Led可控硅调光驱动电路的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种LED可控硅调光驱动电路，可控硅调光器和交流电源相连后，两端与整流器相连；具有高频开关变压器、SSL2101T芯片、电阻分压采样电路、限流电阻、泄放电阻、振荡电路和RCD钳位电路。其优点在于使用外接可控硅调光器，输出电流变化范围为0～347.7mA，电流变化近似对数曲线，调光过程无闪烁，具有良好的调光效果，满载时电路整体转换效率为73％，功率因数为0.762。此电路具有结构简单，成本低，效率和功率因数较好，支持常规可控硅调光器等优点，适合作为替换型小功率LED驱动器。
【专利说明】
LED可控硅调光驱动电路
技术领域
[0001]本发明涉及一种LED驱动电路，特别涉及一种LED可控硅调光驱动电路。
【背景技术】
[0002]可控硅调光器，最开始应用于白炽灯调光，可以通过调光旋钮方便地控制送给灯泡的能量，从而调节白炽灯的亮度。可控硅调光器具有巨大的节能效益。
[0003]目前，为了节能LED灯越来越多的取代白炽灯。如何采用可控硅调光器兼容LED调光驱动，发挥更大的节能效果成为需要解决的问题。
【发明内容】
[0004]本发明的提供的一种LED可控硅调光驱动电路，以克服上述现有技术的缺陷。
[0005]本发明提供一种LED可控硅调光驱动电路，可控硅调光器和交流电源相连后，两端与整流器Ul相连；高频开关变压器Tl，具有:在一侧的a绕组、b绕组，另一侧的c绕组；SSL2101T 芯片具有 BRIGHTNESS 端、PffMLIMIT 端、RC 端、RC2 端、ISENSE 端、SOURCE 端、VCC端、AUX端、DRAIN端、SBLEED端、WBLEED端和GND端；限流电阻20第一端与BRIGHTNESS端相连，第二端与PffMUMIT端相连，第三端与电阻分压采样电路10相连；振荡电路40第一端与RC端相连，第二端与RC2端相连，第三端接地；GND端接地；第十三电阻R13 —端与ISENSE端相连，另一端接地；第十四电阻R14 —端与整流桥Ul的负极相连，另一端接地；第十二电阻R12—端与ISENSE端相连，另一端与整流桥Ul的负极相连；第十五电阻R15—端与SOURCE端相连，另一端接地；第六电容C6 —端与VCC端相连，另一端接地；第二二极管VR2负极与VCC端相连，另一端接地；第^^一电阻Rl I —端与AUX端相连，另一端与第六二极管D6的正极相连；第十电阻RlO —端与第六二极管D6的负极相连，另一端与VCC端相连；b绕组一端与第六二极管D6的正极相连，另一端接地；RCD钳位电路50第一端与DRAIN端相连，第二端与第四二极管D4负极相连绕组一端与RCD钳位电路50第二端相连，另一端与DRAIN端相连；第四二极管D4的正极与整流桥Ul的正极相连；泄放电阻30第一端与SBLEED端相连，第二端与WBLEED相连，第三端与整流桥Ul正极相连；电阻分压采样电路10第一端与整流桥Ul正极相连，第二端与限流电阻20相连，第三端接地；第一电容Cl的一端与整流桥Ul正极相连，另一端接地；c绕组的一端与第七二极管D7的正极相连，另一端与发光二极管组LED的负极相连并接地；发光二极管组LED的正极与第七二极管D7负极相连；第七电容C7、第八电容C8的一端都与发光二极管组LED的正极相连，另一端都接地。
[0006]进一步，本发明提供一种LED可控硅调光驱动电路，还可以具有这样的特征:还包括具有光親U2的输出过压保护电路60 ;第十六电阻R16—端与光親U2的第一端相连，另一端与发光二极管组LED正极相连；光耦U2的第二端与可控精密稳压源的负极相连，第三端接地，第四端与PffMUMIT端相连；可控精密稳压源的正极接地；第十八电阻R18 —端与光親U2的第一端相连，另一端与光親U2的第二端相连；第十七电阻R17—端与发光二极管组LED的正极相连，另一端与可控精密稳压源的参考极相连；第九电容C9 一端与可控精密稳压源的参考极相连，另一端与光耦U2的第二端相连；第十九电阻R19 —端与可控精密稳压源的参考极相连，另一端接地；第十电容ClO —端与可控精密稳压源的正极相连，另一端接地。
