專利名稱：用于大中功率led燈的恒流源驅(qū)動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于電子技術(shù)領(lǐng)域的恒流穩(wěn)壓電源裝置，特別涉及一種用于 大中功率LED燈的恒流源驅(qū)動電路。
背景技術(shù)：
LED (Light Emitting Diode)，即發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，可以直 接把電轉(zhuǎn)化為光，其作為一種體積小、耗電量低、使用壽命長、高亮度、低熱量、環(huán)保且堅固 耐用的光源被廣泛應(yīng)用于新一代的顯示裝置中。LED的發(fā)光亮度和使用壽命主要受其驅(qū)動電流的影響，最佳的LED驅(qū)動方式應(yīng)是 恒流源驅(qū)動。目前市場上提供了一種驅(qū)動源，如安森美半導(dǎo)體電源，其作為驅(qū)動源的應(yīng)用十 分廣泛，且使用了穩(wěn)壓恒流技術(shù)，解決LED負載的需要，其主要弊端在于(1)所述技術(shù)的結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，元器件多，體積大，調(diào)試繁瑣；(2)所述技術(shù)只適用于小功率(8-10W)的需要，無法滿足大、中功率LED光源的使 用需求；(3)所述技術(shù)需要在輸入前端另行設(shè)計，由工頻電源通過整流濾波電路及EMI電 路等，大大增加了產(chǎn)品的成本，不易于推廣普及。另一種廣泛使用的設(shè)計采用了半橋變換電路，前級使用IC芯片NCP1015，使得結(jié) 構(gòu)有所簡化，但輸出端采用隔離式結(jié)構(gòu)，其中的耦合變壓器對于不同功率的負載在成本和 設(shè)計上均造成負擔(dān)，參數(shù)調(diào)整需經(jīng)過復(fù)雜的計算和試驗確認(rèn)。另外，現(xiàn)有的恒流源驅(qū)動電路其最大缺陷是一種設(shè)計電路對應(yīng)一種特定LED燈的 功率燈，元器件參數(shù)調(diào)整要通過復(fù)雜的理論計算和試驗或經(jīng)驗數(shù)據(jù)的確認(rèn)，大大增加了產(chǎn) 品的設(shè)計和試驗成本，更不適應(yīng)大中功率LED光源普及的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是，由于LED驅(qū)動源的技術(shù)結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，元器件過多且 體積大，而導(dǎo)致的產(chǎn)品調(diào)試繁瑣，無法滿足大、中功率LED光源的使用需求，且產(chǎn)品成本較 高，設(shè)計復(fù)雜，參數(shù)調(diào)整困難，不易于推廣普及等的問題，進而提供了一種用于大中功率LED 燈的恒流源驅(qū)動電路。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種用于大中功率LED燈的恒流源驅(qū)動電路，包括 用于濾除各種電磁諧波的EMI電路、橋式整流濾波電路及LED負載電路，所述EMI電路的輸 入端與交流電網(wǎng)相接，EMI電路的輸出端與橋式整流濾波電路輸入端相接，所述恒流源驅(qū)動 電路還包括無源功率因數(shù)校正電路、脈沖寬度調(diào)制開關(guān)電路、用于監(jiān)視和調(diào)整輸出電流的 恒流源控制電路及用于提供負載功率的輸出功率管，所述橋式整流濾波電路輸出端與脈沖 寬度調(diào)制開關(guān)電路輸入端相接，脈沖寬度調(diào)制開關(guān)電路輸出端與恒流源控制電路輸入端相 接，恒流源控制電路輸出端與輸出功率管輸入端相接，輸出功率管輸出端與LED負載電路 輸入端相接，無源功率因數(shù)校正電路一端接于橋式整流濾波電路輸出端，無源功率因數(shù)校正電路另一端接地；所述脈沖寬度調(diào)制開關(guān)電路包括電阻R5、R6，三極管Ql及電解電容C6，三極管的 集電極與發(fā)射極通過電阻R5連接，三極管發(fā)射極與電阻R5連接后連至電阻R6 —端，電阻 R6另一端與電解電容C6正極連接；所述輸出功率管包括二極管D5，電阻R8以及MOS功率管Q2，二極管D5負極與電 阻R8 —端連接，二極管D5正極與電阻R8另一端連接并連至MOS功率管Q2柵極，所述電阻 R8為小于5歐姆的電阻；所述恒流源控制電路采用IC芯片MT7910，其中1腳接地，2腳接電容C6正極，3 腳、4腳經(jīng)電容C7接地，5腳經(jīng)電容C8接地，6腳經(jīng)電容C9接地，7腳與MOS功率管Q2之間
