專利名稱：匹配電子變壓器的led電源電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及屬于新型的電光源應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及一種脈沖驅(qū)動(dòng)式LED照明電路。
背景技術(shù)：
LED燈具作為傳統(tǒng)鹵素?zé)艟叩奶娲庠?，為了簡化安裝、節(jié)省成本，在進(jìn)行替換時(shí)， 原有的照明線路及電子變壓器不會(huì)進(jìn)行更換。而原有的電子變壓器是專為鹵素?zé)舳O(shè)計(jì)， 電子變壓器設(shè)計(jì)有欠功率保護(hù)及過功率保護(hù)，即當(dāng)負(fù)載功率過低時(shí)，電子變壓器會(huì)關(guān)斷輸出，當(dāng)負(fù)載功率過高時(shí)，電子變壓器也會(huì)關(guān)斷輸出，只有當(dāng)負(fù)載功率保持在一定的范圍內(nèi)電子變壓器才能正常工作并輸出。如圖1，是一種使用最多的LED恒流驅(qū)動(dòng)電路。當(dāng)輸入接AC ( DC)電源時(shí)，通過Dl 進(jìn)行整流、Cl進(jìn)行濾波，然后由降壓恒流IC給LED提供恒定的工作電流。圖1最大的缺點(diǎn)就是，輸入電壓經(jīng)整流濾波后，其Cl上的電壓如果低于Vled+Vmos+Vic+VRs時(shí)，LED亮度低于正常值，甚至完全不亮。其中Vled為LED燈串正向壓降；Vmos為MOS管導(dǎo)通壓降；Vic為 IC恒流臨界電壓；VRs為檢測電阻壓降。以上電路當(dāng)輸入DC或AC (50Hz)時(shí)，輸入電壓低時(shí)，僅僅是LED燈亮度減少，用戶勉強(qiáng)可以接受。但當(dāng)輸入是電子變壓器時(shí)，因?yàn)殡娮幼儔浩髟诿看握袷帟r(shí)，都會(huì)對(duì)Cl進(jìn)行充電，一種情況是當(dāng)Va電壓很低時(shí)，充電電流會(huì)很大，電子變壓器可能會(huì)檢測出過電流，從而進(jìn)行保護(hù)，停止輸出電壓；一種情況是當(dāng)Va電壓較高而且負(fù)載比較輕(負(fù)載功率比較小) 時(shí)，充電電流會(huì)很小，電子變壓器會(huì)檢測出功率過小，也會(huì)進(jìn)行保護(hù)，停止輸出電壓；另一種情況是，電子變壓器給Cl充電至電子變壓器輸出電壓時(shí)，電子變壓器的輸出電流很少從而進(jìn)行欠功率保護(hù)，停止輸出電壓，但負(fù)載工作一定時(shí)間后，Va開始下降，電子變壓器又可以進(jìn)行充電，Cl充滿后電子變壓器又停止工作，這樣，Cl上除了 IOOHz的工頻紋波外另外還疊加一個(gè)低頻的紋波，單一的IOOHz紋波人眼很難識(shí)別，但當(dāng)疊加另一個(gè)低頻紋波后，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的很低頻率的紋波，這樣，人眼就能感覺出LED燈在閃爍。當(dāng)然，因?yàn)槊總€(gè)電子變壓器的欠功率保護(hù)點(diǎn)、過功率保護(hù)點(diǎn)、檢測的延時(shí)時(shí)間都盡不相同，這樣，就會(huì)導(dǎo)致以上電路的LED燈匹配不同型號(hào)電子變壓器時(shí)，有的會(huì)閃爍，有的不會(huì)閃爍；有的閃得很利害，有的閃爍不明顯。因?yàn)樵骷牧闵⒄`差，就算同一批電子變壓器、同一批LED燈也會(huì)有個(gè)別不同的結(jié)果。圖2中，是一種性能較好的LED燈恒流電路。相比圖1，同樣有因欠功率或過功率導(dǎo)致的不能點(diǎn)亮LED燈。但因?yàn)殡娐肥褂蒙祲航Y(jié)構(gòu)，當(dāng)Cl電壓(Va)高于Vled+Vmos +VRs 時(shí)，電路工作于降壓模式，可以保證供給LED恒定的電流，當(dāng)Cl電壓(Va)低于Vled+Vmos +VRs時(shí)，電路工作于升壓模式，也可以保證供給LED恒定的電流。不過當(dāng)Cl上的紋波過大時(shí)，即最低電壓不夠電路供給LED恒定電流時(shí)，LED亮度也會(huì)下降甚至不亮，這樣LED燈也會(huì)閃爍，只是這種現(xiàn)象出現(xiàn)的機(jī)率比圖1電路少得多。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供了一種匹配電子變壓器的LED電源電路。本發(fā)明提供了一種匹配電子變壓器的LED電源電路，包括電源和LED，還包括依次連接的整流濾波電路，升壓電路和降壓恒流電路，其中，
