一种LED灯管电源驱动电路的制作方法

本实用新型涉及LED灯管技术领域，尤其涉及一种LED灯管电源驱动电路。

背景技术：

现有的纯AC输入LED灯管在替代传统的荧光灯管时，需要修改原荧光灯管支架内的线路和拆卸整流器，在欧美国家这个拆装成本相当高。如果支架内连线不做修改，则不能用于AC输入LED灯管。目前也有适用于电子整流器输入LED灯管，可接替代传统的荧光灯管，无需修改灯管支架内的线路和拆卸整流器。但适用范围窄，只能做传统的荧光灯管替代，不能适用于现有的纯AC输入LED灯管的支架，而且不能对电路中的EMI(Electro Magnetic Interference)进行很好的抑制。

技术实现要素：

本实用新型提供一种LED灯管电源驱动电路，无需拆装或更换LED负载的原有器件，便于用户使用，具有较好的简洁性、灵活性及便捷性。

本实用新型采用以下技术方案：

第一方面，本实用新型提供一种LED灯管电源驱动电路，包括阻抗匹配电路、EMI滤波电路、整流电路、π型滤波电路、PWM开关控制电路、高频整流滤波电路、电子整流器控制电路及切换控制电路，所述阻抗匹配电路、EMI滤波电路、整流电路、π型滤波电路、PWM开关控制电路顺次连接，所述阻抗匹配电路的输入端与电源输入端连接，所述PWM开关控制电路的输出端与LED负载连接，所述高频整流滤波电路的输入端连接于所述EMI滤波电路的输出端，所述高频整流滤波电路的输出端与所述电子整流器控制电路的输入端连接，所述电子整流器控制电路的输出端LED负载连接，电子整流器控制电路的控制端通过所述切换控制电路与所述PWM开关控制电路连接，所述LED负载包括LED输入端LED+和LED-。

具体地，所述电源输入端包括输入端L1、输入端L2、输入端N1和输入端N2；所述阻抗匹配电路包括电感L5、电感L6、电感L7和电感L8；所述输入端L1与电感L5的一端连接，所述输入端L2与电感L6的一端连接，电感L5的另一端和电感L6的另一端连接，所述输入端N1与电感L7的一端连接，所述输入端N2与电感L8的一端连接，所述电感L7的另一端和电感L8的另一端连接；所述EMI滤波电路包括共模电感L2、电感L4、电阻R7和共模电容CY1，所述共模电感L2的引脚2连接于电感L5和电感L6的连接点，所述共模电感L2的引脚4通过并联连接电感L4、电阻R7连接于电感L7和电感L8的连接点，共模电容CY1连接于所述共模电感L2的引脚1和引脚5之间。

具体地，所述高频整流滤波电路包括高频采样电路、整流滤波电路和降压滤波电路，所述高频采样电路包括电容C10、电容C9和电阻R4，所述电容C10的一端连接于所述共模电容CY1与共模电感L2的引脚1的连接点，所述电容9的一端连接与所述共模电容CY1与共模电感L2的引脚5的连接点，所述电阻R4跨接于所述电容C10与电容C9的另一端；所述整流滤波电路包括整流桥堆DB1、电阻R5、电容C4和电容C3，所述整流桥堆DB1的引脚1连接于所述电容C10与电阻R4的连接点，所述整流桥堆DB1的引脚2连接于所述电容C9与电阻R4的连接点，所述R5跨接于所述整流桥堆DB1的引脚3和引脚4之间，所述电容C4与所述电阻R5并联，所述电容C3与所述电容C4并联，所述整流桥堆DB1的引脚3接地；所述降压滤波电路包括电阻R6和电容C8，所述电阻R6的一端连接于所述电容C3与整流桥堆DB1的引脚3的连接点，另一端与所述电容C8的一端连接，电容C8的另一端接地。

