一种自激振荡驱动电路的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种自激振荡驱动电路，包括滤波装置、驱动装置、开关装置、与开关装置连接的采样装置、以及变压器，变压器至少包括一自激驱动绕组，驱动装置控制开关装置的导通和关断，驱动装置、自激驱动绕组、开关装置以及采样装置形成一回路，自激振荡驱动电路的输入电压经过滤波装置后得到直流母线电压，自激振荡驱动电路还包括连接驱动装置和开关装置之间的电流控制装置，电流控制装置具有直流母线电压信号引入装置，直流母线电压信号引入装置引入直流母线电压，电流控制装置控制开关装置。
【专利说明】一种自激振荡驱动电路
[0001]【【技术领域】】 本发明涉及一种驱动电路，尤其指一种发光二极管的驱动电路。
[0002] 【【背景技术】】 伴随着发光二极管（LED)技术及产品的广泛应用，与之配套的LED驱动电源的需求也 日益增长，为了降低LED驱动电源的设计和生产成本，从而降低LED灯具的价格，自激振荡 电路也越来越受到重视。自激振荡电路应用范围非常宽广，不仅适合隔离反激结构，也适合 各种不隔离电源拓扑。中国专利公告第CN202663608U号揭不了一种自激振荡驱动电路，包 括变压装置、开关装置。其中变压装置的第一、第二线圈的感应产生感应信号，用于控制开 关装置的导通和截止。
[0003] 通过自激驱动绕组和开关装置的截止、放大和饱和导通实现电路自激振荡工作， 电路中电感或者变压器工作在临界模式，工作频率会随输入电压、负载（即LED)而变化，所 有的电路都无需额外控制芯片和价格较为昂贵的场效应管。然而现有技术中的自激振荡电 路虽然成本低，但由于在自激振荡电路中没有输出电流的闭环反馈，而且自激振荡电路中 也没有类似集成控制芯片内部那样的高精度电压参考信号，开环的控制使得输出电流在输 入电压变化和输出负载变化时也产生较大的变化。从实际的测试结果来看，一款采用如图 2中所示降压电路式自激振荡驱动电路的产品，在输入电压变化正负20%的情况下，输出电 流变化达到正17%和负26% ;而在输出电压变化正负13%的情况下，输出电流变化则有正负 8%，如此大的输出电流范围变化会导致LED灯具的光输出也相应产生较大变化，影响灯具 的实际使用效果，而且对灯具散热设计以及LED灯珠寿命也会有一定的影响。
[0004] 因此，为了克服上述缺陷，有必要提供一种改进的提高自激振荡驱动电路恒流精 度的电路。
[0005] 【
【发明内容】
】 本发明的目的在于提供一种具有较高恒流精度的自激振荡驱动电路。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种自激振荡驱动电路，包括滤 波装置、驱动装置、开关装置、与开关装置连接的采样装置、以及变压器，变压器至少包括一 自激驱动绕组，驱动装置控制开关装置的导通和关断，驱动装置、自激驱动绕组、开关装置 以及采样装置形成一回路，自激振荡驱动电路的输入电压经过滤波装置后得到直流母线电 压，自激振荡驱动电路还包括连接驱动装置和开关装置之间的电流控制装置，电流控制装 置具有直流母线电压信号引入装置，直流母线电压信号引入装置引入直流母线电压，电流 控制装置控制开关装置。
[0007] 相较于现有技术，本发明自激振荡驱动电路有以下优点：输出电流的变化较小，恒 流精度较高。
[0008] 【【专利附图】
【附图说明】】 图1为本发明自激振荡驱动电路的结构框图。
[0009] 图2为本发明自激振荡驱动电路的电流控制装置的第一种实施方式的电路图。 [0010] 图3为本发明自激振荡驱动电路的电流控制装置的第二种实施方式的电路图。
[0011] 图4为本发明自激振荡驱动电路的具有直流母线电压信号引入装置的第一种实 施方式的电流控制装置的电路图。
