一種led驅動電路及l(fā)ed燈具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于電源【技術領域】，特別涉及一種LED驅動電路及LED燈具。本發(fā)明所提供的LED驅動電路與LED模組連接，包括整流模塊、PFC電壓變換模塊以及去頻閃模塊。PFC電壓變換模塊將由交流市電整流所得的第一直流電轉換為低壓高頻的第二直流電與第三直流電；去頻閃模塊包括基準電壓模塊與開關模塊，其利用開關模塊將第二直流電與所述基準電壓進行電壓比較，從而通斷LED模組的電源回路，進而提高了第二直流電中的紋波的頻率，還降低了紋波的幅度，使得LED模組的頻閃幾乎無法被檢測出來。并且，由于該去頻閃模塊僅靠基準電壓模塊與開關模塊就可以實現(xiàn)去頻閃功能，整個LED驅動電路具有結構簡單、體積小且成本低廉。
【專利說明】—種LED驅動電路及LED燈具
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于電源【技術領域】，特別涉及一種LED驅動電路及LED燈具。
【背景技術】
[0002]隨著LED照明時代的到來，LED燈具被越來越廣泛地運用。目前，很多LED燈具采用PFC (Power Factor Correction,功率因數校正)反激電路作為LED驅動電路。
[0003]然而，PFC反激電路所輸出的紋波電流較大，且其中含有較大的工頻紋波，直接導致LED模組產生頻閃。一些廠商會在PFC反激電路的后面再加一級降壓電路作為消頻閃電路，以消除因工頻紋波引起的頻閃，但是這樣電路就從單級結構變?yōu)閮杉壗Y構，不僅電路結構復雜，其成本也較高。
[0004]因此，現(xiàn)有的采用PFC反激電路作為LED驅動電路的LED燈具存在電路結構復雜、成本較高的問題。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種LED驅動電路，旨在解決現(xiàn)有的采用PFC反激電路作為LED驅動電路的LED燈具存在電路結構復雜、成本較高的問題。
[0006]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種LED驅動電路，與LED模組連接，包括整流模塊和PFC電壓變換模塊，所述整流模塊接入交流市電并對所述交流市電進行整流處理以輸出第一直流電，所述PFC電壓變換模塊接收所述第一直流電，并將所述第一直流電轉換為低壓高頻的第二直流電和第三直流電；
[0007]所述PFC電壓變換模塊的第一輸出端為所述LED驅動電路的正輸出端，連接所述LED模組的陽極；
[0008]所述LED驅動電路還包括去頻閃模塊；所述去頻閃模塊的電源端連接所述PFC電壓變換模塊的第二輸出端，所述去頻閃模塊的輸入端為所述LED驅動電路的負輸出端，并連接所述LED模組的陰極；
[0009]所述去頻閃模塊包括:
[0010]電源端為所述去頻閃模塊的電源端，接入所述第三直流電并輸出基準電壓的基準電壓模塊；以及
[0011]基準端連接所述基準電壓模塊的輸出端，輸入端為所述去頻閃模塊的輸入端，將所述第二直流電與所述基準電壓進行電壓比較，并根據比較結果對所述LED模組的電源回路進行通斷控制的開關模塊。
[0012]本發(fā)明的另一目的還在于提供一種LED燈具，包括LED模組，還包括上述的LED驅動電路。