設(shè)有電阻電路，8腳接二極管D5負極；其中電阻電路的等效電阻
，其中 I (LED)為單顆LED光源允許通過的電流。優(yōu)選地，所述的MOS功率管Q2關(guān)斷時間
)，導(dǎo)通時間=
T-T。ff，其中Coff是指C9電容值，Rc為R6電阻值，T為MOS功率管的通斷周期，T = 10 μ s 20 μ S。優(yōu)選地，所述EMI電路包括壓敏電阻RZ，電容Cl，電感Ll和電感L2，壓敏電阻RZ 與電容Cl并聯(lián)后再與電感Ll串聯(lián)；所述橋式整流濾波電路包括4個DB107型二極管，所述二極管全橋連接；電感Ll 和L2連接所述橋式整流濾波電路；交流電網(wǎng)火線端經(jīng)熱敏電阻Rntc連接壓敏電阻RZ ；
R , *Vdd所述LED負載電路的輸出電流
其中Rntc是指熱敏電
阻Rntc的電阻值，RZ是指壓敏電阻RZ的電阻值，Vdd是指IC芯片ΜΤ7910的工作電壓。優(yōu)選地，所述無源功率因數(shù)校正電路包括RSlJ型二極管Dl、D2、D3，22uF/250V型 電解電容C3、C4以及電阻R2，二極管D3正極和電解電容C4負極分別接地，二極管D3負極 連接二極管Dl負極和電阻R2 —端，電阻R2另一端連接電解電容C4正極，二極管D2負極 連接電容電解C3正極，電解電容C3負極連接二極管Dl正極，二極管D2正極連接電解電容 C4正極。優(yōu)選地，所述LED負載電路包括二極管D4，電感L3，電解電容C5以及電阻R3、R4， 二極管D4負極連接電解電容C5正極，二極管D4正極通過電感L3連接電解電容C5負極， 電阻R3、R4串聯(lián)后與電解電容C5并聯(lián)；所述電感L3的電流紋波為30% 100%。優(yōu)選地，所述脈沖寬度調(diào)制開關(guān)電路的三極管Ql為功率0. 6 IW的中壓三極管。優(yōu)選地，所述的電感Ll飽和電流為600mA 750mA。優(yōu)選地，所述的電阻電路由電阻R10、R11、R12、R13并聯(lián)后與電阻R9串聯(lián)而得。本發(fā)明中，電阻電路等效電阻Rcs的選定是決定該款照明燈功率等級的關(guān)鍵因 素；而MOS功率管的開啟時間和關(guān)斷時間直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的輸出光效和輸出光能的 穩(wěn)定性；另外，整個照明燈光源由若干個串并聯(lián)LED組合而成，驅(qū)動電源輸出的恒穩(wěn)電流必 須保持恒定，這是LED使用壽命和發(fā)揮最大光效的關(guān)鍵。申請人歷經(jīng)創(chuàng)造性勞動，得出了針對上述參數(shù)的計算公式，大大節(jié)省了重復(fù)勞動。采用本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，在輸入端采用電網(wǎng)電壓直接整流降壓方式，輸出 采用非隔離式拓撲結(jié)構(gòu)，簡化結(jié)構(gòu)，減少元器件，易于調(diào)試，對于大、中功率的LED光源具有 普適性，適于驅(qū)動中大功率的LED串并聯(lián)組合的負載，且成本較低，易于推廣普及。另外，本 發(fā)明還對電路中的關(guān)鍵元器件參數(shù)進行了公式化計算，摒棄了傳統(tǒng)的電路需反復(fù)調(diào)試確定 參數(shù)的漫長試驗周期，使電路設(shè)計工作更加簡便快捷。


圖1是本發(fā)明的電路圖。其中，1為EMI電路；2為橋式整流濾波電路；3為無源功率因數(shù)校正電路；4為脈 沖寬度調(diào)制開關(guān)電路；5為恒流源控制電路；6為輸出功率管；7為LED負載電路；8為電阻 電路。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步的詳細描述，但本發(fā)明的保護范圍并不限于 此。