[0012] 图5为本发明自激振荡驱动电路的具有直流母线电压信号引入装置的第二种实 施方式的电流控制装置的电路图。
[0013] 图6为本发明自激振荡驱动电路的较佳实施例的电路图。
[0014] 图7为本发明自激振荡驱动电路的较佳实施例中具有直流母线电压信号引入装 置和不具有直流母线电压信号引入装置的开关装置的集电极的电流波形。
[0015] 【【具体实施方式】】 请参照图1所示，本发明自激振荡驱动电路1包括连接输入电压VI的滤波装置10、驱 动装置20、开关装置Q1以及变压器30。自激振荡驱动电路1的输出电流用于驱动负载LED 以点亮LED。变压器30至少包括一自激驱动绕组L2。驱动装置20用于控制开光装置Q1 导通和关断，从而通过自激驱动绕组L2、开关装置Q1的截止、放大和导通以实现电路自激 振荡工作。开关元件Q1共地连接，与自激驱动绕组L2之间连接一采样装置Rs，以提供采样 信号控制开关元件Q1的截止、导通。
[0016] 驱动装置10、自激驱动绕组L2、开关装置Q1以及采样装置Rs形成一回路。自激 振荡驱动电路1还包括位于驱动装置10、自激驱动绕组L2、开关装置Q1以及采样装置Rs 形成的回路之间的电流控制装置40。
[0017] 请参照图2所示，本发明第一种实施方式中，电流控制装置40包括开关元件Q2以 及与开关元件Q2连接的电压控制元件41。开关元件Q2的一端连接开关装置Q1和驱动装置 20,开关元件Q2的另一端连接电压控制元件41 ;电压控制元件41的一端连接开关元件Q2, 另一端连接采样装置Rs与开关装置Q1之间。由于输入电压的变化，开关装置Q1的导通时 间增长，使得开关装置Q1的电流峰值增大。当开关装置Q1的电流峰值增大到一定值时，开 关元件Q2导通。由于开关装置Q1的导通需要足够的压降作为条件，设置开关元件Q2导通 时开关装置Q1上不具有足够的压降，从而开关装置Q1达不到导通条件，即关断。这样通过 开关装置Q1的电流不会持续增大，自激振荡驱动电路1的输出电流不会持续增大变化。这 样，当输入电压变化导致经过开关装置Q1的电流超过一定值时，开关元件Q2导通，开关装 置Q1关断，使得自激振荡电路1的输出电压不会随着输入电压的变化的增大而增大变化， 从而控制输出电流的变化范围，使负载LED的发光更稳定。其中的电压控制元件41用于调 节开关元件Q2 -端的电压，从而控制开关元件Q2导通的时间，即设定一定的条件，使输入 电压上升到一定数值时，开关元件Q2的一端电压才达到开关元件Q2的导通条件。电压控 制元件41可以是二极管、电阻、稳压管或者它们的组合。
[0018] 请参照图3所示，本发明第二种实施方式中，电流控制装置41包括稳压装置Z。稳 压装置Z的一端连接驱动装置20和开关装置Q1，另一端连接采样装置Rs不与驱动装置20 连接的一端。开关装置Q1的导通需要两端有足够的压降。开关装置Q1的一端电压始终保 持与稳压装置Z的电压相同，因此当输入电压变化使得开关装置Q1的电流增大时，采样装 置Rs的电压Vrs也增大。当电压Vrs上升到一定程度时，由于稳压装置Z的作用，开关装 置Q1的两端没有了足够的压降，从而开关装置Q1关断，采样装置Rs的电压Vrs不会再持 续增大，使得输出电流不会变化范围太大。开关装置Q1可以为三极管，稳压装置Z是限流 用稳压管。当采用负温度特性的稳压管时，稳压装置Z还可以用来抵消为三极管的开关装 置Q1的基极和发射极的负温度特性。通常情况下，稳压装置Z采用限流稳压二极管，开关 装置Q1可以是三极管也可以是场效应晶体管（MOS管）或者其他开关装置。
