具有高效率的LED驱动器的制作方法

具有高效率的led驱动器
技术领域
1.本实用新型涉及一种led驱动电路，尤其涉及一种具有高效率的led驱动器。


背景技术：

2.随着全球能源危机的日益凸出，节能成为了全人类面临的重要课题之一。作为第四代绿色照明光源，高亮度的发光二极管(light emitting diode,led)以其高效、节能、环保等优点被广泛应用于室内外照明、医疗、大尺寸液晶背光等场合。而led驱动电路作为led光源中最重要的部分，近年来的发展更是迅猛。
3.led驱动电路是将输入电压转换成led灯珠所需的电压电流。随着照明市场的不断扩大，led灯越来越趋向于往高功率、高可靠性、低功耗等方向发展，因此也为led驱动电路的发展带来了全新的机遇与挑战。
4.现有的led驱动电路如中国知网学术期刊网中公开的一种基于反激变换器的两开关无电解电容led驱动电路拓扑，将辅助功率平衡电路与反激变换器集成，通过两个开关管实现瞬时输入功率与输出功率的平衡，消除电解电容，抑制输出电流低频纹波，实现高功率因数。
5.现有led驱动电路一般采用无电解电容或单杆有源均流来对led驱动电路进行设计，但对驱动电路的电压和电流控制方面很少，不能很好的在led驱动电路中实现电压和电流控制，来达到解决led发光的质量差、稳定性差、寿命低的问题。


