一種高功率因子的線性led驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體照明驅(qū)動(dòng)電路的技術(shù)領(lǐng)域，具體來說是一種高功率因子的線性LED驅(qū)動(dòng)電路，主要應(yīng)用于3W到18W功率范圍內(nèi)的景觀照明，室內(nèi)照明等半導(dǎo)體照明驅(qū)動(dòng)的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]LED光源是第四代照明光源，具有節(jié)能、環(huán)保、安全、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明和城市夜景等領(lǐng)域。隨著成本的逐漸降低LED照明將逐漸取代傳統(tǒng)照明成為照明的主流燈具。目前LED照明方案主要通過整流器與電力網(wǎng)相接，在電網(wǎng)中會產(chǎn)生大量的電流諧波和無功功率而污染電網(wǎng)，成為電力公害，而且方案復(fù)雜，可靠性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種提高照明系統(tǒng)的PFC因子，減少照明系統(tǒng)對電網(wǎng)的污染，同時(shí)降低成本，提高照明系統(tǒng)的可靠性，節(jié)能環(huán)保的高功率因子的線性LED驅(qū)動(dòng)電路。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0005]一種高功率因子的線性LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于:所述高功率因子的線性LED驅(qū)動(dòng)電路包括三個(gè)N型高壓管，即第二 N型高壓管MN2、N型高壓管MN3、N型高壓管MN4，第二N型高壓管麗2的柵極、第三N型高壓管麗3的柵極、第一比較器C0MP1的輸出端、第二比較器C0MP2的輸出端與控制邏輯電路Control Logic連接，第二 N型高壓管麗2的漏極與第一發(fā)光二極管L1的陰極、第二發(fā)光二極管L2的陽極連接；第二 N型高壓管MN2的源極與電阻R3的一端，電阻R3的另一端與地GND連接；第三N型高壓管MN3的漏極與第二發(fā)光二極管L2的陰極、第三發(fā)光二極管L3的陽極連接，第三N型高壓管MN3的源極、電阻R4的一端與第一比較器C0MP1的反向輸入端連接，電阻R4的另一端與地GND連接；第四N型高壓管MN4的漏極與第三發(fā)光二極管L3的陰極連接；第四N型高壓管MN4的源極、電阻R5的一端、一跨導(dǎo)運(yùn)算放大器0ΤΑ的反向輸入端、第二比較器C0MP2的反向輸入端連接，第四N型高壓管MN4的柵極與跨導(dǎo)運(yùn)算放大器0ΤΑ的輸出端連接，跨導(dǎo)運(yùn)算放大器0ΤΑ的正向輸入端與基準(zhǔn)電壓Vrefl連接，第一比較器C0MP1的正向輸入端、第二比較器C0MP2的正向輸入端與基準(zhǔn)電壓Vref2連接，電阻R5的另一端與地GND連接，所述三個(gè)N型高壓管、第一比較器、第二比較器和跨導(dǎo)運(yùn)算放大器依據(jù)輸入電壓的高低來進(jìn)行控制第一發(fā)光二極管、第二發(fā)光二極管和第三發(fā)光二極管的發(fā)光與不發(fā)光。
[0006]所述輸入電壓低壓時(shí)，電流從N型高壓管麗2和電阻R3流走，此時(shí)只有第一發(fā)光二極管L1發(fā)光，當(dāng)輸入電壓升高時(shí)，有一部分電流從N型高壓管MN3和電阻R4流走；當(dāng)該電流增大到一定程度時(shí)，通過第一比較器和邏輯控制電路將N型高壓管MN2關(guān)斷，所有電流從N型高壓管MN3和電阻R4流走，第一發(fā)光二極管和第二發(fā)光二極管發(fā)光；當(dāng)輸入電壓繼續(xù)升高，有一部分電流從N型高壓管MN4和電阻R5流走，當(dāng)該電流增大到一定程度時(shí)，通過第二比較器和邏輯控制電路將N型高壓管麗3關(guān)斷，所有電流從第四N型高壓管MN4和電阻R5流走，第一發(fā)光二極管、第二發(fā)光二極管和第三發(fā)光二極管都發(fā)光；當(dāng)輸入電壓再增大時(shí)，通過跨導(dǎo)運(yùn)算放大器的鉗位作用，從N型高壓管MN4和電阻R5流走的電流恒定，當(dāng)輸入電壓HV_IN由高變低時(shí)，從第四N型高壓管MN4和電阻R5流走的電流開始減小，再通過第二比較器和邏輯控制電路將N型高壓管MN3打開，第三發(fā)光二極管不發(fā)光；當(dāng)輸入電壓繼續(xù)變低時(shí)，通過第一比較器和邏輯控制電路將N型高壓管MN2打開，第二發(fā)光二極管不發(fā)光，只有第一發(fā)光二極管發(fā)光。