一种低谐波LED驱动系统的制作方法

本发明涉及LED节能领域，具体是指一种低谐波LED驱动系统。

背景技术：

由于LED灯具有能耗低、使用寿命长以及安全环保等特点，已经成为人们生活照明的主流产品之一。LED是特性敏感的半导体器件，对驱动系统的要求非常苛刻。随着LED驱动技术的发展，LED驱动系统的性能已有很大的提高。但是目前所使用的LED驱动系统还是存在很大的缺陷，即现有的LED驱动系统在工作时会产生谐波，并且产生的谐波电流会流入电网，造成电网污染，当电网被谐波污染后会导致输电线路和变压器的损耗增加，浪费大量的电能。

技术实现要素：

发明的目的在于解决现有的LED驱动系统在工作时会产生谐波，并且产生的谐波电流会流入电网，造成电网污染的缺陷，提供一种低谐波LED驱动系统。

发明的目的通过下述技术方案现实：一种低谐波LED驱动系统，主要由驱动芯片U2，三极管VT2，变压器T，分别与驱动芯片U2的CS管脚和VCC管脚相连接的谐波消除电路，与谐波消除电路相连接的波纹电压抑制电路，与波纹电压抑制电路相连接的前端整流滤波电路，正极与驱动芯片U2的COMP管脚相连接、负极与三极管VT2的集电极相连接的电容C5，串接在驱动芯片U2和BIAS管脚和三极管VT2的基极之间的电阻R13，正极与驱动芯片U2的VDD管脚相连接、负极与三极管VT2的发射极相连接的电容C4，N极与变压器T的原边电感线圈L4的非同名端相连接、P极经电阻R12后与驱动芯片U2的FB管脚相连接的二极管D9，串接在驱动芯片U2的CS管脚和变压器T的原边之间的微处理电路，串接在微处理电路和波纹电压抑制电路之间的有源功率因数校正电路，串接在驱动芯片U2的OUT管脚和变压器T的原边电感线圈L3的非同名端之间的恒流驱动电路，以及与变压器T的副边电感线圈L5相连接的变压输出电路组成；所述三极管VT2的发射极分别与谐波消除电路和驱动芯片U2 的GND管脚相连接。

进一步的，所述波纹电压抑制电路由三极管VT5，三极管VT6，三极管VT7，三极管VT8，三极管VT9，放大器P7，一端与三极管VT5的集电极相连接、另一端接地的电阻R26，正极与三极管VT6的发射极相连接、负极经电阻R27后与三极管VT7的集电极相连接的电容C12，串接在三极管VT5的基极和三极管VT8的集电极之间的电阻R29，正极与三极管VT7的发射极相连接、负极接地的电容C13，P极经电阻R28后与三极管VT6的发射极相连接、N极经电阻R30后与三极管VT8的发射极相连接的二极管D16，串接在三极管VT8的基极和二极管D16的P极之间的电阻R32，串接在三极管VT8的基极和放大器P7的正极之间的电阻R31，正极与放大器P7的负极相连接、负极接地的电容C14，正极经电感L7后与二极管D16的P极相连接、负极接地的电容C15，以及一端与三极管VT9的发射极相连接、另一端与电容C15的负极相连接的电阻R33组成；所述三极管VT5的发射极与三极管VT6的集电极相连接、集电极则与三极管VT7的基极相连接；所述三极管VT6的集电极作为该波纹电压抑制电路的输入端并与前端整流滤波电路相连接、其基极则与三极管VT7的基极相连接；所述三极管VT9的集电极接地、其基极则与放大器P7的输出端相连接；所述电容C15的正极作为该波纹电压抑制电路的输出端并与谐波消除电路相连接。