技术实现要素：

6.基于上述不能很好的在led驱动电路中实现电压和电流控制，来达到解决led发光的质量差、稳定性差、寿命低等不足，本实用新型提供一种具有高效率的led驱动器。
7.本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：具有高效率的led驱动器，其特征在于，包括前端整流电路、降压辅助供电电路和主电源电路，前端整流电路分别与降压辅助供电电路和主电源电路电连接，前端整流电路用于接入交流电并对交流电进行前级滤波和全桥整波，所述降压辅助供电电路用于对主电源电路供电，
8.所述主电源电路包括半桥式dc变换电路、pwm控制芯片、h桥驱动mos管电路、电压调节电路和电流调节电路，h桥驱动mos管电路、电压调节电路和电流调节电路均与pwm控制芯片电连接，半桥式dc变换电路与h桥驱动mos管电路电连接，所述半桥式dc变换电路用于将交流电转换成直流电并输出，所述电压调节电路用于采集输出的直流电电压并将信息反馈至pwm控制芯片，pwm控制芯片调节输出的直流电电压，所述电流调节电路用于采集输出的直流电电流并将信息反馈至pwm控制芯片，pwm控制芯片调节输出的直流电电流。
9.本实用新型进一步的优选技术方案为：所述前端整流电路包括电容x、电容y和全桥。
10.本实用新型进一步的优选技术方案为：led驱动器还包括变压器隔离自举电路，所述半桥式dc变换电路和h桥驱动mos管电路之间通过变压器隔离自举电路电连接。
11.本实用新型进一步的优选技术方案为：所述半桥式dc变换电路电连接变压器t1，所述变压器t1电连接电感l。
12.本实用新型进一步的优选技术方案为：led驱动器还包括用于控制风扇和短路保护的运放小板电路。
13.本实用新型进一步的优选技术方案为：所述pwm控制芯片包括引脚9和引脚10，引脚9和引脚10与h桥驱动mos管电路电连接，所述引脚9为pwm控制芯片内部驱动三极管1的发射极，所述引脚10为pwm控制芯片内部驱动三极管2的发射极。
14.本实用新型进一步的优选技术方案为：所述pwm控制芯片包括用于采集输出的直流电电压的引脚1和用于接入参考电压的引脚2，引脚1和引脚2为误差放大器的同相输入端和相向输入端，所述电压调节电路包括电阻r32、电阻r33、电阻r34、电阻r25、电位器vadj，引脚1分别与电阻r34的一端和电阻r32的一端电连接，电阻r32的另一端与电阻r33电连接，电阻r33另一端接入输出的直流电，电阻r34的另一端接地，所述引脚2分别与电阻r25的一端和电位器vadj的一端电连接，电位器vadj的另一端接地，电阻r25的另一端接入pwm控制芯片内部电压。
15.本实用新型进一步的优选技术方案为：所述电流调节电路包括分流器ri、电阻r16、电阻r17和电位器adj，所述pwm控制芯片包括用于接入参考电压的引脚15和用于采集输出的直流电电流的引脚16，引脚15和引脚16为误差放大器的反相输入端和同相输入端，引脚15分别与电阻r16的一端和电阻r17的一端电连接，电阻r16的另一端与电位器adj电连接，电位器adj的另一端接地，电阻r17的另一端接入pwm控制芯片内部电压，引脚16与分流器ri的一端电连接，分流器ri的另一端接地，所述分流器ri接入输出的直流电。
16.与现有技术相比，本实用新型的优点是电路通过前端整流电路对交流电进行前级滤波和全桥整波，再通过降压辅助供电电路对主电源电路进行降压辅助供电，pwm控制芯片控制h桥驱动mos管电路对半桥式dc变换电路输出驱动信号，控制半桥式dc变换电路将交流电转换成直流电并输出到led灯供电，当电压调节电路采集的输出的直流电电压偏高时，输出pwm占空比减小，调节输出直流电电压降低，当电压调节电路采集的输出的直流电电压偏低时，输出pwm占空比增大，调节输出直流电电压升高，保持输出直流电恒压，当电流调节电路采集的输出的直流电电流偏高时，输出pwm占空比减小，调节输出直流电电压降低，保持输出直流电恒流，实现电路中电压和电流的控制，使得整个电路安全高效。
附图说明
17.以下将结合附图和优选实施例来对本实用新型进行进一步详细描述，但是本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为对本实用新型范围的限制。此外，除非特别指出，附图仅示意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并可能包含夸张性显示，并且附图也并非一定按比例绘制。
18.图1为本专利电路图；
19.图2为运放小板电路；
20.图3为pwm控制芯片；
21.图4为本专利原理框图；
22.图5为电压调节电路的电路简图；
23.图6为电流调节电路的电路简图；
24.图7为前端整流电路的电路局部放大图；
25.图8为降压辅助供电电路的电路局部放大图；
26.图9为半桥式dc变换电路的电路局部放大图；
27.图10为电流调节电路的电路局部放大图；
28.图11为变压器隔离自举电路的电路局部放大图；
29.图12为h桥驱动mos管电路的电路局部放大图；
30.图13为电压调节电路的电路局部放大图。
31.图中：1、前端整流电路；2、降压辅助供电电路；3、半桥式dc变换电路；4、电流调节电路；5、变压器隔离自举电路；6、电压调节电路；7、h桥驱动mos管电路；8、pwm控制芯片；9、主电源电路；10、运放小板电路。
具体实施方式
32.以下将参考附图来详细描述本实用新型的优选实施例。本领域中的技术人员将领会的是，这些描述仅为描述性的、示例性的，并且不应被解释为限定了本实用新型的保护范围。
33.应注意到：相似的标号在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中可能不再对其进行进一步定义和解释。
