一种隔离型高效率LED背光驱动电路的制作方法

本技术涉及led背光驱动电路，具体为一种隔离型高效率led背光驱动电路。

背景技术：

1、近年来，led技术发展迅速，由led灯珠组成的led背光板在液晶显示、灯箱广告等领域都有着广泛应用。led背光板的工作电压为直流，应用于市电情况时必须有专门的背光电源来为其供电。背光电源的作用是将交流220 伏的市电转换为符合led所需等级的直流电压，并为其提供合适的电流。当前的led背光电源大多采用两级式功率变换的结构，交流电通过滤波整流之后先通过前级功率因数校正，然后通过后级dc/dc变换器实现输入输出的电气隔离，并调节输出电压或输出电流。

2、不同功率应用场合下的led背光电源对应的后级dc/dc变换器类型也不同：在100w及以下的小功率场合，可以选择电路拓扑简单、成本较低的反激变换器来作为驱动电路；100w以上的中等功率场合，工作环境干扰较大、输入电压出现偏差、负载短路现象时有发生，通常选择正激变换器；500w以上的大功率应用场合，则是选择半桥或全桥变换器。

3、中小功率led背光电源普遍使用的反激、正激变换器具有结构简单的优势，但也有以下缺点：反激变换器的输入电流存在较大的脉动，用于储能的变压器体积也比较大；正激变换器需要添加额外的磁复位电路来平衡单向磁化的变压器，结构相对复杂。

4、中小功率背光驱动电源不仅市场容量大，而且应用领域广。现有方案可以满足常规应用需要，但性能有限，除了上述磁性元件偏大的问题，其硬开关模式还存在电源损耗大，整机效率低的问题，效率普遍在87%以下从整个市场来看，如果在不明显增加电路成本前提下，大幅提升背光驱动电源的效率，可以为用户省下不少电费，从全社会看，这种改进将大幅降低碳排放。因此，探索具有成本优势和较高电能转换效率的背光驱动电路具有明确的经济及社会效益。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种隔离型高效率led背光驱动电路，解决了现有方案可以满足常规应用需要，但性能有限，磁性元件偏大，其硬开关模式还存在电源损耗大，整机效率低的问题。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种隔离型高效率led背光驱动电路，包括前级电路、第一控制回路、辅助电源、后级电路、第二控制回路、保护电路、负载，前级电路上通过导线连接有第一控制回路，前级电路上通过导线连接有辅助电源，第一控制回路和辅助电源通过导线连接，前级电路上通过导线连接有后级电路，后级电路上通过导线连接有第二控制回路，辅助电源和第二控制回路通过导线连接，后级电路上通过导线连接有保护电路，保护电路上通过导线连接有负载，负载和后级电路通过导线连接。

3、优选的，前级电路包括第一灯泡、第一电阻、第一二极管、第一三极管、第一电容，第一灯泡上通过导线连接有第一电阻，第一电阻和第一控制回路通过导线连接，第一灯泡和第一控制回路通过导线连接，第一电阻上通过导线连接有第一二极管，第一电阻上通过导线连接有第一三极管，第一二极管上通过导线连接有第一三极管，第一三极管上通过导线连接有第一控制回路，第一二极管上通过导线连接有第一电容，第一电容和第一三极管通过导线连接。改变换器首先需要进行功率因数校正，220v的交流电压通过整流桥并经过boost pfc的第一控制回路的调节后再通过母线电压输出，第一控制回路所采用的电源芯片为npc1654。

4、优选的，辅助电源包括控制芯片、原边绕组、变压器副边绕组、第三绕组、第二电容、第三电容、第二电阻、第二二极管、第二三极管，控制芯片上通过导线连接有第二三极管，第二三极管上通过导线连接有原边绕组，控制芯片上通过导线连接有第三绕组和变压器副边绕组，控制芯片上通过导线连接有第二二极管，控制芯片上通过导线连接有第三电容，第二二极管上通过导线连接有第二电容，第二电容上通过导线连接有第二电阻，第二电阻上通过导线连接有第二二极管。辅助电源电路是由芯片ucc28600控制的简单反激电路，变压器副边绕组与原边绕组的耦合产生一路的辅助电源电压，主要为前级电路的控制芯片ncp1654与后级电路的控制芯片uc3843提供所需的供电电压，以便于电路稳定的运行。

