CN103841697A - 电子镇流器直接驱动led的ic芯片及其控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子镇流器直接驱动LED的IC芯片及其控制电路。本发明可以解决目前现有电子镇流器驱动的各种照明灯技术功率损耗大、寿命短和空气污染的问题，其技术方案要点：IC芯片包括输入引脚和输出引脚，还包括整流电路、空载保护电路和恒流源电路，整流电路的输入端与输入引脚连接，整流电路的输出端通过空载保护电路与恒流源电路的输入端连接，所述恒流源电路的输出端与输出引脚连接。控制电路，包括电子镇流器输出端的输出功率控制电路、IC芯片整流的滤波电路和IC芯片的恒流大小控制电路，通过本发明可以由使用者自由调节输出功率大小和恒流输出大小，适合LED电路，为现有的各种电子镇流器驱动荧光灯及金属卤化物灯、钠灯直接替换带来方便。

Description

电子镇流器直接驱动LED的IC芯片及其控制电路

技术领域

本发明是一种IC芯片及其控制电路，特别是涉及一种电子镇流器直接驱动LED的IC芯片及其控制电路。

背景技术

LED具有功耗小、使用寿命长等优点，已经广泛利用在照明、显示等领域，如LED照明灯、LED显示屏、LED灯饰等等。随着国家对绿色光源的日益重视，LED产品的市场和应用前景非常广阔。由于LED是用直流电压驱动，不能直接使用市电电压，必须用市电电压转换成直流电压的LED驱动电源。当前LED驱动电源基本都是以开关电源形式的恒流驱动电源，但普遍都存在造价成本高的缺点。而众所周知，荧光灯交流电子镇流器已有20多年的发展历史，在技术上早已十分成熟，造价成本也很合理，在同等功率条件下电子镇流器的成本只有LED驱动开关电源成本的三分之一，所以利用电子镇流器驱动LED具有好多的优势。

中国专利公开号：102647838A，公开日2012年8月22日，公开了一种电子镇流器驱动LED的转换模块，该转换模块连接在电子镇流器和LED阵列之间，其特征在于所述的转换模块包括用于调节电子镇流器输出端高频高压交流电流的高频限流电路、用于整流滤波变成平稳直流的整流滤波电路、用于调节适应LED驱动电压的初始稳压电路和用于调节LED所需用电流控制的恒流驱动电路，所述的高频限流电路、整流滤波电路、初始稳压电路和恒流驱动电路配合连接。此技术方案利用电子镇流器驱动LED，但是此技术方案中存在较多的功率损耗，特别是其中的电阻元件、电感和三极管，有较多的功率会被消耗在其中，发热也比较多，对电路元件的使用寿命也有较大影响。

发明内容

本发明的目的是为解决目前现有电子镇流器驱动的各种照明灯技术存在较多的功率损耗，特别是其中的电阻元件，有较多的功率会被消耗在其中，发热也比较多，寿命短和空气污染的问题，提供一种消耗较少，发热较少，元件简单、容易集成、使用寿命长的电子镇流器直接驱动LED的IC芯片及其控制电路。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电子镇流器直接驱动LED的IC芯片，包括输入引脚和输出引脚，还包括整流电路、空载保护电路和恒流源电路，整流电路的输入端与输入引脚连接，整流电路的输出端通过空载保护电路与恒流源电路的输入端连接，所述恒流源电路的输出端与输出引脚连接。本发明这样设置，通过将电子镇流器的输出电流进行整流和恒流输出，能够将稳定的恒流电流输出给LED电路，驱动LED电路照明，本发明消耗较少，发热较少，元件简单、容易集成，双向晶闸管Q1工作在半导通状态，起到空载保护的作用，有较长的使用寿命，本发明可以通过IC芯片及外围电路，由使用者自由调节输出功率大小和恒流输出大小，可以适合各种LED电路，为现有的各种电子镇流器驱动不同形状的荧光灯，如：直形灯管、环形灯管、H形灯管，及金属卤化物灯、高、低压钠灯直接替换带来方便条件。

作为优选，所述的电子镇流器直接驱动LED的IC芯片还包括保护电路，保护电路的输入端与输入引脚连接，所述保护电路的输出端与整流电路的输入端连接。保护电路将电子镇流器的输出的高频高压电路进行保护，防止了高频电流突然畸变对IC芯片中部分电子元件进行损坏。