[0013]本發(fā)明所提供的LED驅動電路與LED模組連接，包括整流模塊、PFC電壓變換模塊以及去頻閃模塊；其中，整流模塊將交流市電轉換為第一直流電，PFC電壓變換模塊將接收到的第一直流電轉換為低壓高頻的第二直流電與第三直流電，并將第二直流電作為LED模組的工作電流。另外，去頻閃模塊包括基準電壓模塊與開關模塊，利用開關模塊將所述第二直流電與所述基準電壓進行電壓比較，并根據比較結果通斷LED模組的電源回路，從而提高了第二直流電中的電流紋波的頻率，還降低了電流紋波的幅度，使得LED模組的頻閃幾乎無法被檢測出來。并且，該去頻閃模塊僅靠基準電壓模塊與開關模塊就可以實現(xiàn)去頻閃功能，其結構簡單、體積小且成本低廉。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明第一實施例所提供的LED驅動電路的模塊結構圖；
[0015]圖2是本發(fā)明第一實施例所提供的LED驅動電路的示例電路結構圖；
[0016]圖3是本發(fā)明第二實施例所提供的LED驅動電路的模塊結構圖；
[0017]圖4是本發(fā)明第二實施例所提供的LED驅動電路的示例電路結構圖。
【具體實施方式】
[0018]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0019]本發(fā)明所提供的LED驅動電路與LED模組連接，包括整流模塊10、PFC電壓變換模塊20以及去頻閃模塊30，解決了現(xiàn)有的采用PFC反激電路作為LED驅動電路的LED燈具存在電路結構復雜、成本較高的問題。
[0020]實施例1
[0021]圖1示出了本實施例所提供的LED驅動電路的模塊結構，為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實施例相關的部分，詳述如下:
[0022]本實施例所提供的LED驅動電路與LED模組連接，包括整流模塊10和PFC電壓變換模塊20，整流模塊10接入交流市電并對交流市電進行整流處理以輸出第一直流電，PFC電壓變換模塊20接收第一直流電，并將第一直流電轉換為低壓高頻的第二直流電和第三直流電。
[0023]在本實施例中，LED驅動電路還包括去頻閃模塊30，去頻閃模塊30的電源端連接PFC電壓變換模塊20的第二輸出端。
[0024]具體的，PFC電壓變換模塊20的第一輸出端為LED驅動電路的正輸出端，連接LED模組的陽極，去頻閃模塊30輸入端為LED驅動電路的負輸出端并連接LED模組的陰極。
[0025]在本實施例中，去頻閃模塊30可以包括:
[0026]電源端為去頻閃模塊30的電源端，接入第三直流電并輸出基準電壓的基準電壓模塊31 ;以及
[0027]基準端連接基準電壓模塊31的輸出端,輸入端為去頻閃模塊30的輸入端,將第二直流電與基準電壓進行電壓比較，并根據比較結果對LED模組的電源回路進行通斷控制的開關模塊32。
[0028]由于去頻閃模塊30利用開關模塊32將所述第二直流電與所述基準電壓進行電壓比較，并根據比較結果通斷LED模組的電源回路，從而提高了第二直流電中的電流紋波的頻率，還降低了電流紋波的幅度，使得LED模組的頻閃幾乎無法被檢測出來，不論用數碼相機還是手機拍照都無頻閃，完全能滿足UL (Underwriter Laboratories Inc.,美國保險商試驗所)，DLC (Design Lights Consort,公用事業(yè)公司和區(qū)域能效組織合作機構)等認證標準的要求。
[0029]在本實施例中，如圖2所示，整流模塊10可以采用整流橋BRl ；
[0030]整流橋BRl的第一輸入端與第二輸入端分別連接交流市電的火線與零線，整流橋BRl的接地端接第一電源地，整流橋BRl的輸出端是整流模塊10的輸出端。
[0031]另外，整流模塊10也可以采用4個二極管連接構成整流橋。
