一种PWM调光电路及LED背光组件的制作方法

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一种PWM调光电路及LED背光组件的制造方法与工艺

本实用新型涉及电子技术领域,具体地,涉及一种PWM调光电路及LED背光组件。



背景技术:

目前市场上常见的LED调光电源主要有可控硅调光、PWM调光和0-10V调光三种调光方式的电源。其中,PWM(Pulse Width Modulation,脉宽调制)调光因其应用简单、效率高、精度高,且调光效果好,被认为是最有前景的LED调光技术。

现有技术中,PWM调光电路主要包括PWM信号输入端和调光开关管。如图1所示是现有技术中常见的PWM调光电路的连接方式。调光开关管Q与LED灯珠串联后并联在驱动电路的输出电压之间。当LED灯珠焊接在灯条散热板上,散热板对地会产生寄生电容,如图1中的电容C1~Cn+1所示。由于PWM调光依赖于开关管的开关特性,使用PWM调光方案,寄生电容在开关管关断时会储存一部分能量,在开关管导通瞬间寄生电容直接对地放电,会产生很大的电流尖峰,超过灯条的额定电流,可能导致灯条损坏。电源可靠性下降。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种PWM调光电路及LED背光组件,解决现有技术中,由于调光开关管开通和关断造成寄生电容放电电流大,容易导致灯条损坏、电源可靠性下降的问题。

为了实现上述目的,本实用新型提供一种PWM调光电路,包括:LED负载连接端、PWM信号接入端、接地端、尖峰抑制电路和调光开关管;

所述尖峰抑制电路包括尖峰抑制输入端、尖峰抑制输出端;所述尖峰抑制输入端连接所述LED负载连接端,所述尖峰抑制输出端连接所述调光开关管的第一端,所述调光开关管的第二端连接所述接地端;所述PWM信号接入端连接所述调光开关管的控制端。

实施本实用新型,有如下有益效果:

本实用新型提供的PWM调光电路,在现有的PWM调光电路基础上增加了尖峰抑制电路,在开关管导通,寄生电容放电产生很大的电流尖峰时,抑制电流的上升斜率,保证电流不超过允许的最大电流,避免损坏灯板等器件,增加LED电源的可靠性。且效果显著,不论何种原因导致LED负载电流尖峰都可以有效地得到抑制,保障LED灯条的安全工作。对电磁兼容也有益处,因抑制电流尖峰就是减缓电流变化率,可以一定程度上减小尖峰电流造成的电磁辐射。

进一步地,所述尖峰抑制电路还包括感性元件;

所述感性元件的第一端连接所述尖峰抑制输入端,所述感性元件的第二端连接所述尖峰抑制输出端。

在进一步方案中,采用感性元件抑制尖峰。由于感性元件电流不能突变,因此能够抑制电路中的电流突变,使电流尖峰大大减小,简单有效。

进一步地,所述尖峰抑制电路还包括续流二极管;

所述续流二极管的负极连接所述感性元件的第一端,所述续流二极管的正极连接所述感性元件的第二端。

在进一步方案中,尖峰抑制电路还包括续流二极管,由于LED正常工作时,电感中存在电流,在调光开关管关断瞬间,感性元件的电流不能突变,自感产生高压,续流二极管可以将感性元件电流泄放,且将感性元件两端的电压钳位在导通压降,保护开关管不被自感高压击穿。

优选地,所述感性元件为磁珠。

优选地,所述调光开关管是N型场效应管,所述N型场效应管的漏极为所述调光开关管的第一端,所述N型场效应管的源极为所述调光开关管的第二端,所述N型场效应管的栅极为所述调光开关管的控制端。

本实用新型还提供一种LED背光组件,包括LED灯珠、LED散热板、LED驱动电路和上述的PWM调光电路;

所述LED灯珠焊接在所述LED散热板上;

所述LED驱动电路包括驱动信号输出端,所述LED灯珠包括电流输入端和电流输出端;所述驱动信号输出端连接所述电流输入端,所述电流输出端连接所述PWM调光电路的LED负载连接端;所述PWM调光电路的接地端接地。

本实用新型提供的LED背光组件,应用上述的PWM调光电路,在现有的PWM调光电路基础上增加了尖峰抑制电路,在开关管导通,寄生电容放电产生很大的电流尖峰时,抑制电流的上升斜率,保证电流不超过允许的最大电流,避免损坏灯板等器件,增加LED电源的可靠性。且效果显著,不论何种原因导致LED负载电流尖峰都可以有效地得到抑制,保障LED灯条的安全工作。对电磁兼容也有益处,因抑制电流尖峰就是减缓电流变化率,可以一定程度上减小尖峰电流造成的电磁辐射。

附图说明

图1是现有技术中PWM调光电路的连接方式示意图;

图2是本实用新型提供的PWM调光电路的示意图;

图3是本实用新型提供的PWM调光电路的一个实施例的示意图;

图4是本实用新型提供的LED背光组件中包含寄生电容的等效电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,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,本领域普通技术人员在没有作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。

参见图2,是本实用新型提供的PWM调光电路的示意图;PWM调光电路10,包括:LED负载连接端LED-、PWM信号接入端、接地端GND、尖峰抑制电路101和调光开关管Q;

