Led驱动电路与led灯的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开的实施例涉及照明领域，并且更具体地涉及发光二极管(LED)驱动电路。
【背景技术】
[0002] 在照明领域中，发光二极管(LED)越来越常见，并且LED的价格也在逐渐降低。在这 种情况下，LED驱动器的成本占灯具总价格的百分比越来越大。因此，LED驱动器朝着更简 单、更便宜的方向发展。此外，例如对于亚太市场，由于存在多种市电类型，因此需要可以支 持多种市电类型的通用LED驱动器，从而可以维护较少的产品线，降低成本。对于管状LED (TLED)，更是需要这种通用LED驱动器。
[0003] 在现有技术中，基于振铃扼流器变换器(RCC)的LED驱动器可以通过使用闭环控制 来实现较低的成本和良好的总谐波失真(THD)性能。然而，在这种RCC驱动器中，通常使用闭 环控制来实现对多种市电类型的通用支持。因此，电路中涉及较多部件，导致印刷电路板 (PCB)布图比较困难，以及焊接工艺比较复杂。此外。此外，这种闭环控制需要使用电流检测 电阻器，这降低了系统的效率，还增加了成本。电流检测功能还使得控制电路虚地，因而导 致系统调试困难以及较差的电磁干扰(EMI)性能。此外，因为使用了集成电路(1C)等很多电 子部件，所以整个LED驱动器的成本相对较高。另外，还需要Vcc调节电路来稳定Vcc，从而对 集成电路(1C)提供稳定的供电电压，这进一步增加了更多的成本并且降低了效率。 【实用新型内容】
[0004] 本公开的实施例旨在提供一种能够克服现有技术的基于闭环控制RCC的LED驱动 器的上述缺点的LED驱动器。
[0005] 本公开的第一方面提供了一种LED驱动电路，包括：
[0006] -储能电感器；
[0007] -功率开关；
[0008] -与所述储能电感器电磁耦合的辅助电感器，所述辅助电感器耦合到所述功率开 关的控制端以提供闭合所述功率开关的正反馈；
[0009] -控制电路，电耦合至所述功率开关的控制端并且包括控制电容器，所述控制电路 被配置成提供断开所述功率开关的控制信号；以及
[0010] -充电电路，所述充电电路耦合至所述辅助电感器和所述控制电路，并且被配置成 从所述辅助电感器接收充电电压，以在所述充电电压变化时，为所述控制电容器提供与所 述充电电压的变化呈非线性变化的充电电流。
[0011] 通过提供相对于充电电压非线性变化的充电电流，能够非线性地控制功率开关的 开通时间，该开通时间的非线性变化与充电电压的变化正好互相补偿，因而能够提供所需 要的输出，例如稳走输出。
[0012] 根据一些实施例，所述充电电路包括至少两个稳压器，所述至少两个稳压器被配 置成在所述充电电压变化时，为所述控制电容器提供与所述充电电压的变化呈非线性变化 的充电电流。该实施例的优点是使用数量少成本低的元件来实现充电电路，价格便宜。
[0013] 根据一些实施例，所述LED驱动电路还包括与所述辅助电感器串联连接的二极管 和电容器，所述辅助电感器与所述二极管和所述电容器被配置成向所述充电电路提供所述 充电电压。该实施例提供了形成充电电压/内部电源VCC的供电电路，由于辅助电感器上的 电压是与输入电源电压相关的，所以能够将输入电源电压反应给充电电路，使得充电电路 进行非线性运作。
[0014] 根据一些实施例，所述控制电路还包括开关，所述开关的一端耦合至接地，另一端 耦合至所述功率开关的控制端;所述开关的控制端耦合至所述控制电容器，并且被配置成 通过与所述充电电压的变化呈非线性变化的充电电流来控制所述开关的接通时间。该实施 例提供了对功率开关进行基极驱动的控制方式。
[0015] 根据一些实施例，所述充电电路还包括至少两个充电电阻器，所述至少两个充电 电阻器中的每一个与所述至少两个稳压器中的每一个串联耦合。该实施例中的充电电阻器 能够起到稳定充电电流的作用。
[0016] 根据一些实施例，所述至少两个稳压器中的至少一个稳压器的导通电压小于所述 充电电压的最小值。
[0017] 根据一些实施例，所述稳压器包括齐纳二极管。优点在于齐纳二极管价格低廉。
[0018] 根据一些实施例，所述LED驱动电路包括振铃扼流器变换器，其中所述振铃扼流器 变换器至少包括所述储能电感器、所述功率开关以及所述辅助电感器。振铃扼流器变换器 是一种自振荡的低成本变换器，因此该实施例的价格低廉。
[0019] 本公开的第二方面提供了一种LED灯，包括根据本公开的第一方面所述的LED驱动 电路。
