專利名稱：一種市電led恒流驅(qū)動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于LED的市電照明應(yīng)用領(lǐng)域，涉及一種LED驅(qū)動器，尤 其是一種照明用市電LED恒流驅(qū)動器。
背景技術(shù)：
全球性的能源短缺和環(huán)境污染在經(jīng)濟高速發(fā)展的中國表現(xiàn)得尤為 突出，節(jié)能和環(huán)保是中國實現(xiàn)社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展所急需解決的問題。 每年照明電能消耗約占全部電能消耗的12%~15%，作為能源消耗的大 戶，必須盡快尋找可以替代傳統(tǒng)光源的新一代節(jié)能環(huán)保光源。LED以其 較之于傳統(tǒng)照明光源所沒有的優(yōu)勢，諸如較低的功率需求、較好的驅(qū)動 特性、較快的響應(yīng)速度、較高的抗震能力、較長的使用壽命、綠色環(huán)保 以及不斷快速提高的發(fā)光效率等，成為目前世界上最有可能替代傳統(tǒng)光 源的新一代光源。雖然半導(dǎo)體照明事業(yè)才剛剛起步，照明用LED還有很 多問題要解決，但是，隨著化合物半導(dǎo)體技術(shù)的迅猛突破和封裝技術(shù)的 不斷提高，LED在照明領(lǐng)域的應(yīng)用開始形成并逐步擴大。
但是，LED要取代熒光燈成為照明領(lǐng)域的主力軍還需要攻克一些技 術(shù)難題，比如直接應(yīng)用于市電的LED驅(qū)動器。能直接應(yīng)用市電的LED 驅(qū)動器是近幾年來LED驅(qū)動器領(lǐng)域的研究熱點。目前應(yīng)用最為廣泛的開 關(guān)式LED驅(qū)動器，雖然在性能上比較優(yōu)異，但是成本較高、設(shè)計也比較 復(fù)雜，并且電磁輻射比較嚴(yán)重。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種LED驅(qū)動 器，特別是一種市電LED恒流驅(qū)動器。該LED恒流驅(qū)動器具有恒流驅(qū) 動功能，其不但成本低、設(shè)計簡單，而且不需要變壓器和電感元件，不 產(chǎn)生高頻電磁輻射。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來解決的
這種市電LED恒流驅(qū)動器，包括整流電路和濾波電路，用以將市 電整流并濾波后輸出直流電，該驅(qū)動器還包括參考電壓源電路、穩(wěn)壓 電源電路、電壓取樣電路、電壓比較器、MOSFET和第三電容；
所述參考電壓源電路由濾波電路提供直流電，參考電壓源電路向電 壓比較器提供參考電壓；
所述穩(wěn)壓電源電路由濾波電路提供直流電，穩(wěn)壓電源電路向電壓比 較器提供工作電壓；
所述電壓取樣電路接在整流電路的輸出端，電壓取樣電路向電壓比 較器提供取樣電壓；
所述電壓比較器用于比較取樣電壓和參考電壓，并驅(qū)動MOSFET。
上述濾波電路由第五二極管和第一電容串聯(lián)組成，所述第一電容的 兩端為直流電輸出端；上所述參考電壓源電路由第一電阻和第一穩(wěn)壓管 串聯(lián)組成，給電壓比較器提供參考電壓；上述穩(wěn)壓電源電路由第二電阻、 第二穩(wěn)壓管和第二電容組成，所述第二電阻和第二穩(wěn)壓管串聯(lián)，第二電 容與第二穩(wěn)壓管并聯(lián)，第二穩(wěn)壓管給電壓比較器提供穩(wěn)定的工作電壓； 所述電壓取樣電路由第三電阻和第四電阻串聯(lián)組成，第三電阻和第四電阻將整流電路的輸出電壓分壓輸出取樣電壓；所述電壓比較器為運算放 大器；所述第三電容兩端還并聯(lián)有LED燈組。
