一種無(wú)頻閃非隔離型led恒流驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無(wú)頻閃非隔離型LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，包括：一交流源、一整流橋、一電容和兩個(gè)恒流驅(qū)動(dòng)單元；其中，整流橋的交流側(cè)與交流源連接，直流側(cè)正端與LED的陽(yáng)極、電容的一端以及兩個(gè)恒流驅(qū)動(dòng)單元的電源端相連，直流側(cè)負(fù)端接地；LED的陰極與第一恒流驅(qū)動(dòng)單元的輸入端相連，第一恒流驅(qū)動(dòng)單元的輸出端與電容的另一端和第二恒流驅(qū)動(dòng)單元的輸入端相連，第二恒流驅(qū)動(dòng)單元的輸出端接地。本發(fā)明LED恒流驅(qū)動(dòng)電路通過(guò)控制AC輸入源對(duì)電容的充電電流恒定，使得電路在實(shí)現(xiàn)LED負(fù)載無(wú)頻閃的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)80％以上的功率因數(shù)，從而達(dá)到產(chǎn)品認(rèn)證要求。
【專利說(shuō)明】-種無(wú)頻閃非隔離型LED恒流驅(qū)動(dòng)電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于LED恒流驅(qū)動(dòng)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種無(wú)頻閃非隔離型LED恒流驅(qū)動(dòng) 電路。

【背景技術(shù)】
[0002] LED(Light Emitting Diode,發(fā)光二極管）是典型的電流型器件，其理想的供電方 式是恒流供電，對(duì)工作電流的穩(wěn)定性要求很高。非隔離型線性恒流LED驅(qū)動(dòng)電路憑借其簡(jiǎn) 潔的外圍電路和簡(jiǎn)單的控制方法，受到市場(chǎng)的青睞。該恒流驅(qū)動(dòng)電路輸出的平均電流穩(wěn)定， 但有周期電流，存在頻閃問(wèn)題：在工頻周期內(nèi)，當(dāng)輸入電壓過(guò)低時(shí)，LED負(fù)載會(huì)在一段時(shí)間 內(nèi)處于熄滅狀態(tài)，這會(huì)導(dǎo)致LED的光輸出含有100Hz的頻閃。該頻率下的光頻閃不但會(huì)造 成人的視覺(jué)神經(jīng)疲勞，危害人體健康，也會(huì)影響到LED的發(fā)光效率和色彩，縮短LED的使用 壽命。
[0003] 現(xiàn)有的無(wú)頻閃的非隔離型LED恒流驅(qū)動(dòng)電路（如SM2082C)的簡(jiǎn)單示意圖如圖1 所不，包括一 AC輸入源，一整流橋，一 LED負(fù)載，一電容C1和一恒流驅(qū)動(dòng)單兀11 ;其中，LED 負(fù)載的正端連接電容Cl和恒流驅(qū)動(dòng)單元11的a端，電容Cl的另一端接地，LED負(fù)載的負(fù) 端連接恒流驅(qū)動(dòng)單元11的b端，恒流驅(qū)動(dòng)單元的c端接地。
[0004] 上述恒流驅(qū)動(dòng)電路的工作典型波形圖如圖2所示，恒流驅(qū)動(dòng)單元11控制流過(guò)LED 負(fù)載的電流恒定，該電流值等于Vref 1/R1。在&時(shí)刻，AC電流源對(duì)系統(tǒng)供電；在t2時(shí)刻，AC 電流源停止對(duì)系統(tǒng)供電。該恒流驅(qū)動(dòng)電路的輸出電流恒定，但是PF(功率因數(shù)）只有40% 左右，達(dá)不到產(chǎn)品認(rèn)證要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種無(wú)頻閃非隔離型LED恒 流驅(qū)動(dòng)電路，使得系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)LED負(fù)載無(wú)頻閃的同時(shí)，可以達(dá)到較高的功率因數(shù)。
[0006] -種無(wú)頻閃非隔離型LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，包括：一交流源、一整流橋、一電容和兩 個(gè)恒流驅(qū)動(dòng)單元；其中：
