一種具有抑制高工頻紋波的帶無源pfc的led驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例公開了一種具有抑制高工頻紋波的帶無源PFC的LED驅(qū)動(dòng)電路,包括對(duì)輸入電源進(jìn)行EMI濾波的電路、整流電路、對(duì)所述整流電路的輸出電流進(jìn)行功率因數(shù)填谷校正的填谷電路、RDC鉗位電路、高頻變壓器、電壓比較電路、以及開關(guān)控制器件U1采用本發(fā)明，通過極少的元器件即可達(dá)到非常高的效率，且不需要共模電感也能滿足在EN55022Ｂ的傳導(dǎo)EMI要求；填谷電路能在IEC61000-3-2THD限制值內(nèi)，開關(guān)抑制了填谷校正電引起的高工頻紋波電壓，自合成軟性微型開關(guān)，在開關(guān)控制器件上集成了一個(gè)高壓MOSFET開關(guān)及一個(gè)電源控制器，使用開關(guān)控制方式來穩(wěn)定輸出電壓。
【專利說明】-種具有抑制高工頻紋波的帶無源PFC的LED驅(qū)動(dòng)電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種LED驅(qū)動(dòng)電路，尤其涉及一種具有抑制高工頻紋波的帶無源PFC 的LED驅(qū)動(dòng)電路。

【背景技術(shù)】
[0002] LED燈具有節(jié)能、使用壽命長(zhǎng)、驅(qū)動(dòng)電壓低等優(yōu)點(diǎn)，是一種新型綠色環(huán)保光源，廣泛 應(yīng)用于閱讀燈、手電筒、汽車大燈、小型聚光燈、標(biāo)牌、穹頂照明、裝飾明燈等各種場(chǎng)合之中。 LED燈需采用恒流驅(qū)動(dòng)方式，以保證其正常發(fā)光。
[0003] LED燈應(yīng)用目的是節(jié)能、高效、長(zhǎng)壽，對(duì)于對(duì)功率高的LED驅(qū)動(dòng)電路要求有高效率、 高功率因數(shù)以及穩(wěn)定性，提高對(duì)國(guó)家電網(wǎng)的貢獻(xiàn)，針對(duì)LED驅(qū)動(dòng)電路開發(fā)出具有高效、穩(wěn)定 驅(qū)動(dòng)電源組合解決方案具有重要意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明實(shí)施例所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種具有抑制高工頻紋波的帶無源 PFC的LED驅(qū)動(dòng)電路?？商岣週ED驅(qū)動(dòng)電源的效率、功率因數(shù)、穩(wěn)定性。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種具有抑制高工頻紋波的帶無源 PFC的LED驅(qū)動(dòng)電路，包括對(duì)輸入電源進(jìn)行EMI濾波的電路、整流電路、對(duì)所述整流電路的 工作電流進(jìn)行功率因數(shù)填谷校正的填谷電路、RDC鉗位電路、高頻變壓器、電壓比較電路、以 及開關(guān)控制器件U1 ; 所述EMI濾波的電路由復(fù)合π型濾波器構(gòu)成； 所述RDC鉗位電路與所述開關(guān)控制器件U1串接于所述填谷電路的輸出端上，所述RDC 鉗位電路接于所述高頻變壓器的初級(jí)繞組上，所述開關(guān)控制器件U1通過內(nèi)部M0SFET對(duì)所 述初級(jí)繞組起開關(guān)動(dòng)作，通過所述RDC鉗位電路對(duì)所述初級(jí)繞組起充放電操作，所述高頻 變壓器的次級(jí)繞組的回路上串接輸出整流二極管VD4,所述輸出整流二極管VD4上并接有 RC吸收回路； 所述電壓比較電路從所述高頻變壓器的次級(jí)繞組上獲得采樣電流與參考電壓相比較， 輸出控制信號(hào)開關(guān)光耦V3,所述光耦V3連接所述開關(guān)控制器件U1的使能引腳，當(dāng)負(fù)載超過 設(shè)定閥值時(shí)電壓比較電路使光耦V3導(dǎo)通從所述開關(guān)控制器件U1的使能引腳拉出電流。
[0006] 進(jìn)一步地，所述EMI濾波的電路的復(fù)合π型濾波器在接入交注以電源兩端上分別 串接第一電感L1、第二電感L2,第一差模濾波電容C8與第二差模濾波電容C9分別并接于 所述第一電感L1、第二電感L2的輸入端上與輸出端上，第一阻尼電阻R8與第二阻尼電阻 R7分別并接于所述第一電感L1、第二電感L2之上。
[0007] 進(jìn)一步地，所述RDC鉗位電路由第一電容C3串接第一二極管VD1構(gòu)成，第一電容 C3上并接有泄放電阻R10。
[0008] 進(jìn)一步地，所述高頻變壓器的初級(jí)繞組與次級(jí)繞組之間橫跨有Υ電容C4。