上述運算放大器的工作電壓由第二穩(wěn)壓管提供，運算放大器的正向 輸入端接受來自第一穩(wěn)壓管負(fù)極端的參考電壓，運算放大器的反向輸入 端接受來自第四電阻一端的取樣電壓，運算放大器的輸出端與MOSFET 的柵極連接，所述MOSFET的漏極與第三電容和LED燈組的負(fù)極連接， 所述MOSFET的源極與第五電阻相連接。
上述MOSFET為N溝道場效應(yīng)管。
以上所述的市電LED恒流驅(qū)動器還包括有電流檢測電路，所述電 流檢測電路由第五電阻和三極管組成，所述第五電阻的一端與MOSFET 的源極相連，所述第五電阻的另一端還與三極管的基極連接，三極管的 集電極與所述第一穩(wěn)壓管的負(fù)極端連接，三極管的發(fā)射極與所述第一穩(wěn) 壓管的正極端連接。
本發(fā)明的市電LED恒流驅(qū)動器的性能與開關(guān)式LED驅(qū)動器的性能 相當(dāng)，但其比開關(guān)式LED驅(qū)動器成本低、設(shè)計簡單，并且其不需要變壓 器和電感元件，而且其不會產(chǎn)生高頻電磁輻射，使用安全穩(wěn)定。
圖1為本發(fā)明的電路圖。
其中l(wèi)為整流電路；2為參考電壓源電路；3為穩(wěn)壓電源電路；4
為電壓取樣電路；5為LED燈組；6為濾波電路；7為電壓比較器；8
為電流檢測電路。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細(xì)描述-
參見圖l，這種市電LED恒流驅(qū)動器，包括整流電路l、濾波電路 6、參考電壓源電路2、穩(wěn)壓電源電路3、電壓取樣電路4、電壓比較器7、 MOSFET (絕緣柵場效應(yīng)管Q1)、第三電容C3和電流檢測電路8。
以上各電路的組成和功能具體如下
(1) 整流電路l以四個二極管D1-D4組成整流橋，整流橋的輸入 端接交流市電，整流橋的輸出端與濾波電路6連接。整流電路l將市電 轉(zhuǎn)換為脈動直流電提供給LED燈組、第三電容C3以及濾波電路。
(2) 濾波電路是由第五二極管D5和第一電容C1組成，其連接在 整流橋的輸出端，由整流橋輸出的脈動直流電先經(jīng)過第五二極管D5，然 后由第一電容C1濾波，第一電容C1的兩端為直流電輸出端，用于給驅(qū) 動器的其他電路提供電源。
(3) 參考電壓源電路2由第一電阻R1和第一穩(wěn)壓管DZ1串聯(lián)組 成，向電壓比較器7提供參考電壓，參考電壓源電路2由濾波電路6提 供直流電，其中第一穩(wěn)壓管DZ1的負(fù)極端是參考電壓的輸出端。
(4) 穩(wěn)壓電源電路3由第二電阻R2、第二穩(wěn)壓管DZ2和第二電容 C2組成，所述第二電阻R2和第二穩(wěn)壓管DZ2串聯(lián)，第二電容C2與第 二穩(wěn)壓管DZ2并聯(lián)。穩(wěn)壓電源電路3由濾波電路6提供直流電，其中第 二穩(wěn)壓管DZ2的兩端向電壓比較器7提供穩(wěn)定的工作電壓。
(5) 電壓取樣電路4由第三電阻R3和第四電阻R4串聯(lián)組成，電 壓取樣電路4向電壓比較器7提供取樣電壓，其中第三電阻R3和第四 電阻R4將整流電路1的輸出電壓分壓，由第四電阻R4的一端輸出取樣電壓。
(6) 電壓比較器7為運算放大器A1。運算放大器A1接受取樣電壓和參考電壓，進行比較運算，驅(qū)動M0SFETQ1進行導(dǎo)通與關(guān)斷動作。
(7) 電流檢測電路8由第五電阻R5和三極管Q2組成，用于檢測流過LED燈組5上的電流大小。
(8) 第三電容C3與LED燈組5并聯(lián)，第三電容C3在放電狀態(tài)給LED燈組5供電。MOSFET Ql負(fù)責(zé)接通LED燈組所在的主電路或切斷其主電路。所述MOSFETQl是N溝道場效應(yīng)管。
如圖1中所示，各電子元件的連接關(guān)系如下
