CN205912289U - 一种宽电压可调led灯驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种宽电压可调LED灯驱动电路，属于照明电子技术领域。它解决了有在宽电压输入范围内如何实现高性能稳定调光的问题。本电路包括用于连接电源输入端的输入整流滤波单元和用于连接LED负载的输出整流滤波单元，还包括可控硅调光兼容性单元、DC‑DC变换单元和调光控制模块，输入整流滤波单元、可控硅调光兼容性单元、DC‑DC变换单元和输出整流滤波单元分别依次连接，调光控制模块包括开关控制单元、比较放大单元和电压电流反馈取样单元，电压电流反馈取样单元采样输出整流滤波单元输出电流电压通过比较放大单元比较放大后反馈给开关控制单元，开关控制单元输出连接DC‑DC变换单元。本驱动电路在宽电压输入范围内能高性能稳定实现调光。
Description
技术领域
本实用新型属于照明电子技术领域，涉及一种宽电压可调LED灯驱动电路。
背景技术
LED是英文light emitting diode即发光二极管的缩写，其基本结构是一块电致发光的半导体材料芯片，用银胶或白胶固化到支架上，然后用银线或金线连接芯片和电路板，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，最后安装外壳。如今，LED照明已成为一项主流技术。LED灯泡具有卓越的能效和较长寿命，换用高能效LED照明后，实现的能源节省量将会非常惊人。可调LED灯成为当前世界上备受用户青睐的绿色照明产品。由于LED灯是一种非线性负载，灯管有最低到导通电压，如果灯管上的电压低于一定值，则会熄灭或不能发光。高性能的调光驱动电路，特别是针对各个国家、地区电源电压不同时能进行的性能优良的调光驱动。
为此，中国专利文献公开了申请号为201020214658.X的可调LED灯电源驱动电路，该电路包括滤波电路，所述滤波电路连接有整流桥，整流桥连接启动电路，启动电路连接控制芯片，控制芯片连接变压器。电源经过电压器给LED发光晶片供电。该电路提供了调节性能优良、工作性能稳定的调光电路。但是该电路只适合窄电压的输入电进行调光工作。在电压过低或过高时电路就会烧坏无法针对宽电压输入电进行稳定调光工作。
发明内容
本实用新型针对现有技术存在的上述问题，提出了一种宽电压可调LED灯驱动电路。该电路解决了在宽电压输入范围内如何实现高性能稳定调光的问题。
本实用新型通过下列技术方案来实现：一种宽电压可调LED灯驱动电路，包括用于连接电源输入端的输入整流滤波单元和用于连接LED负载的输出整流滤波单元，其特征在于，还包括可控硅调光兼容性单元、DC-DC变换单元和调光控制模块，所述输入整流滤波单元、可控硅调光兼容性单元、DC-DC变换单元和输出整流滤波单元分别依次连接，所述调光控制模块包括开关控制单元、比较放大单元和电压电流反馈取样单元，所述电压电流反馈取样单元采样输出整流滤波单元的输出电流电压，并通过比较放大单元比较放大后反馈给开关控制单元，所述开关控制单元输出端连接DC-DC变换单元。
主电路上宽电压电源通过电源输入端输送给输入整流滤波单元对进入的宽电压电源进行整流滤波，处理后的平滑直流电进过可控硅调光兼容性单元增加调光兼容性。同时输出给DC-DC变换单元将固定的直流电源变换成可变的直流电压。而DC-DC变换单元的变换程度通过开关控制单元进行控制实现。开关控制单元的调控根据电压电流反馈取样单元采样输出整流滤波单元输出电流电压通过比较放大单元比较放大后反馈信号进行控制。本驱动电路在宽电压输入范围内不管是高压还是低压都能高性能稳定实现调光。
在上述的宽电压可调LED灯驱动电路中，所述可控硅调光兼容性单元包括电容二、电容三、电容八、电阻件二和电阻件三，所述电容二并联于输入整流滤波单元的输出端正负极，电阻件二与电容三串联连接后并联于电容二的两端，电阻件三一端连接输入整流滤波单元的输出端正极，电阻件三另一端连接开关控制单元，同时电阻件三另一端还连接电容八并接模拟地形成回路，电阻件二为电阻七、电阻八和电阻九的并联连接组合，所述电阻件三为电阻十一和电阻十二的串联组合。本可控硅调光兼容性单元通过电容和电阻特性实现前切和后切调光器的兼容，从而实现传输效率高，负载最低可调至1W以内，调光范围宽。更是为其他国家不同宽度电压的可控硅调光低成本方案打开了大门。