具体地，所述电子整流器控制电路包括稳压管ZD1、可控硅Q6、稳压管ZD7、MOS管Q4、稳压管ZD3、三极管Q3、电阻R27、电阻R28、电阻RA1、电阻R26、电阻R22、电阻R25和MOS管Q2，电阻R27的一端与稳压管ZD1的正极连接，所述稳压管ZD1的负极连接于电容C8和电阻R6的连接点，电阻R27的另一端接地，电阻R28的一端与可控硅Q6的阳极连接，电阻R28的另一端与稳压管ZD1的负极连接，可控硅Q6的阴极接地，可控硅的控制极与稳压管ZD1的正极连接，稳压管ZD7的正极接地，稳压管ZD7的负极与MOS管Q4的栅极连接，电阻RA1一端与可控硅的阳极连接，另一端连接于MOS管Q4的栅极，电阻R26一端连接于MOS管Q4的栅极，另一端接地，MOS管Q4的漏极与电阻R22的一端连接，电阻R22的另一端连接于电阻R28与稳压管ZD1负极的连接点，MOS管Q4的源极接地，三极管Q3的基极与MOS管Q4的漏极连接，三极管Q3的集电极连接于电阻R22和电阻R28的连接点，三极管Q3的发射极与MOS管Q2的栅极连接，MOS管Q2的漏极连接于LED输入端LED-，MOS管Q2源极接地，电阻R25跨接于MOS管Q2的栅极和源极之间。

具体地，所述切换控制电路包括电阻R12、电阻R13、稳压管ZD6和MOS管Q5，所述电阻R12的一端连接于三极管Q3的集电极，另一端与MOS管Q5的栅极连接，电阻R13一端连接于MOS管Q5的栅极，另一端接地，稳压管ZD6的负极连接于MOS管Q5的栅极，稳压管ZD6的正极接地，MOS管Q5的漏极与所述PWM开关控制电路连接，MOS管Q5的源极接地。

具体地，所述整流电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7和二极管D8，所述二极管D1、二极管D2、二极管D5和二极管D6的负极连接，二极管D3、二极管D4、二极管D7和二极管D8的正极连接，所述二极管D1和二极管D2的正极与所述二极管D3和二极管D4的负极连接，所述二极管D5和二极管D6的正极与所述二极管D7和二极管D8的负极连接，所述二极管D1的正极与共模电感L2的引脚1连接，所述二极管D8的负极与共模电感L2的引脚5连接。

具体地，所述π型滤波电路包括电感L3、电阻R24、电容C1、电容C2和电容C6，所述电感L3的一端连接于所述二极管D6的负极，另一端与电容C2的一端连接，电容C2的另一端接地，电容C1的一端连接于所述二极管D6的负极，另一端接地，所述电阻R24跨接于电感L3与电容C1的连接点和电感L3与电容C2的连接点之间，电容C6一端连接于电感L3与电容C2的连接点，另一端接地；所述PWM开关控制电路包括分压电路、PWM控制电路、功率转换电路和开关电路，所述分压电路包括顺次连接的电阻R10、电阻R11和电容C13，电阻R10的自由端连接于电感L3与电容C6的连接点，电容C13的自由端接地，PWM控制电路包括PWM控制芯片U1、电容C22、电阻R15、电容C20和电容C18，PWM控制芯片U1的引脚2连接于电阻R11和电容C13的连接点，PWM控制芯片U1的引脚3通过并联的电容C22和电阻R15接地，PWM控制芯片U1的引脚7通过电容C20接地，PWM控制芯片U1的引脚6接地，PWM控制芯片U1的引脚1通过电容C18接地；所述功率转换电路包括主绕组T1、反馈绕组T2、电阻R14、电阻R30、二极管D13、二极管D10、二极管D11和电解电容C5，主绕组T1的第一连接端1与二极管D10和二极管D11的正极连接，二极管D10和二极管D11的负极均连接于LED输入端LED+，主绕组T1的第二连接端3与电解电容C5的负极连接，电解电容C5的正极连接于LED输入端LED+，反馈绕组T2的第一连接端4通过电阻R30与二极管D13的正极连接，二极管D13的负极连接于MOS管Q5的漏极，反馈绕组T2的第二连接端5接地，电阻R14一端连接于反馈绕组T2的第一连接端4，另一端连接于PWM控制芯片U1的引脚3；所述开关电路包括MOS管Q1、电阻R16、电阻R18、电阻R19、电阻R21和电阻R23，MOS管Q1的栅极通过电阻R16与PWM控制芯片U1的引脚5连接，MOS管Q1的源极通过并联的电阻R19和电阻R21接地，电阻R18跨接于MOS管Q1的栅极和源极之间，MOS管Q1的漏极连接于主绕组T1的第一连接端1，MOS管Q1的源极通过电阻R23与PWM控制芯片U1的引脚4连接。