作为优选，所述的电子镇流器直接驱动LED的IC芯片为八引脚封装芯片，整流电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4，空载保护电路包括二极管D5、双向晶闸管Q1和电阻R3，二极管D1的阳极与二极管D3的阴极连接，二极管D3的阳极与二极管D4的阳极连接，二极管D4的阴极与二极管D2的阳极连接，二极管D2的阴极与二极管D1的阴极连接，二极管D5的阳极与二极管D2的阴极以及二极管D1的阴极连接，双向晶闸管Q1的第一阳极与二极管D2的阴极以及二极管D1的阴极连接，双向晶闸管Q1的第二阳极与二极管D3的阳极以及二极管D4的阳极连接，双向晶闸管Q1的控制极通过电阻R3与二极管D5的阴极连接，二极管D1的阳极引出为第一和第二引脚，二极管D4的阴极引出为第三引脚和第四引脚，双向晶闸管Q1的第二阳极引出为第五引脚，二极管D5的阴极引出为第八引脚，二极管D5的阴极还与恒流源电路连接，恒流源电路与第六引脚以及第七引脚连接。二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4组成整流电路，对电流进行整流，二极管D5、电阻R3和双向晶闸管Q1组成空载保护电路，当IC芯片输出端空载时，双向晶闸管Q1工作在半导通状态，起到空载保护的作用，二极管D5的设置防止了方向电流，保证了电流方向。

作为优选，所述的恒流源电路包括三极管Q3、场效应管Q2和电阻R4，二极管D5的阴极通过电阻R4与三极管Q3的集电极连接，三极管Q3的发射极与二极管D3的阳极以及二极管D4的阳极连接，三极管Q3的基极与场效应管Q2的衬底和源极连接，场效应管Q2的栅极与三极管Q3的集电极连接，场效应管Q2的漏极引出为第七引脚，场效应管Q2的源极引出为第六引脚，三极管Q3的发射极与第五引脚连接。本发明中使用三极管Q3和场效应管Q2构成了恒流源，其中本发明采用场效应管Q2而非采用三极管，因为，场效应管是电压控制器件，在本发明中若采用三极管代替场效应管Q2会有较多的损耗和较高的发热量，会影响真快IC芯片的使用寿命和驱动的LED电路时的工作消耗。

作为优选，所述的保护电路包括电阻R1和电阻R2，电阻R1的一端与第一引脚连接，电阻R1的另一端与第二引脚连接，电阻R2的一端与第三引脚连接，电阻R2的另一端与第四引脚连接。保护电路将电子镇流器的输出的高频高压电路进行保护，防止了高频电流的瞬时畸变对IC芯片中部分电子元件进行损坏。而电阻R1、电阻R2的设计简单易行，能够达到设计初衷。

作为优选，所述的电阻R3电阻值取值范围为200K欧姆至330K欧姆，所述的电阻R4的电阻值范围为1.5M欧姆至2M欧姆。电阻R3和电阻R4的阻值如此设定，可以确保对于双向晶闸管Q1的门极电压，以及加载在电阻R4和电阻R3上的电压的大小，保证恒流源输入端的电压数值。

一种电子镇流器直接驱动LED的控制电路，用于驱动LED电路，包括如权利3至6所述的任意一种电子镇流器直接驱动LED的IC芯片和双输入四输出的电子镇流器，所述的电子镇流器直接驱动LED的控制电路还包括电感L、电阻RT和电容C，电子镇流器的第一输出端与电子镇流器直接驱动LED的IC芯片第一引脚电连接，电子镇流器的第二输出端与电子镇流器直接驱动LED的IC芯片第二引脚电连接，电子镇流器的第三输出端与电子镇流器直接驱动LED的IC芯片第三引脚电连接，电子镇流器的第四输出端与电子镇流器直接驱动LED的IC芯片第四引脚电连接，电阻RT的第一端与电子镇流器直接驱动LED的IC芯片第六引脚电连接，电阻RT的第二端与电子镇流器直接驱动LED的IC芯片第五引脚电连接，电容C的阳极与电子镇流器直接驱动LED的IC芯片第八引脚电连接，电容C的阴极与电子镇流器直接驱动LED的IC芯片第五引脚电连接，电感L的一端与电子镇流器直接驱动LED的IC芯片第二引脚电连接，电感L的另一端与电子镇流器直接驱动LED的IC芯片第三引脚电连接，LED电路的第一端与电子镇流器直接驱动LED的IC芯片第八引脚电连接，LED电路的第二端与电子镇流器直接驱动LED的IC芯片第七引脚电连接。现有的双输入四输出镇流器的输入为交流输入，四个输出端中第一输出端和第四输出端与镇流器电感连接，第二输出端和第三输出端与功率补偿电容连接，本发明中的IC芯片起到整流、空载保护和恒流作用，外围控制电路，包括电子镇流器输出端的输出功率控制电路、IC芯片整流后的滤波电路和IC芯片恒流源的恒流大小控制电路三种电路，电感L作为电子镇流器输出端的输出功率控制电路起到调整输出电流频率、通过电感L改变原有电子镇流器输出电流的频率，从而达到调整电子镇流器输出端的输出功率的作用，电阻RT作为IC芯片恒流源的恒流大小控制电路则起到调整输出恒流大小的作用，电容C作为IC芯片整流后的滤波电路进行滤波作用，通过以上元件的相互配合达到稳定驱动LED电路的作用。