所述有源功率因数校正电路由放大器P4，放大器P5，放大器P6，三极管VT4，负极与放大器P4的负极相连接、正极接地的电容C9，负极经电阻R20后与电容C9的负极相连接、正极与电容C9的正极相连接的电容C8，负极经电阻R21后与放大器P4的输出端相连接、正极经电阻R19后与电容C8的负极相连接的电容C10，负极经电阻R22后与电容C10的负极相连接、正极经电感L6后与电容C10的正极相连接的电容C11，P极与放大器P4的输出端相连接、N极则与放大器P5的负极相连接的二极管D13，N极与放大器P4的正极相连接、P极经电阻R23后与放大器P6的输出端相连接的二极管D14，P极与三极管VT4的发射极相连接、N极与放大器P6的正极相连接的二极管D15，以及一端与三极管VT4的集电极相连接、另一端经电阻R25后接地的电阻R24组成；所述电 容C10的正极作为该有源功率因数校正电路的输入端并与三极管VT6的集电极相连接；所述放大器P5的正极与电容C11的负极相连接、其输出端则与三极管VT4的基极相连接；所述三极管VT4的集电极与电容C11的正极相连接、其发射极则与放大器P5的输出端相连接；所述放大器P6的负极接地；所述二极管D15的P极作为该有源功率因数校正电路的输出端并与微处理电路相连接。

前端整流滤波电路由二极管整流器U1，正极经电感L1后与二极管整流器U1的正极输出端相连接、负极接地的电容C1，以及串接在二极管整流器U1的负极输出端和电容C1的负极之间的电感L2组成；所述电容C1的正极与波纹电压抑制电路的输入端相连接。

所述谐波消除电路由放大器P1，放大器P2，光电耦合器A1，光电耦合器A2，P极经电阻R1后与电容C1的正极相连接、N极顺次经电阻R2和电位器R5后与光电耦合器A2的第二输入端相连接的二极管D1，负极与光电耦合器A1的第二输入端相连接、正极顺次经电阻R3和电阻R4后与电位器R5的控制端相连接的电容C2，N极接地、P极经电阻R9后与光电耦合器A1的第一输出端相连接的二极管D2，串接在放大器P1的负极和放大器P2的输出端之间的电阻R8，串接在放大器P2的负极和输出端之间的电阻R7，以及一端与光电耦合器A2的第二输出端相连接、另一端接地的电阻R6组成；所述电阻R3和电阻R4的连接点接地；所述光电耦合器A1的第一输入端与二极管D1的P极相连接、其第二输入端则与光电耦合器A2的第一输入端相连接、其第二输出端接地；所述光电耦合器A2的第二输入端接地、其第一输出端则与放大器P2的正极相连接；所述放大器P2的正极与放大器P1的输出端相连接、其负极则与三极管VT2的发射极相连接的同时接地、其输出端则与驱动芯片U2的VCC管脚相连接；所述放大器P1的正极与二极管D2的P极相连接、其输出端则与驱动芯片U2的CS管脚相连接；所述电容C1的正极与有源功率因数校正电路的输入端相连接。

所述微处理电路由三极管VT1，N极与三极管VT1的发射极相连接、P极则与驱动芯片U2的CS管脚相连接的二极管D3，N极与三极管VT1的基极相 连接、P极接地的二极管D4，P极与三极管VT1的集电极相连接、N极经电阻R15后与变压器T的原边电感线圈L4的同名端相连接的稳压二极管D5，P极与二极管D3的P极相连接、N极与变压器T的原边电感线圈L3的非同名端相连接的稳压二极管D7，负极与稳压二极管D7的P极相连接、正极经电阻R16后与变压器T的原边电感线圈L3的同名端相连接的电容C6，与电容C6相并联的电阻R17，以及N极与电容C6的正极相连接、P极与稳压二极管D7的P极相连接的稳压二极管D6组成；所述电容C6的正极还与有源功率因数校正电路的输出端相连接；所述变压器T的原边电感线圈L3的非同名端与恒流驱动电路相连接。