具体地，还包括稳压二极管ZD5，所述稳压二极管ZD5的负极连接于LED输入端LED+，其正极连接于LED输入端LED-。

具体地，还包括输入保护电路，所述输入保护电路包括温度保险丝F1、温度保险丝F2、温度保险丝F3和温度保险丝F4，所述温度保险丝F1连接于输入端L1和电感L5之间，所述温度保险丝F2连接于输入端L2和电感L6之间，所述温度保险丝F3连接于输入端N1和电感L7之间，所述温度保险丝F4连接于输入端N2和电感L8之间。

本实用新型提供的技术方案带来如下有益效果：

在交流输入或电感镇流器输入时，整流电路将50Hz的交流电转换为倍频的单方向的交流电，由π型滤波电路抑制EMI中的差模干扰，PWM开关控制电路为LED负载提供电源；在电子镇流器输入电源时，高频整流滤波电路将电子镇流器输入的高频电源进行降压、整流和滤波，从而得到倍频后的高频的单方向低电压，电子整流器控制电路为LED负载提供电源，切换控制电路关闭PWM开关控制电路，使PWM开关控制电路不工作，适用于交流输入、电感整流器输入及电子整流器输入电源，无需拆装或更换原有器件，便于用户使用，具有较好的简洁性、灵活性及便捷性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的LED灯管电源驱动电路的结构方框图。

图2是本实用新型提供的LED灯管电源驱动电路的电路原理图。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1是本实用新型提供的LED灯管电源驱动电路的结构方框图。参考图1所示，该LED灯管电源驱动电路包括阻抗匹配电路10、EMI滤波电路20、整流电路30、π型滤波电路40、PWM开关控制电路50、高频整流滤波电路60、电子整流器控制电路70及切换控制电路80，所述阻抗匹配电路10、EMI滤波电路20、整流电路30、π型滤波电路40、PWM开关控制电路50顺次连接，所述阻抗匹配电路10的输入端与电源输入端连接，所述PWM开关控制电路50的输出端与LED负载连接，所述高频整流滤波电路60的输入端连接于所述EMI滤波电路20的输出端，所述高频整流滤波电路60的输出端与所述电子整流器控制电路70的输入端连接，所述电子整流器控制电路70的输出端LED负载连接，电子整流器控制电路70的控制端通过所述切换控制电路80与所述PWM开关控制电路50连接，所述LED负载包括LED输入端LED+和LED-。

该LED灯管电源驱动电路的阻抗匹配电路10针对在电子镇流器输入时，用于模拟荧光灯管两端的灯丝；EMI滤波电路20针对电路中的电磁干扰进行抑制；整流电路30在交流输入或电感镇流器输入时，将50Hz的交流电转换为倍频的单方向的交流电；π型滤波电路40用于抑制EMI中的差模干扰；PWM开关控制电路50在交流或电感镇流器输入时为LED负载提供电源；高频整流滤波电路60用于将电子镇流器输入的高频电源进行降压、整流和滤波，从而得到倍频后的高频的单方向低电压；电子整流器控制电路70用于在电子镇流器输入时工作为LED负载提供电源；切换控制电路80用于在电子整流器输入时关闭PWM开关控制电路50，使PWM开关控制电路50不工作，适用于交流输入、电感整流器输入及电子整流器输入电源，无需拆装或更换原有器件，便于用户使用，具有较好的简洁性、灵活性及便捷性。