整流濾波電路，其與電源連接，用于對(duì)電源的輸入信號(hào)進(jìn)行整流和濾波； 升壓電路，其包括依次連接的第一電感，第一二極管，第二電容，還包括升壓控制電路， 所述升壓控制電路一端接在第一電感，第一二極管之間，另一端接地； 降壓恒流電路，其連接在第二電容的正極和LED之間。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述LED為多個(gè)并聯(lián)的、或者先串聯(lián)后并聯(lián)的多組正向?qū)▔航狄恢禄蛘卟灰恢碌腖ED。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述升壓控制電路，其包括第一 MOS管，第一脈寬控制電路，第一電阻，第二電阻，所述第一 MOS管與第一電感串聯(lián)，第一 MOS管的柵極與第一脈寬控制電路的輸出端連接，所述第一二極管、第一電阻、第二電阻依次串聯(lián)，第一脈寬控制電路的輸入端連接在第一電阻和第二電阻之間，第一 MOS管的源極、第二電容、第二電阻接地。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述降壓恒流電路，其包括第二二極管，第三電阻，第二脈寬控制電路，第二電感，第二 MOS管，第三電阻、LED、第二電感三者串聯(lián)后與第二二極管并聯(lián)，然后與第二 MOS管連接后接地，第二脈寬控制電路的輸入端并聯(lián)在第三電阻上，輸出端與第二 MOS管的柵極連接。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述整流濾波電路，包括整流橋和濾波電容。本發(fā)明的一種匹配電子變壓器的LED電源電路能匹配各種電子變壓器，工作電壓范圍寬，功率因素高。因?yàn)榧尤肓松龎弘娐纷鳛榫彌_，不管電子變壓器工作連續(xù)與否，升壓電路均能將第一電容Cl上的電壓升至一定范圍，這樣，就算Cl上的紋波很大，但是第二電容C2上的電壓始終在一定的范圍內(nèi)波動(dòng)，而且最小電壓高于Vled+Vmos+Vic+VRs，這樣，LED電流始終保持在設(shè)計(jì)的范圍內(nèi)，不會(huì)隨Cl的電壓波動(dòng)而閃爍。即很好的解決了 LED恒流驅(qū)動(dòng)電路與電子變壓器的匹配問題。升壓控制電路對(duì)Cl上的電壓進(jìn)行升壓，只要升壓電路的功率足夠，圖3中的Vc的電壓比Vd的電壓差距足夠大，其輸入電源的范圍就可以很低。經(jīng)測試，某些電子變壓器驅(qū)動(dòng)下，當(dāng)230V電子變壓器輸入AC150V時(shí)，LED電流仍恒定在正常范圍內(nèi)。在每半個(gè)正弦波周期，當(dāng)圖3中的Va小于電子變壓器輸出電壓時(shí)，電子變壓器給 Cl充電，當(dāng)Va等于或大于電子變壓器輸出電壓時(shí)，電子變壓器停止給Cl充電，Va電壓波形始終接近于電子變壓器輸入電壓波形，功率因素很高。經(jīng)測試，絕大部份電子變壓器供電時(shí)功率因素大于0. 8，少數(shù)的能做到0. 86以上，以前的普通LED驅(qū)動(dòng)電路功率因素小于0. 6， 有的甚至僅0. 45。當(dāng)輸入是士 10%的12VDC或者12V/AC50Hz的電源時(shí)，因其電源供給是連續(xù)的，升壓電路始終能將Va電壓升至高于Vled+Vmos+Vic+VRs的電壓，所以此新型電路同樣能很好
的工作。。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中普通降壓恒流電路； 圖2是現(xiàn)有技術(shù)中普通升降壓恒流電路； 圖3是本發(fā)明的LED恒流驅(qū)動(dòng)電路； 圖4是本發(fā)明的LED恒流驅(qū)動(dòng)具體電路； 圖5是圖3中Va波形； 圖6是圖3中Vb波形1; 圖7是圖3中Vb波形2; 圖8是圖3中Vc波形； 圖9是圖3中Vd波形； 圖10是圖3中ILED波形； 圖11是圖3中Va和Iled對(duì)比波形； 圖12是圖2現(xiàn)有技術(shù)中普通升降壓恒流具體電路。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合

