一种非隔离dc-dc恒流led驱动电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种非隔离DC-DC恒流LED驱动电路，包括电流控制单元、调光单元、开关单元和PFC芯片，所述PFC芯片连接电流控制单元、调光单元和开关单元；本实用新型使用PFC芯片代替现有驱动电路中的LED驱动芯片来实现DC-DC降压功能，由PFC芯片来检测电流控制单元的电流状态，在电流变化导致LED与地进行通断切换时，由电流控制单元来降低开关损耗，避免电流控制单元中产生一个很大的振荡脉冲电流，使整个电路具有良好的EMC功能。
【专利说明】—种非隔罔DC-DC 'I'旦流LED驱动电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及LED照明【技术领域】，特别涉及一种非隔离DC-DC恒流LED驱动电路。
【背景技术】
[0002]非隔离DC-DC恒流驱动IC电路应用较为广泛，特别在低压小电流电路上，使用较少的元器件即可实现效果良好的工作效果。但是在高压大电流应用中，现有的非隔离DC-DC驱动IC电路结构就出现了一些问题。
[0003]现有的非隔离DC-DC驱动IC电路如图1所示。从图1中可以看出，在电源端Vbus的输入电压很高，而LED的电压(LED正极LED+与LED负极LED-之间的压差)很低的情况下，由于LED的电流由电阻Ra的取样决定，在电阻Ra的阻值不变和LED的负载不变的情况下，开关管V的开关频率由电感L决定。只要电阻Ra上的电压达到设置的电压值(该电压值由LED驱动芯片IC内部设定，LED驱动芯片IC的型号为HV9961)，开关管V就会关闭；此时电感L上的电感电流没有被切断，通过快速二极管D负责电感电流的续流作用；则电阻Ra上的电压不断下降。当电阻Ra上的电压降低到一定的值后，开关管V重新导通，电感L的电感电流会从开关管V流向地，此时在开关管V上会产生一个很大的振荡脉冲电流，在结合开关管V内部的导通电阻的作用下，开关管V会产生很大的开关损耗。并且，随着一连串较大的导通电流，会严重影响整个电路的EMC (Electro magnetic compatibility,电磁兼容性，意指设备所产生的电磁能量既不对其它设备产生干扰，也不受其他设备的电磁能量干扰的能力)功能。
[0004]因而现有技术还有待改进和提高。
实用新型内容
[0005]鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种非隔离DC-DC恒流LED驱动电路，以解决现有非隔离DC-DC驱动IC电路的开关管上会产生振荡脉冲电流、增加开关损耗的问题。
[0006]为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案:
[0007]一种非隔离DC-DC恒流LED驱动电路，其包括:
[0008]用于在LED与地进行通断切换时，降低开关损耗的电流控制单元；
[0009]用于将输入的PWM信号转换成调光启动信号的调光单兀；
[0010]用于控制PFC芯片的启闭状态的开关单元；
[0011]用于将调光启动信号转换调光信号控制电流控制单元的工作状态，以及检测电流控制单元的电流状态的PFC芯片；
[0012]所述PFC芯片连接电流控制单元、调光单元和开关单元。
[0013]所述的非隔离DC-DC恒流LED驱动电路，其中，所述PFC芯片的型号为TDA4863 ；
[0014]所述电流控制单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、电感、开关管、第一电容和第一二极管，所述开关管的控制端通过第一电阻连接PFC芯片的⑶端，开关管的第一连接端连接第一二极管的正极和电感的第一绕组的异名端，开关管的第二连接端连接PFC芯片的Isense端、还通过第三电阻接地，所述第一二极管的负极连接电源端和LED正极，所述电感的第一绕组的同名端连接LED负极、还通过第一电容连接LED正极，电感的第二绕组的同名端连接PFC芯片的GND端，电感的第二绕组的异名端通过第二电阻连接PFC芯片的Z⑶端，PFC芯片的GND端接地。
[0015]所述的非隔离DC-DC恒流LED驱动电路，其中，所述开关管为NMOS管，所述第一二极管为快速二极管。
[0016]所述的非隔离DC-DC恒流LED驱动电路，其中，所述调光单元包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第二电容和第二二极管，所述第二二极管的负极连接PFC芯片的Vsense端、还通过第六电阻接地，第二二极管的正极通过第五电阻连接调光控制端，第二电容与第四电阻并联在第二二极管的负极与PFC芯片的VAout端之间。