本实施例中，图2是本实用新型提供的LED灯管电源驱动电路的电路原理图。参考图2所示，所述电源输入端包括输入端L1、输入端L2、输入端N1和输入端N2；所述阻抗匹配电路10包括电感L5、电感L6、电感L7和电感L8；所述输入端L1与电感L5的一端连接，所述输入端L2与电感L6的一端连接，电感L5的另一端和电感L6的另一端连接，所述输入端N1与电感L7的一端连接，所述输入端N2与电感L8的一端连接，所述电感L7的另一端和电感L8的另一端连接；所述EMI滤波电路20包括共模电感L2、电感L4、电阻R7和共模电容CY1，所述共模电感L2的引脚2连接于电感L5和电感L6的连接点，所述共模电感L2的引脚4通过并联连接电感L4、电阻R7连接于电感L7和电感L8的连接点，共模电容CY1连接于所述共模电感L2的引脚1和引脚5之间。使用时，当交流或电感镇流器输入电源时，将L线接至输入端L1或输入端L2，或者L线同时接上输入端L1和输入端L2；将N线接至输入端N1或输入端N2，或者N线同时接上输入端N1和输入端N2。

本实施例中，结合图2所示，所述高频整流滤波电路60包括高频采样电路600、整流滤波电路601和降压滤波电路602，所述高频采样电路600包括电容C10、电容C9和电阻R4，所述电容C10的一端连接于所述共模电容CY1与共模电感L2的引脚1的连接点，所述电容9的一端连接与所述共模电容CY1与共模电感L2的引脚5的连接点，所述电阻R4跨接于所述电容C10与电容C9的另一端；所述整流滤波电路601包括整流桥堆DB1、电阻R5、电容C4和电容C3，所述整流桥堆DB1的引脚1连接于所述电容C10与电阻R4的连接点，所述整流桥堆DB1的引脚2连接于所述电容C9与电阻R4的连接点，所述R5跨接于所述整流桥堆DB1的引脚3和引脚4之间，所述电容C4与所述电阻R5并联，所述电容C3与所述电容C4并联，所述整流桥堆DB1的引脚3接地；所述降压滤波电路602包括电阻R6和电容C8，所述电阻R6的一端连接于所述电容C3与整流桥堆DB1的引脚3的连接点，另一端与所述电容C8的一端连接，电容C8的另一端接地。所述电子整流器控制电路70包括稳压管ZD1、可控硅Q6、稳压管ZD7、MOS管Q4、稳压管ZD3、三极管Q3、电阻R27、电阻R28、电阻RA1、电阻R26、电阻R22、电阻R25和MOS管Q2，电阻R27的一端与稳压管ZD1的正极连接，所述稳压管ZD1的负极连接于电容C8和电阻R6的连接点，电阻R27的另一端接地，电阻R28的一端与可控硅Q6的阳极连接，电阻R28的另一端与稳压管ZD1的负极连接，可控硅Q6的阴极接地，可控硅的控制极与稳压管ZD1的正极连接，稳压管ZD7的正极接地，稳压管ZD7的负极与MOS管Q4的栅极连接，电阻RA1一端与可控硅的阳极连接，另一端连接于MOS管Q4的栅极，电阻R26一端连接于MOS管Q4的栅极，另一端接地，MOS管Q4的漏极与电阻R22的一端连接，电阻R22的另一端连接于电阻R28与稳压管ZD1负极的连接点，MOS管Q4的源极接地，三极管Q3的基极与MOS管Q4的漏极连接，三极管Q3的集电极连接于电阻R22和电阻R28的连接点，三极管Q3的发射极与MOS管Q2的栅极连接，MOS管Q2的漏极连接于LED输入端LED-，MOS管Q2源极接地，电阻R25跨接于MOS管Q2的栅极和源极之间。所述切换控制电路80包括电阻R12、电阻R13、稳压管ZD6和MOS管Q5，所述电阻R12的一端连接于三极管Q3的集电极，另一端与MOS管Q5的栅极连接，电阻R13一端连接于MOS管Q5的栅极，另一端接地，稳压管ZD6的负极连接于MOS管Q5的栅极，稳压管ZD6的正极接地，MOS管Q5的漏极与所述PWM开关控制电路50连接，MOS管Q5的源极接地。