根據(jù)權(quán)利要求1或2所述高功率因子的線性LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述跨導(dǎo)運(yùn)算放大器包括5個(gè)P型MOS管，4個(gè)N型MOS管，其連接方式為:第一P型MOS管MP1的漏極、第二 P型MOS管MP2的源極與第三P型MOS管MP3的源極連接；第二P型MOS管MP2的漏極與第一 N型MOS管麗1的漏極、第一 N型MOS管麗1的柵極、第三N型MOS管麗3的柵極連接；第三P型MOS管MP3的漏極與第二 N型MOS管麗2的漏極、第二N型MOS管麗2的柵極、第四N型MOS管MN4的柵極連接；第四P型MOS管MP4的柵極、第四P型MOS管MP4的漏極、第五P型MOS管MP5的柵極與第三N型MOS管麗3的漏極連接?’第五P型MOS管MP5的漏極、第四N型MOS管MN4的漏極與該跨導(dǎo)運(yùn)算放大器的輸出端口 Vout連接；第一 P型M0S管MP1的柵極與偏置電壓Vpb連接；第二 P型M0S管MP2的柵極與該跨導(dǎo)運(yùn)算放大器的同向輸入端口 VP連接；第三P型M0S管MP3的柵極與該跨導(dǎo)運(yùn)算放大器的反向輸入端口 VN連接。第一 P型M0S管MP1的源極、第四P型M0S管MP4的源極、第五P型M0S管MP5的源極與電源VDD連接。第一 N型M0S管麗1的源極、第二 N型M0S管MN2的源極、第三N型M0S管MN3的源極、第四N型M0S管MN4的源極與地GND連接。
[0007]所述比較器包括1個(gè)電流漏，5個(gè)P型M0S管和3個(gè)N型M0S管，其連接方式為:第零P型M0S管ΜΡ0的漏極、第零P型M0S管ΜΡ0的柵極、電流源I的輸入端、第四P型M0S管MP4的柵極與第一 P型M0S管MP1的柵極連接；第一 P型M0S管MP1的漏極、第二 P型M0S管MP2的源極與第三P型M0S管MP3的源極連接；該運(yùn)算放大器的同向輸入端口 VP與第三P型M0S管MP3的柵極連接；該運(yùn)算放大器的反向輸入端口 VN與第二 P型M0S管MP2的柵極連接；第二 P型M0S管MP2的漏極、第零N型M0S管ΜΝ0的柵極、第零N型M0S管ΜΝ0的漏極與第一 N型M0S管麗1的柵極連接；第三P型M0S管MP3的漏極、第一 N型M0S管麗1的漏極與第二 N型M0S管麗2的柵極連接；第四P型M0S管MP4的漏極、第二 N型M0S管麗2的漏極與運(yùn)放的輸出端Vout連接。第零P型M0S管ΜΡ0的源極、第一 P型M0S管MP1的源極、第四P型M0S管MP4的源極與電源VDD連接。第零N型M0S管ΜΝ0的源極、第一 N型M0S管麗1的源極、第二 N型M0S管麗2的源極、電流源I的流出端與地GND連接。
[0008]所述高功率因子的線性LED驅(qū)動(dòng)電路還包括集成在一起的高壓啟動(dòng)電路,高壓啟動(dòng)電路包括第一 N型高壓管MN1和二極管D0，第一 N型高壓管MN1的基極、電阻R1的一端與二極管D0的陰極連接，第一 N型高壓管麗1的源極、阻R2的一端與輸出端口 VDD連接，第一 N型高壓管MN1的基極、電阻R1的一端以及第零二極管D0的陰極連接，第一 N型高壓管麗1的源極、電阻R2 —端以及輸出端口 VDD連接，第一 N型高壓管麗1的漏極、電阻R1的另一端、第一發(fā)光二極管L1的陽極與電源HV_IN連接，第零二極管D0的陽極、電阻R2的另一端與地GND連接。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0010]1)本發(fā)明所述高壓啟動(dòng)的在線線性LED驅(qū)動(dòng)電路，為分段線性恒流技術(shù)，將照明系統(tǒng)的工作電流與線電壓呈分段線性變化，從而提高了照明系統(tǒng)的功率因子PFC，本發(fā)明中同時(shí)提供了高于0.95的PFC因子，大于功率因子指標(biāo)PFC的節(jié)能的指標(biāo)值即功率因子PFC之0.7，故可以起到有效的節(jié)能效果，而且減少了照明系統(tǒng)對電網(wǎng)的污染。
[0011]2)本發(fā)明同時(shí)內(nèi)部集成高壓啟動(dòng)電路，大大減小了系統(tǒng)的器件開銷。