[0007] 整流橋的交流側(cè)與交流源連接，直流側(cè)正端與LED的陽(yáng)極、電容的一端以及兩個(gè) 恒流驅(qū)動(dòng)單元的電源端相連，直流側(cè)負(fù)端接地；LED的陰極與第一恒流驅(qū)動(dòng)單元的輸入端 相連，第一恒流驅(qū)動(dòng)單元的輸出端與電容的另一端和第二恒流驅(qū)動(dòng)單元的輸入端相連，第 二恒流驅(qū)動(dòng)單元的輸出端接地。
[0008] 所述的恒流驅(qū)動(dòng)單元包括供電模塊和恒流模塊；所述的供電模塊用于為恒流模塊 供電，所述的恒流模塊用于產(chǎn)生恒定的電流。
[0009] 所述的供電模塊通過(guò)電源端對(duì)整流橋輸出的直流電壓進(jìn)行分壓后為恒流模塊供 電。
[0010] 所述的恒流模塊包括一運(yùn)算放大器、一 NM0S管和一電阻；運(yùn)算放大器的正相輸入 端接給定的參考電壓，反相輸入端與NM0S管的源極和電阻的一端相連，輸出端與NM0S管的 柵極相連；NMOS管的漏極為恒流驅(qū)動(dòng)單元的輸入端，電阻的另一端為恒流驅(qū)動(dòng)單元的輸出 端。
[0011] 所述的第一恒流驅(qū)動(dòng)單元用于控制流過(guò)LED的電流恒定，該電流大小為Vrefl/ R1，所述的第二恒流驅(qū)動(dòng)單元用于控制交流源通過(guò)整流橋輸出的電流恒定，該電流大小為 Vref2/R2,進(jìn)而控制交流源通過(guò)整流橋?qū)﹄娙莩潆姇r(shí)的電流恒定，該電流大小為（Vref2/ R2) - (Vref 1/R1);其中，Vref 1和Vref2分別為第一恒流驅(qū)動(dòng)單元和第二恒流驅(qū)動(dòng)單元中恒 流模塊所接收的參考電壓，R1和R2分別為第一恒流驅(qū)動(dòng)單元和第二恒流驅(qū)動(dòng)單元中恒流 模塊內(nèi)電阻的阻值。
[0012] 與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明LED恒流驅(qū)動(dòng)電路通過(guò)控制AC輸入源對(duì)電容的充電電 流恒定，使得電路在實(shí)現(xiàn)LED負(fù)載無(wú)頻閃的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)80%以上的功率因數(shù)，從而達(dá)到 產(chǎn)品認(rèn)證要求。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1為現(xiàn)有無(wú)頻閃非隔離型LED恒流驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014] 圖2為現(xiàn)有無(wú)頻閃非隔離型LED恒流驅(qū)動(dòng)電路的工作波形示意圖。
[0015] 圖3為本發(fā)明LED恒流驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 圖4為第一恒流驅(qū)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 圖5為第二恒流驅(qū)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 圖6為本發(fā)明LED恒流驅(qū)動(dòng)電路的工作波形示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 為了更為具體地描述本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案 進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0020] -種無(wú)頻閃非隔離型LED恒流驅(qū)動(dòng)電路如圖3所示，包括：AC輸入源，整流橋DB， 電容C1，恒流驅(qū)動(dòng)單元11，恒流驅(qū)動(dòng)單元12和LED負(fù)載（由多個(gè)LED串聯(lián)組成）。其中：AC 輸入源的兩端連接整流橋DB的交流側(cè)；整流橋DB的直流側(cè)正極連接LED負(fù)載的陽(yáng)極，電容 C1的正端，恒流驅(qū)動(dòng)單元11的a端和恒流驅(qū)動(dòng)單元12的a端；LED負(fù)載的陰極連接恒流驅(qū) 動(dòng)單元11的b端；恒流驅(qū)動(dòng)單元11的c端連接電容C1的負(fù)端和恒流驅(qū)動(dòng)單元12的b端； 恒流驅(qū)動(dòng)單元12的c端接地。
[0021] 如圖4所示，恒流驅(qū)動(dòng)單元11包括：