34.图1-图13所示，具有高效率的led驱动器，包括前端整流电路1、降压辅助供电电路2和主电源电路9，前端整流电路1分别与降压辅助供电电路2和主电源电路9电连接，前端整流电路1用于接入交流电并对交流电进行前级滤波和全桥整波，降压辅助供电电路2用于将交流电降压后对主电源电路9进行供电。该交流电可为220v交流电。
35.图7所示，优选的，前端整流电路1包括电容x、电容y和全桥，电容x和电容y用于对交流电进行滤波，全桥用于对交流电进行全桥整波。
36.图1所示，主电源电路9包括半桥式dc变换电路3、pwm控制芯片8、h桥驱动mos管电路7、电压调节电路6和电流调节电路4，h桥驱动mos管电路7、电压调节电路6和电流调节电路4均与pwm控制芯片8电连接，半桥式dc变换电路3与h桥驱动mos管电路7电连接。
37.图3所示，pwm控制芯片8为市场上现有的控制芯片，例如型号为ic7500控制芯片。pwm控制芯片8的引脚包括：1脚和2脚是误差放大器的同向输入端和相向输入端，作用是进行电压反馈调节；15脚和16脚是误差放大器的反相输入端和同相输入端，作用是进行电流放大反馈调节。4脚是死区时间控制端，5脚和6脚是振荡器定时电容和电阻的接入端，7脚是芯片的接地端，12脚是vcc电源输入端，13脚为固定5v电压，8脚和9脚是内部驱动三极管1的集电极和发射极，10脚和11脚是内部驱动三极管2的发射极和集电极，14脚是内部5v基准电压输出端。
38.图9所示，半桥式dc变换电路3用于将交流电转换成直流电并输出。
39.图11所示，led驱动器还包括变压器隔离自举电路5，变压器隔离自举电路5设在半桥式dc变换电路3和h桥驱动mos管电路7之间，且半桥式dc变换电路3和h桥驱动mos管电路7之间通过变压器隔离自举电路5电连接。
40.另外，半桥式dc变换电路3电连接变压器t1，变压器t1电连接电感l。
41.半桥式dc变换电路3包括半桥q1和半桥q2。
42.变压器隔离自举电路5包括变压器t3。
43.pwm控制芯片8的9脚和10脚与h桥驱动mos管电路7电连接。
44.具体的，220v交流电经过前级滤波和全桥整波后，由pwm控制芯片8的9脚和10脚控制h桥驱动mos管电路7输出半桥q1和半桥q2的驱动信号，驱动信号经过变压器t3实现驱动信号自举，驱动信号经过自举之后，控制半桥q1和半桥q2驱动t1变压器，实现交流电整体的降压变换作用，使交流电转换成直流电，之后经过电感l和整流滤波之后直接电源输出，用于对led等供电。
45.图13所示，电压调节电路6用于采集输出电源的电压并将信息反馈至pwm控制芯片8，pwm控制芯片8调节输出电源的电压。
46.图5所示，具体的，pwm控制芯片8的脚1用于采集输出电源的电压，pwm控制芯片8的脚2用于接入参考电压，电压调节电路6包括电阻r32、电阻r33、电阻r34、电阻r25、电位器vadj，引脚1分别与电阻r34的一端和电阻r32的一端电连接，电阻r32的另一端与电阻r33电连接，电阻r33另一端接入输出电源，电阻r34的另一端接地，输出电源的电压经过两个电阻分压后输入到1脚，引脚2分别与电阻r25的一端和电位器vadj的一端电连接，电位器vadj的另一端接地，电阻r25的另一端接入pwm控制芯片8内部电压，参考电压经过r25和rvadj获得。由此计算可得：
[0047][0048]
5v为pwm控制芯片8提供的电压，vout为输出电源的电压，rvadj为电位器电阻值。
[0049]
pwm控制芯片8包括pwm比较器用于控制输出电源电压的多少。
[0050]
当输出电源的电压偏大时，1脚信号响应减小，与2脚输入的参考电压形成对比，形成负反馈控制，输出pwm占空比减小，控制输出电源的电压减小。反之，当输出电源的电压偏小时，输出pwm占空比增大，控制输出电源的电压升高。从而实现恒压控制。
[0051]
图10所示，电流调节电路4用于采集输出的直流电电流并将信息反馈至pwm控制芯片8，pwm控制芯片8调节输出电源的电流。
[0052]
图6所示，具体的，电流调节电路4包括分流器ri、电阻r16、电阻r17和电位器adj，所述pwm控制芯片8包括用于接入参考电压的引脚15和用于采集分流器ri信号的引脚16，引脚15分别与电阻r16的一端和电阻r17的一端电连接，电阻r16的另一端与电位器adj电连接，电位器adj的另一端接地，电阻r17的另一端接入pwm控制芯片8内部电压，引脚16与分流器ri的一端电连接，分流器ri的另一端接地，所述分流器ri接入输出电源，脚15接入的参考电压由pwm控制芯片8内部产生的5v固定电压经过电阻r16、电阻r17获得。由此计算可得：
[0053][0054]
5v为pwm控制芯片8内部产生的5v固定电压，radj为电位器电阻，ri为风流器阻值。
[0055]
当输出电源电流偏大时，16脚上的电压会升高，与15脚的设定的参考电压形成对比，形成负反馈控制电流，减小pwm占空比，降低输出电压，从而实现恒流控制。当输出电源电流偏小时不调整。
[0056]
本驱动器电路总体控制过程如下：当220v的交流电输入后，经过前级滤波电路和全桥整波后，首先通过降压辅助供电电路2给主电源电路9供电，电压在15v左右，再通过半桥式dc变换电路3输出滤波后直接进行dc输出，经过电压反馈和电流反馈对pwm控制芯片8进行反馈调节控制，主电源电路9通过h桥驱动mos管电路7对半桥式dc变换电路3进行控制调节。
[0057]
通过前端全桥整流实现降压辅助供电，通过主电源电路9控制h桥驱动mos管电路7和半桥式dc变换电路3输出滤波，实现电路中电压和电流的控制，使得整个电路安全高效。
[0058]
led驱动器还包括用于控制风扇和短路保护的运放小板电路10。
[0059]
以上对本实用新型所提供的具有高效率的led驱动器进行了介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。