作为优选，所述的电感L为可变电感，所述的电阻RT为可变电阻。这样设置，使用者可以通过调整电感L和电阻RT对输出的电流进行调整，适合各种LED电路。

本发明的实质性效果是：本发明消耗较少，发热较少，元件简单、容易集成，双向晶闸管Q1工作在半导通状态，起到空载保护的作用，有较长的使用寿命，本发明可以由使用者自由调节，可以适合各种LED电路。

附图说明

图1是本发明中IC   芯片的电路结构框图；

图2是本发明的电路结构框图。

图中：1、保护电路，2、整流电路，3、空载保护电路，4、恒流源电路，5、IC芯片。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

实施例1：

一种电子镇流器直接驱动LED的IC芯片（参见附图1），为八引脚封装芯片，包括四输入引脚和四输出引脚，还包括保护电路1、整流电路2、空载保护电路3和恒流源电路4，保护电路的输入端与输入引脚连接，所述保护电路的输出端与整流电路的输入端连接。整流电路2的输入端通过保护电路1与输入引脚连接，整流电路2的输出端通过空载保护电路3与恒流源电路4的输入端连接，所述恒流源电路4的输出端与输出引脚连接。

保护电路1包括电阻R1和电阻R2，电阻R1的一端与第一引脚连接，电阻R1的另一端与第二引脚连接，电阻R2的一端与第三引脚连接，电阻R2的另一端与第四引脚连接。

整流电路2包括二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4，空载保护电路包括二极管D5、双向晶闸管Q1和电阻R3，二极管D1的阳极与二极管D3的阴极连接，二极管D3的阳极与二极管D4的阳极连接，二极管D4的阴极与二极管D2的阳极连接，二极管D2的阴极与二极管D1的阴极连接，二极管D5的阳极与二极管D2的阴极以及二极管D1的阴极连接，双向晶闸管Q1的第一阳极与二极管D2的阴极以及二极管D1的阴极连接，双向晶闸管Q1的第二阳极与二极管D3的阳极以及二极管D4的阳极连接，双向晶闸管Q1的控制极通过电阻R3与二极管D5的阴极连接，二极管D1的阳极引出为第一和第二引脚，二极管D4的阴极引出为第三引脚和第四引脚，双向晶闸管Q1的第二阳极引出为第五引脚，二极管D5的阴极引出为第八引脚，二极管D5的阴极还与恒流源电路连接，恒流源电路与第六引脚以及第七引脚连接。

所述的恒流源电路4包括三极管Q3、场效应管Q2和电阻R4，二极管D5的阴极通过电阻R4与三极管Q3的集电极连接，三极管Q3的发射极与二极管D3的阳极以及二极管D4的阳极连接，三极管Q3的基极与场效应管Q2的衬底和源极连接，场效应管Q2的栅极与三极管Q3的集电极连接，场效应管Q2的漏极引出为第七引脚，场效应管Q2的源极引出为第六引脚，三极管Q3的发射极与第五引脚连接。

本实施例中的电阻R3电阻值为200K欧姆电阻R4的电阻值为1.5M欧姆。

本实施例公开的电子镇流器直接驱动LED的IC芯片，应用本IC芯片可对高频高压电路进行畸变保护、整流、调压、调功率，达到恒流输出，本实施例体积小巧，特别适用与集成在LED灯电路中。本实施例的保护电路将电子镇流器的输出的高频高压电路进行保护，防止了高频电流输出时的畸变对IC芯片中部分电子元件进行损坏。而电阻R1、电阻R2的设计简单易行，能够达到设计初衷。二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4组成整流电路，对电流进行整流，本发明中使用三极管Q3和场效应管Q2构成了恒流源，其中本实施例采用场效应管Q2而非采用三极管，因为，场效应管是电压控制器件，在本发明中若采用三极管代替场效应管Q2会有较多的损耗和较高的发热量，会影响真快IC芯片的使用寿命和驱动的LED电路时的工作消耗。通过将电子镇流器的输出电流进行整流和恒流输出，能够将稳定的恒流电流输出给LED电路，驱动LED电路照明。二极管D5、电阻R3和双向晶闸管Q1组成空载保护电路，当IC芯片输出端空载时，双向晶闸管Q1工作在半导通状态，起到空载保护的作用，二极管D5的设置防止了方向电流，保证了电流方向。

