恒流直驅(qū)式led開(kāi)關(guān)電源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種恒流直驅(qū)式LED開(kāi)關(guān)電源，包括整流橋，連接在整流橋正負(fù)極之間的LED串，還包括用于獲取LED串電流信號(hào)的電流采樣電阻、連接在LED之間的NMOS管、連接在NMOS管D、s上的續(xù)流二級(jí)管、由第一NPN管和第一PNP管組成的圖騰柱電路、第一NPN管的偏置電阻、以及第一NPN管和第二NPN管組成的施密特電路。本發(fā)明的開(kāi)關(guān)電源損耗小，可模塊化，芯片化。
【專利說(shuō)明】恒流直驅(qū)式LED開(kāi)關(guān)電源

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及開(kāi)關(guān)電源領(lǐng)域，尤其涉及一種恒流直驅(qū)式LED開(kāi)關(guān)電源。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中LED驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)電源的組成器件中包括開(kāi)關(guān)變壓器、輸出電感等耗費(fèi)功率大的器件，從而使得整個(gè)開(kāi)關(guān)電源的電源效率不高，而且由于包括開(kāi)關(guān)變壓器、輸出電感，使得整個(gè)開(kāi)關(guān)電源整體體積變大，使用不方便。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供以一種電源效率高、而且可以實(shí)現(xiàn)模塊化、芯片化的開(kāi)關(guān)電源。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案:
[0005]一種恒流直驅(qū)式LED開(kāi)關(guān)電源，包括整流橋，連接在整流橋正負(fù)極之間的LED串，包括用于獲取LED串電流信號(hào)的電流采樣電阻、連接在LED之間的NMOS管、連接在NMOS管D、s上的續(xù)流二級(jí)管、由第一 NPN管和第一 PNP管組成的圖騰柱電路、第一 NPN管的偏置電阻、第一 NPN管和第二 NPN管組成的施密特電路；
[0006]所述整流橋堆的正極與偏置電阻的一端連接后與第一 NPN管的集電極連接，偏置電阻的另一端與圖騰柱電路的輸入端連接，圖騰柱電路的輸入端還與第二 NPN管的集電極連接；第二NPN管的基極與第一PNP管的集電極連接后與電流采樣電阻的一端連接，電流采樣電阻的另一端與第二 NPN管的發(fā)射極連接。
[0007]進(jìn)一步地，在整流橋堆的正負(fù)極之間連接有濾波電容。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有LED驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)電源的優(yōu)勢(shì)有:
[0009]第一、本發(fā)明由于在負(fù)載與電源之間僅有工頻整流管以及一個(gè)工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)的NMOs管、電流采樣電阻，因此，理論上的電源效率可達(dá)到0.98以上。
[0010]第二、在保證LED原功能不變的情況下，本發(fā)明NMOS管的驅(qū)動(dòng)電壓、正負(fù)電源由LED自身生成，取代常規(guī)開(kāi)關(guān)電源自舉電路或者NMOS管專用驅(qū)動(dòng)電路，簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)。
[0011]第三、無(wú)輸出電感，本發(fā)明由續(xù)流二極管代替輸出電感，避免了由輸出電感帶來(lái)的磁損耗、電感內(nèi)阻損耗，其續(xù)流效果優(yōu)于輸出電感，而且可以持續(xù)續(xù)流，這是輸出電感做不到的。同時(shí)續(xù)流二極管可以分擔(dān)NMOS管的負(fù)荷，保證電流持續(xù)，輸出波紋更小，同時(shí)降低了NMOS管開(kāi)關(guān)頻率，也就是降低了 NMOS管的開(kāi)關(guān)損耗。
[0012]第四、不再使用開(kāi)關(guān)變壓器，采用直驅(qū)動(dòng)式驅(qū)動(dòng)，同樣沒(méi)有開(kāi)關(guān)變壓器磁損耗以及變壓器內(nèi)阻損耗。