在上述的宽电压可调LED灯驱动电路中，所述开关控制单元包括驱动控制芯片和外接MOS管，所述驱动控制芯片内部功率MOS漏极连接外接MOS管源极，所述驱动控制芯片内部功率MOS漏极与芯片电源之间正向连接二极管三，上述输入整流滤波单元的输出端正极通过依次串联连接的电阻十三、电阻十四和极性电容一后接模拟地，所述外接MOS管的栅极通过电阻十连接电容八正极，所述外接MOS管的漏极连接DC-DC变换单元。这里通过驱动控制芯片内部的功率MOS漏及外接MOS管实现PWM脉冲调制控制，在开关控制电路简便的情况下达到稳定调光的目的。
在上述的宽电压可调LED灯驱动电路中，所述DC-DC变换单元包括降压变压器和辅助电路，所述辅助电路包括连接电容四、电阻十五和二极管一，电容四和电阻十五串联连接后并联二极管一，二极管一反向连接输入整流滤波单元的输出端正极和外接MOS管漏极，所述降压变压器的初级线圈连接外接MOS管漏极和输出整流滤波单元，所述降压变压器的次级线圈与驱动控制芯片的反馈信号采样端和芯片接地脚形成串联回路，降压变压器的次级线圈的两端还并联连接有电阻二十一和电阻二十二。这里DC-DC变换单元实现了直流固定电压对直流可变电压的转换。根据开关控制单元的控制调整使得DC-DC变换单元能够根据调光需求在输入宽电压范围内输出恒定的电流。实现高性能的稳定的宽电压调光功能。同时电阻二十一和电阻二十二并联于降压变压器的次级线圈的两端用于电流的线性调整。提高调光性能。
在上述的宽电压可调LED灯驱动电路中，所述电压电流反馈取样单元包括三极管和连接输出整流滤波单元输出端的电阻十八，电阻十八串联连接有电阻十九和电阻二十，电阻二十两端并联有电容六，电阻二十两端还并联于三极管的基极和发射极，所述三极管的集电极通过电阻二十六连接驱动控制芯片稳定性补偿端，上述驱动控制芯片电流采样端外接采样电阻。这里通过对输出电压的采样及比较放大电路放大后反馈给驱动控制芯片，同时电流采样通过驱动控制芯片电流采样端外接采样电阻进行实现。即内部功率MOS源极外接采样电阻实现对开关控制单元的影响。
在上述的宽电压可调LED灯驱动电路中，所述输入整流滤波单元包括滤波电感一、滤波电感二、滤波电感三、滤波电容一、电阻件一和整流管，所述滤波电感一和滤波电感三分别连接整流管的输入端，所述滤波电容一与电阻件二串联连接后再连接整流管的输出端，所述电阻件一的输入端串联滤波电感三，所述输入整流滤波单元和可控硅调光兼容性单元均为高内压元件。这里通过对输入整流滤波单元和可控硅调光兼容性单元的组成元器件选用高内压元件，即滤波电感一、滤波电感二、滤波电感三、滤波电容一、电阻件一、整流管、电容二、电容三、电容八、电阻件二和电阻件三均选用内高压元器件进行实现。从而保证了宽度电压输入时即告电压时不会烧坏，低电压又能激励。实现85-265V的宽电压调光功能。
在上述的宽电压可调LED灯驱动电路中，所述驱动控制芯片为CT2108系列芯片。CT2108系列芯片为非隔离高精度恒流控制的LED驱动芯片。具有高输入功率因素，芯片工作与临界模式，适用于宽范围的输入电压。
与现有技术相比，本宽电压可调LED灯驱动电路中，具有以下优点：
1、本实用新型通过选择输入整流滤波单元和可控硅调光兼容性单元选用内高压元器件进行实现，且开关控制单元与驱动控制芯片内置的MOS管结合一个外接的MOS管就能实现调光动作，电路结构简单，但是因选用的驱动控制芯片适用于宽范围的输入电压下工作，从而也保证了本驱动电路在宽电压输入范围内不管是高压还是低压都能高性能稳定实现调光。
附图说明
图1是本实用新型的电路框图。
图2是本实施例的电路图。