[0022] 供電模塊31，用于恒流驅(qū)動(dòng)單元11內(nèi)部子模塊的供電；
[0023] 恒流模塊21，用于產(chǎn)生恒定電流。
[0024] 供電模塊31連接恒流驅(qū)動(dòng)單元11的a端，使用a端的輸入能量對(duì)恒流驅(qū)動(dòng)單元 11進(jìn)行供電。供電模塊31的結(jié)構(gòu)和工作原理比較常規(guī)，這里不再贅述。
[0025] 恒流模塊21包括運(yùn)放0PA1，功率管M1，電阻R1，電壓基準(zhǔn)Vref 1 ;其中：0PA1的正 輸入端連接電壓基準(zhǔn)Vref 1 ;電壓基準(zhǔn)Vref 1是相對(duì)于恒流驅(qū)動(dòng)單元11的c端的電壓基準(zhǔn)； 0PA1的負(fù)端連接電阻R1的上端和功率管Ml的源端；0PA1的輸出端連接功率管Ml的柵端； 功率管Ml的漏端連接恒流驅(qū)動(dòng)單元11的b端；功率管Ml的源端連接電阻R1的上端；電阻 R1的另一端連接恒流驅(qū)動(dòng)單元11的c端。恒流模塊21通過(guò)0PA1的箝位作用，通過(guò)控制功 率管Ml的柵極電壓將電阻R1上端的電壓箝位在Vrefl :當(dāng)電阻R1上端的電壓比Vrefl高 時(shí)，0PA1的輸出減小，即功率管Ml的柵極電壓減小，使得功率管Ml的驅(qū)動(dòng)能力變?nèi)酰娮?R1上端的電壓下降；當(dāng)電阻R1上端的電壓比Vrefl低時(shí)，0PA1的輸出增大，即功率管Ml的 柵極電壓增大，使得功率管Ml的驅(qū)動(dòng)能力變強(qiáng)，電阻R1上端的電壓上升。
[0026] 如圖5所示，恒流驅(qū)動(dòng)單元12包括：
[0027] 供電模塊32,用于恒流驅(qū)動(dòng)單元12內(nèi)部子模塊的供電；
[0028] 恒流模塊22,用于產(chǎn)生恒定電流。
[0029] 供電模塊32連接恒流驅(qū)動(dòng)單元12的a端，使用a端的輸入能量對(duì)恒流驅(qū)動(dòng)單元 12進(jìn)行供電。供電模塊32的結(jié)構(gòu)和工作原理比較常規(guī)，這里不再贅述。
[0030] 恒流模塊22包括運(yùn)放0PA2,功率管M2,電阻R2,電壓基準(zhǔn)Vref2 ;其中：0PA2的正 輸入端連接電壓基準(zhǔn)Vref2 ;電壓基準(zhǔn)Vref2是相對(duì)于恒流驅(qū)動(dòng)單元12的c端的電壓基準(zhǔn)； 0PA2的負(fù)端連接電阻R2的上端和功率管M2的源端；0PA2的輸出端連接功率管M2的柵端； 功率管M2的漏端連接恒流驅(qū)動(dòng)單元12的b端；功率管M2的源端連接電阻R2的上端；電阻 R2的另一端連接恒流驅(qū)動(dòng)單元12的c端。恒流模塊22通過(guò)0PA2的箝位作用，通過(guò)控制功 率管M2的柵極電壓將電阻R2上端的電壓箝位在Vref2 :當(dāng)電阻R2上端的電壓比Vref2高 時(shí)，0PA2的輸出減小，即功率管M2的柵極電壓減小，使得功率管M2的驅(qū)動(dòng)能力變?nèi)?，電?R2上端的電壓下降；當(dāng)電阻R2上端的電壓比Vref2低時(shí)，0PA2的輸出增大，即功率管Ml的 柵極電壓增大，使得功率管M2的驅(qū)動(dòng)能力變強(qiáng)，電阻R2上端的電壓上升。
[0031] 恒流驅(qū)動(dòng)單元11用于控制流過(guò)LED負(fù)載的電流恒定，電流大小為Vrefl/Rl。
[0032] 恒流驅(qū)動(dòng)單元12用于控制AC輸入源對(duì)系統(tǒng)供電時(shí)的電流恒定，電流大小為 Vref2/R2。進(jìn)而恒流驅(qū)動(dòng)單元12還控制AC輸入源對(duì)電容C1充電時(shí)的電流恒定，電流大小 為（Vref2/R2)-(Vrefl/Rl)。
[0033] 圖6為本實(shí)施方式電路的工作典型波形圖。在整個(gè)周期內(nèi)恒流驅(qū)動(dòng)單元11持續(xù)工 作，控制流過(guò)LED負(fù)載的電流恒定，該電流值等于Vrefl/Rl。在tl時(shí)刻，AC輸入源VAC大 于電容電壓Vc，此時(shí)AC輸入源對(duì)系統(tǒng)供電，恒流驅(qū)動(dòng)單兀12開始工作，控制AC輸入源的輸 出電流恒定，該電流值等于Vref2/R2 ;由于LED負(fù)載流過(guò)Vref 1/R1的電流，因此恒流驅(qū)動(dòng) 單元12控制了 AC輸入源對(duì)電容C1的充電電流恒定，該電流值為（Vref2/R2) - (Vref 1/R1)， 因此電容電壓線性上升；在t2時(shí)刻，電容電壓Vc等于AC輸入源的電壓VAC，AC輸入源停止 對(duì)系統(tǒng)供電，只有恒流驅(qū)動(dòng)單元11工作，控制流過(guò)LED的電流恒定，該電流值等于Vrefl/ R1，此時(shí)只有電容Cl對(duì)LED負(fù)載供電，因此電容電壓線性下降。直到t3時(shí)刻，系統(tǒng)重復(fù)上 述步驟。
