一种led驱动电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种LED驱动电路，该LED驱动电路包括相连接的整流模块、单级PFC模块，还包括：主动滤波模块，用于将所述单级PFC模块所输出的电压中的与交流电源频率一致的交流成分滤除，以产生直流电压，并将所产生的直流电压加在所述LED灯组上。实施本实用新型的技术方案，由于主动滤波模块能将单级PFC模块所输出的电压中的交流成分滤除，以产生直流电压，并将所产生的直流电压加在LED灯组上，从而使流入LED灯组的电流为直流电流，这样就消除了LED灯组由于纹波电压或电流造成的低频闪烁，从而不会影响摄像机的摄像的质量。
【专利说明】—种LED驱动电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及LED照明领域，尤其涉及一种LED驱动电路。
【背景技术】
[0002]LED因其低功耗及长寿命的特点，在越来越广阔的领域中得到应用。
[0003]由于环境能源的要求，越来越多的电子产品对所使用的电源要求越来越高，特别是LED驱动电源要求在5W以上的产品都要求高功率因素(达到0.9)、低谐波、高效率。但是，又由于有体积和成本的考量，传统的PFC+PWM的驱动电路复杂，成本高昂，因此，在小功率(65W左右)的应用场合一般会选用单级PFC的方式应用。
[0004]单级PFC变换器电路简单、成本低。但是，单极PFC变换器由于要做到高功率因素，而具有较低的频率响应，从而使输入级的低频纹波耦合到LED灯组上。从而使LED灯组产生低频闪烁，如果在此LED照明的环境下使用摄像机拍摄，会对拍摄产生干扰，从而引起的水纹波或闪烁的现象，严重影响拍摄效果。
实用新型内容
[0005]本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述低频纹波影响拍摄的缺陷，提供一种LED驱动电路，能消除低频纹波对拍摄的影响。
[0006]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种LED驱动电路，用于驱动LED灯组，所述驱动电路包括相连接的整流模块、单级PFC模块，所述LED驱动电路还包括所述LED驱动电路还包括用于将所述单级PFC模块所输出的电压中与交流电源频率一致的交流成分滤除以产生直流电压，并将所产生的直流电压加在所述LED灯组上的主动滤波模块。
[0007]在本实用新型所述的LED驱动电路中，所述主动滤波模块包括:
[0008]用于将所述单级PFC模块所输出的电压拆分成直流成分和交流成分的滤波单元；
[0009]连接于所述滤波单元和所述LED灯组，且用于将所述交流成分整体向上平移到零伏以上，并将平移后的电压加在所述LED灯组的负端的钳位器。
[0010]在本实用新型所述的LED驱动电路中，所述主动滤波模块还包括:第一运放和第一开关管，其中，所述第一运放的负输入端接所述钳位器的输出端，所述第一运放的输出端接所述第一开关管的控制端，所述第一开关管的第一端与所述第一运放的正输入端一并接所述LED灯组的负端，所述第一开关管的第二端接地。
[0011]在本实用新型所述的LED驱动电路中，所述滤波单元包括:第一电容、第一电阻，其中，所述第一电容的第一端及所述LED灯组的正端一并接所述单级PFC模块的正输出端，所述单级PFC模块的负输出端接地，所述第一电容的第二端通过所述第一电阻接地，所述钳位器的输出端接所述第一电容的第二端。
[0012]在本实用新型所述的LED驱动电路中，所述钳位器包括第一二极管、第二运放和直流电源，其中，所述第二运放的正输入端接所述直流电源的正端，所述直流电源的负端接地，所述第二运放的输出端接所述第一二极管的正极，所述第一二极管的负极及所述第二运放的负输入端一并为所述钳位器的输出端。
[0013]在本实用新型所述的LED驱动电路中，所述单级PFC模块包括第二电容、PFC控制器、变压器、第二开关管和第二电阻，其中，所述第二电容的第一端和所述变压器的初级线圈的第一端分别连接所述整流模块的第一输出端，所述第二电容的第二端和所述整流模块的第二输出端分别接地，所述变压器的初级线圈的第二端连接所述第二开关管的第一端，所述第二开关管的第二端通过所述第二电阻接地，所述PFC控制器的输出端接所述第二开关管的控制端。
[0014]在本实用新型所述的LED驱动电路中，所述单级PFC模块还包括第二二极管和第三电容，其中，所述第二二极管的正极连接所述变压器的次级线圈的第一端，所述第三电容的第一端连接所述第二二极管的负极，所述第三电容的第二端接地，所述第二二极管的负极为所述单级PFC模块的正输出端。
[0015]在本实用新型所述的LED驱动电路中，所述整流模块为二极管整流桥。
[0016]在本实用新型所述的LED驱动电路中，所述LED驱动电路还包括连接在所述整流模块之前的EMI模块。