图中，1、输入整流滤波单元；2、可控硅调光兼容性单元；3、DC-DC变换单元；4、输出整流滤波单元；5、调光控制模块；51、电压电流反馈取样单元；52、比较放大单元；53、开关控制单元；F1、保险丝；MOV1、压敏电阻；11、电阻件一；21、电阻件二；22、电阻件三；54、采样电阻；R1、电阻一；R2、电阻二；R3、电阻三；R4、电阻四；R5、电阻五；R6、电阻六；R7、电阻七；R8、电阻八；R9、电阻九；R10、电阻十；R11、电阻十一；R12、电阻十二；R13、电阻十三；R14、电阻十四；R15、电阻十五；R16、电阻十六；R17、电阻十七；R18、电阻十八；R19、电阻十九；R20、电阻二十；R21、电阻二十一；R22、电阻二十二；R23、电阻二十三；R24、电阻二十四；R25、电阻二十五；R26、二十六；L1、滤波电感一；L2、滤波电感二；L3、滤波电感三；DB1、整流管；C1、滤波电容一；C2、电容二；C3、电容三；C4、电容四；C5、电容五；C6、电容六；C7、电容七；C8、电容八；CE1、极性电容一；CE2、极性电容二；D1、二极管一；D2、稳压二极管；D3、二极管三；Q1、外接MOS管；Q2、三极管；T1、降压变压器；U1、驱动控制芯片。
具体实施方式
以下是本实用新型的具体实施例，并结合附图对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
如图1-2所示，本宽电压可调LED灯驱动电路包括用于连接电源输入端的输入整流滤波单元1和用于连接LED负载的输出整流滤波单元4，电源输入端通过保险丝F1和压敏电阻MOV1连接输入整流滤波单元1，本驱动电路还包括可控硅调光兼容性单元2、DC-DC变换单元3和调光控制模块5，输入整流滤波单元1、可控硅调光兼容性单元2、DC-DC变换单元3和输出整流滤波单元4分别依次连接，调光控制模块5包括开关控制单元53、比较放大单元52和电压电流反馈取样单元51，电压电流反馈取样单元51采样输出整流滤波单元4的输出电流电压，并通过比较放大单元52比较放大后反馈给开关控制单元53，开关控制单元53输出端连接DC-DC变换单元3。
输入整流滤波单元1包括滤波电感一L1、滤波电感二L2、滤波电感三L3、滤波电容一C1、电阻件一11和整流管DB1，滤波电感一L1和滤波电感三L3分别连接整流管DB1的输入端，滤波电容一C1与电阻件二21串联连接后再连接整流管DB1的输出端，所述电阻件一11的输入端串联滤波电感三L3，输入整流滤波单元1和可控硅调光兼容性单元2均为高内压元件。这里通过对输入整流滤波单元1和可控硅调光兼容性单元2的组成元器件选用高内压元件，即滤波电感一L1、滤波电感二L2、滤波电感三L3、滤波电容一C1、电阻件一11、整流管DB1、电容二C2、电容三C3、电容八C8、电阻件二21和电阻件三22均选用内高压元器件进行实现。从而保证了宽度电压输入时即告电压时不会烧坏，低电压又能激励。实现85-265V的宽电压调光功能。且滤波电感一L1上并联连接有电阻一R1，滤波电感二L2并联连接有电阻二R2，滤波电感三L3上并联连接有电阻六R6。电阻件一11为电阻三R3、电阻四R4和电阻五R5的并联后组合。电阻件一11串联滤波电容一C1连接整流管DB1输出端。
可控硅调光兼容性单元2包括电容二C2、电容三C3、电容八C8、电阻件二21和电阻件三22，电容二C2并联于输入整流滤波单元1的输出端正负极，电阻件二21与电容三C3串联连接后并联于电容二C2的两端，电阻件三22一端连接输入整流滤波单元的输出端正极，电阻件三22另一端连接开关控制单元53，同时电阻件三22另一端还连接电容八C8且接模拟地形成回路，电阻件二21为三个并联电阻，电阻件二21为电阻七R7、电阻八R8和电阻九R9的并联连接组合，所述电阻件三22为电阻十一R11和电阻十二R12的串联组合。电阻件三22为两个串联电阻，电阻件二21为电阻七R7、电阻八R8和电阻九R9的并联连接组合，所述电阻件三22为电阻十一R11和电阻十二R12的串联组合。本可控硅调光兼容性单元2通过电容和电阻特性实现前切和后切调光器的兼容，从而实现传输效率高，负载最低可调至1W以内，调光范围宽。更是为其他国家不同宽度电压的可控硅调光低成本方案打开了大门。