及具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。如圖3所示，恒流驅(qū)動(dòng)電路由三部分組成，第一部份為整流濾波電路，第二部份為升壓電路，第三部份為降壓恒流電路。其中，
整流濾波電路3，其與電源1連接，用于對(duì)電源的輸入信號(hào)進(jìn)行整流和濾波； 升壓電路4，其包括依次連接的第一電感6，第一二極管7，第二電容9，還包括升壓控制電路10，所述升壓控制電路10—端接在第一電感6，第一二極管7之間，另一端接地； 降壓恒流電路5，其連接在第二電容9的正極和LED2之間。所述LED為多個(gè)并聯(lián)的、或者先串聯(lián)后并聯(lián)的多組正向?qū)▔航狄恢禄蛘卟灰恢碌?LED。第一部份整流濾波電路由整流橋Dl和濾波電容Cl組成，輸入的交流信號(hào)經(jīng)由Dl后變成直流脈沖信號(hào)，Cl的主要作用是濾除高頻紋波，對(duì)于IOOHz的直流脈沖濾波效果比較差。第二部份電路是將Cl上的電壓(后面用Va表示)升壓到遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于 Vled+Vmos+Vic+VRs。第三部份電路是將升壓后的電壓Vc變成LED需要的恒定電流。具體工作原理如下(以電子變壓器帶5WLED燈為例說明)
電子變壓器通電開始振蕩工作，其輸出端經(jīng)Dl進(jìn)行整流，輸出直流脈沖電平，經(jīng)由Cl 后進(jìn)行濾波，因?yàn)镃l容量僅150uF，相比于后級(jí)負(fù)載其容量很少，所以充電電流不足夠使電子變壓器進(jìn)行過功率保護(hù)，而且Cl上的電壓波形接近于電網(wǎng)電壓波形，如圖5。Va電壓正常時(shí)為IlV左右的脈沖電壓，經(jīng)過升壓電路后，將原接近工頻的脈沖電壓升壓至20V以上的脈沖電壓，因?yàn)?W3LED的Vled值僅9. 6V左右，在Va波谷時(shí)，C2上儲(chǔ)存的電量足夠維持后級(jí)電路工作5mS以上，所以盡管Va波形紋波很大，經(jīng)升壓后的Vc電壓仍能有效保證后級(jí)降壓恒流電路輸出恒定的電流。如圖6 圖11所示，電路工作正常，LED電路始終恒定在 430mA。升壓控制電路采用工作電壓較低的IC，保證Va電壓很低時(shí)，升壓電路仍能正常工作，可以很大程度增加電路的功率因素。如圖4所示，所述升壓控制電路10，其包括第一 MOS管101，第一脈寬控制電路102，第一電阻103，第二電阻104，所述第一 MOS管101與第一電感6串聯(lián)，第一 MOS管101 的柵極與第一脈寬控制電路102的輸出端連接，所述第一二極管7、第一電阻103、第二電阻 104依次串聯(lián)，第一脈寬控制電路102的輸入端連接在第一電阻103和第二電阻104之間， 第一 MOS管101的源極、第二電容9、第二電阻104接地；
所述降壓恒流電路5，其包括第二二極管105，第三電阻106，第二脈寬控制電路107，第二電感108，第二 MOS管109，第三電阻106、LED2、第二電感108三者串聯(lián)后與第二二極管 105并聯(lián)，然后與第二 MOS管109連接后接地，第二脈寬控制電路107的輸入端并聯(lián)在第三電阻106上，輸出端與第二 MOS管109的柵極連接； 所述整流濾波電路3，包括整流橋和濾波電容。圖4中的電路，其工作原理如下
輸入電源經(jīng)Dl整流、Cl濾波，變成直流電源。升壓電路工作原理如圖中間虛框內(nèi)所示，脈寬控制電路輸出高低變化的方波，當(dāng)輸出高電平時(shí)，第一 MOS管101導(dǎo)通，電流流經(jīng)Li、Q2，電流流經(jīng)Ll的同時(shí)，Ll將電能轉(zhuǎn)換為磁并貯存于Ll上，當(dāng)控制電路輸出低電平時(shí)，Q2關(guān)斷，貯存于Ll上的磁能量轉(zhuǎn)換為電能， 并通過D2對(duì)電容C2充電。當(dāng)C2的電壓偏高時(shí)，控制電路減少脈寬寬度，當(dāng)C2的電壓偏小時(shí)，控制電路增加脈寬寬度，這樣，始終控制C2的電壓值在一定的范圍。