[0013]第五、本發(fā)明恒流工作，在保證NMOS管開(kāi)啟電壓、并且LED串聯(lián)數(shù)量不大于輸入電壓/LEDVF值的前提下，LED串聯(lián)的數(shù)量不受制約。
[0014]第六、由于NMOS管的D、s間懸浮電壓受控于續(xù)流二級(jí)管，因此可以選用同種工藝的低壓低內(nèi)阻NMOS管，其優(yōu)勢(shì)是造價(jià)更低、損耗更低。
[0015]第七、本發(fā)明采用造價(jià)低廉的NMOS管。
[0016]第八、LED燈組、驅(qū)動(dòng)電源合二為一，不占用空間。
[0017]第九、輸出線不再使用常規(guī)方式正負(fù)兩根線，而是由多段功能不同的LED段組成，共有六根輸出引出線，分別是:整流輸出正極、NMOS管漏極、NMOS管源極、采樣電阻高端、采樣電阻低端、整流輸出負(fù)極。
[0018]第十、本發(fā)明電路不同于常規(guī)開(kāi)關(guān)電源，本發(fā)明工作頻率取決于輸入電壓，當(dāng)設(shè)定電流一定時(shí)，輸入電壓越高開(kāi)關(guān)頻率越高，最低可以零工作頻率，減少開(kāi)關(guān)損耗，甚至達(dá)到零開(kāi)關(guān)損耗。
[0019]第十一、本發(fā)明輸出功率正比于電壓，反比于電流。
[0020]第十二、輸入電壓范圍大，交流輸入可在10-440V，其特別之處是NMOS管耐壓并不取決于輸入電壓，也就是對(duì)NMOS管參數(shù)要求更低。其優(yōu)勢(shì)是輸入電壓范圍更大、應(yīng)用范圍更廣。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明恒流直驅(qū)式LED開(kāi)關(guān)電源電路結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明中的附圖，對(duì)本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0023]圖1為本發(fā)明恒流直驅(qū)式LED開(kāi)關(guān)電源電路結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，本發(fā)明提供的恒流直驅(qū)式LED開(kāi)關(guān)電源，包括整流橋10，連接在整流橋10正負(fù)極之間的LED串9、還包括用于獲取LED串9電流信號(hào)的電流采樣電阻7、連接在LED之間的NMOS管1、連接在NMOS管1D、S之間的續(xù)流二級(jí)管8、由第一 NPN管2和第一 PNP管3組成的圖騰柱電路、第一 NPN管2和第二 NPN管5組成的施密特電路、第一 NPN管2的偏置電阻6 ；
[0024]所述整流橋堆的正極與偏置電阻6的一端連接后與第一 NPN管2的集電極連接，偏置電阻6的另一端與圖騰柱電路的輸入端連接，圖騰柱電路的輸入端還與第二 NPN管5的集電極連接；第二 NPN管5的基極與第一 PNP管3的集電極連接后與電流采樣電阻7的一端連接，電流采樣電阻7的另一端與第二 NPN管5的發(fā)射極連接。
[0025]為了減小輸出波紋，本發(fā)明在整流橋堆10的正負(fù)極之間連接有濾波電容4。該濾波電容4與恒流輸出濾波電容共用。
[0026]本發(fā)明的工作原理:如圖1所示，第一 NPN管2和第一 PNP管3組成圖騰柱電路，第一 NPN管2和第二 NPN管5組成施密特電路，偏置電阻6為第一 NPN管2的偏置電阻。開(kāi)啟電源，圖騰柱第一 NPN管2飽和導(dǎo)通為NMOS管I提供了驅(qū)動(dòng)電壓，NMOS管I飽和導(dǎo)通，LED串9構(gòu)成回路得電工作，當(dāng)電流超過(guò)設(shè)定電流值時(shí)，電流采樣電阻7的壓降隨之增大，壓降超過(guò)閥值時(shí)，第二 NPN管5導(dǎo)通、第一 NPN管2截止、第一 PNP管3飽和，此時(shí)，因NMOs管G極電位被圖騰柱電路第一 PNP管3拉低，強(qiáng)行關(guān)閉NMOS管1，同時(shí)NMOS管lD、s間產(chǎn)生較高的懸浮電壓，當(dāng)該懸浮電壓值超過(guò)續(xù)流二極管8的額定電壓時(shí)，續(xù)流二極管8開(kāi)始續(xù)流，由于續(xù)流電流小于設(shè)定電流，因此施密特電路復(fù)位，第一 NPN管2再次飽和，周而復(fù)始，電流便控制在設(shè)定范圍內(nèi)。
[0027]本發(fā)明與現(xiàn)有LED驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)電源的優(yōu)勢(shì)有:
[0028]第一、本發(fā)明由于在負(fù)載與電源之間僅有工頻整流管以及一個(gè)工作在，開(kāi)關(guān)狀態(tài)的NMOS管、電流采樣電阻，因此，理論上的電源效率可達(dá)到0.98以上。
[0029]第二、在保證LED原功能不變的情況下，本發(fā)明NMOS管的驅(qū)動(dòng)電壓、正負(fù)電源由LED自身生成，取代常規(guī)開(kāi)關(guān)電源自舉電路或者NMOS管專用驅(qū)動(dòng)電路，簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)。
[0030]第三、無(wú)輸出電感，本發(fā)明由續(xù)流二極管代替輸出電感，避免了由輸出電感帶來(lái)的磁損耗、電感內(nèi)阻損耗，其續(xù)流效果優(yōu)于輸出電感，而且可以持續(xù)續(xù)流，這是輸出電感做不到的。同時(shí)續(xù)流二極管可以分擔(dān)NMOS管的負(fù)荷，保證電流持續(xù)，輸出波紋更小，同時(shí)降低了NMOS管開(kāi)關(guān)頻率，也就是降低了 NMOS管的開(kāi)關(guān)損耗。
[0031]第四、不再使用開(kāi)關(guān)變壓器，采用直驅(qū)動(dòng)式驅(qū)動(dòng)，同樣沒(méi)有開(kāi)關(guān)變壓器磁損耗以及變壓器內(nèi)阻損耗。
[0032]第五、本發(fā)明恒流工作，在保證NMOS管開(kāi)啟電壓、并且LED串聯(lián)數(shù)量不大于輸入電壓/LEDVF值的前提下，LED串聯(lián)的數(shù)量不受制約。
[0033]第六、由于NMOS管的D、s間懸浮電壓受控于續(xù)流二級(jí)管，因此可以選用同種工藝的低壓低內(nèi)阻NMOS管，其優(yōu)勢(shì)是造價(jià)更低、損耗更低。
[0034]第七、本發(fā)明采用造價(jià)低廉的NMOS管。
[0035]第八、LED燈組、驅(qū)動(dòng)電源合二為一，不占用空間。
[0036]第九、輸出線不再使用常規(guī)方式正負(fù)兩根線，而是由多段功能不同的LED段組成，共有六根輸出引出線，分別是:整流輸出正極、NMOS管D、NMOS管S、采樣電阻高端、采樣電阻低端、整流輸出負(fù)極。
[0037]第十、本發(fā)明電路不同于常規(guī)開(kāi)關(guān)電源，本發(fā)明工作頻率取決于輸入電壓，當(dāng)設(shè)定電流一定時(shí)，輸入電壓越高開(kāi)關(guān)頻率越高，最低可以零工作頻率，減少開(kāi)關(guān)損耗，甚至達(dá)到零開(kāi)關(guān)損耗。
[0038]第十一、本發(fā)明輸出功率正比于電壓，反比于電流。
[0039]第十二、輸入電壓范圍大，交流輸入可在10-440V，其特別之處是NMOs管耐壓并不取決于輸入電壓，也就是對(duì)NMOs管參數(shù)要求更低。其優(yōu)勢(shì)是輸入電壓范圍更大、應(yīng)用范圍更廣。
[0040]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種恒流直驅(qū)式LED開(kāi)關(guān)電源，包括整流橋(10)，連接在整流橋(10)正負(fù)極之間的LED串(9)，其特征在于，包括用于獲取LED串(9)電流信號(hào)的電流采樣電阻(7)、連接在LED之間的NMOS管(I)、連接在NMOs管(l)D、s上的續(xù)流二級(jí)管⑶、由第一 NPN管⑵和第一 PNP管⑶組成的圖騰柱電路、第一 NPN管⑵的偏置電阻(6)、第一 NPN管⑵和第二 NPN管(5)組成的施密特電路； 所述整流橋堆(10)的正極與偏置電阻(6)的一端連接后與第一NPN管(2)的集電極連接，偏置電阻(6)的另一端與圖騰柱電路的輸入端連接，圖騰柱電路的輸入端還與第二 NPN管(5)的集電極連接；第二 NPN管(5)的基極與第一 PNP管(3)的集電極連接后與電流采樣電阻(7)的一端連接，電流采樣電阻(7)的另一端與第二 NPN管(5)的發(fā)射極連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒流直驅(qū)式LED開(kāi)關(guān)電源，其特征在于，在整流橋堆(10)的正負(fù)極之間連接有濾波電容(4)。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK104518691SQ201310445975
【公開(kāi)日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】曲日 申請(qǐng)人:青島芯美電源科技有限公司