[0009] 進(jìn)一步地，所述電壓比較電路包括一運(yùn)放U2,反相端通過分壓電阻R3從提供基準(zhǔn) 電壓的第一穩(wěn)壓管V4上獲得參考電壓，同相端通過電流采樣電阻R5取得采樣電壓，輸出端 通過第二二極管VD5、第二電阻R4驅(qū)動(dòng)所述光耦V3。
[0010] 更進(jìn)一步地，所述第二電阻R4與正輸出端之間設(shè)置有第二穩(wěn)壓管VS1。
[0011] 更進(jìn)一步地，所述運(yùn)放U2的反相端與輸出端之間連接有第三電阻R2與第二電容 C5〇
[0012] 實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例，具有如下有益效果：本發(fā)明采用極少的元器件即可達(dá)到非 常高的效率，且不需要共模電感也能滿足在EN55022 B的傳導(dǎo)EMI要求；填谷電路能在 IEC61000-3-2THD限制值內(nèi)，開關(guān)抑制了填谷校正電引起的高工頻紋波電壓，自合成軟性微 型開關(guān)，在開關(guān)控制器件上集成了一個(gè)高壓M0SFET開關(guān)及一個(gè)電源控制器，使用開關(guān)控制 方式來穩(wěn)定輸出電壓。
[0013]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1是本發(fā)明的整體電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]

【具體實(shí)施方式】
[0016] 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)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一 步地詳細(xì)描述。
[0017] 參照?qǐng)D1所示的本發(fā)明的整體電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 本發(fā)明一種具有抑制高工頻紋波的帶無源PFC的LED驅(qū)動(dòng)電路，包括對(duì)輸入電源 進(jìn)行EMI濾波的電路、整流電路、對(duì)所述整流電路的工作電流進(jìn)行功率因數(shù)填谷校正的填 谷電路、RDC鉗位電路、高頻變壓器、電壓比較電路、以及開關(guān)控制器件U1。
[0019] EMI濾波的電路由復(fù)合π型濾波器構(gòu)成，復(fù)合π型濾波器在接入交注以電源兩 端上分別串接第一電感L1、第二電感L2,第一差模濾波電容C8與第二差模濾波電容C9分 別并接于所述第一電感L1、第二電感L2的輸入端上與輸出端上，第一阻尼電阻R8與第二阻 尼電阻R7分別并接于所述第一電感L1、第二電感L2之上。
[0020] 整流電路為對(duì)經(jīng)ΕΜΙ濾波的電流進(jìn)行全波整流。
[0021] 填谷電路對(duì)整流電路的工作電流進(jìn)行功率因數(shù)填谷校正，二級(jí)管VD1、VD2、VD3以 及電容CIO、C11共同形成填谷電路，并提供功率因數(shù)校正，填谷電路是對(duì)整流輸入電流進(jìn) 行校正，改善提升功率因數(shù)。其中，電容C11、二級(jí)管VD1、電阻R9、電容C10依次串聯(lián)形成充 電回路，電容Cll、C10以串聯(lián)方式充電，而二級(jí)管VD3、電容C11以及電容C10、二級(jí)管VD2 形成放電回路，電容Cll、C10再以并聯(lián)方式放電。由此，輸入電流的導(dǎo)通角可連續(xù)從30° 提升至150°，從210°升至330°其中，電阻R1有助于平滑輸入電流尖峰，還可以通過限制 流入電容Cll、C10的電流來改善功率因數(shù)。填谷電路限制工頻電流中3次和5次諧波值， 達(dá)到IEC61000-3-2規(guī)定的總諧波失真THD要求。
[0022] RDC鉗位電路由第一電容C3串接第一二極管VD1構(gòu)成，第一電容C3上并接有泄放 電阻R10。
[0023] RDC鉗位電路接于高頻變壓器T1的初級(jí)繞組上，所述開關(guān)控制器件U1通過內(nèi)部 MOSFET對(duì)所述初級(jí)繞組起開關(guān)動(dòng)作，通過RDC鉗位電路對(duì)初級(jí)繞組起充放電操作，高頻變 壓器T1的次級(jí)繞組的回路上串接輸出整流二極管VD4,輸出整流二極管VD4上并接有RC吸 收回路，RC吸收回路由電容C7與電阻R6串接構(gòu)成。
[0024] RCD鉗位電路RIO. Cl. VD6保護(hù)Mosfet漏極免受反激電壓尖峰損害。
[0025] 高頻變壓器T1的初級(jí)繞組與次級(jí)繞組之間橫跨有Y電容C4。
