一种具有抑制高工频纹波的带无源pfc的led驱动电路的制作方法
【专利摘要】本发明实施例公开了一种具有抑制高工频纹波的带无源PFC的LED驱动电路,包括对输入电源进行EMI滤波的电路、整流电路、对所述整流电路的输出电流进行功率因数填谷校正的填谷电路、RDC钳位电路、高频变压器、电压比较电路、以及开关控制器件U1采用本发明，通过极少的元器件即可达到非常高的效率，且不需要共模电感也能满足在EN55022Ｂ的传导EMI要求；填谷电路能在IEC61000-3-2THD限制值内，开关抑制了填谷校正电引起的高工频纹波电压，自合成软性微型开关，在开关控制器件上集成了一个高压MOSFET开关及一个电源控制器，使用开关控制方式来稳定输出电压。
【专利说明】-种具有抑制高工频纹波的带无源PFC的LED驱动电路
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种LED驱动电路，尤其涉及一种具有抑制高工频纹波的带无源PFC 的LED驱动电路。
【背景技术】
[0002] LED灯具有节能、使用寿命长、驱动电压低等优点，是一种新型绿色环保光源，广泛 应用于阅读灯、手电筒、汽车大灯、小型聚光灯、标牌、穹顶照明、装饰明灯等各种场合之中。 LED灯需采用恒流驱动方式，以保证其正常发光。
[0003] LED灯应用目的是节能、高效、长寿，对于对功率高的LED驱动电路要求有高效率、 高功率因数以及稳定性，提高对国家电网的贡献，针对LED驱动电路开发出具有高效、稳定 驱动电源组合解决方案具有重要意义。
【发明内容】
[0004] 本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种具有抑制高工频纹波的带无源 PFC的LED驱动电路。可提高LED驱动电源的效率、功率因数、稳定性。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种具有抑制高工频纹波的带无源 PFC的LED驱动电路，包括对输入电源进行EMI滤波的电路、整流电路、对所述整流电路的 工作电流进行功率因数填谷校正的填谷电路、RDC钳位电路、高频变压器、电压比较电路、以 及开关控制器件U1 ; 所述EMI滤波的电路由复合π型滤波器构成； 所述RDC钳位电路与所述开关控制器件U1串接于所述填谷电路的输出端上，所述RDC 钳位电路接于所述高频变压器的初级绕组上，所述开关控制器件U1通过内部M0SFET对所 述初级绕组起开关动作，通过所述RDC钳位电路对所述初级绕组起充放电操作，所述高频 变压器的次级绕组的回路上串接输出整流二极管VD4,所述输出整流二极管VD4上并接有 RC吸收回路； 所述电压比较电路从所述高频变压器的次级绕组上获得采样电流与参考电压相比较， 输出控制信号开关光耦V3,所述光耦V3连接所述开关控制器件U1的使能引脚，当负载超过 设定阀值时电压比较电路使光耦V3导通从所述开关控制器件U1的使能引脚拉出电流。
[0006] 进一步地，所述EMI滤波的电路的复合π型滤波器在接入交注以电源两端上分别 串接第一电感L1、第二电感L2,第一差模滤波电容C8与第二差模滤波电容C9分别并接于 所述第一电感L1、第二电感L2的输入端上与输出端上，第一阻尼电阻R8与第二阻尼电阻 R7分别并接于所述第一电感L1、第二电感L2之上。
[0007] 进一步地，所述RDC钳位电路由第一电容C3串接第一二极管VD1构成，第一电容 C3上并接有泄放电阻R10。
[0008] 进一步地，所述高频变压器的初级绕组与次级绕组之间横跨有Υ电容C4。
[0009] 进一步地，所述电压比较电路包括一运放U2,反相端通过分压电阻R3从提供基准 电压的第一稳压管V4上获得参考电压，同相端通过电流采样电阻R5取得采样电压，输出端 通过第二二极管VD5、第二电阻R4驱动所述光耦V3。
[0010] 更进一步地，所述第二电阻R4与正输出端之间设置有第二稳压管VS1。
[0011] 更进一步地，所述运放U2的反相端与输出端之间连接有第三电阻R2与第二电容 C5〇
[0012] 实施本发明实施例，具有如下有益效果：本发明采用极少的元器件即可达到非 常高的效率，且不需要共模电感也能满足在EN55022 B的传导EMI要求；填谷电路能在 IEC61000-3-2THD限制值内，开关抑制了填谷校正电引起的高工频纹波电压，自合成软性微 型开关，在开关控制器件上集成了一个高压M0SFET开关及一个电源控制器，使用开关控制 方式来稳定输出电压。
[0013]