5、优选的，后级电路包括第二灯泡、第三灯泡、第四灯泡、第七电容、第八电容、第九电容、第四绕组、第五绕组、第六绕组、第三三极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管，第二控制回路上通过导线连接有第三三极管，第三三极管上通过导线连接有第四二极管，第三三极管上通过导线连接有第七电容，第七电容上通过导线连接有第二灯泡，第七电容上通过导线连接有第六绕组，第六绕组上通过导线连接有第三二极管，第三二极管上通过导线连接有第三三极管，第六绕组上通过导线连接有第四绕组，第四绕组和第二灯泡通过导线连接。准谐振正反激/电路是将正激变换器和反激变换器结合起来，具体来说是将反激电路副边输出串联到正激电路原边电路中，副边利用变压器漏感与谐振电容形成谐振单元，将副边电流正弦化，实现原边开关管和副边正激二极管的zcs；将原边输入电压与反激输出电压叠加，并通过副边谐振网络将能量传输给负载。第三二极管为原本的反激二极管，第五二极管为原本的正激二极管，第四绕组为原边绕组，第五绕组为正激绕组，第六绕组为反激绕组，第二灯泡表示变压器的励磁电感，第七电容为原本反激变换器的输出电容。

6、优选的，第二控制回路上通过导线连接有第九电容，第九电容上通过导线连接有第四灯泡，第四灯泡上通过导线连接有第八电容，第八电容上通过导线连接有第五二极管，第五二极管上通过导线连接有第三灯泡，第三灯泡上通过导线连接有第五绕组，第五绕组和第八电容通过导线连接。

7、优选的，保护电路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、mos管、第五三极管、第六三极管、稳压管，第三电阻上通过导线连接有第五三极管，第五三极管上通过导线连接有第四电阻，第四电阻上通过导线连接有第六三极管，第六三极管上通过导线连接有第五电阻，第六三极管上通过导线连接有第六电阻，第五电阻上通过导线连接有第三电阻，第六电阻上通过导线连接有稳压管，稳压管上通过导线连接有第七电阻，第七电阻上通过导线连接有mos管，mos管上通过导线连接有第八电阻，第八电阻和稳压管通过导线连接，第八电阻和第四电阻通过导线连接。保护电路连接在后级电路与负载之间，后级电路的输出电压、输出电流流入保护电路，第三电阻为过流保护电路的取样电阻，当输出电流超过预定值后，第三电阻上的电压升高，第五三极管就会导通，输出电流直接流向地，这就使mos管关断，变换器与负载的通路断开，从而保护负载；当输出电压超过稳压管设定的电压值，即触发了过压保护，输出电流也会流向地，mos管关断，即整体电路断开，保护负载。

8、本实用新型的有益效果如下：

9、该变换器方案的输入电压范围更宽，适用功率场合更广，该电路设计方案可以使原边mos管关断时电流大幅减小，并且实现副边二极管的zcs，提高变换器整体效率，该电路设计方案可实现高低压隔离，输出过流、过压的保护功能，具有较高的安全性。

技术特征：

1.一种隔离型高效率led背光驱动电路，包括前级电路（1）、第一控制回路（2）、辅助电源（3）、后级电路（4）、第二控制回路（5）、保护电路（6）、负载（7），其特征在于：所述前级电路（1）上通过导线连接有第一控制回路（2），所述前级电路（1）上通过导线连接有辅助电源（3），所述第一控制回路（2）和辅助电源（3）通过导线连接，所述前级电路（1）上通过导线连接有后级电路（4），所述后级电路（4）上通过导线连接有第二控制回路（5），所述辅助电源（3）和第二控制回路（5）通过导线连接，所述后级电路（4）上通过导线连接有保护电路（6），所述保护电路（6）上通过导线连接有负载（7），所述负载（7）和后级电路（4）通过导线连接。

2.根据权利要求1所述的一种隔离型高效率led背光驱动电路，其特征在于：所述前级电路（1）包括第一灯泡（l1）、第一电阻（r1）、第一二极管（d1）、第一三极管（q1）、第一电容（c1），所述第一灯泡（l1）上通过导线连接有第一电阻（r1），所述第一电阻（r1）和第一控制回路（2）通过导线连接，所述第一灯泡（l1）和第一控制回路（2）通过导线连接，所述第一电阻（r1）上通过导线连接有第一二极管（d1），所述第一电阻（r1）上通过导线连接有第一三极管（q1），所述第一二极管（d1）上通过导线连接有第一三极管（q1），所述第一三极管（q1）上通过导线连接有第一控制回路（2），所述第一二极管（d1）上通过导线连接有第一电容（c1），所述第一电容（c1）和第一三极管（q1）通过导线连接。

