2的一端相連組成交流負載電路，電阻器R5的另一端與去耦電路的輸出端22相連，電容器C2的另一端與三極晶體管Q1的發(fā)射極、電阻器R2的一端相連并連接到全波整流電路1的負輸出端14；三極晶體管Q1的基極與電阻器R1的一端相連；三極晶體管Q1的集電極與場效應管Q2的柵極、電阻器R3的一端相連；電阻器R3的另一端連接到供電電路4的電源端VDD；場效應管Q2的源極與電阻器R1的另一端、電阻器R2的另一端、電阻器R4的一端相連；場效應管Q2的漏極與電阻器R4的另一端相連組成可控硅匹配電路5的輸出端53，可控硅匹配電路5的輸出端53連接到環(huán)路補償調整電路6的接地端GND。

在一個示例實施例中，供電電路4包括：電阻器R7、電阻器R9、電阻器R10、電阻器R12、電容器C4、二極管D4和變壓器T1的副繞組， 其中電阻器R7的一端與電阻器R9的一端、電容器C4的一端相連組成供電電路4的電源供應端VCC，供電電路4的電源供應端VCC分別連接到可控硅匹配電路5和高功率因數(shù)原邊反饋恒流控制電路7；所述電阻器R7的另一端連接到EMC抑制電路3的輸出端32；電阻器R9的另一端與二極管D4的負極相連；二極管D4的正極與電阻器R10的一端、變壓器T1的副繞組的T1-0端相連；電阻器R10的另一端與電阻器R12的一端相連并且連接到高功率因數(shù)原邊反饋恒流控制電路7的反饋信號采樣端FB；電阻器R12的另一端與電容器C4的另一端、變壓器T1的副繞組的T1-1端相連組成供電電路4的接地端GND。

在一個示例實施例中，輸出控制電路8包括：電阻器R11、電阻器R13、電容器C6、電容器C7、二極管D6、場效應管Q3和變壓器T1的主繞組，其中電阻器R11的一端與場效應管Q3的柵極相連，電阻器R11的另一端連接到高功率因數(shù)原邊反饋恒流控制電路7的功率場效應管驅動端GATE；電阻器R13的一端與第三場效應管Q3的源極相連組成輸出控制電路8的輸入端83，該輸出控制電路8的輸入端83連接到高功率因數(shù)原邊反饋恒流控制電路7的電流采樣端CS；電阻器R13的另一端與電容器C7的一端相連作為輸出控制電路8的接地端GND；場效應管Q3的漏極與二極管D6的正極、變壓器T1的主繞組的T1-4端相連；二極管D6的負極與電容器C7的另一端、電容器C6的正極相連作為輸出到LED的正輸出端LED+；電容器C6的負極與變壓器T1主繞組的T1-3端相連作為輸出到LED的負輸出端LED-，并且LED的負輸出端LED-連接到EMC抑制電路3的輸出端32。

在一個示例實施例中，EMC抑制電路3包括：電容器C1、電容器C3、電感器L1，其中電容器C1的一端與電感器L1的一端相連，并且連接到去耦電路2的輸出端22；電容器C1的另一端與電容器C3的一端相連作為EMC抑制電路3的接地端GND；電容器C1的另一端與電感器L1的另一端相連作為EMC抑制電路3的輸出端32。

在一個示例實施例中，全波整流電路1包括：整流橋D1、保險器F1和壓敏電阻器RV1，其中保險器F1的一端與整流橋D1的一個交流輸入端、壓敏電阻器RV1的一端相連；保險器F1的另一端連接到輸入交流電 的火線L；壓敏電阻器RV1的另一端與整流橋D1的另一個交流輸入端相連，并連接到輸入交流電的零線N；整流橋D1的正端作為所述全波整流電路1的正輸出端，其負端作為全波整流電路1的負輸出端。

雖然針對特定實施例描述了本發(fā)明，但是本領域技術人員應當理解，在不偏離本發(fā)明的保護范圍的情況下，可以對這些示出的實施例進行修改和改變。