降壓恒流電路工作原理剛開機(jī)時(shí)，R4流過的電流為0，脈寬控制電路(之后簡稱 “控制電路”)輸出高電平，Q3導(dǎo)通，電流流經(jīng)R4、D7、L3、Q3，由于電感L3的接入，其電流不能突變，電流由零逐漸增加，當(dāng)電流增加到控制電路檢測的上限值時(shí)，控制電路輸出低電平， Q3關(guān)斷，L3由D3、R4、D7進(jìn)行放電，控制電路同時(shí)檢測流經(jīng)R4的電流，當(dāng)電流減少到控制電路檢測的下限值時(shí)，控制電路輸出高電平，Q3重新導(dǎo)通……，通過Q3的不斷開關(guān)，保證R4 的電流始終維持在一個(gè)固定的值。因?yàn)镽4和D7是串連，所以D7的電流也始終維持在一個(gè)值。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種匹配電子變壓器的LED電源電路，包括電源(1)和LEDQ)，其特征在于還包括依次連接的整流濾波電路(3)，升壓電路(4)和降壓恒流電路(5)，其中，整流濾波電路(3)，其與電源(1)連接，用于對(duì)電源的輸入信號(hào)進(jìn)行整流和濾波；升壓電路G)，其包括依次連接的第一電感(6)，第一二極管(7)，第二電容(9)，還包括升壓控制電路(10)，所述升壓控制電路(10) —端接在第一電感(6)，第一二極管(7)之間， 另一端接地；降壓恒流電路(5)，其連接在第二電容(9)的正極和LED(2)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的匹配電子變壓器的LED電源電路，其特征在于所述LED為多個(gè)并聯(lián)的、或者先串聯(lián)后并聯(lián)的多組正向?qū)▔航狄恢禄蛘卟灰恢碌腖ED。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的匹配電子變壓器的LED電源電路，其特征在于所述升壓控制電路(10)，其包括第一 MOS管(101)，第一脈寬控制電路(102)，第一電阻(103)，第二電阻(104)，所述第一 MOS管(101)與第一電感(6)串聯(lián)，第一 MOS管(101)的柵極與第一脈寬控制電路(102)的輸出端連接，所述第一二極管(7)、第一電阻(103)、第二電阻(104)依次串聯(lián)，第一脈寬控制電路(102)的輸入端連接在第一電阻(10 和第二電阻(104)之間， 第一 MOS管(101)的源極、第二電容(9)、第二電阻(104)接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的匹配電子變壓器的LED電源電路，其特征在于所述降壓恒流電路(5)，其包括第二二極管(105)，第三電阻(106)，第二脈寬控制電路(107)，第二電感 (108)，第二 MOS管(109)，第三電阻(106)、LEDQ)、第二電感(108)三者串聯(lián)后與第二二極管(105)并聯(lián)，然后與第二MOS管(109)連接后接地，第二脈寬控制電路(107)的輸入端并聯(lián)在第三電阻(106)上，輸出端與第二 MOS管(109)的柵極連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的匹配電子變壓器的LED電源電路，其特征在于所述整流濾波電路(3)，包括整流橋和濾波電容。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種匹配電子變壓器的LED電源電路，包括電源和LED，還包括依次連接的整流濾波電路，升壓電路和降壓恒流電路，其中，整流濾波電路，其與電源連接，用于對(duì)電源的輸入信號(hào)進(jìn)行整流和濾波；升壓電路，其包括依次連接的第一電感，第一二極管，第二電容，還包括升壓控制電路，所述升壓控制電路一端接在第一電感，第一二極管之間，另一端接地；降壓恒流電路，其連接在第二電容的正極和LED之間。本發(fā)明的一種匹配電子變壓器的LED電源電路能匹配各種電子變壓器，工作電壓范圍寬，功率因素高。
文檔編號(hào)H05B37/02GK102469668SQ20111011411
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月4日
發(fā)明者劉單 申請(qǐng)人:深圳市金流明光電技術(shù)有限公司