[0032]在本實施例中，如圖2所示，基準電壓模塊31可以包括:
[0033]第五電阻R5、第七電阻R7、第九電阻R9以及可控精密穩(wěn)壓源Ul ；
[0034]第五電阻R5的第一端是基準電壓模塊31的電源端，第五電阻R5的第二端、第七電阻R7的第一端以及可控精密穩(wěn)壓源Ul的陰極共接于可控精密穩(wěn)壓源Ul的受控端，第七電阻R7的第二端與第九電阻R9的第一端共接形成基準電壓模塊31的輸出端，可控精密穩(wěn)壓源Ul的陽極與第九電阻R9的第二端共接于第二電源地。
[0035]在本實施例中，可控精密穩(wěn)壓源Ul可以是型號為TL431的三端穩(wěn)壓管。
[0036]在本實施例中，如圖2所示，開關模塊32可以包括:
[0037]第一運算放大器U2、第十二電阻R12、第十三電阻R13、第十四電阻R14、第十五電阻R15以及第一 NMOS管Ql ；
[0038]第一運算放大器U2的同相端是開關模塊32的基準端，第一運算放大器U2的反相端、第十三電阻R13的第一端、第十四電阻R14的第一端共接于第一NMOS管Ql的源極，第一運算放大器U2的輸出端連接第十五電阻R15的第一端,第十五電阻R15的第二端與第十二電阻R12的第一端共接于第一 NMOS管Ql的柵極，第一 NMOS管Ql的漏極是開關模塊32的漏極。
[0039]在本實施例中，第十三電阻R13與第十四電阻R14為電流采樣電阻，第一運算放大器U2的反相端獲取該電流采樣電阻上的電壓，將該電壓與基準電壓做電壓比較。在深度負反饋的情況下，電流采樣電阻上的電壓等于基準電壓。通過調節(jié)第十五電阻R15與第十二電阻R12的阻值以及基準電壓的大小，使得第一運算放大器U2在紋波較小時輸出高電平信號，進而使第一 NMOS管Ql處于導通狀態(tài)。當第二直流電中具有較大的紋波電流時，電流采樣電阻上的電壓升高，第一運算放大器U2輸出低電平信號,從而使第一 NMOS管Ql出現(xiàn)關斷。在第一 NMOS管Ql關斷的時候，LED模組的電源回路被切斷，電流采樣電阻上處于低電平狀態(tài)，從而使得第一運算放大器U2又輸出高電平信號，再一次導通第一 NMOS管Ql。由于這個過程時間很短，紋波電流的波峰還持續(xù)存在，因此又會再次重復上次過程，導致紋波電流的波峰被分解為許多小波峰，從而提高了紋波電流的頻率。同時，紋波電流的實際電流會等于分解后的所有小波峰的平均值，從而降低了紋波電流的幅度。
[0040]在本實施例中，如圖2所示，PFC電壓變換模塊20包括:
[0041]PFC控制芯片U1、第二 NMOS管Q2、變壓器Tl、第一電阻R1、第一整流濾波模塊21以及第二整流濾波模塊22 ；
[0042]變壓器Tl的初級繞組的第一端是PFC電壓變換模塊20的輸入端，變壓器Tl的初級繞組的第二端連接第二 NMOS管Q2的漏極，PFC控制芯片Ul的控制端連接所述第二 NMOS管Q2的柵極，第二 NMOS管Q2的源極連接第一電阻Rl的第一端，PFC控制芯片Ul的接地端與第一電阻Rl的第一端共接于第一電源地，變壓器Tl的次級繞組的第一端連接第一整流濾波模塊21的輸入端，變壓器Tl的輔助繞組的第一端連接第二整流濾波模塊22的輸入端，變壓器Tl的次級繞組的第二端與輔助繞組的第二端共接于第二電源地，第一整流濾波模塊21的輸出端與第二整流濾波模塊22的輸出端分別是PFC電壓變換模塊20的第一輸出端與第二輸出端。
[0043]在本實施例中，PFC控制芯片Ul輸出PWM控制信號至第二 NMOS管Q2，第一直流電在變壓器Tl的初級繞組與第二 NMOS管Q2的作用下轉換成高頻交流電，在通過初級繞組與次級繞組之間的能量傳遞，轉換為低壓高頻交流電，最后通過第一整流濾波模塊21與第二整流濾波模塊22，轉換為低壓高頻直流電。其中，變壓器Tl除了降壓、功率傳送的作用外，還有兼具絕緣隔離的作用。