[0007]进一步，本发明提供一种LED可控硅调光驱动电路，还可以具有这样的特征:电阻分压米样电路10包括第一电阻R1、第二电阻R2和第三电容C3 ;第一电阻的一端为电阻分压采样电路10的第一端、与整流桥Ul正极相连；另一端为电阻分压采样电路10的第二端，与限流电阻20相连；第二电阻R2 —端同为电阻分压采样电路10的第二端，与限流电阻20相连；另一端为电阻分压采样电路10第三端，接地；第三电容C3 —端同为电阻分压采样电路10的第二端，与限流电阻20相连；另一端同为电阻分压采样电路10第三端，接地。
[0008]进一步，本发明提供一种LED可控硅调光驱动电路，还可以具有这样的特征:限流电阻20包括第六电阻R6和第七电阻R7 ;第六电阻R6的一端为限流电阻20的第一端，与BRIGHTNESS端相连；另一端为限流电阻20的第三端，与电阻分压采样电路10相连；第七电阻R7的一端为限流电阻20的第二端，与PffMUMIT端相连；另一端同为限流电阻20的第三端，与电阻分压采样电路10相连。
[0009]进一步，本发明提供一种LED可控硅调光驱动电路，还可以具有这样的特征:泄放电阻30包括第三电阻R3和第四电阻R4 ;第三电阻R3的一端为泄放电阻30的第二端，与WBLEED端相连；另一端为泄放电阻30的第三端，与整流桥Ul的正极相连；第四电阻R4的一端为泄放电阻30的第一端，与SBLEED端相连；另一端同为泄放电阻30的第三端，与整流桥Ul的正极相连。
[0010]进一步，本发明提供一种LED可控硅调光驱动电路，还可以具有这样的特征:振荡电路40包括第五电阻R5、第八电阻R8和第四电容C4 ;第五电阻R5 —端为振荡电路40的第一端，与RC端相连；另一端为振荡电路40的第三端，接地；第八电阻R8 —端同为振荡电路40的第一端，与RC端相连；另一端为振荡电路40的第二端，与RC2端相连；第四电容C4一端同为振荡电路40的第一端，与RC端相连；另一端同为振荡电路40的第三端，接地。
[0011]进一步，本发明提供一种LED可控硅调光驱动电路，还可以具有这样的特征:RCD钳位电路50包括第五二极管D5、第五电容C5和第九电阻R9 ;第九电阻R9的一端为RCD钳位电路50的第二端，与第四二极管D4的负极相连；另一端与第五二极管D5的负极相连；第五电容C5的一端同为RCD钳位电路50的第二端，与第四二极管D4的负极相连；另一端与第五二极管D5的负极相连；第五二极管D5的正极为RCD钳位电路50的第一端，与DRAIN端相连。
[0012]进一步，本发明提供一种LED可控硅调光驱动电路，还可以具有这样的特征??第二二极管VR2为肖特基二极管。
[0013]进一步，本发明提供一种LED可控硅调光驱动电路，还可以具有这样的特征:光耦U2型号为PC817A。
[0014]进一步，本发明提供一种LED可控硅调光驱动电路，还可以具有这样的特征:可控精密稳压源型号为TL431。
[0015]发明的有益效果
[0016]根据本发明提供的一种LED可控硅调光驱动电路，基于SSL2101T的LED可控硅调光驱动电路。在220V额定输入时，使用外接可控硅调光器，输出电流变化范围为O?347.7mA，电流变化近似对数曲线，调光过程无闪烁，具有良好的调光效果，满载时电路整体转换效率为73%，功率因数为0.762。此电路具有结构简单，成本低，效率和功率因数较好，支持常规可控硅调光器等优点，适合作为替换型小功率LED驱动器。
【附图说明】
[0017]图1是本发明的LED可控硅调光驱动电路图。
[0018]图2是亮度控制电压与开关频率关系图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述。
[0020]图1是本发明的LED可控硅调光驱动电路图。
[0021]如图1所示，基于SSL2101T芯片的一款支持常规可控硅调光器的反激式LED驱动电路，电压输入为180?240V，额定输出电压、电流为20V/350mA，额定负载为7W，用于驱动6个lW/350mA的大功率白光LED。
[0022]可控硅调光器和交流电源相连后，两端与整流器Ul相连；交流电源与整流器Ul之间还设置保险丝Fl。
[0023]SSL2101T 芯片具有 BRIGHTNESS 端、PffMLIMIT 端、RC 端、RC2 端、ISENSE 端、SOURCE端、VCC 端、AUX 端、DRAIN 端、SBLEED 端、WBLEED 端和 GND 端。