[0026] 電壓比較電路包括一運(yùn)放U2,反相端通過分壓電阻R3從提供基準(zhǔn)電壓的第一穩(wěn) 壓管V4上獲得參考電壓，并通過電阻R11連接電源回路，同相端通過電流采樣電阻R5取得 采樣電壓，輸出端通過第二二極管VD5、第二電阻R4驅(qū)動(dòng)所述光耦V3,第二電阻R4與高頻 變壓器T1正輸出端之間設(shè)置有第二穩(wěn)壓管VS1。
[0027] 第一穩(wěn)壓管V4通過電阻R1連接高頻變壓器T1正輸出端，并接有電容C13。
[0028] 電壓比較電路從所述高頻變壓器的次級(jí)繞組上獲得采樣電流與參考電壓相比較， 輸出控制信號(hào)開關(guān)光耦V3,所述光耦V3連接所述開關(guān)控制器件U1的使能引腳，當(dāng)負(fù)載超過 設(shè)定閥值時(shí)電壓比較電路使光耦V3導(dǎo)通從所述開關(guān)控制器件U1的使能引腳拉出電流。
[0029] 開關(guān)控制器件U1自合成軟性微型開關(guān)集成了一個(gè)高壓MOSFET開關(guān)及一個(gè)電源控 制器，使用開關(guān)控制方式來穩(wěn)定輸出電壓。這個(gè)控制器包括有振蕩器，使能電路檢測(cè)及邏輯 限流狀態(tài)調(diào)節(jié)器，穩(wěn)壓器，欠電壓及過電壓電路，限流選擇電路，過熱保護(hù)，前沿消隱電路。 設(shè)計(jì)軟性微型開關(guān)系列器件還增加自動(dòng)重啟動(dòng)，自動(dòng)調(diào)整開關(guān)周期導(dǎo)通時(shí)間及頻率抖動(dòng)功 能。
[0030] 開關(guān)控制器件U1的功能如下： 漏極（D)引腳：MOSFET的漏極連接點(diǎn)，在開啟及穩(wěn)工作時(shí)提內(nèi)部工作電流，旁路/多功 能（BP/M)引腳，這一引腳有多項(xiàng)功能如下： 一個(gè)外部旁路電容連接到這個(gè)引腳，用于生成內(nèi)部的供電電源；作為外部限流點(diǎn)設(shè)定， 按使用電容的數(shù)值選擇電流限流值，使用電容C12會(huì)工作在標(biāo)準(zhǔn)電流限值上。提供了關(guān)斷 功能，在輸入掉電時(shí)，當(dāng)流入旁路引腳的電流超過ISD時(shí)關(guān)斷器件，直到BP/M電壓下降到設(shè) 定值之下。還可將一穩(wěn)管從BP/M引腳連接到偏置繞組供電端實(shí)現(xiàn)輸出過電壓保護(hù)。使能 /欠電壓（EN/UV)，此引腳具備有兩項(xiàng)功能，輸入使能信號(hào)和輸入電壓欠電壓檢測(cè)，正常工 作時(shí)，通過此引腳可控制MOSFET的開關(guān)。當(dāng)從此引腳拉出的電流大于某一個(gè)閾值電流時(shí)， MOSFET將被關(guān)斷，再當(dāng)此引腳的電流小于某一個(gè)閾值電流時(shí)，MOSFET將重新啟動(dòng)。閾值電 流的調(diào)制為防止群脈沖現(xiàn)象發(fā)生。在ΕΝ/UV引腳和DC電壓間連接一個(gè)外部電阻用來檢測(cè) 輸入電壓的欠電壓信號(hào)。如果沒有外部電阻連接此引腳，TinySwitch-111可檢測(cè)出這信號(hào) 并禁止輸入欠電壓的保護(hù)功能。
[0031] 源極（S)引腳：內(nèi)部連接到MOSFET的源極，用于高壓功率的返回節(jié)點(diǎn)及控制電路 的參考點(diǎn)。
[0032] 本發(fā)明輸出電壓比LED的正向VF電壓降稍低。因此LED連接電源時(shí)，電路工作在 恒流（CC)模式。如果LED沒連接到電源，穩(wěn)壓管VSI提供電壓反饋，將輸出電壓調(diào)整在12V， R5檢測(cè)工作電流，通過一個(gè)運(yùn)算放大器U2驅(qū)動(dòng)光藕合器，V3提供反饋。TinySwitch-111 系列器件通過關(guān)斷或跳過MOSFET開關(guān)周期進(jìn)行穩(wěn)壓。
[0033] 當(dāng)負(fù)載電流達(dá)到電流設(shè)置閾值時(shí)，U2驅(qū)動(dòng)V3導(dǎo)通。V3內(nèi)部的光三極管從U1的 ΕΝ/UV腳拉出電流，使U2跳出周期。
[0034] 一旦輸出電流降至電流設(shè)置閾值以下時(shí)，U2停止驅(qū)動(dòng)V3, V3停止從U1的EN/UV 腳拉出電流，開關(guān)周期重新自復(fù)使能。V4, TL431給U2提供一個(gè)參考電壓，和R5兩端電壓 降做比較。
[0035] U1的頻率抖動(dòng)功能，T1內(nèi)部屏蔽繞組和橫跨T1的Y電容C4 一起減小傳導(dǎo)EM1的 產(chǎn)生，π型濾波C8. LI. L2. C9,滿足了 EN55022B的限值。
