Led恒流驱动电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种LED恒流驱动电路。
【背景技术】
[0002]对于LED照明领域，普通交流市电作为输入电源，交流输入电源经过整流电路得到直流电压，所述直流电压经电压转换，产生恒定电流给LED负载供电。
[0003]现有技术的LED恒流驱动电路，包括交流输入电源、整流电路和恒流控制电路，所述的整流电路接收交流输入电源，整流电路对交流输入电源整流，得到直流电压，所述的恒流控制电路与负载串联，所述的恒流控制电路包括功率开关管，通过控制功率开关管的导通状态，以调节输出电流，使得流经负载的平均电流保持恒定。
[0004]以上现有技术中，所述的功率开关管的开通压降为输入电压与输出电压之差，因此其开通功耗较大，电路的效率很低，而通过现有技术的分压方式虽然会降低功率开关管的开通压降，但分压电路仍然存在较大能耗，无法从根本上改善电路的工作效率。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种LED恒流驱动电路，用以解决现有技术存在的开通压降过高导致电路效率低的技术问题。
[0006]本发明的技术解决方案是，提供一种以下结构的LED恒流驱动电路，包括交流输入电源、整流电路和恒流控制电路，所述的整流电路接收交流输入电源，整流电路对交流输入电源整流，得到直流电压，所述的恒流控制电路与负载串联，所述的恒流控制电路包括功率开关管，通过控制功率开关管的导通状态，以调节输出电流，使得流经负载的平均电流保持恒定；
[0007]所述的交流输入电源与整流电路之间串联有分压电容；在正半周期中，功率开关管开通时刻，所述的分压电容两端的压降为最大正值；在负半周期中，功率开关管开通时亥IJ，所述的分压电容两端的压降为最大负值。
[0008]优选地，在正半周期中，功率开关管开通期间，所述的分压电容两端的电压呈线性下降；在负半周期中，功率开关管开通期间，所述的分压电容两端的电压呈线性上升。
[0009]优选地，所述直流电压的平均值和所述流经负载的平均电流保持恒定，所述分压电容容值的最小值等于所述平均电流与一个开关周期内的电压变化率的比值。
[0010]优选地，所述的分压电容的容值减小，分压电容两端的压差增大，功率开关管的开通压降降低。
[0011]优选地，所述的恒流控制电路采样流经功率开关管的电流，得到表征该电流值的采样电压信号，并与基准电流信号进行比较，输出用于控制功率开关管的通断以及导通状态的控制信号。
[0012]优选地，所述的恒流控制电路包括运算放大器，所述采样电压信号和基准电流信号分别输入运算放大器的两个输入端，所述的运算放大器的输出端经电阻与功率开关管的控制端连接；在功率开关管导通期间，其工作于线性区。
[0013]采用本发明的电路结构，与现有技术相比，具有以下优点:本发明通过输入端串联分压电容，在功率开关管开通时刻，分压电容两端的压降位于为最大值，起到了分压的作用，从而降低了功率开关管开通时刻其上的压降，因而降低了功率开关管的开通损耗，分压电容实现分压的同时几乎不消耗电能，因此提高了电路的工作效率。
【附图说明】
[0014]图1为本发明LED恒流驱动电路的电路结构图；
[0015]图2为本发明的工作波形图；
【具体实施方式】
[0016]以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。
[0017]为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。
[0018]在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0019]参考图1所示，示意了本发明的LED恒流驱动电路的具体电路结构，包括交流输入电源Vin、整流电路和恒流控制电路，所述的整流电路接收交流输入电源Vin，整流电路对交流输入电源Vin整流，得到直流电压Vout，所述的恒流控制电路与负载串联，所述的负载上并联电容C2。所述的恒流控制电路包括功率开关管M，采样流经功率开关管M的电流，并与基准电流信号进行比较，通过控制功率开关管M的导通状态，以调节输出电流，使得流经负载的平均电流保持恒定；
[0020]负载与功率开关管M公共端的电压为Vbus，所述的交流输入电源Vin与整流电路之间串联有分压电容Cl ;在正半周期中，功率开关管M开通时刻，所述的分压电容Cl两端的压降为最大正值；在负半周期中，功率开关管M开通时刻，所述的分压电容Cl两端的压降为最大负值。
[0021]在功率开关管M开通时刻，Vbus即为功率开关管M的开通压降。分压电容两端的电压为Vcap，开通压降Vbus = Vin-Vcap-Vout。因此，与现有技术相比，由于分压电容Cl的分压作用，功率开关管M的开通压降明显降低，而作为储能元件的分压电容Cl几乎不耗能，故通过降低开通压降，降低了功率开关管的开通损耗，提高了电路工作效率。
