可控硅調(diào)光線性led驅(qū)動電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種可控硅調(diào)光線性LED驅(qū)動電路，包括，包括，可控硅調(diào)光器、整流橋、二極管、LED負載、第一驅(qū)動電路、第二驅(qū)動電路、反饋回路；輸入交流電壓通過可控硅調(diào)光器后，接入整流橋的輸入端；整流橋的輸出端與二極管、LED負載串聯(lián)后，與第一驅(qū)動電路相連；第一驅(qū)動電路調(diào)制LED負載的輸出電路；第一驅(qū)動電路通過反饋回路與第二驅(qū)動電路連接；第二驅(qū)動電路給可控硅調(diào)光器提供電流；第二驅(qū)動電路具有第一偏置電阻和第二偏置電阻；反饋回路通過第二驅(qū)動電路與整流橋的輸出端相連。其優(yōu)點在于通過調(diào)整線性調(diào)光方案控制模式，可以使整機效率大幅提高。
【專利說明】
可控括調(diào)光線性LED驅(qū)動電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型設(shè)及一種線性Lm)驅(qū)動電路，特別設(shè)及一種可控娃調(diào)光線性Lm)驅(qū)動電 路。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，高亮度LED照明W高光效、長壽命、高可靠性和無污染等優(yōu)點正在逐步取 代白識燈、巧光燈等傳統(tǒng)光源。在一些應(yīng)用中，希望在某些情況下可調(diào)節(jié)燈光的亮度，W便 進一步節(jié)能和提供舒適的照明。可控娃調(diào)光器在傳統(tǒng)的白識燈等調(diào)光照明應(yīng)用已久，且不 用改變接線，裝置成本較低，各品牌可控娃調(diào)光器的性能和規(guī)格相差不大。
[0003] 現(xiàn)今由于Lm)照明的飛速發(fā)展，原來幾十瓦的白識燈，可在直接用幾瓦的Lm)球泡 燈替代了，運樣就可W節(jié)約大量的能源。白識燈的調(diào)光方式很多采用可控娃調(diào)光器進行切 相調(diào)光。傳統(tǒng)白識燈由于是一純阻性負載，所W可W直接用可控娃調(diào)光器對其進行切相調(diào) 光。由于傳統(tǒng)白識燈多為幾十至幾百瓦，可控娃調(diào)光器的設(shè)計都是W此為負載而設(shè)計的。但 如果用運種可控娃調(diào)光器直接對幾瓦的Lm)燈進行調(diào)光，由于Lm)燈不是純電阻負載，所W 會帶來嚴重的閃爍等問題。
[0004] 根據(jù)LED的負載特性，需要有一種可控恒流源來控制。高頻開關(guān)電源做恒流控制是 一種常見的辦法。但性能提高的同時，成本也大大增加。
[0005] 與高頻開關(guān)電源相比，線性高壓方案的優(yōu)點主要有：1)省去了輸入電解電容，電解 電容壽命是電源壽命的瓶頸，省去了電解電容，驅(qū)動電源壽命就延長了。2)電路工作在工頻 線性模式，而不是工作在高頻模式，省去了高頻電感，不存在EMI的問題，省去了 EMC電路。3) 省去了高頻電感等外圍元件，進一步降低了成本。
[0006] 線性高壓驅(qū)動方案，是一條不容忽視的重要選擇。主要特點是線路簡單，只需很少 的外圍元件就可W實現(xiàn)較好的恒流調(diào)光特性。相比于開關(guān)電源省略電感、輸入電容等器件， 適用于體積、成本要求苛刻的非隔離兼容可控娃調(diào)光器的Lm)恒流驅(qū)動電源系統(tǒng)。在降成本 的同時，提供了系統(tǒng)可靠性，延長了電源的壽命，而且實現(xiàn)較高的PF。同時由于線路不工作 在高頻開關(guān)狀態(tài)，也就省略了解決EMI問題的線路。運符合了 L邸驅(qū)動電源簡單化的趨勢，將 日益為市場所接受。