如圖1所示，一種用于大中功率LED燈的恒流源驅(qū)動電路，包括用于濾除各種電磁 諧波的EMI電路1、橋式整流濾波電路2及LED負載電路7，所述EMI電路1的輸入端與交 流電網(wǎng)相接，EMI電路1的輸出端與橋式整流濾波電路2輸入端相接，所述恒流源驅(qū)動電路 還包括無源功率因數(shù)校正電路3、脈沖寬度調(diào)制開關(guān)電路4、用于監(jiān)視和調(diào)整輸出電流的恒 流源控制電路5及用于提供負載功率的輸出功率管6，所述橋式整流濾波電路2輸出端與 脈沖寬度調(diào)制開關(guān)電路4輸入端相接，脈沖寬度調(diào)制開關(guān)電路4輸出端與恒流源控制電路 5輸入端相接，恒流源控制電路5輸出端與輸出功率管6輸入端相接，輸出功率管6輸出端 與LED負載電路7輸入端相接，無源功率因數(shù)校正電路3 —端接于橋式整流濾波電路2輸 出端，無源功率因數(shù)校正電路3另一端接地；所述脈沖寬度調(diào)制開關(guān)電路4包括電阻R5、R6，三極管Q1及電解電容C6，三極管 的集電極與發(fā)射極通過電阻R5連接，三極管發(fā)射極與電阻R5連接后連至電阻R6 —端，電 阻R6另一端與電解電容C6正極連接；所述脈沖寬度調(diào)制開關(guān)電路4的三極管Q1為功率 0. 6 1W的中壓三極管。所述輸出功率管6包括二極管D5，電阻R8以及M0S功率管Q2，二極管D5負極與 電阻R8 —端連接，二極管D5正極與電阻R8另一端連接并連至M0S功率管Q2柵極，所述電 阻R8為小于5歐姆的電阻；所述恒流源控制電路5采用IC芯片MT7910，其中1腳接地，2腳接電容C6正極，3 腳、4腳經(jīng)電容C7接地，5腳經(jīng)電容C8接地，6腳經(jīng)電容C9接地，7腳與M0S功率管Q2之間
設(shè)有電阻電路8，8腳接二極管D5負極；其中電阻電路8的等效電阻=np7^D)，
其中I (LED)為單顆LED光源允許通過的電流。 所述的M0S功率管Q2關(guān)斷時間
導(dǎo)通時間= T_T?！叮?br> 6中Coff是指C9電容值，Rc為R6電阻值，T為MOS功率管的通斷周期，T = IOys 20yS。所述EMI電路1包括壓敏電阻RZ，電容Cl，電感Ll和電感L2，壓敏電阻RZ與電容 Cl并聯(lián)后再與電感Ll串聯(lián)；所述的電感Ll飽和電流為600mA 750mA。所述橋式整流濾波電路2包括4個DB107型二極管，所述二極管全橋連接；電感Ll 和L2連接所述橋式整流濾波電路；交流電網(wǎng)火線端經(jīng)熱敏電阻Rntc連接壓敏電阻RZ ；
所述LED負載電路7的輸出電流:
其中Rntc是指熱敏
電阻Rntc的電阻值，RZ是指壓敏電阻RZ的電阻值，Vdd是指IC芯片MT7910的工作電壓。所述無源功率因數(shù)校正電路3包括RSlJ型二極管D1、D2、D3，22uF/250V型電解電 容C3、C4以及電阻R2，二極管D3正極和電解電容C4負極分別接地，二極管D3負極連接二 極管Dl負極和電阻R2 —端，電阻R2另一端連接電解電容C4正極，二極管D2負極連接電 容電解C3正極，電解電容C3負極連接二極管Dl正極，二極管D2正極連接電解電容C4正 極。所述LED負載電路7包括二極管D4，電感L3，電解電容C5以及電阻R3、R4，二極 管D4負極連接電解電容C5正極，二極管D4正極通過電感L3連接電解電容C5負極，電阻 R3、R4串聯(lián)后與電解電容C5并聯(lián)；所述電感L3的電流紋波為30% 100%。所述的電阻 電路8由電阻R10、R11、R12、R13并聯(lián)后與電阻R9串聯(lián)而得。
權(quán)利要求
一種用于大中功率LED燈的恒流源驅(qū)動電路，包括用于濾除各種電磁諧波的EMI電路、橋式整流濾波電路及LED負載電路，所述EMI電路的輸入端與交流電網(wǎng)相接，EMI電路的輸出端與橋式整流濾波電路輸入端相接，其特征在于所述恒流源驅(qū)動電路還包括無源功率因數(shù)校正電路、脈沖寬度調(diào)制開關(guān)電路、用于監(jiān)視和調(diào)整輸出電流的恒流源控制電路及用于提供負載功率的輸出功率管，所述橋式整流濾波電路輸出端與脈沖寬度調(diào)制開關(guān)電路輸入端相接，脈沖寬度調(diào)制開關(guān)電路輸出端與恒流源控制電路輸入端相接，恒流源控制電路輸出端與輸出功率管輸入端相接，輸出功率管輸出端與LED負載電路輸入端相接，無源功率因數(shù)校正電路一端接于橋式整流濾波電路輸出端，無源功率因數(shù)校正電路另一端接地；所述脈沖寬度調(diào)制開關(guān)電路包括電阻R5、R6，三極管Q1及電解電容C6，三極管的集電極與發(fā)射極通過電阻R5連接，三極管發(fā)射極與電阻R5連接后連至電阻R6一端，電阻R6另一端與電解電容C6正極連接；所述輸出功率管包括二極管D5，電阻R8以及MOS功率管Q2，二極管D5負極與電阻R8一端連接，二極管D5正極與電阻R8另一端連接并連至MOS功率管Q2柵極，所述電阻R8為小于5歐姆的電阻；所述恒流源控制電路采用IC芯片MT7910，其中1腳接地，2腳接電容C6正極，3腳、4腳經(jīng)電容C7接地，5腳經(jīng)電容C8接地，6腳經(jīng)電容C9接地，7腳與MOS功率管Q2之間設(shè)有電阻電路，8腳接二極管D5負極；其中電阻電路的等效電阻其中I(LED)為單顆LED光源允許通過的電流。FSA00000148584900011.tif