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 图1是本发明的整体电路结构示意图。
[0015]
【具体实施方式】
[0016] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一 步地详细描述。
[0017] 参照图1所示的本发明的整体电路结构示意图。
[0018] 本发明一种具有抑制高工频纹波的带无源PFC的LED驱动电路，包括对输入电源 进行EMI滤波的电路、整流电路、对所述整流电路的工作电流进行功率因数填谷校正的填 谷电路、RDC钳位电路、高频变压器、电压比较电路、以及开关控制器件U1。
[0019] EMI滤波的电路由复合π型滤波器构成，复合π型滤波器在接入交注以电源两 端上分别串接第一电感L1、第二电感L2,第一差模滤波电容C8与第二差模滤波电容C9分 别并接于所述第一电感L1、第二电感L2的输入端上与输出端上，第一阻尼电阻R8与第二阻 尼电阻R7分别并接于所述第一电感L1、第二电感L2之上。
[0020] 整流电路为对经ΕΜΙ滤波的电流进行全波整流。
[0021] 填谷电路对整流电路的工作电流进行功率因数填谷校正，二级管VD1、VD2、VD3以 及电容CIO、C11共同形成填谷电路，并提供功率因数校正，填谷电路是对整流输入电流进 行校正，改善提升功率因数。其中，电容C11、二级管VD1、电阻R9、电容C10依次串联形成充 电回路，电容Cll、C10以串联方式充电，而二级管VD3、电容C11以及电容C10、二级管VD2 形成放电回路，电容Cll、C10再以并联方式放电。由此，输入电流的导通角可连续从30° 提升至150°，从210°升至330°其中，电阻R1有助于平滑输入电流尖峰，还可以通过限制 流入电容Cll、C10的电流来改善功率因数。填谷电路限制工频电流中3次和5次谐波值， 达到IEC61000-3-2规定的总谐波失真THD要求。
[0022] RDC钳位电路由第一电容C3串接第一二极管VD1构成，第一电容C3上并接有泄放 电阻R10。
[0023] RDC钳位电路接于高频变压器T1的初级绕组上，所述开关控制器件U1通过内部 MOSFET对所述初级绕组起开关动作，通过RDC钳位电路对初级绕组起充放电操作，高频变 压器T1的次级绕组的回路上串接输出整流二极管VD4,输出整流二极管VD4上并接有RC吸 收回路，RC吸收回路由电容C7与电阻R6串接构成。
[0024] RCD钳位电路RIO. Cl. VD6保护Mosfet漏极免受反激电压尖峰损害。
[0025] 高频变压器T1的初级绕组与次级绕组之间横跨有Y电容C4。
[0026] 电压比较电路包括一运放U2,反相端通过分压电阻R3从提供基准电压的第一稳 压管V4上获得参考电压，并通过电阻R11连接电源回路，同相端通过电流采样电阻R5取得 采样电压，输出端通过第二二极管VD5、第二电阻R4驱动所述光耦V3,第二电阻R4与高频 变压器T1正输出端之间设置有第二稳压管VS1。
[0027] 第一稳压管V4通过电阻R1连接高频变压器T1正输出端，并接有电容C13。
[0028] 电压比较电路从所述高频变压器的次级绕组上获得采样电流与参考电压相比较， 输出控制信号开关光耦V3,所述光耦V3连接所述开关控制器件U1的使能引脚，当负载超过 设定阀值时电压比较电路使光耦V3导通从所述开关控制器件U1的使能引脚拉出电流。
[0029] 开关控制器件U1自合成软性微型开关集成了一个高压MOSFET开关及一个电源控 制器，使用开关控制方式来稳定输出电压。这个控制器包括有振荡器，使能电路检测及逻辑 限流状态调节器，稳压器，欠电压及过电压电路，限流选择电路，过热保护，前沿消隐电路。 设计软性微型开关系列器件还增加自动重启动，自动调整开关周期导通时间及频率抖动功 能。
[0030] 开关控制器件U1的功能如下： 漏极（D)引脚：MOSFET的漏极连接点，在开启及稳工作时提内部工作电流，旁路/多功 能（BP/M)引脚，这一引脚有多项功能如下： 一个外部旁路电容连接到这个引脚，用于生成内部的供电电源；作为外部限流点设定， 按使用电容的数值选择电流限流值，使用电容C12会工作在标准电流限值上。提供了关断 功能，在输入掉电时，当流入旁路引脚的电流超过ISD时关断器件，直到BP/M电压下降到设 定值之下。还可将一稳管从BP/M引脚连接到偏置绕组供电端实现输出过电压保护。使能 /欠电压（EN/UV)，此引脚具备有两项功能，输入使能信号和输入电压欠电压检测，正常工 作时，通过此引脚可控制MOSFET的开关。当从此引脚拉出的电流大于某一个阈值电流时， MOSFET将被关断，再当此引脚的电流小于某一个阈值电流时，MOSFET将重新启动。阈值电 流的调制为防止群脉冲现象发生。在ΕΝ/UV引脚和DC电压间连接一个外部电阻用来检测 输入电压的欠电压信号。如果没有外部电阻连接此引脚，TinySwitch-111可检测出这信号 并禁止输入欠电压的保护功能。