所述尖峰抑制电路101包括尖峰抑制输入端、尖峰抑制输出端;所述尖峰抑制输入端连接所述LED负载连接端LED-,所述尖峰抑制输出端连接所述调光开关管Q的第一端,所述调光开关管Q的第二端连接所述接地端;所述PWM信号接入端连接所述调光开关管Q的控制端。

本实用新型提供的PWM调光电路,在现有的PWM调光电路基础上增加了尖峰抑制电路,在开关管导通,寄生电容放电产生很大的电流尖峰时,抑制电流的上升斜率,保证电流不超过允许的最大电流,避免损坏灯板等器件,增加LED电源的可靠性。且效果显著,不论何种原因导致LED负载电流尖峰都可以有效地得到抑制,保障LED灯条的安全工作。对电磁兼容也有益处,因抑制电流尖峰就是减缓电流变化率,可以一定程度上减小尖峰电流造成的电磁辐射。

参见图3,是本实用新型提供的PWM调光电路的一个实施例的示意图,本实施例中,调光开关管Q是N型场效应管,所述N型场效应管的漏极d为所述调光开关管Q的第一端,所述N型场效应管的源极s为所述调光开关管Q的第二端,所述N型场效应管的栅极g为所述调光开关管Q的控制端。MOS管是电压驱动部件,用很小的功率就可以驱动,导通时电阻很小,温度特性好,适合做PWM开关用。

本实施例中尖峰抑制电路101还包括感性元件L;所述感性元件L的第一端连接所述尖峰抑制输入端,所述感性元件L的第二端连接所述尖峰抑制输出端。采用感性元件L抑制尖峰。由于感性元件电流不能突变,因此能够抑制电路中的电流突变,使电流尖峰大大减小,简单有效。

进一步地,所述尖峰抑制电路101还包括续流二极管D11;所述续流二极管D11的负极连接所述感性元件L的第一端,所述续流二极管D11的正极连接所述感性元件L的第二端。在进一步方案中,尖峰抑制电路还包括续流二极管D11,由于LED正常工作时,感性元件中存在电流,在调光开关管关断瞬间,感性元件电流不能突变,自感产生高压,续流二极管可以将感性元件的电流泄放,且将感性元件两端的电压钳位在导通压降,保护开关管不被自感高压击穿。

本实施例中,所述感性元件为磁珠,采用磁珠成本低廉且对高频信号有较大阻碍作用,适合用于PWM调光电路中。在其他实施例中,感性元件也可以采用电感或其他元件。

相应地,本实用新型还提供一种LED背光组件,包括LED灯珠、LED散热板、LED驱动电路和上述的PWM调光电路。为了更好地说明本实用新型提供的PWM调光电路应用于LED背光组件的有益效果,图4示出了本实用新型提供的LED背光组件中包含寄生电容的等效电路图。

LED灯珠30包括灯珠D1、D2、D3……、Dn-1和Dn,焊接在LED散热板(图中未显示)上;LED驱动电路20包括驱动信号输出端Vout+与驱动电路接地端Vout-,LED灯珠30包括电流输入端LED+和电流输出端;所述驱动信号输出端Vout+连接所述电流输入端LED+,所述电流输出端连接所述PWM调光电路10的LED负载连接端LED-;所述PWM调光电路的接地端接地。即LED灯珠30与PWM调光电路10串联后,接在LED驱动电路的驱动信号输出端Vout+与驱动电路接地端Vout-之间。

由于一般LED散热板接地,LED灯珠30会对地产生寄生电容,如图4中电容C1、C2、C3……Cn-1和Cn所示,调光开关管Q关断时,LED散热板上的寄生电容C1~Cn+1储存能量,电容电压可以达到LED+电压。当调光开关管Q导通瞬间,LED灯珠D1~Dn开始导通,寄生电容同时也开始放电。由于LED存在正向电压,所以C1~Cn+1放电后电压逐级下降,C1电压为LED+电压,Cn+1放电后,电压等于导通后调光开关管的第一端的电压。由于放电时间很短,形成的电流尖峰很大。但由于调光开关管与LED灯珠之间串接了感性元件,能够抑制线路中电流突变,电流尖峰大大减小。电感值越大,电流尖峰的峰值越小。而由于开关管导通后,LED正常工作,感性元件中存在电流,在关断瞬间,电流不能突变,感性元件两端电压反向,自感产生高压,会击穿开关管。此时续流二极管D11可以将电感电流泄放,以热能消耗在二极管上,并且由于二极管存在导通压降,将电感自感电压钳位在导通压降,可以保护调光开关管不被过压击穿。

本实用新型提供的PWM调光电路和LED背光组件,在现有的PWM调光电路基础上增加了尖峰抑制电路,在开关管导通,寄生电容放电产生很大的电流尖峰时,抑制电流的上升斜率,保证电流不超过允许的最大电流,避免损坏灯板等器件,增加LED电源的可靠性。且效果显著,不论何种原因导致LED负载电流尖峰都可以有效地得到抑制,保障LED灯条的安全工作。对电磁兼容也有益处,因抑制电流尖峰就是减缓电流变化率,可以一定程度上减小尖峰电流造成的电磁辐射。

以上是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也视为本实用新型的保护范围。

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