[0022]所述的恒流控制电路采样流经功率开关管M的电流(由采样电阻R4实现)，得到表征该电流值的采样电压信号Vsen，并与基准电流信号Vref进行比较，输出用于控制功率开关管的通断以及导通状态的控制信号Vctrl。恒流控制电路包括运算放大器A，所述采样电压信号Vsen和基准电流信号Vref分别输入运算放大器A的两个输入端，所述的运算放大器A的输出端经电阻Rl与功率开关管M的控制端连接；在功率开关管M导通期间，其工作于线性区。所述的采样电压信号Vsen经电阻R2连接在运算放大器A的反相输入端，所述的基准电流信号Vref经电阻R3连接在运算放大器的正相输入端。在运算放大器A的反相输入端与输出端之间连接有电容C3。
[0023]参考图2所示，示意了本发明LED恒流驱动电路的工作波形图，提供了交流输入电源Vin、分压电容两端的电压Vcap、开通压降Vbus和输入电流Iin的波形对应关系。
[0024]在正半周期中，功率开关管M开通期间，所述的分压电容Cl两端的电压Vcap呈线性下降；在负半周期中，功率开关管M开通期间，所述的分压电容Cl两端的电压Vcap呈线性上升。所述的正负半周期是针对交流输入电源的工频周期而言的。
[0025]所述直流电压Vout的平均值和所述流经负载的平均电流1ut保持恒定，所述分压电容容值的最小值等于所述平均电流1ut与一个开关周期内的电压变化率(即分压电容两端的电压Vcap在一个开关周期内的变化率)的比值。可用如下公式表达:Cmin =lout/ (dU/dT)。
[0026]所述的分压电容Cl的容值减小，分压电容两端的压差增大，功率开关管的开通压降降低，开通损耗减小，效率增大。反之，所述的分压电容Cl的容值增大，分压电容Cl两端的压差减小，功率开关管M的开通压降会有所增大，开通损耗增大但损耗仍明显小于现有技术，此时电流相位会被延后，功率因数增大。因此，在实际使用过程中，可以在效率和功率因数之间作出权衡，来选择合适容值的分压电容CI。
[0027]以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。
【主权项】
1.一种LED恒流驱动电路，包括交流输入电源、整流电路和恒流控制电路，所述的整流电路接收交流输入电源，整流电路对交流输入电源整流，得到直流电压，所述的恒流控制电路与负载串联，所述的恒流控制电路包括功率开关管，通过控制功率开关管的导通状态，以调节输出电流，使得流经负载的平均电流保持恒定； 其特征在于:所述的交流输入电源与整流电路之间串联有分压电容；在正半周期中，功率开关管开通时刻，所述的分压电容两端的压降为最大正值；在负半周期中，功率开关管开通时刻，所述的分压电容两端的压降为最大负值。2.根据权利要求1所述的LED恒流驱动电路，其特征在于:在正半周期中，功率开关管开通期间，所述的分压电容两端的电压呈线性下降；在负半周期中，功率开关管开通期间，所述的分压电容两端的电压呈线性上升。3.根据权利要求1或2所述的LED恒流驱动电路，其特征在于:所述直流电压的平均值和所述流经负载的平均电流保持恒定，所述分压电容容值的最小值等于所述平均电流与一个开关周期内的电压变化率的比值。4.根据权利要求1所述的LED恒流驱动电路，其特征在于:所述的分压电容的容值减小，分压电容两端的压差增大，功率开关管的开通压降降低。5.根据权利要求1或2所述的LED恒流驱动电路，其特征在于:所述的恒流控制电路采样流经功率开关管的电流，得到表征该电流值的采样电压信号，并与基准电流信号进行比较，输出用于控制功率开关管的通断以及导通状态的控制信号。6.根据权利要求5所述的LED恒流驱动电路，其特征在于:所述的恒流控制电路包括运算放大器，所述采样电压信号和基准电流信号分别输入运算放大器的两个输入端，所述的运算放大器的输出端经电阻与功率开关管的控制端连接；在功率开关管导通期间，其工作于线性区。
【专利摘要】本发明公开了一种LED恒流驱动电路，包括交流输入电源、整流电路和恒流控制电路，所述的整流电路接收交流输入电源，整流电路对交流输入电源整流，得到直流电压，所述的恒流控制电路与负载串联，所述的恒流控制电路包括功率开关管，通过控制功率开关管的导通状态，以调节输出电流，使得流经负载的平均电流保持恒定；所述的交流输入电源与整流电路之间串联有分压电容。本发明通过输入端串联分压电容，在功率开关管开通时刻，分压电容两端的压降位于为最大值，起到了分压的作用，从而降低了功率开关管开通时刻其上的压降，因而降低了功率开关管的开通损耗，提高了电路的工作效率。
【IPC分类】H05B37/02
【公开号】CN105101539
【申请号】CN201510408945
【发明人】王兆丰, 黄伏送, 陈伟
【申请人】矽力杰半导体技术(杭州)有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年7月13日