Led驅(qū)動電路與led燈的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開的實施例涉及照明領(lǐng)域，并且更具體地涉及發(fā)光二極管(LED)驅(qū)動電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 在照明領(lǐng)域中，發(fā)光二極管(LED)越來越常見，并且LED的價格也在逐漸降低。在這 種情況下，LED驅(qū)動器的成本占燈具總價格的百分比越來越大。因此，LED驅(qū)動器朝著更簡 單、更便宜的方向發(fā)展。此外，例如對于亞太市場，由于存在多種市電類型，因此需要可以支 持多種市電類型的通用LED驅(qū)動器，從而可以維護較少的產(chǎn)品線，降低成本。對于管狀LED (TLED)，更是需要這種通用LED驅(qū)動器。
[0003] 在現(xiàn)有技術(shù)中，基于振鈴扼流器變換器(RCC)的LED驅(qū)動器可以通過使用閉環(huán)控制 來實現(xiàn)較低的成本和良好的總諧波失真(THD)性能。然而，在這種RCC驅(qū)動器中，通常使用閉 環(huán)控制來實現(xiàn)對多種市電類型的通用支持。因此，電路中涉及較多部件，導致印刷電路板 (PCB)布圖比較困難，以及焊接工藝比較復(fù)雜。此外。此外，這種閉環(huán)控制需要使用電流檢測 電阻器，這降低了系統(tǒng)的效率，還增加了成本。電流檢測功能還使得控制電路虛地，因而導 致系統(tǒng)調(diào)試困難以及較差的電磁干擾(EMI)性能。此外，因為使用了集成電路(1C)等很多電 子部件，所以整個LED驅(qū)動器的成本相對較高。另外，還需要Vcc調(diào)節(jié)電路來穩(wěn)定Vcc，從而對 集成電路(1C)提供穩(wěn)定的供電電壓，這進一步增加了更多的成本并且降低了效率。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 本公開的實施例旨在提供一種能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的基于閉環(huán)控制RCC的LED驅(qū)動 器的上述缺點的LED驅(qū)動器。
[0005] 本公開的第一方面提供了一種LED驅(qū)動電路，包括：
[0006] -儲能電感器；
[0007] -功率開關(guān)；
[0008] -與所述儲能電感器電磁耦合的輔助電感器，所述輔助電感器耦合到所述功率開 關(guān)的控制端以提供閉合所述功率開關(guān)的正反饋；
[0009] -控制電路，電耦合至所述功率開關(guān)的控制端并且包括控制電容器，所述控制電路 被配置成提供斷開所述功率開關(guān)的控制信號；以及
[0010] -充電電路，所述充電電路耦合至所述輔助電感器和所述控制電路，并且被配置成 從所述輔助電感器接收充電電壓，以在所述充電電壓變化時，為所述控制電容器提供與所 述充電電壓的變化呈非線性變化的充電電流。
[0011] 通過提供相對于充電電壓非線性變化的充電電流，能夠非線性地控制功率開關(guān)的 開通時間，該開通時間的非線性變化與充電電壓的變化正好互相補償，因而能夠提供所需 要的輸出，例如穩(wěn)走輸出。
[0012] 根據(jù)一些實施例，所述充電電路包括至少兩個穩(wěn)壓器，所述至少兩個穩(wěn)壓器被配 置成在所述充電電壓變化時，為所述控制電容器提供與所述充電電壓的變化呈非線性變化 的充電電流。該實施例的優(yōu)點是使用數(shù)量少成本低的元件來實現(xiàn)充電電路，價格便宜。
[0013] 根據(jù)一些實施例，所述LED驅(qū)動電路還包括與所述輔助電感器串聯(lián)連接的二極管 和電容器，所述輔助電感器與所述二極管和所述電容器被配置成向所述充電電路提供所述 充電電壓。該實施例提供了形成充電電壓/內(nèi)部電源VCC的供電電路，由于輔助電感器上的 電壓是與輸入電源電壓相關(guān)的，所以能夠?qū)⑤斎腚娫措妷悍磻?yīng)給充電電路，使得充電電路 進行非線性運作。
[0014] 根據(jù)一些實施例，所述控制電路還包括開關(guān)，所述開關(guān)的一端耦合至接地，另一端 耦合至所述功率開關(guān)的控制端;所述開關(guān)的控制端耦合至所述控制電容器，并且被配置成 通過與所述充電電壓的變化呈非線性變化的充電電流來控制所述開關(guān)的接通時間。該實施 例提供了對功率開關(guān)進行基極驅(qū)動的控制方式。
[0015] 根據(jù)一些實施例，所述充電電路還包括至少兩個充電電阻器，所述至少兩個充電 電阻器中的每一個與所述至少兩個穩(wěn)壓器中的每一個串聯(lián)耦合。該實施例中的充電電阻器 能夠起到穩(wěn)定充電電流的作用。
[0016] 根據(jù)一些實施例，所述至少兩個穩(wěn)壓器中的至少一個穩(wěn)壓器的導通電壓小于所述 充電電壓的最小值。
[0017] 根據(jù)一些實施例，所述穩(wěn)壓器包括齊納二極管。優(yōu)點在于齊納二極管價格低廉。
[0018] 根據(jù)一些實施例，所述LED驅(qū)動電路包括振鈴扼流器變換器，其中所述振鈴扼流器 變換器至少包括所述儲能電感器、所述功率開關(guān)以及所述輔助電感器。振鈴扼流器變換器 是一種自振蕩的低成本變換器，因此該實施例的價格低廉。
[0019] 本公開的第二方面提供了一種LED燈，包括根據(jù)本公開的第一方面所述的LED驅(qū)動 電路。