[0019] 进一步的，请参照图4至图5所示，当对恒流精度有更进一步的要求时，电流控制 装置40或41还包括一直流母线电压信号引入装置42或43。自激振荡驱动电路1中输入 电压经过滤波装置10后A点的电压为直流母线电压。第一种直流母线电压信号引入装置 42对应第一种电流控制装置40。第二种直流母线电压信号引入装置43对应第二种电流控 制装置41。直流母线电压信号引入装置42、43 -端与滤波装置10连接，另一端与采样装置 Rs连接。根据电路特性，直流母线电压信号引入装置42、43两端的电压的加权之和是一设 定值，即电压Va与电压Vrs的加权之和为设定值。因此当输入电压增大到一定值之后，当 输入输出电压差值变大时，米样装置Rs的电压Vrs的变化会与输入输出电压差值的变化呈 反向。因此当自激振荡驱动电路的输入电压变化超过一定范围时，其输出电流不会因为输 入电压的变化增大而增大变化，从而减小了输出电流的变化范围，使输出电流更稳定，恒流 精度更高。
[0020] 请参照图4所示，针对于第一种实施方式的第一种电流控制装置40,直流母线电 压信号引入装置42具有至少一电阻元件(未标号)。本实施方式中，直流母线电压信号引入 装置42包括第一电阻Ra以及第二电阻Rb。第一电阻Ra的一端连接滤波装置10,另一端 连接第二电阻Rb ;第二电阻Rb -端连接第一电阻Ra，另一端连接采样装置Rs与开关装置 Q1之间。
[0021] 请参照图5所示，针对于第二种实施方式的第二种电流控制装置41，直流母线电 压信号引入装置43为一个单一的元件即可，或者说滤波装置10与采样装置Rs之间只需要 增加单一电阻元件即可。本实施方式中直流母线电压信号引入装置43为一个电阻Ra。
[0022] 具体的，请参照图6所示，本发明第一较佳实施例中，本发明第二较佳实施例中， 自激振荡驱动电路2a包括连接输入电压的整流装置26、滤波装置21、启动装置22、开关装 置Q1、变压器25、采样装置Rs、电流控制控制装置23以及驱动装置24。变压器25包括绕 组L1和自激驱动绕组L2。开关装置Q1为功率三极管，包括为基极bl、发射极el以及集电 极cl。电流控制装置23包括开关元件Q2、稳压二极管Z2、电阻R2、电阻R6、以及直流母线 电压信号引入装置231。直流母线电压信号引入装置231包括电阻R6、R7。电阻R6的一端 与电阻R7和稳压二极管Z2连接，另一端连接于采样装置Rs与开关装置Q1之间。电阻R7 一端连接电阻R6的一端和稳压二极管Z2,另一端连接滤波装置21。直流母线电压信号经 过电阻R7和电阻R6与采样信号叠加连接到稳压二极管Z2。开关元件Q2为功率三极管， 包括基极b2、发射极e2和集电极c2。开关装置Q1也为功率三极管，包括基极bl、发射极 el和集电极c2。电阻R2作为开关元件Q2的泄放电阻，减少稳压二极管Z2漏电流对开关 元件Q2基极b2的影响。假设整流装置26后的电压为Vin，输出电压为Vo,稳压管Z2的电 压为VZ2,开关元件Q2的基极b2和发射极e2正向导通压降为Vbe，流过开关装置Q1集电 极cl电流为IQ1。从图7可以得到，当开关装置Q1导通时，电流IQ1以一定斜率上升，当电 流IQ1到达设定峰值之后，当输入输出电压差值变大时，电流IQ1峰值会相应变小，反之则 电流IQ1峰值会相应变大。在高功率因数设计应用中，输入电压Vin呈现正弦波峰形状，而 电流IQ1峰值则相应呈现正弦波谷形状；在不同的输入电压工作时，高输入电压的电流IQ1 则比低输入电压的电流IQ1要小，从而减少输出电流由于输入电压输出电压波动引起的变 化。从而有效限制输出电流变化过大，且增加了恒流精度。