[0031] 源极（S)引脚：内部连接到MOSFET的源极，用于高压功率的返回节点及控制电路 的参考点。
[0032] 本发明输出电压比LED的正向VF电压降稍低。因此LED连接电源时，电路工作在 恒流（CC)模式。如果LED没连接到电源，稳压管VSI提供电压反馈，将输出电压调整在12V， R5检测工作电流，通过一个运算放大器U2驱动光藕合器，V3提供反馈。TinySwitch-111 系列器件通过关断或跳过MOSFET开关周期进行稳压。
[0033] 当负载电流达到电流设置阈值时，U2驱动V3导通。V3内部的光三极管从U1的 ΕΝ/UV脚拉出电流，使U2跳出周期。
[0034] 一旦输出电流降至电流设置阈值以下时，U2停止驱动V3, V3停止从U1的EN/UV 脚拉出电流，开关周期重新自复使能。V4, TL431给U2提供一个参考电压，和R5两端电压 降做比较。
[0035] U1的频率抖动功能，T1内部屏蔽绕组和横跨T1的Y电容C4 一起减小传导EM1的 产生，π型滤波C8. LI. L2. C9,满足了 EN55022B的限值。
[0036] 以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权 利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
【权利要求】
1. 一种具有抑制高工频纹波的带无源PFC的LED驱动电路，其特征在于，包括对输入电 源进行EMI滤波的电路、整流电路、对所述整流电路的工作电流进行功率因数填谷校正的 填谷电路、RDC钳位电路、高频变压器、电压比较电路、以及开关控制器件U1 ; 所述EMI滤波的电路由复合π型滤波器构成； 所述RDC钳位电路与所述开关控制器件U1串接于所述填谷电路的输出端上，所述RDC 钳位电路接于所述高频变压器的初级绕组上，所述开关控制器件U1通过内部MOSFET对所 述初级绕组起开关动作，通过所述RDC钳位电路对所述初级绕组起充放电操作，所述高频 变压器的次级绕组的回路上串接输出整流二极管VD4,所述输出整流二极管VD4上并接有 RC吸收回路； 所述电压比较电路从所述高频变压器的次级绕组上获得采样电流与参考电压相比较， 输出控制信号开关光耦V3,所述光耦V3连接所述开关控制器件U1的使能引脚，当负载超过 设定阀值时电压比较电路使光耦V3导通从所述开关控制器件U1的使能引脚拉出电流。
2. 根据权利要求1所述的具有抑制高工频纹波的带无源PFC的LED驱动电路，其特征 在于， 所述EMI滤波的电路的复合π型滤波器在接入交注以电源两端上分别串接第一电感 L1、第二电感L2,第一差模滤波电容C8与第二差模滤波电容C9分别并接于所述第一电感 L1、第二电感L2的输入端上与输出端上，第一阻尼电阻R8与第二阻尼电阻R7分别并接于 所述第一电感L1、第二电感L2之上。
3. 根据权利要求1所述的具有抑制高工频纹波的带无源PFC的LED驱动电路，其特征 在于， 所述RDC钳位电路由第一电容C3串接第一二极管VD1构成，第一电容C3上并接有泄 放电阻R10。
4. 根据权利要求1所述的具有抑制高工频纹波的带无源PFC的LED驱动电路，其特征 在于，所述高频变压器的初级绕组与次级绕组之间横跨有Y电容C4。
5. 根据权利要求1所述的具有抑制高工频纹波的带无源PFC的LED驱动电路，其特征 在于，所述电压比较电路包括一运放U2，反相端通过分压电阻R3从提供基准电压的第一稳 压管V4上获得参考电压，同相端通过电流采样电阻R5取得采样电压，输出端通过第二二极 管VD5、第二电阻R4驱动所述光耦V3。
6. 根据权利要求5所述的具有抑制高工频纹波的带无源PFC的LED驱动电路，其特征 在于，所述第二电阻R4与正输出端之间设置有第二稳压管VS1。
7. 根据权利要求6所述的具有抑制高工频纹波的带无源PFC的LED驱动电路，其特征 在于，所述运放U2的反相端与输出端之间连接有第三电阻R2与第二电容C5。
【文档编号】H05B37/02GK104159364SQ201410345222
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月21日 优先权日:2014年7月21日
【发明者】苏松得 申请人:广东良得光电科技有限公司