开关控制单元53包括驱动控制芯片U1和外接MOS管Q1，驱动控制芯片U1内部功率MOS漏极连接外接MOS管Q1源极，驱动控制芯片U1内部功率MOS漏极与芯片电源之间正向连接二极管三D3，输入整流滤波单元1的输出端正极通过依次串联连接电阻十三R13、电阻十四R14和极性电容一CE1后接模拟地，外接MOS管Q1的栅极通过电阻十10连接电容八C8正极，电容八C8的两端还并联连接有稳压二极管D2。外接MOS管Q1的漏极连接DC-DC变换单元3。这里通过驱动控制芯片U1内部的功率MOS漏及外接MOS管Q1实现PWM脉冲调制控制。驱动控制芯片U1芯片电源端通过电阻十三R13和电阻十四R14串联连接于可控硅调光兼容性单元2输出正极。在开关控制电路简便的情况下达到稳定调光的目的。驱动控制芯片U1为CT2108系列芯片。CT2108系列芯片为非隔离高精度恒流控制的LED驱动芯片。具有高输入功率因素，芯片工作与临界模式，适用于宽范围的输入电压。同时驱动控制芯片U1的稳定性补偿端外接电容七C7进行补偿。
DC-DC变换单元3包括降压变压器T1和辅助电路，辅助电路包括连接电容四C4、电阻十R10五和二极管一D1，电容四C4和电阻十R10五串联连接后并联二极管一D1，二极管一D1反向连接输入整流滤波单元1的输出端正极和外接MOS管Q1漏极，降压变压器T1的初级线圈连接外接MOS管Q1漏极和输出整流滤波单元4，降压变压器T1的次级线圈与驱动控制芯片U1的反馈信号采样端和芯片接地脚形成串联回路，降压变压器T1的次级线圈的两端还并联连接有电阻二十一R21和电阻二十二R22。这里DC-DC变换单元3实现了直流固定电压对直流可变电压的转换。根据开关控制单元53的控制调整使得DC-DC变换单元3能够根据调光需求在输入宽电压范围内输出恒定的电流。实现高性能的稳定的宽电压调光功能。同时电阻二十一R21和电阻二十二R22并联于降压变压器T1的次级线圈的两端用于电流的线性调整。提高调光性能。输出整流滤波单元4包括极性电容二CE2、电容五C5和并联连接于极性电容二CE2两端的电阻十六R16及电阻十七R17，电阻十六R16和电阻十七R17之间接数字地。电阻十六R16和电阻十七R17为泻放电阻，用于影响最小角度调光。
电压电流反馈取样单元51包括三极管Q2和连接输出整流滤波单元4输出端的电阻十八R18，电阻十八R18串联连接有电阻十九R19和电阻二十R20，电阻二十R20两端并联有电容六C6，电阻二十R20两端还并联于三极管Q2的基极和发射极，所述三极管Q2的集电极通过电阻二十六R26连接驱动控制芯片U1稳定性补偿端，上述驱动控制芯片U1电流采样端外接采样电阻54。采样电阻为电阻二十五R25、电阻二十四R24和电阻二十三R23的并联组合。这里通过对输出电压的采样及比较放大电路放大后反馈给驱动控制芯片U1，同时电流采样通过驱动控制芯片U1电流采样端外接采样电阻54进行实现。即内部功率MOS源极外接采样电阻54实现对开关控制单元53的影响。
主电路上宽电压电源通过电源输入端输送给输入整流滤波单元1对进入的宽电压电源进行整流滤波，处理后的平滑直流电进过可控硅调光兼容性单元2增加调光兼容性。同时输出给DC-DC变换单元3将固定的直流电源变换成可变的直流电压。而DC-DC变换单元3的变换程度通过开关控制单元53进行控制实现。开关控制单元53的调控根据电压电流反馈取样单元51采样输出整流滤波单元4输出电流电压通过比较放大单元52比较放大后反馈信号进行控制。本驱动电路在宽电压输入范围内不管是高压还是低压都能高性能稳定实现调光。其中整流管DB1和外接MOS管Q1选材由功率决定，同时电阻件二21内的电阻七R7、电阻八R8和电阻九R9选用1-1.5K，兼容性更好。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (7)