上述电路部分在电子镇流器输入时工作，工作原理为：当电子镇流器输入电源时，高频交流电压经过电容C10和电容C9的高频耦合，将部分的高频交流电压采样至R4降压，通过整流桥堆DB1桥式整流以及电容C3和电容C4滤波变成直流，接着经过电阻R6降压及电容C8滤波，一路通过电阻R12和电阻R13的分压，给MOS管Q5的栅极提供电压，使MOS管Q5开通，将PWM控制芯片U1的引脚2的电压拉到零点位，使PWM控制芯片U1不能工作，即交流输入部分电路不工作。电子镇流器在给灯丝预热的时间段，因共模电容CY1两端的电压相对较低，所以电容C8的电压不足以使稳压管ZD1导通，即可控硅Q6不工作，电容C8两端电压经过电阻R28、电阻RA1、电阻R26、稳压管ZD7的分压，使MOS管Q4开通，将R22一端和三极管Q3的基极的电压拉至地电位，因三极管Q3没有电压，使MOS管Q2的栅极也没有电压而不能工作。所以在给灯丝预热的时间段，电路不工作。电子镇流器在预热的时间段过后将在共模电容CY1两端产生近1KV的电压，通过电容C9、电容C10、电阻R4、整流桥堆DB1、电容C4、电容C3、电阻R6、电容C8高频采样、高频整流、滤波后，电容C8两端的电压高于预热时的电压，当电容C8两端的电压高于稳压管ZD1的稳压值时，会通过稳压管ZD1在电阻R27产生电压，电阻R27的电压触发可控硅Q6，将可控硅Q6的阳极电压拉低至地电位；MOS管Q4的栅极因没有电压不能导通，电容C8两端电压通过三极管Q3、电阻R22、稳压管ZD3，使得MOS管Q2开通。MOS管Q2导通后，电解电容C5的负极连接到地GND，完成从高频的交流电压转换为倍频的单方向的交变电压，通过电解电容C5滤波之后变成直流电压，供LED负载使用。本实施例中PWM控制芯片U1为BP3318型号的芯片。

本实施例中，结合图2所示，所述整流电路30包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7和二极管D8，所述二极管D1、二极管D2、二极管D5和二极管D6的负极连接，二极管D3、二极管D4、二极管D7和二极管D8的正极连接，所述二极管D1和二极管D2的正极与所述二极管D3和二极管D4的负极连接，所述二极管D5和二极管D6的正极与所述二极管D7和二极管D8的负极连接，所述二极管D1的正极与共模电感L2的引脚1连接，所述二极管D8的负极与共模电感L2的引脚5连接。所述π型滤波电路40包括电感L3、电阻R24、电容C1、电容C2和电容C6，所述电感L3的一端连接于所述二极管D6的负极，另一端与电容C2的一端连接，电容C2的另一端接地，电容C1的一端连接于所述二极管D6的负极，另一端接地，所述电阻R24跨接于电感L3与电容C1的连接点和电感L3与电容C2的连接点之间，电容C6一端连接于电感L3与电容C2的连接点，另一端接地；所述PWM开关控制电路50包括分压电路500、PWM控制电路501、功率转换电路502和开关电路503，所述分压电路500包括顺次连接的电阻R10、电阻R11和电容C13，电阻R10的自由端连接于电感L3与电容C6 的连接点，电容C13的自由端接地，PWM控制电路501包括PWM控制芯片U1、电容C22、电阻R15、电容C20和电容C18，PWM控制芯片U1的引脚2连接于电阻R11和电容C13的连接点，PWM控制芯片U1的引脚3通过并联的电容C22和电阻R15接地，PWM控制芯片U1的引脚7通过电容C20接地，PWM控制芯片U1的引脚6接地，PWM控制芯片U1的引脚1通过电容C18接地；所述功率转换电路502包括主绕组T1、反馈绕组T2、电阻R14、电阻R30、二极管D13、二极管D10、二极管D11和电解电容C5，主绕组T1的第一连接端1与二极管D10和二极管D11的正极连接，二极管D10和二极管D11的负极均连接于LED输入端LED+，主绕组T1的第二连接端3与电解电容C5的负极连接，电解电容C5的正极连接于LED输入端LED+，反馈绕组T2的第一连接端4通过电阻R30与二极管D13的正极连接，二极管D13的负极连接于MOS管Q5的漏极，反馈绕组T2的第二连接端5接地，电阻R14一端连接于反馈绕组T2的第一连接端4，另一端连接于PWM控制芯片U1的引脚3；所述开关电路503包括MOS管Q1、电阻R16、电阻R18、电阻R19、电阻R21和电阻R23，MOS管Q1的栅极通过电阻R16与PWM控制芯片U1的引脚5连接，MOS管Q1的源极通过并联的电阻R19和电阻R21接地，电阻R18跨接于MOS管Q1的栅极和源极之间，MOS管Q1的漏极连接于主绕组T1的第一连接端1，MOS管Q1的源极通过电阻R23与PWM控制芯片U1的引脚4连接。