[0034] 本實(shí)施方式LED恒流驅(qū)動(dòng)電路通過(guò)控制AC輸入源對(duì)電容C1的充電電流恒定，使 得電路在實(shí)現(xiàn)LED負(fù)載無(wú)頻閃的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)80%以上的功率因數(shù)，從而達(dá)到產(chǎn)品認(rèn)證 要求。
[0035] 以上所示僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種無(wú)頻閃非隔離型LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于：包括一交流源、一整流橋、一 電容和兩個(gè)恒流驅(qū)動(dòng)單元；其中： 整流橋的交流側(cè)與交流源連接，直流側(cè)正端與LED的陽(yáng)極、電容的一端以及兩個(gè)恒流 驅(qū)動(dòng)單元的電源端相連，直流側(cè)負(fù)端接地；LED的陰極與第一恒流驅(qū)動(dòng)單元的輸入端相連， 第一恒流驅(qū)動(dòng)單元的輸出端與電容的另一端和第二恒流驅(qū)動(dòng)單元的輸入端相連，第二恒流 驅(qū)動(dòng)單元的輸出端接地。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)頻閃非隔離型LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于：所述的恒 流驅(qū)動(dòng)單元包括供電模塊和恒流模塊；所述的供電模塊用于為恒流模塊供電，所述的恒流 模塊用于產(chǎn)生恒定的電流。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)頻閃非隔離型LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于：所述的供 電模塊通過(guò)電源端對(duì)整流橋輸出的直流電壓進(jìn)行分壓后為恒流模塊供電。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)頻閃非隔離型LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于：所述的恒 流模塊包括一運(yùn)算放大器、一 NMOS管和一電阻；運(yùn)算放大器的正相輸入端接給定的參考電 壓，反相輸入端與NMOS管的源極和電阻的一端相連，輸出端與NMOS管的柵極相連；NMOS管 的漏極為恒流驅(qū)動(dòng)單元的輸入端，電阻的另一端為恒流驅(qū)動(dòng)單元的輸出端。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)頻閃非隔離型LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于：所述的第 一恒流驅(qū)動(dòng)單元用于控制流過(guò)LED的電流恒定，該電流大小為Vrefl/Rl，所述的第二恒流 驅(qū)動(dòng)單元用于控制交流源通過(guò)整流橋輸出的電流恒定，該電流大小為Vref2/R2,進(jìn)而控制 交流源通過(guò)整流橋?qū)﹄娙莩潆姇r(shí)的電流恒定，該電流大小為（Vref2/R2)-(Vrefl/Rl);其 中，Vrefl和Vref2分別為第一恒流驅(qū)動(dòng)單元和第二恒流驅(qū)動(dòng)單元中恒流模塊所接收的參 考電壓，R1和R2分別為第一恒流驅(qū)動(dòng)單元和第二恒流驅(qū)動(dòng)單元中恒流模塊內(nèi)電阻的阻值。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK104093252SQ201410338400
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月16日
【發(fā)明者】吳旭烽, 冷亞輝, 何樂(lè)年, 奚劍雄, 朱勤為, 黃飛明 申請(qǐng)人:浙江大學(xué), 無(wú)錫硅動(dòng)力微電子股份有限公司