1.一种宽电压可调LED灯驱动电路，包括用于连接电源输入端的输入整流滤波单元(1)和用于连接LED负载的输出整流滤波单元(4)，其特征在于，还包括可控硅调光兼容性单元(2)、DC-DC变换单元(3)和调光控制模块(5)，所述输入整流滤波单元(1)、可控硅调光兼容性单元(2)、DC-DC变换单元(3)和输出整流滤波单元(4)分别依次连接，所述调光控制模块(5)包括开关控制单元(53)、比较放大单元(52)和电压电流反馈取样单元(51)，所述电压电流反馈取样单元(51)采样输出整流滤波单元(4)的输出电流电压，并通过比较放大单元(52)比较放大后反馈给开关控制单元(53)，所述开关控制单元(53)输出端连接DC-DC变换单元(3)。
2.根据权利要求1所述的宽电压可调LED灯驱动电路，其特征在于，所述可控硅调光兼容性单元(2)包括电容二(C2)、电容三(C3)、电容八(C8)、电阻件二(21)和电阻件三(22)，所述电容二(C2)并联于输入整流滤波单元(1)的输出端正负极，电阻件二(21)与电容三(C3)串联连接后并联于电容二(C2)的两端，电阻件三(22)一端连接输入整流滤波单元(1)的输出端正极，电阻件三(22)另一端连接开关控制单元(53)，同时电阻件三(22)另一端还连接电容八(C8)且接模拟地形成回路，电阻件二(21)为电阻七(R7)、电阻八(R8)和电阻九(R9)的并联连接组合，所述电阻件三(22)为电阻十一(R11)和电阻十二(R12)的串联连接组合。
3.根据权利要求2所述的宽电压可调LED灯驱动电路，其特征在于，所述开关控制单元(53)包括驱动控制芯片(U1)和外接MOS管(Q1)，所述驱动控制芯片(U1)内部功率MOS漏极连接外接MOS管(Q1)源极，所述驱动控制芯片(U1)内部功率MOS漏极与芯片电源之间正向连接二极管三(D3)，上述输入整流滤波单元(1)的输出端正极通过依次串联连接的电阻十三(R13)、电阻十四(R14)和极性电容一(CE1)后接模拟地，所述外接MOS管(Q1)的栅极通过电阻十(R10)连接电容八(C8)正极，所述外接MOS管(Q1)的漏极连接DC-DC变换单元(3)。
4.根据权利要求3所述的宽电压可调LED灯驱动电路，其特征在于，所述DC-DC变换单元(3)包括降压变压器(T1)和辅助电路，所述辅助电路包括连接电容四(C4)、电阻十五(R15)和二极管一(D1)，电容四(C4)和电阻十五(R15)串联连接后并联二极管一(D1)，二极管一(D1)反向连接输入整流滤波单元(1)的输出端正极和外接MOS管(Q1)漏极，所述降压变压器(T1)的初级线圈连接外接MOS管(Q1)漏极和输出整流滤波单元(4)，所述降压变压器(T1)的次级线圈与驱动控制芯片(U1)的反馈信号采样端和芯片接地脚形成串联回路，降压变压器(T1)的次级线圈的两端还并联连接有电阻二十一(R21)和电阻二十二(R22)。
5.根据权利要求3所述的宽电压可调LED灯驱动电路，其特征在于，所述电压电流反馈取样单元(51)包括三极管(Q2)和连接输出整流滤波单元(4)输出端的电阻十八(R18)，电阻十八(R18)串联连接有电阻十九(R19)和电阻二十(R20)，电阻二十(R20)两端并联有电容六(C6)，电阻二十(R20)两端还并联于三极管(Q2)的基极和发射极，所述三极管(Q2)的集电极通过电阻二十六(R26)连接驱动控制芯片(U1)稳定性补偿端，上述驱动控制芯片(U1)电流采样端外接采样电阻(54)。
6.根据权利要求2所述的宽电压可调LED灯驱动电路，其特征在于，所述输入整流滤波单元(1)包括滤波电感一(L1)、滤波电感二(L2)、滤波电感三(L3)、滤波电容一(C1)、电阻件一(11)和整流管(DB1)，所述滤波电感一(L1)和滤波电感三(L3)分别连接整流管(DB1)的输入端，所述滤波电容一(C1)与电阻件二(21)串联连接后再连接整流管(DB1)的输出端，所述电阻件一(11)的输入端串联滤波电感三(L3)，所述输入整流滤波单元(1)和可控硅调光兼容性单元(2)均为高内压元件。
7.根据权利要求3所述的宽电压可调LED灯驱动电路，其特征在于，所述驱动控制芯片(U1)为CT2108系列芯片。
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