[0017]所述的非隔离DC-DC恒流LED驱动电路，其中，所述开关单元包括第七电阻和第三电容，所述第七电阻的一端连接PFC芯片的MULT端、还通过第三电容接地，第七电阻的另一端连接开关控制端。
[0018]所述的非隔离DC-DC恒流LED驱动电路，其中，还包括第四电容和第五电容，所述第四电容连接在电源端与地之间，所述第五电容的一端连接PFC芯片的Ncc端和工作电压端，第五电容的另一端连接PFC芯片的GND端。
[0019]相较于现有技术，本实用新型提供的一种非隔离DC-DC恒流LED驱动电路，使用PFC芯片代替现有驱动电路中的LED驱动芯片来实现DC-DC降压功能，由PFC芯片来检测电流控制单元的电流状态，在电流变化导致LED与地进行通断切换时，由电流控制单元来降低开关损耗，避免电流控制单元中产生一个很大的振荡脉冲电流，使整个电路具有良好的EMC功能。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为现有的非隔离DC-DC恒流驱动IC电路的电路图。
[0021]图2为本实用新型非隔离DC-DC恒流LED驱动电路较佳实施例的电路图。
【具体实施方式】
[0022]本实用新型提供一种非隔离DC-DC恒流LED驱动电路，使用PFC芯片代替现有驱动电路中的LED驱动芯片来实现DC-DC降压功能，避免在开关管产生很大的振荡脉冲电流，减少开关损耗。为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0023]请参阅图2，本实用新型提供的非隔离DC-DC恒流LED驱动电路包括电流控制单元100、调光单元200、开关单元300和PFC芯片U1，所述PFC芯片Ul连接电流控制单元100、调光单元200和开关单元300。所述开关单元300控制PFC芯片Ul的启闭状态(即工作或不工作)。所述PFC芯片的型号为TDA4863，由于PFC芯片Ul自身的电路结构和引脚设置，不能直接接收处理外部输入的PWM信号，需要由调光单元200将输入的PWM信号转换成调光启动信号后，才能被PFC芯片识别。所述PFC芯片Ul将调光启动信号转换调光信号控制电流控制单元的工作状态，即根据调光信号控制LED与地之间连接或断开连接。在正常工作时，由于电流控制单元100内部的电流变化会使LED与地进行通断切换，需要由PFC芯片Ul来检测电流控制单元的电流状态，在电流变化导致LED与地进行通断切换时，由电流控制单元来降低开关损耗。
[0024]其中，所述电流控制单元100包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、电感、开关管V1、第一电容Cl和第一二极管D1，所述开关管Vl为NMOS管，所述第一二极管Dl为快速二极管。所述开关管Vl的控制端(即NMOS管的栅极)通过第一电阻Rl连接PFC芯片Ul的⑶端，开关管Vl的第一连接端(即NMOS管的漏极)连接第一二极管Dl的正极和电感的第一绕组LA的异名端，开关管Vl的第二连接端(即NMOS管的源极)连接PFC芯片的Isense端、还通过第三电阻R3接地，所述第一二极管Dl的负极连接电源端Vbus和LED正极LED+，所述电感的第一绕组LA的同名端连接LED负极LED-、还通过第一电容Cl连接LED正极LED+，电感的第二绕组LB的同名端连接PFC芯片的GND端，电感的第二绕组LB的异名端通过第二电阻R2连接PFC芯片的Z⑶端，PFC芯片的GND端接地。
[0025]本实施例中，利用PFC芯片的零电流检测引脚(即ZCD端)，在现有电感(即本实施例中的第一绕组LA)的基础上增加第二绕组LB来延迟开关管的导通，使第二绕组LA上的电流放完后再使开关管的导通、即可避免产生振荡脉冲电流；具体工作原理如下:在整个电路正常工作时，当第三电阻R3上的电压达到设置的电压值时，开关管Vl就会关闭。所述设置的电压值由PFC芯片的型号决定。此时电感的第一绕组LA上的电流由第一二极管Dl负责续流，使第三电阻R3上的电压不断下降。当第三电阻R3上的电压降低到一定的值(如
0.3V)后，此时的开关管Vl并没有导通(现有的驱动电路的开关管在此时会导通)。本实施例需要等到电感的第二绕组LB上的感应电流小于设置的值(该值由PFC芯片的型号决定，本实施例中为TDA4863)后，开关管Vl才会重新导通，此时电感的第一绕组LA上的电流会由零逐渐变大。因此，在开关管Vl上就不会产生一个很大的振荡脉冲电流，这样既可大幅度地减少开关管Vl广生的开关损耗，并且使整个电路具有良好的EMC功能。