[0044]具體的，PFC控制芯片Ul可以是型號為UCC28810、UCC28811或TDA4862的具有零電流檢測和功率因素校正功能的控制芯片。
[0045]進一步的，如圖2所示，第一整流濾波模塊21可以包括:
[0046]第一二極管D1、電感LI以及第一電容Cl ；
[0047]第一二極管Dl的陽極是第一整流濾波模塊21的輸入端，第一二極管Dl的輸出端連接電感LI的第一端，電感LI的第二端與第一電容Cl的第一端共接形成第一整流濾波模塊21的輸出端，第一電容Cl的第二端接第二電源地。
[0048]進一步的，如圖2所示，第二整流濾波模塊22可以包括:
[0049]第二電阻R2、第二二極管D2以及第二電容C2 ;
[0050]第二電阻R2的第一端是第二整流濾波模塊22的輸入端，第二電阻R2的第二端連接第二二極管D2的陽極，第二二極管D2的陰極與第二電容C2的第一端共接形成第二整流濾波模塊22的輸出端，第二電容C2的第二端連接第二電源地。
[0051]實施例2
[0052]本實施例的實施建立在實施例1的基礎上。
[0053]在本實施例中，如圖3所示，去頻閃模塊30還包括穩(wěn)壓模塊33 ；
[0054]穩(wěn)壓模塊33的電源端連接PFC電壓變換模塊20的第二輸出端，穩(wěn)壓模塊33的基準端連接基準電壓模塊31的第二輸出端，穩(wěn)壓模塊33的檢測端連接負輸出端，穩(wěn)壓模塊33的空載電壓檢測端連接正輸出端，穩(wěn)壓模塊33的信號輸出端連接PFC電壓變換模塊20的信號輸入端。
[0055]在本實施例中，通過增設一穩(wěn)壓模塊33對負輸出端的電壓進行進一步的穩(wěn)壓處理，進一步減小第二直流電中的紋波電流的幅度。同時，穩(wěn)壓模塊33還通過檢測空載電壓的大小，在空載電壓過大的情況下，輸出較大的電流信號至PFC控制芯片U1，告訴PFC控制芯片Ul輸出電壓過高，減小占空比，降低輸出電壓；這樣通過反復不斷的負反饋使空載電壓維持在一個穩(wěn)定的值。
[0056]在本實施例中，如圖4所示，基準電壓模塊31還可以包括第八電阻R8。
[0057]第八電阻R8串接于第七電阻R7與第九電阻R9之間。具體的，第八電阻R8的第一端連接第七電阻R7的第二端，第八電阻R8的第二端與第九電阻R9的第一端共接形成基準電壓模塊31的輸出端，第七電阻R7的第二端與第八電阻R8的第一端共接形成基準電壓模塊31的第二輸出端。[0058]在本實施例中，如圖4所示，穩(wěn)壓模塊33可以包括:
[0059]第三電阻R3、第四電阻R4、第六電阻R6、第十電阻R10、第十一電阻R11、第三電容C3、第四電容C4、第二運算放大器U3、穩(wěn)壓管ZDl以及光電耦合器U4 ；
[0060]第三電阻R3的第一端是穩(wěn)壓模塊33的電源端，第三電阻R3的第二端與第四電阻R4的第一端共接于光電耦合器U4的發(fā)光二極管的陽極，第四電阻R4的第二端、光電耦合器U4的發(fā)光二極管的陰極、第四電容C4的第一端以及第六電阻R6的第一端共接于第二運算放大器U3的輸出端，第六電阻R6的第二端連接第三電容C3的第一端，第二運算放大器U3的反相端、第四電容C4的第二端以及第三電容C3的第二端共接于第十電阻RlO的第一端，第十電阻RlO的第二端與第十一電阻Rll的第一端共接于穩(wěn)壓管ZDl的陽極，第十一電阻Rll的第二端是穩(wěn)壓模塊33的檢測端，穩(wěn)壓管ZDl的陰極是穩(wěn)壓模塊33的空載電壓檢測端，第二運算放大器U3的同相端是穩(wěn)壓模塊33的基準端，光電耦合器U4的光敏三極管的發(fā)射極接第一電源地，光電耦合器U4的光敏三極管的集電極是穩(wěn)壓模塊33的信號輸出端。