[0007] 相比于開關(guān)調(diào)光方案，線性方案器件少，體積小，成本低，所W在MR16，GU10,或者 E12，E26燈頭小尺寸應(yīng)用中普遍采用。另外，線性方案調(diào)光兼容性高，調(diào)光范圍更寬，光色變 化更加柔和等特點也開始廣泛應(yīng)用于球泡，燈具等。目前線性調(diào)光方案唯一問題是整機效 率普遍較低，運勢必要求提高線性忍片散熱條件，增加成本，W及不能滿足一些光效的硬性 指標。 【實用新型內(nèi)容】
[000引本實用新型的提供的一種可控娃調(diào)光線性Lm)驅(qū)動電路，通過調(diào)整線性調(diào)光方案 控制模式，可W使整機效率大幅提高，W克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，從而解決上述問題。
[0009] 本實用新型提供一種可控娃調(diào)光線性Lm)驅(qū)動電路，包括，包括，可控娃調(diào)光器、整 流橋、二極管、L邸負載、第一驅(qū)動電路、第二驅(qū)動電路、反饋回路;輸入交流電壓通過可控娃 調(diào)光器后，接入整流橋的輸入端;整流橋的輸出端與二極管、L邸負載串聯(lián)后，與第一驅(qū)動電 路相連;第一驅(qū)動電路調(diào)制L邸負載的輸出電路;第一驅(qū)動電路通過反饋回路與第二驅(qū)動電 路連接;第二驅(qū)動電路給可控娃調(diào)光器提供電流;第二驅(qū)動電路具有第一偏置電阻和第二 偏置電阻;反饋回路通過第二驅(qū)動電路與整流橋的輸出端相連。
[0010] 進一步，本實用新型提供一種可控娃調(diào)光線性Lm)驅(qū)動電路，還可W具有運樣的特 征:反饋回路包括，維持電流設(shè)定電阻和第二電容;維持電流設(shè)定電阻的兩端分別與第一驅(qū) 動電路、第二驅(qū)動電路連接;第一偏置電阻與第二偏置電阻串聯(lián);第一偏置電阻的另一端與 整流橋的輸出端相連;第二偏置電阻的另一端與維持電流設(shè)定電阻與第二驅(qū)動電路的連接 點相連;第二電容與維持電流設(shè)定電阻并聯(lián)。
[0011] 進一步，本實用新型提供一種可控娃調(diào)光線性Lm)驅(qū)動電路，還可W具有運樣的特 征:還第二驅(qū)動電路包括，第二功率管和第二運算放大器;第二運算放大器的同相輸入端接 入基準電壓，反相輸入端通過第一偏置電阻與整流橋輸出端相連;第二功率管的第一端與 第二運算放大器的輸出端相連;第二端與整流橋的輸出端相連;第=端通過第二偏置電阻 與第二運算放大器的反相輸入端相連，第=端還通過維持電流設(shè)定電阻與第一驅(qū)動電路相 連。
[0012] 進一步，本實用新型提供一種可控娃調(diào)光線性Lm)驅(qū)動電路，還可W具有運樣的特 征:第二功率管為場效應(yīng)管，第一端為柵極，第二端為漏極，第=端為源極。
[0013] 進一步，本實用新型提供一種可控娃調(diào)光線性Lm)驅(qū)動電路，還可W具有運樣的特 征:第一驅(qū)動電路包括，第一場功率管、第一運算放大器和輸出電流設(shè)定電阻；第一運算放 大器的同相輸入端接入基準電壓，反相輸入端通過維持電流設(shè)定電阻與第二驅(qū)動電阻相 連;第一功率管的第一端與第一運算放大器的輸出端相連;第二端與Lm)負載相連;第=端 與第一運算放大器的反相輸入端相連;輸出電流設(shè)定電阻的一端與第一功率管的第=端相 連，另一端接地。
[0014] 進一步，本實用新型提供一種可控娃調(diào)光線性Lm)驅(qū)動電路，還可W具有運樣的特 征:第一功率管為場效應(yīng)管，第一端為柵極，第二端為漏極，第=端為源極。
[0015] 進一步，本實用新型提供一種可控娃調(diào)光線性Lm)驅(qū)動電路，還可W具有運樣的特 征:第一偏置電阻的阻值大于第二偏置電阻的阻值。
[0016] 進一步，本實用新型提供一種可控娃調(diào)光線性Lm)驅(qū)動電路，還可W具有運樣的特 征:第一偏置電阻與第二偏置電阻的阻值比大于20。
[0017] 進一步，本實用新型提供一種可控娃調(diào)光線性Lm)驅(qū)動電路，還可W具有運樣的特 征:第一偏置電阻與第二偏置電阻的阻值比大于100。