所述恒流驱动电路由放大器P3，三极管VT3，场效应管MOS，P极与驱动芯片U2的OUT管脚相连接、N极经电阻R10后与场效应管MOS的栅极相连接的二极管D8，一端与场效应管MOS的源极相连接、另一端接地的电阻R11，N极与三极管VT3的发射极相连接、P极与场效应管MOS的源极相连接的稳压二极管D10，负极与场效应管MOS的漏极相连接、正极与三极管VT3的基极相连接的电容C3，以及串接在三极管VT3的基极和放大器P3的正极之间的电阻R14组成；所述放大器P3的负极与三极管VT3的集电极相连接、其输出端则与变压器T的原边电感线圈L3的非同名端相连接。

所述变压输出电路由稳压二极管D11，正极与稳压二极管D11的N极相连接、负极经电阻R18后与变压器T的副边电感线圈L5的同名端相连接的电容C7，以及N极与电容C7的正极相连接、P极与电容C7的负极相连接的同时接地的稳压二极管D12组成；所述稳压二极管D11的P极与变压器T的副边电感线圈L5的非同名端相连接。

所述驱动芯片U2为AP3706集成芯片。

本发明与现有技术相比具有以下优点及有益效果：

(1)本发明可以对工作时产生的谐波进行消除，从而降低谐波的含量；同时，本发明可以对残留的谐波进行隔离，避免谐波注入电网而对电网造成污染，有效的降低了输电线路的损耗。

(2)本发明采用恒流驱动，可以极大的提高本发明的可靠性。

(3)本发明采用AP3706集成芯片作为驱动芯片，并结合外围电路可以很好的提高本发明的驱动效率。

(4)本发明可以提高输入功率因数，并使输入电流波形跟随输入电压波形变化，从而可以减少电网谐波污染，降低线路损耗，节约能源。

(5)本发明可以对直流电压中的波纹电压进行抑制，降低波纹系数，从而可以有效的减少谐波的产生，并提高本发明的驱动效率。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的有源功率因数校正电路的结构图。

图3为本发明的波纹电压抑制电路的结构图。

具体实施方式

下面结合实施例对发明作进一步地详细说明，但发明的实施方式并不限于此。

实施例

如图1所示，本发明主要由驱动芯片U2，三极管VT2，变压器T，分别与驱动芯片U2的CS管脚和VCC管脚相连接的谐波消除电路，与谐波消除电路相连接的波纹电压抑制电路，与波纹电压抑制电路相连接的前端整流滤波电路，正极与驱动芯片U2的COMP管脚相连接、负极与三极管VT2的集电极相连接的电容C5，串接在驱动芯片U2和BIAS管脚和三极管VT2的基极之间的电阻R13，正极与驱动芯片U2的VDD管脚相连接、负极与三极管VT2的发射极相连接的电容C4，N极与变压器T的原边电感线圈L4的非同名端相连接、P极经电阻R12后与驱动芯片U2的FB管脚相连接的二极管D9，串接在驱动芯片U2的CS管脚和变压器T的原边之间的微处理电路，串接在微处理电路和波纹电压抑制电路之间的有源功率因数校正电路，串接在驱动芯片U2的OUT管脚和变压器T的原边电感线圈L3的非同名端之间的恒流驱动电路，以及与变压器T的副边电感线圈L5相连接的变压输出电路组成。所述三极管VT2的发射极分别 与谐波消除电路和驱动芯片U2的GND管脚相连接。为了更好的实施本发明，所述驱动芯片U2优先采用AP3706集成芯片来实现。

其中，前端整流滤波电路由二极管整流器U1，正极经电感L1后与二极管整流器U1的正极输出端相连接、负极接地的电容C1，以及串接在二极管整流器U1的负极输出端和电容C1的负极之间的电感L2组成。所述电容C1的正极与波纹电压抑制电路相连接。该二极管整流器U1的输入端接电网。

所述谐波消除电路由放大器P1，放大器P2，光电耦合器A1，光电耦合器A2，电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，电位器R5，电阻R6，电阻R7，电阻R8，电阻R9，二极管D1，二极管D2以及电容C2组成。

