一種基于線性與pwm工作模式的led恒流驅(qū)動(dòng)方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種照明燈驅(qū)動(dòng)電源，特別是一種LED恒流驅(qū)動(dòng)的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在以AC220V/50HZ市電為電源的LED照明燈具中，高壓線性恒流驅(qū)動(dòng)方案已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，線性恒流驅(qū)動(dòng)器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、無(wú)電磁輻射、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)而被業(yè)界認(rèn)可，然而，線性恒流驅(qū)動(dòng)器同時(shí)也具有如下不可回避的缺陷:
[0003]1、線性恒流驅(qū)動(dòng)器工作在線性的模式下，與負(fù)載(LED光源)串聯(lián)使用，通過調(diào)節(jié)自身的壓降來(lái)控制負(fù)載的電流，以達(dá)到恒流的目的，線性恒流驅(qū)動(dòng)器自身的壓降所產(chǎn)生的無(wú)功功率會(huì)導(dǎo)致器件發(fā)熱，效率下降，在應(yīng)用中必須選用高電壓，小電流，低壓差的光源，所以，在應(yīng)用上受到一定程度的限制。
[0004]2、線性恒流驅(qū)動(dòng)器允許電源電壓的波動(dòng)幅度比較小，一旦電源波動(dòng)幅度超出允許范圍，將造成效率下降甚至影響正常工作。
[0005]3、現(xiàn)有的LED光源一般是由若干個(gè)LED芯片或燈珠串聯(lián)而成，單個(gè)LED的正向電壓為3.2V左右，如果使用線性驅(qū)動(dòng)方案，廠家一般都會(huì)以增加燈珠的數(shù)量為代價(jià)來(lái)提高燈串的電壓，降低壓差，或采用價(jià)格較高的高壓燈珠，這樣導(dǎo)致產(chǎn)品的成本增高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)須電感元件、造價(jià)低廉、無(wú)EMI的基于線性與PWM工作模式的LED恒流驅(qū)動(dòng)方法及裝置。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0008]一種基于線性與PWM工作模式的LED恒流驅(qū)動(dòng)方法，在線性恒流的框架下，采用PWM控制技術(shù)，通過改變交流電經(jīng)過整流以后的脈沖波形的占空比來(lái)控制LED負(fù)載的電流。
[0009]對(duì)交流電整流以后的脈沖波形進(jìn)行取樣，由脈沖控制器產(chǎn)生一組與整流以后的脈沖波形周期同步、頻率相同的脈沖信號(hào)，通過改變占空比，控制與LED負(fù)載串聯(lián)的半導(dǎo)體功率器件的通斷時(shí)間，使LED負(fù)載電流恒定。
[0010]由脈沖控制器產(chǎn)生一組占空比可控的方波信號(hào)，對(duì)整流后的直流脈沖波形實(shí)施調(diào)制，通過調(diào)制脈沖的占空比去控制與LED負(fù)載串聯(lián)的半導(dǎo)體功率器件的通斷時(shí)間，使LED負(fù)載電流恒定。
[0011]對(duì)電源電壓、LED負(fù)載電流、LED負(fù)載與電源之間的電壓差同時(shí)進(jìn)行信號(hào)采樣，脈沖控制器根據(jù)采樣信號(hào)，產(chǎn)生合適的脈沖寬度，以達(dá)到LED負(fù)載恒流目的。
[0012]一種實(shí)現(xiàn)上述方法的基于線性與PWM工作模式的LED恒流驅(qū)動(dòng)裝置，該裝置包括整流電路、LED負(fù)載、PWM控制器、開關(guān)電路、電壓采樣電路和電流采樣電路；所述LED負(fù)載、開關(guān)電路和電流采樣電路串聯(lián)后一端接所述整流電路的正極，另一端接所述整流電路的負(fù)極；所述電壓采樣電路一端接所述整流電路的正極，另一端接所述整流電路的負(fù)極；所述PWM控制器的輸入端接所述電壓采樣電路和電流采樣電路，輸出端接所述開關(guān)電路。
[0013]所述開關(guān)電路包括N溝道M0S管T1，所述M0S管T1的漏極D接所述LED負(fù)載，源極S接所述整流電路的負(fù)極，柵極G接所述PWM控制器的輸出端；所述M0S管T1的漏極D和源極S之間并聯(lián)有電阻R6。
[0014]所述電流采樣電路包括NPN型三極管T2和電阻RCS，所述電阻RCS的一端接所述M0S管T1的源極S，另一端接所述整流電路的負(fù)極，所述三極管T2的基極B接所述電阻RCS和M0S管T1源極S的結(jié)點(diǎn)，發(fā)射極E接所述整流電路的負(fù)極，集電極C通過電阻R5接所述PWM控制器。
[0015]所述PWM控制器為電壓比較器U1 ;電壓采樣電路包括電阻R1、電阻R2、電阻R3和穩(wěn)壓二極管Z1，所述電阻R1和電阻R2串接后一端接所述整流電路的正極，另一端接整所述流電路的負(fù)極，所述電阻R3和穩(wěn)壓二極管Z1串接后，電阻R3的另一端接所述整流電路的正極，穩(wěn)壓二極管Z1的另一端接所述流電路的負(fù)極，所述電壓比較器U1的同相輸入端分兩路，一路接所述電阻R1和電阻R2的結(jié)點(diǎn)，另一路接所述電阻R5，所述電壓比較器U1的反向輸入端分兩路，一路通過電阻R21接所述電阻R3和穩(wěn)壓二極管Z1的結(jié)點(diǎn)，另一路通過電阻R22接所述整流電路的負(fù)極，電壓比較器U1的輸出端接所述M0S管T1的柵極G ;所述穩(wěn)壓二極管Z1的兩端并聯(lián)有電容C1。