第一電阻R1與第一穩(wěn)壓管DZ1串聯(lián)后接在第一電容C1的兩端，第二電阻R2與第二穩(wěn)壓管DZ2串聯(lián)后也接在第一電容Cl的兩端，第二電容C2與第二穩(wěn)壓管DZ2并聯(lián)，第三電阻R3和第四電阻R4串聯(lián)后接在整流電路l的輸出端。
第五電阻R5、 MOSFET Ql、 LED燈組5和第六二極管D6串聯(lián)后接在整流電路1的輸出端，其中，第六二極管D6的正極接整流電路1輸出端的正極，第三電容C3的正極與第六二極管D6的負(fù)極連接。第五電阻R5的一端還與三極管Q2的基極連接，三極管Q2的集電極與第一穩(wěn)壓管DZ1的負(fù)極端連接，三極管Q2的發(fā)射極與第一穩(wěn)壓管DZ1的正極端連接。
運算放大器Al的工作電壓由第二穩(wěn)壓管DZ2提供，即第二穩(wěn)壓管DZ2的負(fù)極端與運算放大器Al的電源正極端連接，運算放大器Al的電源負(fù)極端與第二穩(wěn)壓管DZ2的正極端連接，運算放大器A1的正向輸入端與第一穩(wěn)壓管DZ1的負(fù)極端連接，運算放大器A1的反向輸入端與第四電阻R4的一端連接，運算放大器Al的輸出端與M0SFETQ1的柵極連接，MOSFETQ1的源極與電流檢測電阻R5連接，MOSFETQl的漏極與LED燈組第三電容C3的負(fù)極連接。本發(fā)明的工作過程是這樣的
市電經(jīng)整流橋整流后轉(zhuǎn)換為脈動直流電，脈動直流電經(jīng)過第五二極管D5，然后由第一電容Cl濾波后將直流電提供給與Cl兩端連接的電路，第一穩(wěn)壓管DZ1的穩(wěn)壓值即為參考電壓源的輸出電壓(即參考電壓)，參考電壓源電路輸出的參考電壓送入運算放大器Al的正向輸入端。第二穩(wěn)壓管DZ2的負(fù)極端給運算放大器Al提供工作電壓，并聯(lián)在第二穩(wěn)壓管DZ2兩端的第二電容C2能使穩(wěn)壓電源電路3的輸出電壓更穩(wěn)定。當(dāng)由電壓取樣電路(4)提供的取樣電壓低于參考電壓時，運算放大器Al向MOSFETQl的柵極輸出高電平，驅(qū)動MOSFET Ql導(dǎo)通。MOSFETQl導(dǎo)通后，整流電路1輸出的脈動直流電給LED燈組(5)供電，同時給第三電容C3充電。當(dāng)取樣電壓高于參考電壓時，運算放大器Al向M0SFETQ1的柵極輸出低電平，M0SFETQ1關(guān)斷。第三電容C3處于放電狀態(tài)，給LED提供電流。由第五電阻R5、三極管Q2組成電流檢測電路(8)，當(dāng)流過LED燈組5電流過大，第五電阻R5上的電壓升高，使三極管Q2飽和導(dǎo)通，第一穩(wěn)壓管DZ1被短路，此時運算放大器Al輸出低電平，MOSFETQl關(guān)斷，流過LED燈組(5)的電流減小。D6的作用是防止在MOSFET Ql關(guān)斷期間電容C3上的電壓對電壓取樣電路4造成干擾。本發(fā)明的驅(qū)動器的輸出電壓由第一穩(wěn)壓管DZ1的穩(wěn)壓值決定。輸出電流由第五電阻R5的阻值決定。
本發(fā)明的市電LED恒流驅(qū)動器能夠顯著降低成本，性能和效率與開關(guān)式LED驅(qū)動器相當(dāng)，而且設(shè)計簡單、無需任何變壓器和電感元件、不產(chǎn)生高頻電磁輻射。
權(quán)利要求
