專利名稱：一種led恒流驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種LED恒流驅(qū)動(dòng)電路。
背景技術(shù)：
LED照明時(shí)代已經(jīng)到來(lái)，作為新一代的綠色光源，未來(lái)將逐步頂替?zhèn)鹘y(tǒng)光源而進(jìn)入 千家萬(wàn)戶。然而，LED是一款工作在低電壓、直流的半導(dǎo)體器件，需要在恒定的電流環(huán)境下工 作，對(duì)于普通市電，必須經(jīng)過(guò)電壓轉(zhuǎn)換和恒流控制以后，才能夠提供給LED使用，完成這一 過(guò)程的電路或設(shè)備通常被稱之為L(zhǎng)ED驅(qū)動(dòng)器或驅(qū)動(dòng)電路。目前，普遍應(yīng)用的驅(qū)動(dòng)方案有開 關(guān)型恒流驅(qū)動(dòng)、阻容降壓式驅(qū)動(dòng)和線性恒流驅(qū)動(dòng)。開關(guān)型恒流驅(qū)動(dòng)具有轉(zhuǎn)換效率及恒流精度高等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用，但其缺點(diǎn)是電 路復(fù)雜，造價(jià)高，而且由于采用了高頻振蕩電路，工作時(shí)會(huì)對(duì)周邊環(huán)境及電網(wǎng)產(chǎn)生一定的電 磁輻射，在大量集中使用時(shí)，這種問(wèn)題尤為明顯，如果處理不當(dāng)，將會(huì)對(duì)周邊的電器設(shè)備產(chǎn) 生干擾，甚至對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生污染。阻容降壓式驅(qū)動(dòng)是采用電容器對(duì)交流電進(jìn)行降壓及限流，經(jīng)整流器整流以后提供 給LED使用，其特點(diǎn)是造價(jià)低廉，目前也被大量用在低端廉價(jià)市場(chǎng)，阻容降壓的致命缺點(diǎn)是 效率低，電路中的無(wú)功損耗大，其功率因數(shù)僅為0. 2-0. 4左右，根據(jù)美國(guó)“能源之星”以及歐 盟的相關(guān)規(guī)定，家庭照明設(shè)備的PF值(功率因數(shù))應(yīng)大于0. 7，而商業(yè)照明的PF值應(yīng)大于 0.9，顯然，使用阻容降壓的燈具不適合出口。另外，降壓電容在剛剛上電的一瞬間，其內(nèi)阻 很小，故，上電的瞬間對(duì)負(fù)載的沖擊電流相當(dāng)大，會(huì)大大縮短LED的使用壽命。線性恒流驅(qū)動(dòng)，通常被用在低壓、直流的環(huán)境下(如12-24V)，如果在220V (或 110V)市電上使用，則必須先用開關(guān)電源或變壓器將高壓變換為合適的電壓以后再進(jìn)行恒 流控制。其缺點(diǎn)是造價(jià)高、效率低，因此，應(yīng)用的較少。如何用較低的成本，打造出性能良好的LED恒流驅(qū)動(dòng)器，是人們一直追求的目標(biāo)， 也是一個(gè)值得研究的課題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種LED燈的恒流驅(qū)動(dòng)電路，旨在使其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單，造價(jià)低廉；體積小，效率高，無(wú)功損耗小。本實(shí)用新型，由晶體管Tl、晶體管T2、電阻Rl和電阻R2連接組成。晶體管可以采 用普通NPN型三極管，也可以采用N溝道場(chǎng)效應(yīng)管，兩者還可以混合使用。另外，除使用NPN 型的三極管或N溝道場(chǎng)效應(yīng)管外，也可以用PNP型晶體管或P溝道場(chǎng)效應(yīng)管。當(dāng)晶體管為 普通NPN型三極管時(shí)，晶體管Tl的基極B串接電阻Rl后與晶體管Tl的集電極C并接后作 為驅(qū)動(dòng)電路輸入端IN與整流器的正極連接，晶體管T2的集電極C與晶體管Tl的基極B連 接，晶體管T2的基極B與晶體管Tl的發(fā)射極E連接，電阻R2連接在晶體管Tl的發(fā)射極E 與晶體管T2的發(fā)射極E之間，晶體管T2的發(fā)射極E作為驅(qū)動(dòng)電路輸出端OUT與LED燈串的正極連接，LED燈串的負(fù)極與整流器的負(fù)極連接(圖1)。實(shí)質(zhì)上，輸出電流是由晶體管Tl 提供，由晶體管Tl的發(fā)射極通過(guò)電阻R2流經(jīng)輸出端，并在R2的兩端產(chǎn)生一個(gè)直流壓降，這 個(gè)電壓經(jīng)T2放大后，控制Tl的基極電位(Tl的基極受控于T2的集電極)，使其輸出電流在 一定的范圍內(nèi)保持穩(wěn)定，以達(dá)到恒流的目的(以下的電路分析，其原理與此相同，故省略)。