[0016]所述整流電路的正負(fù)極之間連接有濾波電容C2 ;所述濾波電容C2與所述整流電路的正極之間連接有隔離二極管D5。
[0017]所述PWM控制器包括三角波發(fā)生器U1A、電壓比較器U1B，所述電壓采樣電路包括電阻R12、電阻R9、電阻R10、電阻R13、電阻R14、電阻R15、電阻R16、電阻R17、電阻R18、穩(wěn)壓二極管D6、電容C3和電容C4 ;所述電阻R12、電阻R9、電阻R10依次串聯(lián)后，電阻R12的另一端接所述整流電路的正極，電阻R10的另一端接所述整流電路的負(fù)極；所述穩(wěn)壓二極管D6和電容C3并聯(lián)后一端接所述電阻R12和電阻R9的結(jié)點(diǎn)，另一端接所述整流電路的負(fù)極；所述電阻R13、電阻R14串聯(lián)后，電阻R13的另一端接所述電阻R12和電阻R9的結(jié)點(diǎn)，電阻R14的另一端接所述整流電路的負(fù)極；所述電阻R16、電阻R17和電容C4依次串聯(lián)后，所述電阻R16的另一端接所述電阻R12和電阻R9的結(jié)點(diǎn)，所述電容C4的另一端接所述整流電路的負(fù)極；所述電阻R15的一端接所述電阻R13和電阻R14的結(jié)點(diǎn)，另一端接電阻R16和電阻R17的結(jié)點(diǎn)，所述三角波發(fā)生器U1A的同相輸入端接電阻R13和電阻R14的結(jié)點(diǎn)，反向輸入端接電阻R17和電容C4的結(jié)點(diǎn)，輸出端接電阻R16和電阻R17的結(jié)點(diǎn)；所述電壓比較器U1B的同相輸入端接電阻R9和電阻R10的結(jié)點(diǎn)，反向輸入端接電阻R17和電容C4的結(jié)點(diǎn)，輸出端接所述開關(guān)電路的輸入端，所述電阻R18的一端接所述電阻R12和電阻R9的結(jié)點(diǎn)，另一端接所述電壓比較器U1B的輸出端。
[0018]所述電壓采樣電路和電流采樣電路包括NPN型三極管Q1、電阻RCS1、電阻R7、電阻R8和電阻R20，所述電阻RCS1的一端接所述M0S管T1的源極S，另一端接所述整流電路的負(fù)極，所述電阻R7和電阻R8串聯(lián)后，電阻R7的另一端接所述整流電路的正極，電阻R8接所述整流電路的負(fù)極，所述電阻R20的一端接所述電阻R7和電阻R8的結(jié)點(diǎn)，另一端分兩路，一路接所述三極管Q1的基極，另一路接所述電阻RCS1和開關(guān)電路的結(jié)點(diǎn)，所述三極管Q1的集電極通過電阻R11接所述電阻R9和電阻R10的結(jié)點(diǎn)，集電極所述整流電路的負(fù)極。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明在線性恒流的框架下，采用PWM控制技術(shù)，通過改變交流電經(jīng)過整流以后的脈沖波形的占空比來(lái)控制LED負(fù)載的電流，能減少功率器件的發(fā)熱量和提高轉(zhuǎn)換效率，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中線性恒流驅(qū)動(dòng)無(wú)功功耗大、允許電源電壓波動(dòng)范圍小、轉(zhuǎn)換效率低等缺陷，具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)須電感元件、造價(jià)低廉、無(wú)EMI (電磁福射)等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0021]圖1是本發(fā)明的第一種實(shí)施方式電路原理圖；
[0022]圖2是本發(fā)明的第二種實(shí)施方式電路原理圖.
【具體實(shí)施方式】
[0023]參照?qǐng)D1、圖2，一種基于線性與PWM工作模式的LED恒流驅(qū)動(dòng)方法，在線性恒流的框架下，采用PWM控制技術(shù)，通過改變交流電經(jīng)過整流以后的脈沖波形的占空比來(lái)控制LED負(fù)載的電流。
[0024]對(duì)交流電整流以后的脈沖波形進(jìn)行取樣，由脈沖控制器產(chǎn)生一組與整流以后的脈沖波形周期同步、頻率相同的脈沖信號(hào)，通過改變占空比，控制與LED負(fù)載串聯(lián)的半導(dǎo)體功率器件的通斷時(shí)間，使LED負(fù)載電流恒定。
[0025]由脈沖控制器產(chǎn)生一組占空比可控的方波信號(hào)，對(duì)整流后的直流脈沖波形實(shí)施調(diào)制，通過調(diào)制脈沖的占空比去控制與LED負(fù)載串聯(lián)的半導(dǎo)體功率器件的通斷時(shí)間，使LED負(fù)載電流恒定。
[0026]對(duì)電源電壓、LED負(fù)載電流、LED負(fù)載與電源之間的電壓差同時(shí)進(jìn)行信號(hào)采樣，脈沖控制器根據(jù)采樣信號(hào)，產(chǎn)生合適的脈沖寬度，以達(dá)到LED負(fù)載恒流目的。
[0027]—種實(shí)現(xiàn)上述方法的基于線性與PWM工作模式的LED恒流驅(qū)動(dòng)器，包括整流電路、LED負(fù)載、PWM控制器、開關(guān)電路、電壓采樣電路和電流采樣電路；所述LED負(fù)載、開關(guān)電路和電流采樣電路串聯(lián)后一端接所述整流電路的正極，另一端接所述整流電路的負(fù)極；