[0020] 本公开的实施例所提供的开环控制的LED驱动电路大量减少了所使用的电子部 件，并且PCB布图更加简单，在焊接工艺上节省了成本。由于去除了检测电阻器并且简化了 Vcc调节电路，使得电路更加高效。另外，控制电路接地，对于电磁兼容性(EMC)和调试等非 常有帮助。总之，这种开环控制电路可以显著地降低成本。
【附图说明】
[0021] 此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本申请的一部分，本公 开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定，其中：
[0022]图1是示意性地图示根据现有技术的基于闭环控制RCC的LED驱动器的电路图；
[0023]图2是示出晶体管的开关特性的示意图；以及
[0024]图3是示意性地图示根据本公开的实施例的基于开环控制RCC的LED驱动器的电路 图。
【具体实施方式】
[0025] 下面将参考附图中示出的若干示例性实施方式来描述本公开的原理和精神。应当 理解，描述这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本公开， 而并非以任何方式限制本公开的范围。
[0026] 发光二极管(LED)是一种将电转化成光的器件，其输出光功率主要依赖于流过LED 的电流的大小，而LED两端的电压基本上保持恒定。因此，在设计LED的驱动电路时，期望保 证输出电流为基本上恒定。此外，LED或者LED灯等作为负载时，也可以认为其两端电压基本 上保持恒定。
[0027]图1示意性地示出了根据现有技术的基于闭环控制RCC的LED驱动器的电路图。如 图1所示，从端子L和N接收AC市电输入。市电可以具有各种电压。例如，在中国大陆，市电电 压为220V，在美国，市电电压为110VJC市电经由整流桥DB1和滤波电容器C2成为电压基本 上恒定的DC电压。此外，输入也可以为直流电压，此时，整流桥DB1和滤波电容器C2等电路可 以省略。
[0028] 变压器T1的主绕组2-3(Τ1-3/2)作为功率电感器，与开关管Q1(也称为主开关）、二 极管D1和电容器C3-起组成非隔离型降压-升压变换器。作为示例，LED1作为该驱动电路的 负载。负载也可以包括多个串联或者并联的LED组。如上所述，LED两端的电压基本上恒定， 而其输出主要由电流确定。因此，可以认为负载LED1两端的电压恒定，换言之，这种驱动电 路的输出电压基本上恒定。
[0029] 如图1所示，开关管Q1、启动电阻R、电容器C4和R3以及变压器T1的作为辅助电感器 的辅助绕组4-5 (T1 -4/5)构成RCC的常规正反馈控制电路。RCC控制电路的原理在本领域内 是公知的，在此不再详细描述。
[0030] 图1的闭环控制电路通过电流检测电阻器R1检测流过负载LED1的电流，并且将其 通过比较器与基准电压Vref进行比较。当电流较大(对应于电阻器R1两端的电压较大）时， 比较器输出低电平，从而将开关管Q3接通，此时，Vcc对电容器C5充电，使得Q2接通。当Q2被 接通时，主开关Q1的基极电压被下拉至接地，因此，主开关Q1也关断，从而降低输出电流。这 就是闭环控制电路的控制原理。
[0031] 从图1可以看出，闭环控制电路需要包括比较器等元件的集成电路，并且还需要 Vcc调节电路为比较器等提供稳定的供电电压。较多的元件等带来了各种技术困难和较高 的经济成本，这在【背景技术】部分进行了详细地介绍，此处不再进一步描述。
[0032] 为了克服闭环控制电路的缺点，本公开的实施例提供了一种开环控制电路，这种 电路能够在多种市电情况下实现稳定的电流输出。由于开环控制缺少了闭环控制的电流检 测、反馈等过程，因此，需要其他的控制电路实现对稳定电流输出的控制，下面结合图3对这 种开环控制电路的原理进行详细描述。
[0033] RCC是一种特殊的降压升压转换器，其使用正反馈来调整主开关的开关周期。在降 压升压拓扑中，输出电流与主开关的峰值电流相关，它们之间的关系可以用等式(1)描述。
[0034] (1)
[0035] 丹卞，U疋土7Γ穴WimJTT关频率，并且D = Vo/(Vin+Vo)，Vin是直流输入电压，或者 交流输入经整流滤波后的电压，基本上由市电类型确定;Vo是输出电压，在负载为LED的情 况下，基本上由负载确定。
[0036] Ip是主开关Q1的峰值电流，并且还是功率电感器T1-3/2中的峰值电流。峰值电流 Ip可以寿元为， _7]
(2)