[0024]高频开关变压器Tl，具有:在一侧的a绕组、b绕组，另一侧的c绕组。
[0025]限流电阻20第一端与BRIGHTNESS端相连，第二端与PffMUMIT端相连，第三端与电阻分压采样电路10相连。
[0026]振荡电路40第一端与RC端相连，第二端与RC2端相连，第三端接地。
[0027]第十三电阻R13 —端与ISENSE端相连，另一端接地；第十四电阻R14 —端与整流桥Ul的负极相连，另一端接地；第十二电阻R12 —端与ISENSE端相连，另一端与整流桥Ul的负极相连。
[0028]第十五电阻R15 —端与SOURCE端相连，另一端接地。
[0029]第六电容C6 —端与VCC端相连，另一端接地；第二二极管VR2负极与VCC端相连，
另一端接地。第二二极管VR2为肖特基二极管。
[0030]第十一电阻Rll —端与AUX端相连，另一端与第六二极管D6的正极相连；第十电阻RlO —端与第六二极管D6的负极相连，另一端与VCC端相连；b绕组一端与第六二极管D6的正极相连，另一端接地。
[0031]RCD钳位电路50第一端与DRAIN端相连，第二端与第四二极管D4负极相连；c绕组一端与RCD钳位电路50第二端相连，另一端与DRAIN端相连；第四二极管D4的正极与整流桥Ul的正极相连。
[0032]泄放电阻30第一端与SBLEED端相连，第二端与WBLEED相连，第三端与整流桥Ul正极相连。
[0033]电阻分压采样电路10第一端与整流桥Ul正极相连，第二端与限流电阻20相连，
第三端接地。
[0034]第一电容Cl的一端与整流桥Ul正极相连，另一端接地。
[0035]c绕组的一端与第七二极管D7的正极相连，另一端与发光二极管组LED的负极相连并接地；发光二极管组LED的正极与第七二极管D7负极相连；第七电容C7、第八电容C8的一端都与发光二极管组LED的正极相连，另一端都接地。
[0036]SSL210IT芯片的GND端接地。
[0037]LED可控硅调光驱动电路具有输出过压保护电路60。
[0038]光耦U2采用PC817A。可控精密稳压源采用TL431。
[0039]第十六电阻R16 —端与光親U2的第一端相连，另一端与发光二极管组LED正极相连。
[0040]光耦U2的第二端与可控精密稳压源的负极相连，第三端接地，第四端与PffMUMIT端相连；可控精密稳压源的正极接地。
[0041]第十八电阻R18 —端与光親U2的第一端相连，另一端与光親U2的第二端相连。
[0042]第十七电阻R17 —端与发光二极管组LED的正极相连，另一端与可控精密稳压源的参考极相连。
[0043]第九电容C9 一端与可控精密稳压源的参考极相连，另一端与光耦U2的第二端相连。
[0044]第十九电阻R19 —端与可控精密稳压源的参考极相连，另一端接地。
[0045]第十电容ClO —端与可控精密稳压源的正极相连，另一端接地。
[0046]电阻分压采样电路10包括第一电阻R1、第二电阻R2和第三电容C3。第一电阻的一端为电阻分压采样电路10的第一端、与整流桥Ul正极相连；另一端为电阻分压采样电路10的第二端，与限流电阻20相连。第二电阻R2 —端同为电阻分压采样电路10的第二端，与限流电阻20相连；另一端为电阻分压采样电路10第三端，接地。第三电容C3 —端同为电阻分压采样电路10的第二端，与限流电阻20相连；另一端同为电阻分压采样电路10第三端，接地。
[0047]限流电阻20包括第六电阻R6和第七电阻R7。第六电阻R6的一端为限流电阻20的第一端，与BRIGHTNESS端相连；另一端为限流电阻20的第三端，与电阻分压采样电路10相连。第七电阻R7的一端为限流电阻20的第二端，与PffMUMIT端相连；另一端同为限流电阻20的第三端，与电阻分压采样电路10相连。
[0048]泄放电阻30包括第三电阻R3和第四电阻R4。第三电阻R3的一端为泄放电阻30的第二端，与WBLEED端相连；另一端为泄放电阻30的第三端，与整流桥Ul的正极相连。第四电阻R4的一端为泄放电阻30的第一端，与SBLEED端相连；另一端同为泄放电阻30的第三端，与整流桥Ul的正极相连。
[0049]振荡电路40包括第五电阻R5、第八电阻R8和第四电容C4。第五电阻R5—端为振荡电路40的第一端，与RC端相连；另一端为振荡电路40的第三端，接地。第八电阻R8一端同为振荡电路40的第一端，与RC端相连；另一端为振荡电路40的第二端，与RC2端相连。第四电容C4 一端同为振荡电路40的第一端，与RC端相连；另一端同为振荡电路40的第三端，接地。