[0036] 以上所揭露的僅為本發(fā)明一種較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán) 利范圍，因此依本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種具有抑制高工頻紋波的帶無源PFC的LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，包括對(duì)輸入電 源進(jìn)行EMI濾波的電路、整流電路、對(duì)所述整流電路的工作電流進(jìn)行功率因數(shù)填谷校正的 填谷電路、RDC鉗位電路、高頻變壓器、電壓比較電路、以及開關(guān)控制器件U1 ; 所述EMI濾波的電路由復(fù)合π型濾波器構(gòu)成； 所述RDC鉗位電路與所述開關(guān)控制器件U1串接于所述填谷電路的輸出端上，所述RDC 鉗位電路接于所述高頻變壓器的初級(jí)繞組上，所述開關(guān)控制器件U1通過內(nèi)部MOSFET對(duì)所 述初級(jí)繞組起開關(guān)動(dòng)作，通過所述RDC鉗位電路對(duì)所述初級(jí)繞組起充放電操作，所述高頻 變壓器的次級(jí)繞組的回路上串接輸出整流二極管VD4,所述輸出整流二極管VD4上并接有 RC吸收回路； 所述電壓比較電路從所述高頻變壓器的次級(jí)繞組上獲得采樣電流與參考電壓相比較， 輸出控制信號(hào)開關(guān)光耦V3,所述光耦V3連接所述開關(guān)控制器件U1的使能引腳，當(dāng)負(fù)載超過 設(shè)定閥值時(shí)電壓比較電路使光耦V3導(dǎo)通從所述開關(guān)控制器件U1的使能引腳拉出電流。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抑制高工頻紋波的帶無源PFC的LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征 在于， 所述EMI濾波的電路的復(fù)合π型濾波器在接入交注以電源兩端上分別串接第一電感 L1、第二電感L2,第一差模濾波電容C8與第二差模濾波電容C9分別并接于所述第一電感 L1、第二電感L2的輸入端上與輸出端上，第一阻尼電阻R8與第二阻尼電阻R7分別并接于 所述第一電感L1、第二電感L2之上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抑制高工頻紋波的帶無源PFC的LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征 在于， 所述RDC鉗位電路由第一電容C3串接第一二極管VD1構(gòu)成，第一電容C3上并接有泄 放電阻R10。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抑制高工頻紋波的帶無源PFC的LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征 在于，所述高頻變壓器的初級(jí)繞組與次級(jí)繞組之間橫跨有Y電容C4。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抑制高工頻紋波的帶無源PFC的LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征 在于，所述電壓比較電路包括一運(yùn)放U2，反相端通過分壓電阻R3從提供基準(zhǔn)電壓的第一穩(wěn) 壓管V4上獲得參考電壓，同相端通過電流采樣電阻R5取得采樣電壓，輸出端通過第二二極 管VD5、第二電阻R4驅(qū)動(dòng)所述光耦V3。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有抑制高工頻紋波的帶無源PFC的LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征 在于，所述第二電阻R4與正輸出端之間設(shè)置有第二穩(wěn)壓管VS1。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有抑制高工頻紋波的帶無源PFC的LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征 在于，所述運(yùn)放U2的反相端與輸出端之間連接有第三電阻R2與第二電容C5。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK104159364SQ201410345222
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年7月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月21日
【發(fā)明者】蘇松得 申請(qǐng)人:廣東良得光電科技有限公司