一种电子镇流器直接驱动LED的控制电路（参见附图2），用于驱动LED电路，包括实施例1所述的一种电子镇流器直接驱动LED的IC芯片5和双输入四输出的电子镇流器，所述的电子镇流器直接驱动LED的控制电路还包括电感L、电阻RT和电容C，电子镇流器的第一输出端与电子镇流器直接驱动LED的IC芯片5第一引脚电连接，即通过IC芯片5中的电阻R1与二极管D1的阳极连接；电子镇流器的第二输出端与电子镇流器直接驱动LED的IC芯片5第二引脚电连接，即直接与IC芯片5中的二极管D1的阳极连接；电子镇流器的第三输出端与电子镇流器直接驱动LED的IC芯片5第三引脚电连接，即直接与IC芯片5中的二极管D4的阴极连接；电子镇流器的第四输出端与电子镇流器直接驱动LED的IC芯片5第四引脚电连接，即通过IC芯片5中的电阻R2与二极管D4的阴极连接；电阻RT的第一端与电子镇流器直接驱动LED的IC芯片5第六引脚电连接，即与IC芯片5中三极管Q3的基极连接；电阻RT的第二端与电子镇流器直接驱动LED的IC芯片5第五引脚电连接，即与IC芯片5中三极管Q3的发射极连接；电容C的阳极与电子镇流器直接驱动LED的IC芯片5第八引脚电连接，即与IC芯片5中二极管D5的阴极连接；电容C的阴极与电子镇流器直接驱动LED的IC芯片5第五引脚电连接，即与IC芯片5中三极管Q3的发射极连接；电感L的一端与电子镇流器直接驱动LED的IC芯片5第二引脚电连接，即与IC芯片5中二极管D1的阳极连接；电感L的另一端与电子镇流器直接驱动LED的IC芯片5第三引脚电连接，即与IC芯片5中二极管D2的阳极连接；LED电路的第一端与电子镇流器直接驱动LED的IC芯片5第八引脚电连接，即与IC芯片5中二极管D5的阴极连接；LED电路的第二端与电子镇流器直接驱动LED的IC芯片第七引脚电连接，即与IC芯片5中的场效应管Q2的漏极连接。

现有的双输入四输出镇流器的输入为交流输入，四个输出端中第一输出端和第四输出端与镇流器电感连接，第二输出端和第三输出端与功率补偿电容连接，本实施例中的IC芯片起到整流、空载保护和恒流作用，外围控制电路，包括电子镇流器输出端的输出功率控制电路、IC芯片整流后的滤波电路和IC芯片恒流源的恒流大小控制电路三种电路，电感L作为电子镇流器输出端的输出功率控制电路起到调整输出电流频率、通过电感L改变原有电子镇流器输出输出电流的频率，从而达到调整电子镇流器输出端的输出功率的作用，电阻RT作为IC芯片恒流源的恒流大小控制电路则起到调整输出恒流大小的作用，电容C作为IC芯片整流后的滤波电路进行滤波作用，通过以上元件的相互配合达到稳定驱动LED电路的作用。

实施例2：

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，本实施例中的电阻R3电阻值为330K欧姆，所述的电阻R4的电阻值为2M欧姆。本实施例中的电感L为可变电感，所述的电阻RT为可变电阻。

本实施例中，使用者可以通过调整电感L和电阻RT对输出的电流进行调整，可以适合各种不同的LED电路输出相匹配的驱动电流。

本实施例可以解决目前现有电子镇流器驱动的各种照明灯技术功率损耗大、寿命短和空气污染等的问题，本实施例消耗较少，发热较少，元件简单、容易集成，双向晶闸管Q1工作在半导通状态，起到空载保护的作用，有较长的使用寿命，本实施例可以通过IC芯片及外围电路，由使用者自由调节输出功率大小和恒流输出大小，可以适合各种LED电路，为现有的各种电子镇流器驱动不同形状的荧光灯，如：直形灯管、环形灯管、H形灯管，及金属卤化物灯、高、低压钠灯直接替换带来方便条件。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (8)