[0061]具體的，PFC電壓變換模塊20還包括信號輸入端SIN，信號輸入端SIN是PFC電壓變換模塊20的信號輸入端。在LED電路空載，正輸出端電壓逐漸增大直至達到穩(wěn)壓管ZDl的擊穿電壓，并流入開關模塊32形成回路。第二運算放大器U3的反相端通過第十電阻RlO采集到空載電壓，并與第二基準電壓進行比較。此時第二運算放大器U3輸出低電平，進而通過光電耦合器U4輸出較大的電流信號至PFC控制芯片U1，告訴PFC控制芯片Ul輸出電壓過高，減小占空比，降低輸出電壓；這樣通過反復不斷的負反饋使空載電壓維持在一個穩(wěn)定的值。
[0062]由于限制了空載電壓的大小，當LED驅動電路帶載時，正輸出端上的電壓需要低于空載電壓才能進入正常工作狀態(tài)。
[0063]在本實施例中，第一 NMOS管Ql的漏極上的電壓，即負輸出端的電壓，被接收到穩(wěn)壓模塊33中，與基準電壓模塊31的第二輸出端所輸出的第二基準電壓進行電壓比較。在深度負反饋的情況下，負輸出端的電壓的平均值等于第二基準電壓。
[0064]實施例3
[0065]本實施例的實施建立在實施例1或2的基礎上。
[0066]在本實施例中，LED驅動電路還包括串接于整流模塊10之前的抗電磁干擾模塊。
[0067]在本實施例中，增設抗電磁干擾模塊可以使LED驅動電路不易受外界電磁干擾或雷擊影響，增強LED驅動電路的安全性。
[0068]實施例4
[0069]本實施例的實施建立在上述任一實施例的基礎上。
[0070]本實施例的目的在于提供一種LED燈具，包括LED模組，還包括上述任一實施例中的LED驅動電路。
[0071]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種LED驅動電路，與LED模組連接，包括整流模塊和PFC電壓變換模塊，所述整流模塊接入交流市電并對所述交流市電進行整流處理以輸出第一直流電，所述PFC電壓變換模塊接收所述第一直流電，并將所述第一直流電轉換為低壓高頻的第二直流電和第三直流電；其特征在于: 所述PFC電壓變換模塊的第一輸出端為所述LED驅動電路的正輸出端，連接所述LED模組的陽極； 所述LED驅動電路還包括去頻閃模塊；所述去頻閃模塊的電源端連接所述PFC電壓變換模塊的第二輸出端，所述去頻閃模塊的輸入端為所述LED驅動電路的負輸出端，并連接所述LED模組的陰極； 所述去頻閃模塊包括: 電源端為所述去頻閃模塊的電源端，接入所述第三直流電并輸出基準電壓的基準電壓模塊；以及 基準端連接所述基準電壓模塊的輸出端，輸入端為所述去頻閃模塊的輸入端，將所述第二直流電與所述基準電壓進行電壓比較，并根據比較結果對所述LED模組的電源回路進行通斷控制的開關模塊。
2.如權利要求1所述的LED驅動電路，其特征在于，所述去頻閃模塊還包括穩(wěn)壓模塊； 所述穩(wěn)壓模塊的電源端連接所述PFC電壓變換模塊的第二輸出端，所述穩(wěn)壓模塊的基準端連接所述基準電壓 模塊的第二輸出端，所述穩(wěn)壓模塊的檢測端連接所述負輸出端，所述穩(wěn)壓模塊的空載電壓檢測端連接所述正輸出端，所述穩(wěn)壓模塊的信號輸出端連接所述PFC電壓變換模塊的信號輸入端。
