一种led驱动电路的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及LED驱动电路，尤其涉及一种具有纹波消除功能的LED驱动电路。
【背景技术】
[0002]目前市面上一些LED驱动电路，其外围电路简单，系统物料成本较低，能够给整个系统节约成本，但存在工频闪烁，经研究已经表明，LED灯的频闪会对人眼造成很大的伤害，然而，这种LED驱动电路若要减轻频闪，则需要增大输入电容或者输出滤波电容。如果增大输入电容，往往是以牺牲高功率因数为代价，频闪减轻的效果越好，功率因数则会越低；如果增大输出滤波电容，虽然可以减轻LED的频闪，但不能从根本上解决频闪问题，且还会增加系统物料成本，那么这种LED驱动电路原先的成本低的优势就不复存在了。
[0003]另外，如图1所示，一些具备高功率因数的LED驱动电路采用控制电流型输入源越来越多，例如PFC电路，这种低成本线路能很好地应对小功率驱动电路的输入PF值要求，但是PFC电路通常输出的电流波形是一个直流叠加上一个幅值和直流幅值相同的正弦波，这样导致PFC的输出电容上的电压也是一个直流电压叠加上一个交流电压(交流幅值取决于电容大小)，这个电压加到LED负载上，最终LED负载的电流是有工频纹波的，频闪严重。例如，对于常用的50Hz的电网频率而言，输出到LED负载的电流含有100Hz工频成分，这样就会产生100Hz的频闪，这种频闪会影响LED负载的寿命，并会造成使用者的视觉疲劳，容易造成近视。现有技术通常使用纹波滤除电路减轻LED驱动电路的频闪，但其电容需要采用高耐压的电容，成本高，并且纹波消除效果欠佳，无法有效地达到接近无频闪的目的。
[0004]因此，亟需一种通过纹波消除减轻频闪的LED驱动电路。
【实用新型内容】
[0005]为了克服上述技术缺陷，本实用新型的目的在于提供一种具有纹波消除功能的LED驱动电路。
[0006]本实用新型公开了一种LED驱动电路，包括输入源、负载电容、多个串联的LED发光元件组成的LED负载、以及滤波电路，所述输入源的正负端之间并联有所述负载电容和所述LED负载，所述输入源的负端与所述负载电容的负端接地，所述滤波电路连接在所述LED负载与所述输入源的正端之间、或者连接在所述LED负载与所述输入源的负端之间、或者连接在所述多个串联的LED发光元件之间，所述滤波电路包括负载电阻、η个RC并联电路和k个三极管，第η个所述RC并联电路包括一个η级电阻和一个η级电容，1级所述电阻和1级所述电容的正端连接在所述负载电阻的负端，η级所述电阻的负端连接第k个所述三极管的基极，所述η个RC并联电路的所述电容的负端接地，并且，第1个所述三极管的发射极接地，所述k个三极管的集电极与所述负载电阻的正端连接。
[0007]优选地，η= 1，k = 1。
[0008]优选地，当η多2时，η级所述电阻和η级所述电容的正端连接在η_1级所述电阻的负端。
[0009]优选地，当k多2时，第k个所述三极管的发射极与第k-Ι个所述三极管的基极连接。
[0010]优选地，k= 1。
[0011]优选地，k= 2。
[0012]优选地，η= 2。
[0013]优选地，所述输入源是具有高PF BUCK或高PF BUCKB00ST性的PFC电路。
[0014]优选地，所述负载电阻与所述k个三极管的集电极之间串联有部分或全部的所述LED负载。
[0015]优选地，所述三极管是NPN型三极管。
[0016]采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果:
[0017]1.本实用新型中的PFC输出端和LED负载之间加一个线性滤波电路，让负载电容上的电压纹波全部降到三极管上而LED负载上的电压是一个直流电压，输出无频闪。
[0018]2.本实用新型中，三极管的集电极上的电压经过滤波之后变成了近似直流电压，通过合理安排负载电阻、RC并联电路的电阻电容值的大小，可以基本消除工频纹波，同时也保证三极管上的压降既不会太高导致损耗很大又能刚好吸收掉工频的电压纹波。
[0019]3.由于三极管的增益的分散性，当它的增益很小的时候，驱动电流不足以支持输出所需要的电流时，由于PFC输出电路平均值相对固定，这样三极管的集电极电压自然会被抬升，直至滤波电阻上流过的驱动电流支持所需要的输出电流，这个特性使得本电路有一个自适应的特性，对于三极管的增益分散性不敏感，具有很好的实用性。