[0050]RCD钳位电路50包括第五二极管D5、第五电容C5和第九电阻R9。第九电阻R9的一端为RCD钳位电路50的第二端，与第四二极管D4的负极相连；另一端与第五二极管D5的负极相连。第五电容C5的一端同为RCD钳位电路50的第二端，与第四二极管D4的负极相连；另一端与第五二极管D5的负极相连。第五二极管D5的正极为RCD钳位电路50的第一端，与DRAIN端相连。
[0051]R1、R2和C3组成电阻分压采样电路，对斩波整流后的直流脉动电压有效值进行采样。R6、R7为限流电阻。R3、R4为泄放电阻，R3可以在输入电流较低时作为额外的电流回路，保持可控硅调光器的正常导通；R4用于调光器的过零重启和可控硅锁存。R5、R8和C4组成振荡电路，用于设定开关频率的上限和下限。R9、C5和D5组成RCD钳位电路，吸收漏感电压尖峰以保护开关管。Tl为高频开关变压器，D6为辅助边整流二极管，D7为输出整流二极管，R14与R15为输入电流采样电阻。R17、R19为输出电压采样电阻，与R16、R18、TL431和光耦PC817A组成输出过压保护电路。
[0052]LED可控硅调光控制的方法是，通过检测整流桥后直流脉动电压相位角或有效值的变化，来相应地控制开关频率或占空比的变化，以改变输出电压和电流。这里使用NXP公司的SSL2101T芯片，RU R2和C3组成调光检测电路，检测整流桥输出的直流脉动电压的平均值，将该电压平均值转化为一个平滑的的直流电压信号作为亮度控制电压(VBRIGHTNESS)送给芯片。
[0053]图2是亮度控制电压与开关频率关系图。
[0054]根据公式Pciut= L P.Ip2.fconv.n /2可知，输出功率与开关频率成正比。如图2所示，在0-2.3V范围内，芯片的开关频率随着亮度控制电压的增加而增加，减小而减小，输出功率和输出电流也随之相应改变，从而达到调光的目的。
【主权项】
1.一种LED可控硅调光驱动电路，其特征在于: 可控硅调光器和交流电源相连后，两端与整流器(Ul)相连； 高频开关变压器(Tl)，具有:在一侧的a绕组、b绕组，另一侧的c绕组； SSL2101T 芯片具有 BRIGHTNESS 端、PffMLIMIT 端、RC 端、RC2 端、ISENSE 端、SOURCE 端、VCC 端、AUX 端、DRAIN 端、SBLEED 端、WBLEED 端和 GND 端； 限流电阻(20)第一端与BRIGHTNESS端相连，第二端与PffMUMIT端相连，第三端与电阻分压采样电路(10)相连； 振荡电路(40)第一端与RC端相连，第二端与RC2端相连，第三端接地； GND端接地； 第十三电阻(R13) —端与ISENSE端相连，另一端接地；第十四电阻(R14) —端与整流桥(Ul)的负极相连，另一端接地；第十二电阻(R12) —端与ISENSE端相连，另一端与整流桥(Ul)的负极相连； 第十五电阻(R15) —端与SOURCE端相连，另一端接地； 第六电容(C6) —端与VCC端相连，另一端接地；第二二极管(VR2)负极与VCC端相连，另一端接地； 第^ 电阻(Rll) —端与AUX端相连，另一端与第六二极管(D6)的正极相连；第十电阻(RlO) —端与第六二极管(D6)的负极相连，另一端与VCC端相连；b绕组一端与第六二极管(D6)的正极相连，另一端接地； RCD钳位电路(50)第一端与DRAIN端相连，第二端与第四二极管(D4)负极相连；c绕组一端与RCD钳位电路(50)第二端相连，另一端与DRAIN端相连；第四二极管(D4)的正极与整流桥(Ul)的正极相连； 泄放电阻(30)第一端与SBLEED端相连，第二端与WBLEED相连，第三端与整流桥(Ul)正极相连； 电阻分压采样电路(10)第一端与整流桥(Ul)正极相连，第二端与限流电阻(20)相连，第三端接地； 第一电容(Cl)的一端与整流桥(Ul)正极相连，另一端接地； c绕组的一端与第七二极管(D7)的正极相连，另一端与发光二极管组(LED)的负极相连并接地；发光二极管组(LED)的正极与第七二极管(D7)负极相连；第七电容(C7)、第八电容(CS)的一端都与发光二极管组(LED)的正极相连，另一端都接地。