3.根据权利要求1所述的一种隔离型高效率led背光驱动电路，其特征在于：所述辅助电源（3）包括控制芯片（31）、原边绕组（w1）、变压器副边绕组（w2）、第三绕组（w3）、第二电容（c2）、第三电容（c3）、第二电阻（r2）、第二二极管（d2）、第二三极管（q2），所述控制芯片（31）上通过导线连接有第二三极管（q2），所述第二三极管（q2）上通过导线连接有原边绕组（w1），所述控制芯片（31）上通过导线连接有第三绕组（w3）和变压器副边绕组（w2），所述控制芯片（31）上通过导线连接有第二二极管（d2），所述控制芯片（31）上通过导线连接有第三电容（c3），所述第二二极管（d2）上通过导线连接有第二电容（c2），所述第二电容（c2）上通过导线连接有第二电阻（r2），所述第二电阻（r2）上通过导线连接有第二二极管（d2）。

4.根据权利要求1所述的一种隔离型高效率led背光驱动电路，其特征在于：所述后级电路（4）包括第二灯泡（l2）、第三灯泡（l3）、第四灯泡（l4）、第七电容（c7）、第八电容（c8）、第九电容（c9）、第四绕组（w4）、第五绕组（w5）、第六绕组（w6）、第三三极管（q3）、第三二极管（d3）、第四二极管（d4）、第五二极管（d5），所述第二控制回路（5）上通过导线连接有第三三极管（q3），所述第三三极管（q3）上通过导线连接有第四二极管（d4），所述第三三极管（q3）上通过导线连接有第七电容（c7），所述第七电容（c7）上通过导线连接有第二灯泡（l2），所述第七电容（c7）上通过导线连接有第六绕组（w6），所述第六绕组（w6）上通过导线连接有第三二极管（d3），所述第三二极管（d3）上通过导线连接有第三三极管（q3），所述第六绕组（w6）上通过导线连接有第四绕组（w4），所述第四绕组（w4）和第二灯泡（l2）通过导线连接。

5.根据权利要求4所述的一种隔离型高效率led背光驱动电路，其特征在于：所述第二控制回路（5）上通过导线连接有第九电容（c9），所述第九电容（c9）上通过导线连接有第四灯泡（l4），所述第四灯泡（l4）上通过导线连接有第八电容（c8），所述第八电容（c8）上通过导线连接有第五二极管（d5），所述第五二极管（d5）上通过导线连接有第三灯泡（l3），所述第三灯泡（l3）上通过导线连接有第五绕组（w5），所述第五绕组（w5）和第八电容（c8）通过导线连接。

6.根据权利要求1所述的一种隔离型高效率led背光驱动电路，其特征在于：所述保护电路（6）包括第三电阻（r3）、第四电阻（r4）、第五电阻（r5）、第六电阻（r6）、第七电阻（r7）、第八电阻（r8）、mos管（q4）、第五三极管（q5）、第六三极管（q6）、稳压管（d6），所述第三电阻（r3）上通过导线连接有第五三极管（q5），所述第五三极管（q5）上通过导线连接有第四电阻（r4），所述第四电阻（r4）上通过导线连接有第六三极管（q6），所述第六三极管（q6）上通过导线连接有第五电阻（r5），所述第六三极管（q6）上通过导线连接有第六电阻（r6），所述第五电阻（r5）上通过导线连接有第三电阻（r3），所述第六电阻（r6）上通过导线连接有稳压管（d6），所述稳压管（d6）上通过导线连接有第七电阻（r7），所述第七电阻（r7）上通过导线连接有mos管（q4），所述mos管（q4）上通过导线连接有第八电阻（r8），所述第八电阻（r8）和稳压管（d6）通过导线连接，所述第八电阻（r8）和第四电阻（r4）通过导线连接。

技术总结
本技术属于LED背光驱动电路技术领域，具体涉及一种隔离型高效率LED背光驱动电路，包括前级电路、第一控制回路、辅助电源、后级电路、第二控制回路、保护电路、负载，前级电路上通过导线连接有第一控制回路，前级电路上通过导线连接有辅助电源，第一控制回路和辅助电源通过导线连接，前级电路上通过导线连接有后级电路，后级电路上通过导线连接有第二控制回路，辅助电源和第二控制回路通过导线连接。该变换器方案的输入电压范围更宽，适用功率场合更广，该电路设计方案可以使原边MOS管关断时电流大幅减小，并且实现副边二极管的ZCS，提高变换器整体效率，该电路设计方案可实现高低压隔离，输出过流、过压的保护功能，具有较高的安全性。

技术研发人员：贾周,毛鹏
受保护的技术使用者：常州克特电子科技有限公司
技术研发日：20221229
技术公布日：2024/1/12