上述电路部分在交流或电感镇流器输入电源时工作，工作原理为：经过EMI滤波电路20滤波后的交流电压由整流电路30整流后，从交流电压转换为倍频的单方向的交变电压，然后通过电感L3、电阻R24、电容C1、电容C2和电容C6做差模干扰的抑制，电压Vbulk通过R10、R11、C13给PWM控制芯片U1提供启动电压，启动时间由电压Vbulk的高低及电阻R10、电阻R11和电容C13的参数大小而定；PWM控制芯片U1的引脚5输出PWM高电平通过电阻R16 给MOS管Q1的栅极和源极间的电容充电，达到MOS管Q1的栅极的阈值电压后，MOS管Q1的漏极开始有电流通过，漏极电流通过电阻R19和电阻R21在电阻R19和电阻R21上产生电压，漏极电流越大，电压越高，该电压通过PWM控制芯片U1的引脚4进行内部检测，当电压达到内部检测的限定电压时，PWM控制芯片U1的引脚5输出低电平，控制MOS管Q1关断；MOS管Q1关断后，在主绕组T1的第一连接端1和第二连接端3之间所储存的能量反向，通过二极管D10和二极管D11至电解电容C5形成回路；反馈绕组T2的感应电压通过电阻R30、经二极管D13整流和电容C13滤波，通过PWM控制芯片U1的引脚2为PWM控制芯片U1供电；同时反馈绕组T2的感应电压通过电阻R14和电阻R15分压后反馈给PWM控制芯片U1的引脚3，当主绕组T1的第一连接端1和第二连接端3之间所储存的能量通过二极管D10和二极管D11至电解电容C5释放完后，反馈绕组T2的感应电压为零，在电阻R14和电阻R15分压后的电压也为零，PWM控制芯片U1的引脚3检测为零，此时，PWM控制芯片U1的引脚5又开始输出PWM高电平通过电阻R16给MOS管Q1的栅极和源极之间的电容充电，重复前述工作过程。

优选地，LED灯管电源驱动电路还包括稳压二极管ZD5，所述稳压二极管ZD5的负极连接于LED输入端LED+，其正极连接于LED输入端LED-。稳压二极管ZD5使得提供给LED负载的电压较为稳定，防止LED负载烧坏，提高了LED负载的稳定性。

优选地，LED灯管电源驱动电路还包括输入保护电路90，所述输入保护电路90包括温度保险丝F1、温度保险丝F2、温度保险丝F3和温度保险丝F4，所述温度保险丝F1连接于输入端L1和电感L5之间，所述温度保险丝F2连接于输入端L2和电感L6之间，所述温度保险丝F3连接于输入端N1和电感L7 之间，所述温度保险丝F4连接于输入端N2和电感L8之间。输入保护电路可以防止温度过热烧坏后级器件，提高了电路的稳定性和安全性。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。