[0017]实施本实用新型的技术方案，由于主动滤波模块能将单级PFC模块所输出的电压中的交流成分滤除，以产生直流电压，并将所产生的直流电压加在LED灯组上，从而使流入LED灯组的电流为直流电流，这样就消除了 LED灯组由于低频纹波电压或电流成分造成的低频闪烁，从而消除了摄像机屏幕闪烁的现象。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中:
[0019]图1是本实用新型LED驱动电路实施例一的逻辑结构图；
[0020]图2是本实用新型LED驱动电路实施例二的电路图；
[0021 ]图3是图2中钳位器优选实施例的电路图；
[0022]图4A是无钳位器时电阻R上的电压的波形图；
[0023]图4B是加入钳位器后电阻R上的电压的波形图。
【具体实施方式】
[0024]图1是本实用新型LED驱动电路实施例一的逻辑结构图，该LED驱动电路包括依次相连接的整流模块10、单级PFC模块20和主动滤波模块30，其中，整流模块10用于将交流电源(例如交流市电)转换为直流电压，单极PFC模块20用于对整流后的直流电压进行功率因素校正及降压处理；主动滤波模块30用于将单级PFC模块20所输出的电压中与交流电源频率一致的交流成分滤除，以产生直流电压，并将所产生的直流电压加在LED灯组上，从而使流入LED灯组的电流为直流电流，这样就消除LED灯组由于低频纹波电压电流成分造成的低频闪烁，从而消除了摄像机屏幕闪烁的现象。
[0025]优选地，该LED驱动电路还可包括连接在整流模块10之前的EMI模块。
[0026]图2是本实用新型LED驱动电路实施例二的电路图，该LED驱动电路包括整流模块、单级PFC模块和主动滤波模块，下面逐一说明每个模块的电路结构。[0027]整流模块为二极管整流桥D4，该二极管整流桥D4的两输入端连接交流电源的两输出端。
[0028]单极PFC模块包括电容C4、电容C3、二极管D3、PFC控制器U1、变压器Tl、MOS管Q2和电阻R2，其中，电容C4的第一端和变压器Tl的初级线圈的第一端分别连接二极管整流桥D4的第一输出端，电容C4的第二端和二极管整流桥D4的第二输出端分别接地，变压器Tl的初级线圈的第二端连接MOS管Q2的漏极，MOS管Q2的源极通过电阻R2接地，PFC控制器Ul的输出端接MOS管Q2的栅极。二极管D3的正极连接变压器Tl的次级线圈的第一端，电容C3的第一端连接二极管D3的负极，电容C3的第二端接地，二极管D3的负极为单级PFC模块Ul的正输出端。
[0029]主动滤波模块包括滤波单元、钳位器U2、运放ARl和MOS管Q1，其中，滤波单元用于将单级PFC模块所输出的电压拆分成直流成分和交流成分，该交流成分的频率与交流电源的频率一致。该滤波单元具体包括电容Cl和电阻R。钳位器U2用于将该交流成分整体向上平移到零伏以上，并将平移后的电压加在LED灯组的负端。而且，电容Cl的第一端及LED灯组的正端一并接单级PFC模块的正输出端，单级PFC模块的负输出端接地，电容Cl的第二端通过电阻R接地，钳位器U2的输出端接电容Cl的第二端。运放ARl的负输入端接钳位器U2的输出端，运放ARl的输出端接MOS管Ql的栅极，MOS管Ql的漏极与运放ARl的正输入端一并接LED灯组的负端，MOS管Ql的源极接地。
[0030]下面说明该LED驱动电路的工作原理:首先，交流电源通过二极管整流桥D4，利用二极管的单向导通特性，把交流电源所输出的电压转化为导通角为180度的单向直流电压。然后通过大容量的电容C4进行滤波，再通过PFC控制器Ul完成功率因素校正的功能，使得校正后的功率因素达到较高的要求，同时，PFC控制器Ul通过控制MOS管Q2开关频率来控制变压器二次侧电流始终在设定值范围内，满足LED灯组的供电要求。
[0031]接着，进入本申请的重要部分，即主动滤波部分。虽然单级PFC模块所输出的电压经过整流、滤波，但仍然带有纹波电压，而由于电容C4的充放电相对缓慢，所以纹波电压频率也相对较低，如果将单级PFC模块所输出的电压设为Vl，由于电压Vl呈类似锯齿波形，而电压Vl由直流成分(VlDC)和交流成分(VlAC)叠加而成，可表示为V1=V1DC+V1AC。假设电容Cl和电阻R的时间常数足够大，即电容Cl的充、放电时间足够长，因此其两端电压不会发生突变，则直流成分被电容Cl阻断，且对电容Cl充电，即Vc=VlDC。而交流成分通过电容Cl加载到电阻R上，即，Vr=VlAC,所以，可得到Vl=Vc+Vr。另外，设LED灯组正、负两端的电压分别为 V (LED+)、V (LED-)，又由于 Vl=V (LED+)-V (LED-)+V (LED-)。若使得Vr=V (LED-),则V (LED+)-V (LED-) =V1DC，就可实现LED灯组两端的电压为直流电压，从而消除了交流纹波电压的影响。在本实施例中，用钳位器U2限定电压Vr的最小值，使其必须大于零，即将电压Vr整体向上平移到零伏以上。然后通过运放ARl的跟随器形态使得V (LED-)的电压跟随电压Vr的变化，实现Vr=V (LED-)，根据上式使得加载到LED灯组上的电压完全为直流电压。
