一種具有抑制高工頻紋波的帶無源pfc的led驅(qū)動電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型實施例公開了一種具有抑制高工頻紋波的帶無源PFC的LED驅(qū)動電路,包括對輸入電源進行EMI濾波的電路、整流電路、對所述整流電路的輸出電流進行功率因數(shù)填谷校正的填谷電路、RDC鉗位電路、高頻變壓器、電壓比較電路、以及開關(guān)控制器件U1采用本實用新型，通過極少的元器件即可達到非常高的效率，且不需要共模電感也能滿足在EN55022Ｂ的傳導(dǎo)EMI要求；填谷電路能在IEC61000-3-2THD限制值內(nèi)，開關(guān)抑制了填谷校正電引起的高工頻紋波電壓，自合成軟性微型開關(guān)，在開關(guān)控制器件上集成了一個高壓MOSFET開關(guān)及一個電源控制器，使用開關(guān)控制方式來穩(wěn)定輸出電壓。
【專利說明】—種具有抑制高工頻紋波的帶無源PFC的LED驅(qū)動電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種LED驅(qū)動電路，尤其涉及一種具有抑制高工頻紋波的帶無源PFC的LED驅(qū)動電路。

【背景技術(shù)】
[0002]LED燈具有節(jié)能、使用壽命長、驅(qū)動電壓低等優(yōu)點，是一種新型綠色環(huán)保光源，廣泛應(yīng)用于閱讀燈、手電筒、汽車大燈、小型聚光燈、標牌、穹頂照明、裝飾明燈等各種場合之中。LED燈需采用恒流驅(qū)動方式，以保證其正常發(fā)光。
[0003]LED燈應(yīng)用目的是節(jié)能、高效、長壽，對于對功率高的LED驅(qū)動電路要求有高效率、高功率因數(shù)以及穩(wěn)定性，提高對國家電網(wǎng)的貢獻，針對LED驅(qū)動電路開發(fā)出具有高效、穩(wěn)定驅(qū)動電源組合解決方案具有重要意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型實施例所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種具有抑制高工頻紋波的帶無源PFC的LED驅(qū)動電路?？商岣週ED驅(qū)動電源的效率、功率因數(shù)、穩(wěn)定性。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型實施例提供了一種具有抑制高工頻紋波的帶無源PFC的LED驅(qū)動電路，包括對輸入電源進行EMI濾波的電路、整流電路、對所述整流電路的工作電流進行功率因數(shù)填谷校正的填谷電路、RDC鉗位電路、高頻變壓器、電壓比較電路、以及開關(guān)控制器件Ul ；
[0006]所述EMI濾波的電路由復(fù)合型濾波器構(gòu)成；
[0007]所述RDC鉗位電路與所述開關(guān)控制器件Ul串接于所述填谷電路的輸出端上，所述RDC鉗位電路接于所述高頻變壓器的初級繞組上，所述開關(guān)控制器件Ul通過內(nèi)部MOSFET對所述初級繞組起開關(guān)動作，通過所述RDC鉗位電路對所述初級繞組起充放電操作,所述高頻變壓器的次級繞組的回路上串接輸出整流二極管VD4，所述輸出整流二極管VD4上并接有RC吸收回路；
[0008]所述電壓比較電路從所述高頻變壓器的次級繞組上獲得采樣電流與參考電壓相比較，輸出控制信號開關(guān)光耦V3，所述光耦V3連接所述開關(guān)控制器件Ul的使能引腳，當(dāng)負載超過設(shè)定閥值時電壓比較電路使光耦V3導(dǎo)通從所述開關(guān)控制器件Ul的使能引腳拉出電流。
[0009]進一步地，所述EMI濾波的電路的復(fù)合π型濾波器在接入交注以電源兩端上分別串接第一電感L1、第二電感L2,第一差模濾波電容C8與第二差模濾波電容C9分別并接于所述第一電感L1、第二電感L2的輸入端上與輸出端上，第一阻尼電阻R8與第二阻尼電阻R7分別并接于所述第一電感L1、第二電感L2之上。