1. 一種市電LED恒流驅(qū)動器，包括整流電路(1)和濾波電路(6)，用以將市電整流并濾波后輸出直流電，其特征在于還包括參考電壓源電路(2)、穩(wěn)壓電源電路(3)、電壓取樣電路(4)、電壓比較器(7)、MOSFET(Q1)和第三電容(C3)；所述參考電壓源電路(2)由濾波電路(6)提供直流電，參考電壓源電路(2)向電壓比較器(7)提供參考電壓；所述穩(wěn)壓電源電路(3)由濾波電路(6)提供直流電，穩(wěn)壓電源電路(3)向電壓比較器(7)提供工作電壓；所述電壓取樣電路(4)接在整流電路(1)的輸出端，電壓取樣電路(4)向電壓比較器(7)提供取樣電壓；所述電壓比較器(7)比較取樣電壓和參考電壓，并驅(qū)動MOSFET(Q1)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的市電LED恒流驅(qū)動器，其特征在于-所述濾波電路(6)由第五二極管(D5)和第一電容(Cl)串聯(lián) 組成，所述第一電容(Cl)的兩端為直流電輸出端；所述參考電壓源電路(2)由第一電阻(Rl)和第一穩(wěn)壓管(DZ1) 串聯(lián)組成，給電壓比較器(7)提供參考電壓；所述穩(wěn)壓電源電路(3)由第二電阻(R2)、第二穩(wěn)壓管(DZ2) 和第二電容(C2)組成，所述第二電阻(R2)和第二穩(wěn)壓管(DZ2) 串聯(lián)，第二電容(C2)與第二穩(wěn)壓管(DZ2)并聯(lián)，第二穩(wěn)壓管(DZ2) 給電壓比較器(7)提供穩(wěn)定的工作電壓；所述電壓取樣電路(4)由第三電阻(R3)和第四電阻(R4)串 聯(lián)組成，第三電阻(R3)和第四電阻(R4)將整流電路(1)的輸出電壓分壓輸出取樣電壓；所述電壓比較器(7)為運算放大器(Al); 所述第三電容(C3)兩端還并聯(lián)有LED燈組(5)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的市電LED恒流驅(qū)動器，其特征在于所述運算 放大器(Al)的工作電壓由第二穩(wěn)壓管(DZ2)提供，運算放大器(Al) 的正向輸入端接受來自第一穩(wěn)壓管(DZ1)負(fù)極端的參考電壓，運算放 大器(Al)的反向輸入端接受來自第四電阻(R4) —端的取樣電壓， 運算放大器(A1 )的輸出端與M0SFET(Q1 )的柵極連接，所述MOSFET(Ql)的漏極與第三電容(C3)和LED燈組(5)的負(fù)極連接，所述 MOSFET (Ql)的源極與第五電阻(R5)相連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的市電LED恒流驅(qū)動器，其特征在于所述 MOSFET (Ql)為N溝道場效應(yīng)管。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1、 2或3所述的市電LED恒流驅(qū)動器，其特征在于還包 括有電流檢測電路(8)，所述電流檢測電路(8)由第五電阻(R5)和 三極管(Q2)組成，所述第五電阻(R5)的一端與MOSFET(Ql)的源 極相連，所述第五電阻(R5)的另一端還與三極管(Q2)的基極連接， 三極管(Q2)的集電極與所述第一穩(wěn)壓管(DZ1)的負(fù)極端連接，三 極管(Q2)的發(fā)射極與所述第一穩(wěn)壓管(DZ1)的正極端連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種市電LED恒流驅(qū)動器，包括整流電路和濾波電路，用以將市電整流并濾波后輸出脈動直流電。該驅(qū)動器還包括參考電壓源電路、穩(wěn)壓電源電路、電壓取樣電路、電壓比較器、MOSFET和第三電容。本發(fā)明能夠顯著降低LED驅(qū)動電路的成本，性能和效率與開關(guān)式LED驅(qū)動器相當(dāng)，而且設(shè)計簡單、無需任何變壓器和電感元件、不產(chǎn)生高頻電磁輻射，使用非常安全。
文檔編號F21V23/00GK101534587SQ200910021730
公開日2009年9月16日 申請日期2009年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月27日
發(fā)明者史永勝, 史耀華, 張普雷 申請人:陜西科技大學(xué)