[0012]總之，本發(fā)明系統(tǒng)方案簡單，可靠性高，可大大降低了系統(tǒng)的成本，而且降低了照明系統(tǒng)對電網(wǎng)的污染，提高了照明系統(tǒng)的可靠性，節(jié)能環(huán)保。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明高功率因子的線性LED驅(qū)動(dòng)電路的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0014]圖2為本發(fā)明跨導(dǎo)運(yùn)算放大器電路的電路結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖3為本發(fā)明比較器電路的電路結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明詳細(xì)描述。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明LED照明驅(qū)動(dòng)電路，包括4個(gè)N型高壓管，5個(gè)電阻，1個(gè)齊納二極管，3個(gè)高壓發(fā)光二極管，2個(gè)比較器，1個(gè)跨導(dǎo)運(yùn)算放大器，1個(gè)控制邏輯電路，發(fā)光二極管的個(gè)數(shù)也可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。
[0018]第一 N型高壓管MN1的基極、電阻R1的一端與第零二極管D0的陰極連接；第一 N型高壓管麗1的源極、電阻R2 —端與輸出端口 VDD連接；第二 N型高壓管麗2的柵極、第三N型高壓管麗3的柵極、第一比較器C0MP1的輸出端、第二比較器C0MP2的輸出端與控制邏輯電路Control Logic連接；第二 N型高壓管MN2的漏極與第一發(fā)光二極管L1的陰極、第二發(fā)光二極管L2的陽極連接；第二 N型高壓管MN2的源極與電阻R3的一端連接；第三N型高壓管MN3的漏極與第二發(fā)光二極管L2的陰極、第三發(fā)光二極管L3的陽極連接；第三N型高壓管麗3的源極、電阻R4的一端與第一比較器C0MP1的反向輸入端連接；第四N型高壓管MN4的漏極與第三發(fā)光二極管L3的陰極連接；第四N型高壓管MN4的源極、電阻R5的一端、跨導(dǎo)運(yùn)算放大器0ΤΑ的反向輸入端、第二比較器C0MP2的反向輸入端連接；第四N型高壓管MN4的柵極與跨導(dǎo)運(yùn)算放大器0ΤΑ的輸出端連接；跨導(dǎo)運(yùn)算放大器0ΤΑ的正向輸入端與基準(zhǔn)電壓Vrefl連接；第一比較器C0MP1的正向輸入端、第二比較器C0MP2的正向輸入端與基準(zhǔn)電壓Vref2連接。
[0019]圖1中的高壓啟動(dòng)電路，包括第一 N型高壓管麗1和二極管D0，第一 N型高壓管麗1的基極、電阻R1的一端與二極管D0的陰極連接，第一 N型高壓管麗1的源極、阻R2的一端與輸出端口 VDD連接，第一 N型高壓管麗1的基極、電阻R1的一端以及第零二極管D0的陰極連接，第一 N型高壓管麗1的源極、電阻R2 —端以及輸出端口 VDD連接，第一 N型高壓管麗1的漏極、電阻R1的另一端、第一發(fā)光二極管L1的陽極與電源HV_IN連接，第零二極管D0的陽極、電阻R2的另一端與地GND連接。
[0020]下面是控制原理:在本發(fā)明采用分段線性恒流技術(shù)，分為三段，從成本以及綜合性方面考慮，設(shè)計(jì)為三段，當(dāng)然如果不計(jì)成本，也可以多段設(shè)計(jì)，以滿足其它方面的需求，如四段、五段等等。
[0021]該電路左邊部分為HV Start-up電路，其將高壓輸入HV_IN轉(zhuǎn)換為低壓電源VDD ；在右邊部分中，三個(gè)高壓管初始狀態(tài)都為導(dǎo)通狀態(tài)，當(dāng)輸入電壓HV_IN較低時(shí)，電流從第二N型高壓管MN2和電阻R3流走，此時(shí)只有第一發(fā)光二極管L1發(fā)光；當(dāng)輸入電壓HV_IN升高時(shí)，有一部分電流從第三N型高壓管MN3和電阻R4流走，當(dāng)該電流增大到一定程度時(shí)，通過第一比較器C0MP1和邏輯控制電路Control Logic將第二 N型高壓管MN2關(guān)斷，所有電流從第三N型高壓管MN3和電阻R4流走，第一發(fā)光二極管L1和第二發(fā)光二極管L2發(fā)光；當(dāng)輸入電壓HV_IN繼續(xù)升高，有一部分電流從第四N型高壓管MN4和電阻R5流走，當(dāng)該電流增大到一定程度時(shí)，通過第二比較器C0MP2和邏輯控制電路Co