[0010]進一步地，所述RDC鉗位電路由第一電容C3串接第一二極管VDl構(gòu)成，第一電容C3上并接有泄放電阻RlO。
[0011]進一步地，所述高頻變壓器的初級繞組與次級繞組之間橫跨有Y電容C4。
[0012]進一步地，所述電壓比較電路包括一運放U2，反相端通過分壓電阻R3從提供基準電壓的第一穩(wěn)壓管V4上獲得參考電壓，同相端通過電流采樣電阻R5取得采樣電壓，輸出端通過第二二極管VD5、第二電阻R4驅(qū)動所述光耦V3。
[0013]更進一步地，所述第二電阻R4與正輸出端之間設(shè)置有第二穩(wěn)壓管VS1。
[0014]更進一步地，所述運放U2的反相端與輸出端之間連接有第三電阻R2與第二電容C5。
[0015]實施本實用新型實施例，具有如下有益效果:本實用新型采用極少的元器件即可達到非常高的效率，且不需要共模電感也能滿足在EN55022 B的傳導(dǎo)EMI要求；填谷電路能在IEC61000-3-2THD限制值內(nèi)，開關(guān)抑制了填谷校正電引起的高工頻紋波電壓，自合成軟性微型開關(guān)，在開關(guān)控制器件上集成了一個高壓MOSFET開關(guān)及一個電源控制器，使用開關(guān)控制方式來穩(wěn)定輸出電壓。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的整體電路結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0017]為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實用新型作進一步地詳細描述。
[0018]參照圖1所示的本實用新型的整體電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]本實用新型一種具有抑制高工頻紋波的帶無源PFC的LED驅(qū)動電路，包括對輸入電源進行EMI濾波的電路、整流電路、對所述整流電路的工作電流進行功率因數(shù)填谷校正的填谷電路、RDC鉗位電路、高頻變壓器、電壓比較電路、以及開關(guān)控制器件Ul。
[0020]EMI濾波的電路由復(fù)合型濾波器構(gòu)成，復(fù)合型濾波器在接入交注以電源兩端上分別串接第一電感L1、第二電感L2，第一差模濾波電容C8與第二差模濾波電容C9分別并接于所述第一電感L1、第二電感L2的輸入端上與輸出端上，第一阻尼電阻R8與第二阻尼電阻R7分別并接于所述第一電感L1、第二電感L2之上。
[0021 ] 整流電路為對經(jīng)EMI濾波的電流進行全波整流。
[0022]填谷電路對整流電路的工作電流進行功率因數(shù)填谷校正，二級管VD1、VD2、VD3以及電容C1、Cll共同形成填谷電路，并提供功率因數(shù)校正，填谷電路是對整流輸入電流進行校正，改善提升功率因數(shù)。其中，電容C11、二級管VD1、電阻R9、電容ClO依次串聯(lián)形成充電回路，電容C11、ClO以串聯(lián)方式充電，而二級管VD3、電容Cll以及電容C10、二級管VD2形成放電回路，電容ell、C1再以并聯(lián)方式放電。由此，輸入電流的導(dǎo)通角可連續(xù)從30°提升至150°，從210°升至330°其中，電阻Rl有助于平滑輸入電流尖峰，還可以通過限制流入電容CU、ClO的電流來改善功率因數(shù)。填谷電路限制工頻電流中3次和5次諧波值，達到IEC61000-3-2規(guī)定的總諧波失真THD要求。
[0023]RDC鉗位電路由第一電容C3串接第一二極管VDl構(gòu)成，第一電容C3上并接有泄放電阻R10。
[0024]RDC鉗位電路接于高頻變壓器Tl的初級繞組上，所述開關(guān)控制器件Ul通過內(nèi)部MOSFET對所述初級繞組起開關(guān)動作，通過RDC鉗位電路對初級繞組起充放電操作，高頻變壓器Tl的次級繞組的回路上串接輸出整流二極管VD4，輸出整流二極管VD4上并接有RC吸收回路，RC吸收回路由電容C7與電阻R6串接構(gòu)成。
[0025]RCD鉗位電路R10.Cl.VD6保護Mosfet漏極免受反激電壓尖峰損害。
[0026]高頻變壓器Tl的初級繞組與次級繞組之間橫跨有Y電容C4。