[0018] 進一步，本實用新型提供一種可控娃調(diào)光線性Lm)驅(qū)動電路，還可W具有運樣的特 征:還包括第一電容，并聯(lián)在L邸負載的兩端。
【附圖說明】
[0019]圖1是可控娃調(diào)光樂性LE明區(qū)動電路圖。
[0020] 附圖標記：
[0021] Rcs_l-_輸出電流設(shè)定電阻Rcs_l
[0022] Rcs_2__維持電流設(shè)定電阻Rcs_2
[0023] Iout__L邸負載輸出電流
[0024] Is--可控娃調(diào)光器維持電流
[0025] ^ef__基準電壓化ef
[00%] ACin--輸入交流電壓 [0027] Vin--整流電壓
[002引 Vled__L邸負載壓降
[0029] Vcs_l - 一驅(qū)動電路1反饋回路電壓
[0030] Vcs_2__驅(qū)動電路2電流設(shè)定電壓
[0031] Vinv--驅(qū)動電路2反饋回路電壓
[0032] PM2--MOS管M2的功耗
[0033] Rl__第二驅(qū)動電路的第一偏置電阻Rl
[0034] R2__第二驅(qū)動電路的第二偏置電阻
[0035] D--二極管
[0036] Cl__第一電容
[0037] Ml __第一場效應(yīng)管 [003引 M2__第二場效應(yīng)管
[0039] OTAl--第一運算放大器OTAl
[0040] 0TA2--第二運算放大器0TA2 [0041 ] C2__第二電容
【具體實施方式】
[0042] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步的描述。
[0043] 可控娃調(diào)光線性Lm)驅(qū)動電路包括:可控娃調(diào)光器、整流橋、二極管D、Lm)負載、第 一驅(qū)動電路、第二驅(qū)動電路、反饋回路和第一電容Cl。
[0044] 整流橋由四個二極Dl、D2、D3、D4組成。輸入交流電壓ACin通過可控娃調(diào)光器后，接 入整流橋的輸入端。整流橋的輸入端輸入交流電壓ACin,輸出端與二極管D、LED負載串聯(lián) 后，與第一驅(qū)動電路相連。整流橋還與公共相連。第一電容Cl并聯(lián)在L邸負載的兩端。
[0045] 第一驅(qū)動電路調(diào)制Lm)負載的輸出電路。第一驅(qū)動電路通過反饋回路與第二驅(qū)動 電路連接。第二驅(qū)動電路給可控娃調(diào)光器提供維持電流。反饋回路通過第二驅(qū)動電路與整 流橋的輸出端相連。
[0046] 第一驅(qū)動電路包括:第一場效應(yīng)管Ml、第一運算放大器0TA10TA1和輸出電流設(shè)定 電阻 Rcs_lRcs_2。
[0047] 第二驅(qū)動電路包括:第二場效應(yīng)管M2、第二運算放大器0TA20TA2、第一偏置電阻 RlRl和第二偏置電阻R2。
[004引反饋回路包括:維持電流設(shè)定電阻Rcs_2Rcs_2和第二電容C2。
[0049] 第一運算放大器OTAl的同相輸入端接入基準電壓化ef。
[0050] 第一場效應(yīng)管Ml的柵極與第一運算放大器OTAl的輸出端相連，漏極與LED負載相 連;源極與第一運算放大器OTAl的反相輸入端相連。
[0051] 輸出電流設(shè)定電阻Rcs_l的一端與第一場效應(yīng)管Ml的源極相連，另一端接地。
[0052] 第二運算放大器0TA2的同相輸入端接入基準電壓化ef。
[0053] 第二場效應(yīng)管M2的柵極與第二運算放大器0TA2的輸出端相連;漏極與整流橋的輸 出端相連;源極通過第二偏置電阻R2與第二運算放大器0TA2的反相輸入端相連。第S端還 通過維持電流設(shè)定電阻Rcs_2與第一驅(qū)動電路相連。
[0054] 維持電流設(shè)定電阻Rcs_2的一端與第一運算放大器OTAl的反相輸入端及第一場效 應(yīng)管Ml的源極相連;另一端與第二運算放大器0TA2的源極相連。
[0055] 第一偏置電阻Rl的一端與第一運算放大器OTAl的反相輸入端相連，另一端與整流 橋輸出端相連。
[0056] 第二電容C2與維持電流設(shè)定電阻Rcs_2并聯(lián)。