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒流源驅(qū)動電路，其特征在于所述的MOS功率管Q2關(guān)斷時 間 導(dǎo)通時間= τ-τ?！叮渲蠧off是指C9電容值，&為R6電阻值，T為MOS功率管的通斷周期，T = 10 μ s 20 μ s。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的恒流源驅(qū)動電路，其特征在于所述EMI電路包括壓敏 電阻RZ，電容Cl，電感Ll和電感L2，壓敏電阻RZ與電容Cl并聯(lián)后再與電感Ll串聯(lián)；所述橋式整流濾波電路包括4個DB107型二極管，所述二極管全橋連接；電感Ll和L2 連接所述橋式整流濾波電路；交流電網(wǎng)火線端經(jīng)熱敏電阻Rntc連接壓敏電阻RZ ； 所述LED負載電路的輸出電流 其中Rntc是指熱敏電阻 Rntc的電阻值，RZ是指壓敏電阻RZ的電阻值，Vdd是指IC芯片ΜΤ7910的工作電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒流源驅(qū)動電路，其特征在于所述無源功率因數(shù)校正電路 包括RSlJ型二極管Dl、D2、D3，22uF/250V型電解電容C3、C4以及電阻R2，二極管D3正極 和電解電容C4負極分別接地，二極管D3負極連接二極管Dl負極和電阻R2 —端，電阻R2 另一端連接電解電容C4正極，二極管D2負極連接電容電解C3正極，電解電容C3負極連接 二極管Dl正極，二極管D2正極連接電解電容C4正極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒流源驅(qū)動電路，其特征在于所述LED負載電路包括二極 管D4，電感L3，電解電容C5以及電阻R3、R4，二極管D4負極連接電解電容C5正極，二極管D4正極通過電感L3連接電解電容C5負極，電阻R3、R4串聯(lián)后與電解電容C5并聯(lián)；所述電 感L3的電流紋波為30 % 100 %。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒流源驅(qū)動電路，其特征在于所述脈沖寬度調(diào)制開關(guān)電路 的三極管Q1為功率0. 6 1W的中壓三極管。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的恒流源驅(qū)動電路，其特征在于所述的電感L1飽和電流為 600mA 750mA。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒流源驅(qū)動電路，其特征在于所述的電阻電路由電阻R10、 R11、R12、R13并聯(lián)后與電阻R9串聯(lián)而得。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于大中功率LED燈的恒流源驅(qū)動電路，包括用于濾除各種電磁諧波的EMI電路、橋式整流濾波電路及LED負載電路，所述EMI電路的輸入端與交流電網(wǎng)相接，EMI電路的輸出端與橋式整流濾波電路輸入端相接，所述恒流源驅(qū)動電路還包括無源功率因數(shù)校正電路、脈沖寬度調(diào)制開關(guān)電路、用于監(jiān)視和調(diào)整輸出電流的恒流源控制電路及用于提供負載功率的輸出功率管。本發(fā)明對市電直接整流降壓，采用非隔離式拓撲結(jié)構(gòu)輸出，結(jié)構(gòu)簡單，對大中功率的LED光源有普適性，易于推廣。
文檔編號H05B37/02GK101873746SQ201010188670
公開日2010年10月27日 申請日期2010年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月2日
發(fā)明者吳德余 申請人:杭州麗晶照明電器有限公司