连接时，二极管D1的P极经电阻R1后与波纹电压抑制电路的输出端相连接，N极顺次经电阻R2和电位器R5后与光电耦合器A2的第二输入端相连接。电容C2的负极与光电耦合器A1的第二输入端相连接，正极顺次经电阻R3和电阻R4后与电位器R5的控制端相连接。二极管D2的N极接地，P极经电阻R9后与光电耦合器A1的第一输出端相连接。电阻R8串接在放大器P1的负极和放大器P2的输出端之间。电阻R7串接在放大器P2的负极和输出端之间。电阻R6的一端与光电耦合器A2的第二输出端相连接，另一端接地。

同时，所述电阻R3和电阻R4的连接点接地。所述光电耦合器A1的第一输入端与二极管D1的P极相连接，其第二输入端则与光电耦合器A2的第一输入端相连接，其第二输出端接地。所述光电耦合器A2的第二输入端接地，其第一输出端则与放大器P2的正极相连接。所述放大器P2的正极与放大器P1的输出端相连接，其负极则与三极管VT2的发射极相连接的同时接地，其输出端则与驱动芯片U2的VCC管脚相连接。所述放大器P1的正极与二极管D2的P极相连接，其输出端则与驱动芯片U2的CS管脚相连接。所述电容C1的正极与有源功率因数校正电路的输入端相连接。

微处理电路由三极管VT1，电阻R15，电阻R16，电阻R17，二极管D3，二极管D4，稳压二极管D5，稳压二极管D6，稳压二极管D7以及电容C6组成。

连接时，二极管D3的N极与三极管VT1的发射极相连接，P极则与驱动 芯片U2的CS管脚相连接。二极管D4的N极与三极管VT1的基极相连接，P极接地。稳压二极管D5的P极与三极管VT1的集电极相连接，N极经电阻R15后与变压器T的原边电感线圈L4的同名端相连接。稳压二极管D7的P极与二极管D3的P极相连接，N极与变压器T的原边电感线圈L3的非同名端相连接。电容C6的负极与稳压二极管D7的P极相连接，正极经电阻R16后与变压器T的原边电感线圈L3的同名端相连接。电阻R17与电容C6相并联。稳压二极管D6的N极与电容C6的正极相连接，P极与稳压二极管D7的P极相连接。所述电容C6的正极还与有源功率因数校正电路的输出端相连接。所述变压器T的原边电感线圈L3的非同名端与恒流驱动电路相连接。

所述恒流驱动电路由放大器P3，三极管VT3，场效应管MOS，电阻R10，电阻R11，电阻R14，二极管D8，二极管D10以及电容C3组成。

连接时，二极管D8的P极与驱动芯片U2的OUT管脚相连接，N极经电阻R10后与场效应管MOS的栅极相连接。电阻R11的一端与场效应管MOS的源极相连接，另一端接地。稳压二极管D10的N极与三极管VT3的发射极相连接，P极与场效应管MOS的源极相连接。电容C3的负极与场效应管MOS的漏极相连接，正极与三极管VT3的基极相连接。电阻R14串接在三极管VT3的基极和放大器P3的正极之间。所述放大器P3的负极与三极管VT3的集电极相连接，其输出端则与变压器T的原边电感线圈L3的非同名端相连接。

另外，所述变压输出电路由稳压二极管D11，电阻R18，电容C7以及稳压二极管D12组成。其中，电容C7的正极与稳压二极管D11的N极相连接，负极经电阻R18后与变压器T的副边电感线圈L5的同名端相连接。稳压二极管D12的N极与电容C7的正极相连接，P极与电容C7的负极相连接的同时接地。所述稳压二极管D11的P极与变压器T的副边电感线圈L5的非同名端相连接。所述稳压二极管D11的N极与电容C7的负极共同形成本发明的输出端。