[0057] 其中，第一偏置電阻Rl的阻值遠大于第二偏置電阻的阻值。當輸入交流電壓ACin 為12V或24V時，第一偏置電阻與第二偏置電阻的阻值比>20。當輸入交流電壓ACin為220V 時，第一偏置電阻與第二偏置電阻的阻值比>100。當輸入交流電壓ACin的電壓越高，第一偏 置電阻與第二偏置電阻的比值越大。
[0化引可控娃調(diào)光線性L邸驅(qū)動電路的工作原理：
[0059] 第一驅(qū)動電路用來調(diào)制LED負載的輸出電流(lout),由于反饋回路的存在，當輸入 電壓(Vin)高于LED負載壓降(VLed)時，第一驅(qū)動電路開始工作，于是輸出電流保持為
[0060]
[0061] 第二驅(qū)動電路用來給可控娃開關(guān)提供維持電流，偏置電阻Rl和R2被加入反饋環(huán)路 中。其中Rl用來感知Vin的大小，R2用來設(shè)定Vcs_2的值。維持電流為：
[0062]
[0063] 由于反饋回路的存在，Vinv和化ef保持一致。當Vin升高時，流過電阻Rl的電流會 增大，從而導(dǎo)致Vcs_2減??；當Vin降低時，流過電阻Rl的電流會減小，從而導(dǎo)致Vcs_2增大。 由于反饋回路的存在，Vinv和化ef保持一致，所W可W得到如下等式
[0067] 由干Rl陽值撫女干R2陽值，所W
[0064]
[00 化]
[0066]
[006引
[0069] 維持電流為
[0070]
[0071]
[0072]
[0073] 從上述分析中可W看出，在驅(qū)動電路2工作時，隨著維持電流（Is)會隨著Vin的升 高而降低，從而使得MOS管M2的功耗在驅(qū)動電路2工作時大大降低，從而提高整個系統(tǒng)的效 率。
[0074] 普通的可控娃調(diào)光線性Lm)驅(qū)動電路，由于驅(qū)動電路中沒有偏置電阻，所W :當輸 入電壓(Vin)高于LED負載壓降(VLed)時，第一驅(qū)動電路開始工作，于是輸出電流保持為
[0075]
[0076] 第二驅(qū)動電路用來給可控娃開關(guān)提供維持電流，當Vin小于Vle加寸，第一驅(qū)動電路 不能輸出電流，由于反饋回路的存在，第二驅(qū)動電路開始工作，于是維持電流保持為
[0077]
[007引
[0079]
[0080] 當Vin等于Vle加寸，第二驅(qū)動電路開始工作，由于反饋回路的存在，Vcs_l=Vcs_2 =化ef，此時維持電流降為0。由此可W看出，當?shù)谝或?qū)動電路不能輸出電流時，第二驅(qū)動電 路為可控娃提供維持電流，防止Lm)閃爍。當?shù)谝或?qū)動電路可W輸出電流時，第二驅(qū)動電路 不工作，降低忍片的功耗。
[0081 ]從上述分析中可W看出，當Vled比較高時，MOS管M2的功耗在第二驅(qū)動電路工作時 會變得較高，從而降低整個系統(tǒng)的效率。
[0082]由上述普通的可控娃調(diào)光線性Lm)驅(qū)動電路的工作原理可知，本實用新型提供的 可控娃調(diào)光線性L邸驅(qū)動電路更有效地降低忍片的功耗，可W使整機效率大幅提高。
【主權(quán)項】
1. 一種可控硅調(diào)光線性LED驅(qū)動電路，其特征在于： 包括，可控硅調(diào)光器、整流橋、二極管、LED負載、第一驅(qū)動電路、第二驅(qū)動電路、反饋回 路； 輸入交流電壓通過所述可控硅調(diào)光器后，接入所述整流橋的輸入端； 所述整流橋的輸出端與所述二極管、LED負載串聯(lián)后，與所述第一驅(qū)動電路相連； 所述第一驅(qū)動電路調(diào)制LED負載的輸出電路； 所述第一驅(qū)動電路通過反饋回路與所述第二驅(qū)動電路連接； 所述第二驅(qū)動電路給所述可控硅調(diào)光器提供電流;所述第二驅(qū)動電路具有第一偏置電 阻和第二偏置電阻； 所述反饋回路通過所述第二驅(qū)動電路與所述整流橋的輸出端相連。