[0020]4.本实用新型中，线性滤波电路既可以形成两颗电阻一颗电容组成的单级滤波，也可以采用两级滤波(或者更多级)的结构。
[0021]5.本实用新型中，输入源用的是高PF BUCK性的芯片，其控制每个工频周期的电流输出平均值为一个固定值，优选采用一个功率三极管，一个信号三极管，两级滤波结构的电路结构。在添加本线路之前，LED负载上的工频纹波峰峰值为30-40mA(输出平均值为100mA)，频闪严重，在添加本线路之后，电流工频纹波约为5mA，频闪基本消除。
【附图说明】
[0022]图1为现有技术所采用的LED驱动电路；
[0023]图2为符合本实用新型优选实施例中包括k个三极管的η级滤波LED驱动电路；
[0024]图3为符合本实用新型优选实施例中包括一个三极管的单级滤波LED驱动电路；
[0025]图4为符合本实用新型优选实施例中包括一个三极管的η级滤波LED驱动电路；
[0026]图5为符合本实用新型优选实施例中包括两个三极管的η级滤波LED驱动电路；
[0027]图6为符合本实用新型优选实施例中包括一个三极管的两级滤波LED驱动电路；
[0028]图7为符合本实用新型优选实施例中包括两个三极管的两级滤波LED驱动电路；
[0029]图8a为LED驱动电路中添加线性滤波电路前的输出电流波形图；
[0030]图8b为LED驱动电路中添加线性滤波电路前的输出电流交流分量的波形图；[0031 ]图9a为LED驱动电路中添加线性滤波电路后的输出电流波形图；
[0032]图9b为LED驱动电路中添加线性滤波电路后的输出电流交流分量的波形图。
[0033]附图标记:
[0034]Rs-负载电阻；
[0035]Cb_负载电容；
[0036]R1-1级电阻，R2-2级电阻，......，Rn_n级电阻；
[0037]C1-1级电容，C2-2级电容，......，Cn_n级电容；
[0038]Q1-第1个三极管，Q2-第2个三极管，……，Qk_第k个三极管。
【具体实施方式】
[0039]以下结合附图与具体实施例进一步阐述本实用新型的优点。
[0040]如图2所示，符合本实用新型优选实施例的LED驱动电路，包括输入源、负载电容Cb、LED负载以及线性滤波电路。输入源可以选用恒流驱动源、PFC电路等等，本实用新型优选一种PFC电路，即功率因数校正电路，更优选地，该PFC电路是具有高PF BUCK或高PFBUCKB00ST性的PFC电路；LED负载包括有多个LED发光元件(如图所示的发光二极管LEDU LED 2、LED 3)，本实用新型可以通过滤波电路进行线性滤波，当然也可以通过非线性滤波电路进行非线性滤波，例如采用包括稳压管、RC电路和功率开关，如三极管的非线性滤波电路，该非线性滤波电路中的滤波电容的电压等于三极管集电极和基极之间的电压峰值减去稳压管的电压，也可以基本保持稳定，使得滤波电容的电流也能保持基本恒定，整个LED驱动电路也能正常工作；本实用新型采用线性滤波电路为例进行阐述。
[0041]在该LED驱动电路中，输入源的正负端(+端、-端)之间并联有负载电容Cb和LED负载，其中输入源的负端和负载电容Cb的负端接地，该线性滤波电路连接在LED负载与输入源的正端之间、或者连接在LED负载与输入源的负端之间、或者连接在多个串联的LED发光元件之间，本实用新型以线性滤波电路接在LED负载的负端与地之间为例进行阐述。通过线性滤波电路对负载电容Cb上产生的工频纹波进行线性滤波，从而实现工频纹波消除，减轻甚至消除频闪的最终效果。
[0042]其中，该线性滤波电路可以是具有多个三极管控制器的多级滤波电路，包括负载电阻Rs、n个RC并联电路和k个三极管(Q1、Q2、……、Qk)，在本实用新型中，这些三极管优选选用NPN型三极管。其中，第n个RC并联电路包括一个η级电阻Rn和一个η级电容Cn，1级电阻R1和1级电容R1的正端连接在负载电阻Rs的负端，η级电阻Rn的负端连接第k个三极管Qk的基极，η个RC并联电路的电容(C1、C2、……、Cn)的负端接地，并且，第1个三极管Q1的发射极接地，k个三极管(Ql、Q2、……、Qk)的集电极与负载电阻Rs的正端连接。通过上述配置的线性滤波电路，可以有效地将负载电容Cb上的纹波电流从原先的电流值，如30-40mA降低至如5mA，频闪基本消