为了更好的实施本发明，该有源功率因数校正电路的结构如图2所示，该有源功率因数校正电路由放大器P4，放大器P5，放大器P6，三极管VT4，电阻R19，电阻R20，电阻R21，电阻R22，电阻R23，电阻R24，电阻R25，电 容C8，电容C9，电容C10，电容C11，电感L6，二极管D13，二极管D14以及二极管D15组成。

连接时，电容C9的负极与放大器P4的负极相连接，正极接地。电容C8的负极经电阻R20后与电容C9的负极相连接，正极与电容C9的正极相连接。电容C10的负极经电阻R21后与放大器P4的输出端相连接，正极经电阻R19后与电容C8的负极相连接。电容C11的负极经电阻R22后与电容C10的负极相连接，正极经电感L6后与电容C10的正极相连接。二极管D13的P极与放大器P4的输出端相连接，N极则与放大器P5的负极相连接。二极管D14的N极与放大器P4的正极相连接，P极经电阻R23后与放大器P6的输出端相连接。二极管D15的P极与三极管VT4的发射极相连接，N极与放大器P6的正极相连接。电阻R24的一端与三极管VT4的集电极相连接，另一端经电阻R25后接地。

同时，所述电容C10的正极作为该有源功率因数校正电路的输入端并与电容C1的正极相连接。所述放大器P5的正极与电容C11的负极相连接、其输出端则与三极管VT4的基极相连接。所述三极管VT4的集电极与电容C11的正极相连接、其发射极则与放大器P5的输出端相连接。所述放大器P6的负极接地。所述二极管D15的P极作为该有源功率因数校正电路的输出端并与电容C6的正极相连接。

如图3所示，该波纹电压抑制电路由三极管VT5，三极管VT6，三极管VT7，三极管VT8，三极管VT9，放大器P7，电阻R26，电阻R27，电阻R28，电阻R29，电阻R30，电阻R31，电阻R32，电阻R33，电容C12，电容C13，电容C14，电容C15，二极管D16以及电感L7组成。

连接时，电阻R26的一端与三极管VT5的集电极相连接，另一端接地。电容C12的正极与三极管VT6的发射极相连接，负极经电阻R27后与三极管VT7的集电极相连接。电阻R29串接在三极管VT5的基极和三极管VT8的集电极之间。电容C13的正极与三极管VT7的发射极相连接，负极接地。二极管D16的P极经电阻R28后与三极管VT6的发射极相连接，N极经电阻R30后与三极管 VT8的发射极相连接。电阻R32串接在三极管VT8的基极和二极管D16的P极之间。电阻R31串接在三极管VT8的基极和放大器P7的正极之间。电容C14的正极与放大器P7的负极相连接，负极接地。电容C15的正极经电感L7后与二极管D16的P极相连接，负极接地。电阻R33的一端与三极管VT9的发射极相连接，另一端与电容C15的负极相连接。

同时，所述三极管VT5的发射极与三极管VT6的集电极相连接，集电极则与三极管VT7的基极相连接。所述三极管VT6的集电极作为该波纹电压抑制电路的输入端并与电容C1的正极相连接，其基极则与三极管VT7的基极相连接。所述三极管VT9的集电极接地，其基极则与放大器P7的输出端相连接。所述电容C15的正极作为该波纹电压抑制电路的输出端并经电阻R1后与二极管D1的P极相连接。

本发明可以对工作时产生的谐波进行消除，从而降低谐波的含量；同时，本发明可以对残留的谐波进行隔离，避免谐波注入电网而对电网造成污染，有效的降低了输电线路的损耗。另外，本发明可以提高输入功率因数，并使输入电流波形跟随输入电压波形变化，从而可以减少电网谐波污染，降低线路损耗，节约能源。本发明还可以对直流电压中的波纹电压进行抑制，降低波纹系数，从而可以有效的减少谐波的产生，并提高本发明的驱动效率；并且采用恒流驱动，可以极大的提高本发明的可靠性。

如上所述，便可很好的实现发明。