[0032]关于上述实施例，需说明的是，在其它实施例中，可将运放ARl和MOS管Ql省去，直接将LED灯组的负端连接至钳位器的输出端，这种方案也能消除了交流纹波电压的影响，但是，由于电阻R串联在了 LED灯组的照明通路中，而电阻R的阻值一般选取的较大，例如200kQ，所以，消耗在电阻R上的功率较大，使得电源的转换效率较低。而在使用了运放ARl和MOS管Ql的方案后，由于运放ARl起电压跟随作用，而电压跟随器的特点就是输入阻抗高，而输出阻抗低，通常只有几欧姆，甚至更低，因此，这种方案中，电源的转换效率较高。
[0033]图3是图2中钳位器优选实施例的电路图，该钳位器包括二极管D1、运放AR2和直流电源(未示出)，其中，运放AR2的正输入端接直流电源的正端，即输入直流电源的电压V2，直流电源的负端接地，运放AR2的输出端接二极管Dl的正极，二极管Dl的负极及运放AR2的负输入端一并为该钳位器的输出端。
[0034]对比图4A、4B可知，若无钳位器，电阻R上的电压Vr是一个基于O电平对称的正弦波。在加入钳位器后，该钳位器的参数为0.1-5V，该钳位器将电压Vr向上平移，且最低电平为0.1V,所以,此时，电压Vr为一个大于O电平的正电压,从而保证MOS管Ql上的漏极电压完全可以跟随电压Vr，从而达到了去掉纹波的作用。
[0035]以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。
【权利要求】
1.一种LED驱动电路，用于驱动LED灯组，所述驱动电路包括相连接的整流模块、单级PFC模块，其特征在于，所述LED驱动电路还包括用于将所述单级PFC模块所输出的电压中与交流电源频率一致的交流成分滤除以产生直流电压，并将所产生的直流电压加在所述LED灯组上的主动滤波模块。
2.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述主动滤波模块包括: 用于将所述单级PFC模块所输出的电压拆分成直流成分和交流成分的滤波单元； 连接于所述滤波单元和所述LED灯组，且用于将所述交流成分整体向上平移到零伏以上，并将平移后的电压加在所述LED灯组的负端的钳位器。
3.根据权利要求2所述的LED驱动电路，其特征在于，所述主动滤波模块还包括:第一运放和第一开关管，其中，所述第一运放的负输入端接所述钳位器的输出端，所述第一运放的输出端接所述第一开关管的控制端，所述第一开关管的第一端与所述第一运放的正输入端一并接所述LED灯组的负端，所述第一开关管的第二端接地。
4.根据权利要求2或3所述的LED驱动电路，其特征在于，所述滤波单元包括:第一电容、第一电阻，其中，所述第一电容的第一端及所述LED灯组的正端一并接所述单级PFC模块的正输出端，所述单级PFC模块的负输出端接地，所述第一电容的第二端通过所述第一电阻接地，所述钳位器的输出端接所述第一电容的第二端。
5.根据权利要求2或3所述的LED驱动电路，其特征在于，所述钳位器包括第一二极管、第二运放和直流电源，其中，所述第二运放的正输入端接所述直流电源的正端，所述直流电源的负端接地，所述第二运放的输出端接所述第一二极管的正极，所述第一二极管的负极及所述第二运放的负输入端一并为所述钳位器的输出端。
6.根据权利要求2所述的LED驱动电路，其特征在于，所述单级PFC模块包括第二电容、PFC控制器、变压器、第二开关管和第二电阻，其中，所述第二电容的第一端和所述变压器的初级线圈的第一端分别连接所述整流模块的第一输出端，所述第二电容的第二端和所述整流模块的第二输出端分别接地，所述变压器的初级线圈的第二端连接所述第二开关管的第一端，所述第二开关管的第二端通过所述第二电阻接地，所述PFC控制器的输出端接所述第二开关管的控制端。
7.根据权利要求6所述的LED驱动电路，其特征在于，所述单级PFC模块还包括第二二极管和第三电容，其中，所述第二二极管的正极连接所述变压器的次级线圈的第一端，所述第三电容的第一端连接所述第二二极管的负极，所述第三电容的第二端接地，所述第二二极管的负极为所述单级PFC模块的正输出端。
8.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述整流模块为二极管整流桥。
9.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述LED驱动电路还包括连接在所述整流模块之前的EMI模块。
【文档编号】H05B37/02GK203788506SQ201320892901
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】李友玲, 王小军, 刘伟 申请人:李友玲