2.根据权利要求1所述的LED可控硅调光驱动电路，其特征在于: 还包括具有光耦(U2)的输出过压保护电路(60); 第十六电阻(R16) —端与光親(U2)的第一端相连，另一端与发光二极管组(LED)正极相连； 光耦(U2)的第二端与可控精密稳压源的负极相连，第三端接地，第四端与PffMUMIT端相连；可控精密稳压源的正极接地； 第十八电阻(R18) —端与光親(U2)的第一端相连，另一端与光親(U2)的第二端相连；第十七电阻(R17) —端与发光二极管组(LED)的正极相连，另一端与可控精密稳压源的参考极相连； 第九电容(C9) 一端与可控精密稳压源的参考极相连，另一端与光耦(U2)的第二端相连； 第十九电阻(R19) —端与可控精密稳压源的参考极相连，另一端接地； 第十电容(ClO) —端与可控精密稳压源的正极相连，另一端接地。3.根据权利要求1或2所述的LED可控硅调光驱动电路，其特征在于: 其中，电阻分压采样电路(10)包括第一电阻(Rl)、第二电阻(R2)和第三电容(C3);第一电阻的一端为电阻分压采样电路(10)的第一端、与整流桥(Ul)正极相连；另一端为电阻分压采样电路(10)的第二端，与限流电阻(20)相连； 第二电阻(R2) —端同为电阻分压采样电路(10)的第二端，与限流电阻(20)相连；另一端为电阻分压采样电路(10)第三端，接地； 第三电容(C3) —端同为电阻分压采样电路(10)的第二端，与限流电阻(20)相连；另一端同为电阻分压采样电路(10)第三端，接地。4.根据权利要求1或2所述的LED可控硅调光驱动电路，其特征在于: 其中，限流电阻(20)包括第六电阻(R6)和第七电阻(R7); 第六电阻(R6)的一端为限流电阻(20)的第一端，与BRIGHTNESS端相连；另一端为限流电阻(20)的第三端，与电阻分压采样电路(10)相连； 第七电阻(R7)的一端为限流电阻(20)的第二端，与PffMUMIT端相连；另一端同为限流电阻(20)的第三端，与电阻分压采样电路(10)相连。5.根据权利要求1或2所述的LED可控硅调光驱动电路，其特征在于: 其中，泄放电阻(30)包括第三电阻(R3)和第四电阻(R4); 第三电阻(R3)的一端为泄放电阻(30)的第二端，与WBLEED端相连；另一端为泄放电阻(30)的第三端，与整流桥(Ul)的正极相连； 第四电阻(R4)的一端为泄放电阻(30)的第一端，与SBLEED端相连；另一端同为泄放电阻(30)的第三端，与整流桥(Ul)的正极相连。6.根据权利要求1或2所述的LED可控硅调光驱动电路，其特征在于: 其中，振荡电路(40)包括第五电阻(R5)、第八电阻(R8)和第四电容(C4); 第五电阻(R5) —端为振荡电路(40)的第一端，与RC端相连；另一端为振荡电路(40)的第三端，接地； 第八电阻(R8) —端同为振荡电路(40)的第一端，与RC端相连；另一端为振荡电路(40)的第二端，与RC2端相连； 第四电容(C4) 一端同为振荡电路(40)的第一端，与RC端相连；另一端同为振荡电路(40)的第三端，接地。7.根据权利要求1或2所述的LED可控硅调光驱动电路，其特征在于: 其中，RCD钳位电路(50)包括第五二极管(D5)、第五电容(C5)和第九电阻(R9); 第九电阻(R9)的一端为RCD钳位电路(50)的第二端，与第四二极管(D4)的负极相连；另一端与第五二极管(D5)的负极相连； 第五电容(C5)的一端同为RCD钳位电路(50)的第二端，与第四二极管(D4)的负极相连；另一端与第五二极管(D5)的负极相连； 第五二极管(D5)的正极为RCD钳位电路(50)的第一端，与DRAIN端相连。8.根据权利要求1或2所述的LED可控硅调光驱动电路，其特征在于:其中，第二二极管(VR2)为肖特基二极管。9.根据权利要求2所述的LED可控硅调光驱动电路，其特征在于:其中，光耦(U2)型号为PC817A。10.根据权利要求2所述的LED可控硅调光驱动电路，其特征在于:其中，可控精密稳压源型号为TL431。
【文档编号】H05B37/02GK105992438SQ201510086359
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月16日
【发明人】周壮丽, 刘廷章
【申请人】上海亮硕光电子科技有限公司