[0026]由于本实用新型采用PFC芯片来代替现有驱动电路中的LED驱动芯片，调光控制端PWM输入的PWM信号不能直接输入PFC芯片中(因为该PFC芯片没有相关引脚)，因此需要调光单元200进行转换。所述调光单元200包括第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第二电容C2和第二二极管D2，所述第二二极管D2的负极连接PFC芯片Ul的Vsense端、还通过第六电阻R6接地，第二二极管D2的正极通过第五电阻R5连接调光控制端PWM，第二电容C2与第四电阻R4并联在第二二极管D2的负极与PFC芯片的VAout端之间。PFC芯片Ul将调光启动信号转换调光信号后从其GD端输出，控制开关管Vl导通或关闭，从而实现LED与地之间的通断切换。
[0027]由于PFC芯片的内部电路设置和弓丨脚设定，控制PFC芯片启闭时需要开关单元300将开关控制端0N/0FF输入的开关控制信号转换后，才能被PFC芯片识别。本实施例中，所述开关单元300包括第七电阻R7和第三电容C3，所述第七电阻R7的一端连接PFC芯片的MULT端、还通过第三电容C3接地，第七电阻R7的另一端连接开关控制端0N/0FF。
[0028]为了稳定LED的电源和PFC芯片的电源，所述非隔离DC-DC恒流LED驱动电路还包括第四电容C4和第五电容C5，所述第四电容C4连接在电源端Vbus与地之间，所述第五电容C5的一端连接PFC芯片的Vcc端和工作电压端Vcc，第五电容C5的另一端连接PFC芯片的GND端。
[0029]综上所述，本实用新型提供的一种非隔离DC-DC恒流LED驱动电路，通过电感的第二绕组LB来控制开关管延迟导通，在开关管导通之前电感的第一绕组上的电流已放完，开关管导通后从第一绕组上的电流由零逐渐变大；这样即可避免现有技术中电感电流未放完时开关管导通，导致开关管上产生的一个很大的振荡脉冲电流，大幅度地减少开关管产生的开关损耗，并且使整个电路具有良好的EMC功能。
[0030]可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种非隔离DC-DC恒流LED驱动电路，其特征在于，包括: 用于在LED与地进行通断切换时，降低开关损耗的电流控制单元； 用于将输入的PWM信号转换成调光启动信号的调光单元； 用于控制PFC芯片的启闭状态的开关单元； 用于将调光启动信号转换调光信号控制电流控制单元的工作状态，以及检测电流控制单元的电流状态的PFC芯片； 所述PFC芯片连接电流控制单元、调光单元和开关单元。
2.根据权利要求1所述的非隔离DC-DC恒流LED驱动电路，其特征在于，所述PFC芯片的型号为TDA4863 ； 所述电流控制单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、电感、开关管、第一电容和第一二极管，所述开关管的控制端通过第一电阻连接PFC芯片的⑶端，开关管的第一连接端连接第一二极管的正极和电感的第一绕组的异名端，开关管的第二连接端连接PFC芯片的Isense端、还通过第三电阻接地，所述第一二极管的负极连接电源端和LED正极，所述电感的第一绕组的同名端连接LED负极、还通过第一电容连接LED正极，电感的第二绕组的同名端连接PFC芯片的GND端，电感的第二绕组的异名端通过第二电阻连接PFC芯片的Z⑶端，PFC芯片的GND端接地。
3.根据权利要求2所述的非隔离DC-DC恒流LED驱动电路，其特征在于，所述开关管为NMOS管，所述第一二极管为快速二极管。
4.根据权利要求2所述的非隔离DC-DC恒流LED驱动电路，其特征在于，所述调光单元包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第二电容和第二二极管，所述第二二极管的负极连接PFC芯片的Vsense端、还通过第六电阻接地，第二二极管的正极通过第五电阻连接调光控制端，第二电容与第四电阻并联在第二二极管的负极与PFC芯片的VAout端之间。
5.根据权利要求4所述的非隔离DC-DC恒流LED驱动电路，其特征在于，所述开关单元包括第七电阻和第三电容，所述第七电阻的一端连接PFC芯片的MULT端、还通过第三电容接地，第七电阻的另一端连接开关控制端。
6.根据权利要求3所述的非隔离DC-DC恒流LED驱动电路，其特征在于，还包括第四电容和第五电容，所述第四电容连接在电源端与地之间，所述第五电容的一端连接PFC芯片的Vcc端和工作电压端，第五电容的另一端连接PFC芯片的GND端。
【文档编号】H05B37/02GK203691709SQ201420015317
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年1月10日 优先权日:2014年1月10日
【发明者】黄华计, 卢本源 申请人:深圳市垅运照明电器有限公司