[0023] 请参照图7所示，为第一较佳实施例和第二较佳实施例的电流IQ1波形示意图，其 中线条X是未加任何电流控制装置时的包络波形；而线条y则是电流控制装置23中不具有 直流母线电压信号引入装置231的包络波形，可见电流IQ1峰值得到一定的削减；线条z是 电流控制装置23中加入直流母线电压信号引入装置的包络波形，电流IQ1峰值得到进一步 的削减。测试的结果表明，具有直流母线电压信号引入装置231的电流控制装置23,在输入 电压变化±20%的情况下，输出电流变化只有+1%和-4% ;而在输出电压变化± 13%的情况 下，输出电流变化则只有± 1% ;同时，温度测试表明，所加电流控制装置对恒流精度的影响 在环境温度变化±25° C的情况下只有±2. 5%，实验结果验证了所加电流控制装置对输出 恒流特性在不同工作条件下的极大改善。
[0024] 其他实施例中，自激振荡驱动电路的拓扑还有很多种，比如升压电路式自激振荡 驱动电路或者其他降压电路式自激振荡驱动电路。本发明适用于多种自激振荡驱动电路， 但是不适用于开关装置Q1浮地连接的自激振荡驱动电路，例如【背景技术】中图2所示的降压 电路式自激振荡驱动电路就不适用于本发明，而其他开关装置Q1共地连接的自激振荡驱 动电路都适用于本发明，不以说明书中所例举的实施例为限。
【权利要求】
1. 一种自激振荡驱动电路，包括滤波装置、驱动装置、开关装置、与所述开关装置连接 的采样装置、以及变压器，所述变压器至少包括一自激驱动绕组，所述驱动装置控制所述开 关装置的导通和关断，所述驱动装置、自激驱动绕组、开关装置以及采样装置形成一回路， 所述自激振荡驱动电路的输入电压经过所述滤波装置后得到直流母线电压，其特征在于： 所述自激振荡驱动电路还包括连接所述驱动装置和所述开关装置之间的电流控制装置，所 述电流控制装置具有直流母线电压信号引入装置，所述直流母线电压信号引入装置引入直 流母线电压，所述电流控制装置控制所述开关装置。
2. 如权利要求1所述的自激振荡驱动电路，其特征在于：所述电流控制装置包括开关 元件以及与开关元件连接的电压控制元件。
3. 如权利要求2所述的自激振荡驱动电路，其特征在于：所述开关元件的一端连接所 述开关装置和驱动装置，另一端连接所述电压控制元件；所述电压控制元件的一端连接所 述开关元件，另一端连接所述采样装置与开关装置之间。
4. 如权利要求2所述的自激振荡驱动电路，其特征在于：所述直流母线电压信号引入 装置一端连接滤波装置，另一端连接采样装置与开关装置之间。
5. 如权利要求4所述的自激振荡驱动电路，其特征在于：所述直流母线电压信号引入 装置包括至少一个电阻元件。
6. 如权利要求5所述的自激振荡驱动电路，其特征在于：所述直流母线电压信号引入 装置包括第一电阻元件和第二电阻元件，所述第一电阻元件的一端连接所述滤波装置，另 一端连接所述第二电阻元件，所述第二电阻元件的一端连接所述第一电阻元件，另一端连 接采样装置与开关之间。
7. 如权利要求1所述的自激振荡驱动电路，其特征在于：所述电流控制装置包括一稳 压装置，所述稳压装置的一端连接所述驱动装置和开关装置，另一端连接所述采样装置不 与驱动装置连接的一端。
8. 如权利要求7所述的自激振荡驱动电路，其特征在于：所述稳压装置为限流稳压二 极管。
9. 如权利要求8所述的自激振荡驱动电路，其特征在于：所述直流母线电压信号引入 装置一端连接滤波装置，另一端连接采样装置与开关装置之间。
10. 如权利要求9所述的自激振荡驱动电路，其特征在于：所述直流母线电压信号引入 装置包括至少一个电阻元件。
【文档编号】H05B37/02GK104125673SQ201310144889
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2013年4月24日 优先权日:2013年4月24日
【发明者】文威, 白俊谊 申请人:欧普照明股份有限公司