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控硅調(diào)光線性LED驅(qū)動電路，其特征在于： 其中，反饋回路包括，維持電流設(shè)定電阻和第二電容； 所述維持電流設(shè)定電阻的兩端分別與第一驅(qū)動電路、第二驅(qū)動電路連接； 所述第一偏置電阻與所述第二偏置電阻串聯(lián);所述第一偏置電阻的另一端與所述整流 橋的輸出端相連;所述第二偏置電阻的另一端與所述維持電流設(shè)定電阻與所述第二驅(qū)動電 路的連接點相連； 所述第二電容與所述維持電流設(shè)定電阻并聯(lián)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的可控硅調(diào)光線性LED驅(qū)動電路，其特征在于： 其中，所述還第二驅(qū)動電路包括，第二功率管和第二運算放大器； 所述第二運算放大器的同相輸入端接入基準電壓，反相輸入端通過所述第一偏置電阻 與所述整流橋輸出端相連； 所述第二功率管的第一端與所述第二運算放大器的輸出端相連;第二端與所述整流橋 的輸出端相連;第三端通過所述第二偏置電阻與所述第二運算放大器的反相輸入端相連， 第三端還通過所述維持電流設(shè)定電阻與所述第一驅(qū)動電路相連。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的可控硅調(diào)光線性LED驅(qū)動電路，其特征在于： 其中，所述第二功率管為場效應(yīng)管，所述第一端為柵極，所述第二端為漏極，所述第三 端為源極。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的可控硅調(diào)光線性LED驅(qū)動電路，其特征在于： 其中，第一驅(qū)動電路包括，第一場功率管、第一運算放大器和輸出電流設(shè)定電阻； 所述第一運算放大器的同相輸入端接入基準電壓，反相輸入端通過所述維持電流設(shè)定 電阻與所述第二驅(qū)動電阻相連； 所述第一功率管的第一端與所述第一運算放大器的輸出端相連;第二端與LED負載相 連;第三端與所述第一運算放大器的反相輸入端相連； 所述輸出電流設(shè)定電阻的一端與所述第一功率管的第三端相連，另一端接地。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的可控硅調(diào)光線性LED驅(qū)動電路，其特征在于： 其中，所述第一功率管為場效應(yīng)管，第一端為柵極，第二端為漏極，第三端為源極。7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的可控硅調(diào)光線性LED驅(qū)動電路，其特征在于： 其中，所述第一偏置電阻的阻值大于所述第二偏置電阻的阻值。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的可控硅調(diào)光線性LED驅(qū)動電路，其特征在于： 其中，所述第一偏置電阻與所述第二偏置電阻的阻值比大于20。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的可控硅調(diào)光線性LED驅(qū)動電路，其特征在于： 其中，所述第一偏置電阻與所述第二偏置電阻的阻值比大于100。10. 根據(jù)權(quán)利要求1-9中任意一項所述的可控硅調(diào)光線性LED驅(qū)動電路，其特征在于:還 包括第一電容，并聯(lián)在所述LED負載的兩端。
【文檔編號】H05B33/08GK205681662SQ201620600376
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月17日 公開號201620600376.0, CN 201620600376, CN 205681662 U, CN 205681662U, CN-U-205681662, CN201620600376, CN201620600376.0, CN205681662 U, CN205681662U
【發(fā)明人】張義, 李應(yīng)天, 張汀
【申請人】上海占空比電子科技有限公司