1. 一种电子镇流器直接驱动LED的IC芯片，包括输入引脚和输出引脚，其特征在于：还包括整流电路、空载保护电路和恒流源电路，整流电路的输入端与输入引脚连接，整流电路的输出端通过空载保护电路与恒流源电路的输入端连接，所述恒流源电路的输出端与输出引脚连接。

2. 根据权利要求1所述的电子镇流器直接驱动LED的IC芯片，其特征在于：所述的电子镇流器直接驱动LED的IC芯片还包括保护电路，保护电路的输入端与输入引脚连接，所述保护电路的输出端与整流电路的输入端连接。

3. 根据权利要求2所述的电子镇流器直接驱动LED的IC芯片，其特征在于：所述的电子镇流器直接驱动LED的IC芯片为八引脚封装芯片，整流电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4，空载保护电路包括二极管D5、双向晶闸管Q1和电阻R3，二极管D1的阳极与二极管D3的阴极连接，二极管D3的阳极与二极管D4的阳极连接，二极管D4的阴极与二极管D2的阳极连接，二极管D2的阴极与二极管D1的阴极连接，二极管D5的阳极与二极管D2的阴极以及二极管D1的阴极连接，双向晶闸管Q1的第一阳极与二极管D2的阴极以及二极管D1的阴极连接，双向晶闸管Q1的第二阳极与二极管D3的阳极以及二极管D4的阳极连接，双向晶闸管Q1的控制极通过电阻R3与二极管D5的阴极连接，二极管D1的阳极引出为第一和第二引脚，二极管D4的阴极引出为第三引脚和第四引脚，双向晶闸管Q1的第二阳极引出为第五引脚，二极管D5的阴极引出为第八引脚，二极管D5的阴极还与恒流源电路连接，恒流源电路与第六引脚以及第七引脚连接。

4. 根据权利要求3所述的电子镇流器直接驱动LED的IC芯片，其特征在于：所述的恒流源电路包括三极管Q3、场效应管Q2和电阻R4，二极管D5的阴极通过电阻R4与三极管Q3的集电极连接，三极管Q3的发射极与二极管D3的阳极以及二极管D4的阳极连接，三极管Q3的基极与场效应管Q2的衬底和源极连接，场效应管Q2的栅极与三极管Q3的集电极连接，场效应管Q2的漏极引出为第七引脚，场效应管Q2的源极引出为第六引脚，三极管Q3的发射极与第五引脚连接。

5. 根据权利要求4所述的电子镇流器直接驱动LED的IC芯片，其特征在于：所述的保护电路包括电阻R1和电阻R2，电阻R1的一端与第一引脚连接，电阻R1的另一端与第二引脚连接，电阻R2的一端与第三引脚连接，电阻R2的另一端与第四引脚连接。

6. 根据权利要求3或4或5或6所述的电子镇流器直接驱动LED的IC芯片，其特征在于：所述的电阻R3电阻值取值范围为200K欧姆至330K欧姆，所述的电阻R4的电阻值范围为1.5M欧姆至2M欧姆。

7. 一种电子镇流器直接驱动LED的控制电路，用于驱动LED电路，包括如权利3至6所述的任意一种电子镇流器直接驱动LED的IC芯片和双输入四输出的电子镇流器，其特征在于：所述的电子镇流器直接驱动LED的控制电路还包括电感L、电阻RT和电容C，电子镇流器的第一输出端与电子镇流器直接驱动LED的IC芯片第一引脚电连接，电子镇流器的第二输出端与电子镇流器直接驱动LED的IC芯片第二引脚电连接，电子镇流器的第三输出端与电子镇流器直接驱动LED的IC芯片第三引脚电连接，电子镇流器的第四输出端与电子镇流器直接驱动LED的IC芯片第四引脚电连接，电阻RT的第一端与电子镇流器直接驱动LED的IC芯片第六引脚电连接，电阻RT的第二端与电子镇流器直接驱动LED的IC芯片第五引脚电连接，电容C的阳极与电子镇流器直接驱动LED的IC芯片第八引脚电连接，电容C的阴极与电子镇流器直接驱动LED的IC芯片第五引脚电连接，电感L的一端与电子镇流器直接驱动LED的IC芯片第二引脚电连接，电感L的另一端与电子镇流器直接驱动LED的IC芯片第三引脚电连接，LED电路的第一端与电子镇流器直接驱动LED的IC芯片第八引脚电连接，LED电路的第二端与电子镇流器直接驱动LED的IC芯片第七引脚电连接。

8. 根据权利要求7所述的电子镇流器直接驱动LED的IC芯片，其特征在于：所述的电感L为可变电感，所述的电阻RT为可变电阻。

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