[0020] 本公開的實施例所提供的開環(huán)控制的LED驅(qū)動電路大量減少了所使用的電子部 件，并且PCB布圖更加簡單，在焊接工藝上節(jié)省了成本。由于去除了檢測電阻器并且簡化了 Vcc調(diào)節(jié)電路，使得電路更加高效。另外，控制電路接地，對于電磁兼容性(EMC)和調(diào)試等非 常有幫助?？傊?，這種開環(huán)控制電路可以顯著地降低成本。
【附圖說明】
[0021] 此處所說明的附圖用來提供對本公開的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本公 開的示意性實施例及其說明用于解釋本公開，并不構(gòu)成對本公開的不當限定，其中：
[0022]圖1是示意性地圖示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的基于閉環(huán)控制RCC的LED驅(qū)動器的電路圖；
[0023]圖2是示出晶體管的開關(guān)特性的示意圖；以及
[0024]圖3是示意性地圖示根據(jù)本公開的實施例的基于開環(huán)控制RCC的LED驅(qū)動器的電路 圖。
【具體實施方式】
[0025] 下面將參考附圖中示出的若干示例性實施方式來描述本公開的原理和精神。應(yīng)當 理解，描述這些實施方式僅僅是為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠更好地理解進而實現(xiàn)本公開， 而并非以任何方式限制本公開的范圍。
[0026] 發(fā)光二極管(LED)是一種將電轉(zhuǎn)化成光的器件，其輸出光功率主要依賴于流過LED 的電流的大小，而LED兩端的電壓基本上保持恒定。因此，在設(shè)計LED的驅(qū)動電路時，期望保 證輸出電流為基本上恒定。此外，LED或者LED燈等作為負載時，也可以認為其兩端電壓基本 上保持恒定。
[0027]圖1示意性地示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的基于閉環(huán)控制RCC的LED驅(qū)動器的電路圖。如 圖1所示，從端子L和N接收AC市電輸入。市電可以具有各種電壓。例如，在中國大陸，市電電 壓為220V，在美國，市電電壓為110VJC市電經(jīng)由整流橋DB1和濾波電容器C2成為電壓基本 上恒定的DC電壓。此外，輸入也可以為直流電壓，此時，整流橋DB1和濾波電容器C2等電路可 以省略。
[0028] 變壓器T1的主繞組2-3(Τ1-3/2)作為功率電感器，與開關(guān)管Q1(也稱為主開關(guān)）、二 極管D1和電容器C3-起組成非隔離型降壓-升壓變換器。作為示例，LED1作為該驅(qū)動電路的 負載。負載也可以包括多個串聯(lián)或者并聯(lián)的LED組。如上所述，LED兩端的電壓基本上恒定， 而其輸出主要由電流確定。因此，可以認為負載LED1兩端的電壓恒定，換言之，這種驅(qū)動電 路的輸出電壓基本上恒定。
[0029] 如圖1所示，開關(guān)管Q1、啟動電阻R、電容器C4和R3以及變壓器T1的作為輔助電感器 的輔助繞組4-5 (T1 -4/5)構(gòu)成RCC的常規(guī)正反饋控制電路。RCC控制電路的原理在本領(lǐng)域內(nèi) 是公知的，在此不再詳細描述。
[0030] 圖1的閉環(huán)控制電路通過電流檢測電阻器R1檢測流過負載LED1的電流，并且將其 通過比較器與基準電壓Vref進行比較。當電流較大(對應(yīng)于電阻器R1兩端的電壓較大）時， 比較器輸出低電平，從而將開關(guān)管Q3接通，此時，Vcc對電容器C5充電，使得Q2接通。當Q2被 接通時，主開關(guān)Q1的基極電壓被下拉至接地，因此，主開關(guān)Q1也關(guān)斷，從而降低輸出電流。這 就是閉環(huán)控制電路的控制原理。
[0031] 從圖1可以看出，閉環(huán)控制電路需要包括比較器等元件的集成電路，并且還需要 Vcc調(diào)節(jié)電路為比較器等提供穩(wěn)定的供電電壓。較多的元件等帶來了各種技術(shù)困難和較高 的經(jīng)濟成本，這在【背景技術(shù)】部分進行了詳細地介紹，此處不再進一步描述。
[0032] 為了克服閉環(huán)控制電路的缺點，本公開的實施例提供了一種開環(huán)控制電路，這種 電路能夠在多種市電情況下實現(xiàn)穩(wěn)定的電流輸出。由于開環(huán)控制缺少了閉環(huán)控制的電流檢 測、反饋等過程，因此，需要其他的控制電路實現(xiàn)對穩(wěn)定電流輸出的控制，下面結(jié)合圖3對這 種開環(huán)控制電路的原理進行詳細描述。
[0033] RCC是一種特殊的降壓升壓轉(zhuǎn)換器，其使用正反饋來調(diào)整主開關(guān)的開關(guān)周期。在降 壓升壓拓撲中，輸出電流與主開關(guān)的峰值電流相關(guān)，它們之間的關(guān)系可以用等式(1)描述。
[0034] (1)
[0035] 丹卞，U疋土7Γ穴WimJTT關(guān)頻率，并且D = Vo/(Vin+Vo)，Vin是直流輸入電壓，或者 交流輸入經(jīng)整流濾波后的電壓，基本上由市電類型確定;Vo是輸出電壓，在負載為LED的情 況下，基本上由負載確定。
[0036] Ip是主開關(guān)Q1的峰值電流，并且還是功率電感器T1-3/2中的峰值電流。峰值電流 Ip可以壽元為， _7]
(2)