[0027]電壓比較電路包括一運放U2，反相端通過分壓電阻R3從提供基準電壓的第一穩(wěn)壓管V4上獲得參考電壓，并通過電阻Rll連接電源回路，同相端通過電流采樣電阻R5取得采樣電壓，輸出端通過第二二極管VD5、第二電阻R4驅(qū)動所述光耦V3，第二電阻R4與高頻變壓器Tl正輸出端之間設(shè)置有第二穩(wěn)壓管VSl。
[0028]第一穩(wěn)壓管V4通過電阻Rl連接高頻變壓器Tl正輸出端，并接有電容C13。
[0029]電壓比較電路從所述高頻變壓器的次級繞組上獲得采樣電流與參考電壓相比較，輸出控制信號開關(guān)光耦V3，所述光耦V3連接所述開關(guān)控制器件Ul的使能引腳，當(dāng)負載超過設(shè)定閥值時電壓比較電路使光耦V3導(dǎo)通從所述開關(guān)控制器件Ul的使能引腳拉出電流。
[0030]開關(guān)控制器件Ul自合成軟性微型開關(guān)集成了一個高壓MOSFET開關(guān)及一個電源控制器，使用開關(guān)控制方式來穩(wěn)定輸出電壓。這個控制器包括有振蕩器，使能電路檢測及邏輯限流狀態(tài)調(diào)節(jié)器，穩(wěn)壓器，欠電壓及過電壓電路，限流選擇電路，過熱保護，前沿消隱電路。設(shè)計軟性微型開關(guān)系列器件還增加自動重啟動，自動調(diào)整開關(guān)周期導(dǎo)通時間及頻率抖動功倉泛。
[0031]開關(guān)控制器件Ul的功能如下:
[0032]漏極(D)引腳=MOSFET的漏極連接點，在開啟及穩(wěn)工作時提內(nèi)部工作電流，旁路/多功能(BP/M)引腳，這一引腳有多項功能如下:
[0033]一個外部旁路電容連接到這個引腳，用于生成內(nèi)部的供電電源；作為外部限流點設(shè)定，按使用電容的數(shù)值選擇電流限流值，使用電容C12會工作在標準電流限值上。提供了關(guān)斷功能，在輸入掉電時，當(dāng)流入旁路引腳的電流超過ISD時關(guān)斷器件，直到BP/M電壓下降到設(shè)定值之下。還可將一穩(wěn)管從BP/M引腳連接到偏置繞組供電端實現(xiàn)輸出過電壓保護。使能/欠電壓(EN/UV)，此引腳具備有兩項功能，輸入使能信號和輸入電壓欠電壓檢測，正常工作時，通過此引腳可控制MOSFET的開關(guān)。當(dāng)從此引腳拉出的電流大于某一個閾值電流時，MOSFET將被關(guān)斷，再當(dāng)此引腳的電流小于某一個閾值電流時，MOSFET將重新啟動。閾值電流的調(diào)制為防止群脈沖現(xiàn)象發(fā)生。在ΕΝ/UV引腳和DC電壓間連接一個外部電阻用來檢測輸入電壓的欠電壓信號。如果沒有外部電阻連接此引腳，TinySwitch-1ll可檢測出這信號并禁止輸入欠電壓的保護功能。
[0034]源極(S)引腳:內(nèi)部連接到MOSFET的源極，用于高壓功率的返回節(jié)點及控制電路的參考點。
[0035]本實用新型輸出電壓比LED的正向VF電壓降稍低。因此LED連接電源時，電路工作在恒流(CC)模式。如果LED沒連接到電源，穩(wěn)壓管VSI提供電壓反饋，將輸出電壓調(diào)整在12V，R5檢測工作電流，通過一個運算放大器U2驅(qū)動光藕合器，V3提供反饋。TinySwitch-1ll系列器件通過關(guān)斷或跳過MOSFET開關(guān)周期進行穩(wěn)壓。
[0036]當(dāng)負載電流達到電流設(shè)置閾值時，U2驅(qū)動V3導(dǎo)通。V3內(nèi)部的光三極管從Ul的ΕΝ/UV腳拉出電流，使U2跳出周期。
[0037]一旦輸出電流降至電流設(shè)置閾值以下時，U2停止驅(qū)動V3，V3停止從Ul的EN/UV腳拉出電流，開關(guān)周期重新自復(fù)使能。V4，TL431給U2提供一個參考電壓，和R5兩端電壓降做比較。
[0038]Ul的頻率抖動功能，Tl內(nèi)部屏蔽繞組和橫跨Tl的Y電容C4 一起減小傳導(dǎo)EMl的產(chǎn)生，π型濾波C8.L1.L2.C9,滿足了 EN55022B的限值。