3.如權利要求1所述的LED驅動電路，其特征在于，所述PFC電壓變換模塊包括: PFC控制芯片、第二 NMOS管、變壓器、第一電阻、第一整流濾波模塊以及第二整流濾波模塊； 所述變壓器的初級繞組的第一端是所述PFC電壓變換模塊的輸入端，所述變壓器的初級繞組的第二端連接所述第二 NMOS管的漏極，所述PFC控制芯片的控制端連接所述第二NMOS管的柵極，所述第二 NMOS管的源極連接所述第一電阻的第一端，所述PFC控制芯片的接地端與所述第一電阻的第一端共接于第一電源地，所述變壓器的次級繞組的第一端連接所述第一整流濾波模塊的輸入端，所述變壓器的輔助繞組的第一端連接所述第二整流濾波模塊的輸入端，所述次級繞組的第二端與所述輔助繞組的第二端共接于第二電源地，所述第一整流濾波模塊的輸出端與所述第二整流濾波模塊的輸出端分別是所述PFC電壓變換模塊的第一輸出端與第二輸出端。
4.如權利要求1所述的LED驅動電路，其特征在于，所述開關模塊包括: 第一運算放大器、第十二電阻、第十三電阻、第十四電阻、第十五電阻以及第一 NMOS管； 所述第一運算放大器的同相端是所述開關模塊的基準端，所述第一運算放大器的反相端、所述第十三電阻的第一端、所述第十四電阻的第一端共接于所述第一匪OS管的源極，所述第一運算放大器的輸出端連接所述第十五電阻的第一端，所述第十五電阻的第二端與所述第十二電阻的第一端共接于所述第一 NMOS管的柵極，所述第一 NMOS管的漏極是所述開關模塊的漏極。
5.如權利要求1所述的LED驅動電路，其特征在于，所述基準電壓模塊包括: 第五電阻、第七電阻、第九電阻以及可控精密穩(wěn)壓源； 所述第五電阻的第一端是所述基準電壓模塊的電源端，所述第五電阻的第二端、所述第七電阻的第一端以及所述可控精密穩(wěn)壓源的陰極共接于所述可控精密穩(wěn)壓源的受控端，所述第七電阻的第二端與所述第九電阻的第一端共接形成所述基準電壓模塊的輸出端，所述可控精密穩(wěn)壓源的陽極與所述第九電阻的第二端共接于第二電源地。
6.如權利要求2所述的LED驅動電路，其特征在于，所述穩(wěn)壓模塊包括: 第三電阻、第四電阻、第六電阻、第十電阻、第十一電阻、第三電容、第四電容、第二運算放大器、穩(wěn)壓管以及光電耦合器； 所述第三電阻的第一端是所述穩(wěn)壓模塊的電源端，所述第三電阻的第二端與所述第四電阻的第一端共接于所述光電耦合器的發(fā)光二極管的陽極，所述第四電阻的第二端、所述光電耦合器的發(fā)光二極管的陰極、所述第四電容的第一端以及所述第六電阻的第一端共接于所述第二運算放大器的輸出端，所述第六電阻的第二端連接所述第三電容的第一端，所述第二運算放大器的反相端、所述第四電容的第二端以及所述第三電容的第二端共接于所述第十電阻的第一端，所述第十電阻的第二端與所述第十一電阻的第一端共接于所述穩(wěn)壓管的陽極，所述第十一電阻的第二端是所述穩(wěn)壓模塊的檢測端，所述穩(wěn)壓管的陰極是所述穩(wěn)壓模塊的空載電壓檢測端，所述第二運算放大器的同相端是所述穩(wěn)壓模塊的基準端，所述光電耦合器的光敏三極管的發(fā)射極接第一電源地，所述光電耦合器的光敏三極管的集電極是穩(wěn)壓模塊的信號輸出端。
7.如權利要求1所述的LED驅動電路，其特征在于，所述LED驅動電路還包括串接于整流模塊之前的抗電磁干擾模塊。
8.一種LED燈具，包括LED模組，其特征在于，所述LED燈具還包括如權利要求1至7任一項所述的LED驅動電路。
【文檔編號】H05B37/02GK103687203SQ201310598391
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月22日 優(yōu)先權日:2013年11月22日
【發(fā)明者】孫敬波, 馮立東, 李芳香, 劉修遷 申請人:深圳海天力科技有限公司, 深圳海默科技有限公司