[0039]以上所揭露的僅為本實用新型一種較佳實施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本實用新型之權(quán)利范圍，因此依本實用新型權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本實用新型所涵蓋的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種具有抑制高工頻紋波的帶無源PFC的LED驅(qū)動電路，其特征在于，包括對輸入電源進行EMI濾波的電路、整流電路、對所述整流電路的工作電流進行功率因數(shù)填谷校正的填谷電路、RDC鉗位電路、高頻變壓器、電壓比較電路、以及開關(guān)控制器件U1 ； 所述EMI濾波的電路由復(fù)合π型濾波器構(gòu)成； 所述RDC鉗位電路與所述開關(guān)控制器件U1串接于所述填谷電路的輸出端上，所述RDC鉗位電路接于所述高頻變壓器的初級繞組上，所述開關(guān)控制器件U1通過內(nèi)部MOSFET對所述初級繞組起開關(guān)動作，通過所述RDC鉗位電路對所述初級繞組起充放電操作，所述高頻變壓器的次級繞組的回路上串接輸出整流二極管VD4，所述輸出整流二極管VD4上并接有RC吸收回路； 所述電壓比較電路從所述高頻變壓器的次級繞組上獲得采樣電流與參考電壓相比較，輸出控制信號開關(guān)光耦V3，所述光耦V3連接所述開關(guān)控制器件U1的使能引腳，當(dāng)負載超過設(shè)定閥值時電壓比較電路使光耦V3導(dǎo)通從所述開關(guān)控制器件U1的使能引腳拉出電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抑制高工頻紋波的帶無源PFC的LED驅(qū)動電路，其特征在于， 所述EMI濾波的電路的復(fù)合π型濾波器在接入交注以電源兩端上分別串接第一電感L1、第二電感L2,第一差模濾波電容C8與第二差模濾波電容C9分別并接于所述第一電感L1、第二電感L2的輸入端上與輸出端上，第一阻尼電阻R8與第二阻尼電阻R7分別并接于所述第一電感L1、第二電感L2之上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抑制高工頻紋波的帶無源PFC的LED驅(qū)動電路，其特征在于， 所述RDC鉗位電路由第一電容C3串接第一二極管VD1構(gòu)成，第一電容C3上并接有泄放電阻R10。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抑制高工頻紋波的帶無源PFC的LED驅(qū)動電路，其特征在于，所述高頻變壓器的初級繞組與次級繞組之間橫跨有Y電容C4。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抑制高工頻紋波的帶無源PFC的LED驅(qū)動電路，其特征在于，所述電壓比較電路包括一運放U2，反相端通過分壓電阻R3從提供基準電壓的第一穩(wěn)壓管V4上獲得參考電壓，同相端通過電流采樣電阻R5取得采樣電壓，輸出端通過第二二極管VD5、第二電阻R4驅(qū)動所述光耦V3。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有抑制高工頻紋波的帶無源PFC的LED驅(qū)動電路，其特征在于，所述第二電阻R4與正輸出端之間設(shè)置有第二穩(wěn)壓管VS1。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有抑制高工頻紋波的帶無源PFC的LED驅(qū)動電路，其特征在于，所述運放U2的反相端與輸出端之間連接有第三電阻R2與第二電容C5。
【文檔編號】H05B37/02GK204090220SQ201420400468
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年7月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月21日
【發(fā)明者】蘇松得 申請人:廣東良得光電科技有限公司