本實(shí)用新型，當(dāng)晶體管為N溝道場(chǎng)效應(yīng)管時(shí)，晶體管Tl的柵極G串接電阻Rl后與 晶體管Tl的漏極D并接后作為驅(qū)動(dòng)電路輸入端IN與整流器的正極連接，晶體管T2的漏極 D與晶體管Tl的柵極G連接，晶體管T2的柵極G與晶體管Tl的源極S連接，電阻R2連接 在晶體管Tl的源極S與晶體管T2的源極S之間，晶體管T2的源極S作為驅(qū)動(dòng)電路輸出端 OUT與LED燈串的正極連接，LED燈串的負(fù)極與整流器的負(fù)極連接。本實(shí)用新型，當(dāng)述晶體管Tl為N溝道場(chǎng)效應(yīng)管，晶體管T2為普通NPN型三極管， 晶體管Tl的柵極G串接電阻Rl后與晶體管Tl的漏極D并接后作為驅(qū)動(dòng)電路輸入端IN與 整流器的正極連接，晶體管T2的集電極C與晶體管Tl的柵極G連接，晶體管T2的基極B] 與晶體管Tl的源極S連接，電阻R2連接在晶體管Tl的源極S與晶體管T2的發(fā)射極E之 間，晶體管T2的發(fā)射極E作為驅(qū)動(dòng)電路輸出端OUT與LED燈串的正極連接，LED燈串的負(fù) 極與整流器的負(fù)極連接。本實(shí)用新型，當(dāng)晶體管為PNP型三極管時(shí)，晶體管Tl的基極B串接電阻Rl后與晶 體管Tl的發(fā)射極E并接后連接LED燈串的負(fù)極，LED燈串的正極與整流器的正極連接，晶 體管T2的發(fā)射極E與晶體管Tl的基極B連接，晶體管T2的基極B與晶體管Tl的集電極 C連接，電阻R2連接在晶體管Tl的集電極C與晶體管T2的集電極C之間，晶體管T2的集 電極C與整流器的負(fù)極連接。使用P型器件時(shí)，由于其電壓極性與N型器件相反，故LED燈 串的接法也不同，電流由T2發(fā)射極經(jīng)Rl到輸出端，T2的基極受控于Tl的集電極，其工作 原理與前面陳述相同。本實(shí)用新型，所述整流器可以使用橋式整流器D1-D4、半波整流器或全波整流器。本實(shí)用新型，由于電路僅由兩個(gè)晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管和兩個(gè)電阻連接構(gòu)成，其電路 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉；體積小，效率高，無(wú)功損耗小，功率因數(shù)最高時(shí)達(dá)0. 95以上，電路無(wú) EMI (電磁輻射)；轉(zhuǎn)換效率、PF (功率因數(shù))值等重要指標(biāo)均能夠達(dá)到歐盟及美國(guó)能源之星 的相關(guān)要求。除此之外，本電路還支持目前國(guó)外流行的可控硅相位調(diào)光，可用可控硅調(diào)光器 對(duì)本電路驅(qū)動(dòng)的LED燈實(shí)施調(diào)光，其調(diào)光性能穩(wěn)定，光輸出線性良好。

圖1-圖6分別為實(shí)施例1-6的電路原理圖。 具體實(shí)施方案實(shí)施例1、參照?qǐng)D1，一種LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，由晶體管T1、晶體管T2、電阻Rl和電 阻R2連接組成。晶體管為普通NPN型三極管，晶體管Tl的基極B串接電阻Rl后與晶體管 Tl的集電極C并接后作為驅(qū)動(dòng)電路輸入端IN與整流器D1-D4的正極連接，晶體管T2的集 電極C與晶體管Tl的基極B連接，晶體管T2的基極B與晶體管Tl的發(fā)射極E連接，電阻 R2連接在晶體管Tl的發(fā)射極E與晶體管T2的發(fā)射極E之間，晶體管T2的發(fā)射極E作為 驅(qū)動(dòng)電路輸出端OUT與LED燈串的正極連接，LED燈串的負(fù)極與整流器D1-D4的負(fù)極連接。當(dāng)交流市電為220V時(shí)，本電路適用于驅(qū)動(dòng)50-80個(gè)小功率LED燈組成的燈串，適合3-5W的 LED節(jié)能燈或LED燈泡使用，其功率因數(shù)大于0、95，工作效率大于90%。當(dāng)交流市電為IlOV 時(shí)，本電路適用于驅(qū)動(dòng)20-40個(gè)小功率LED燈組成的燈串。其工作原理是圖中，晶體管Tl、T2，電阻R1、R2 組成一個(gè)線性恒流電路， 圖中，電器接點(diǎn)L、N直接連接交流市電(110或220V)，來(lái)自市電的交流電壓通過(guò)保險(xiǎn)絲 (FUSE)加載到D1-D4組成的橋式整流器的1、3端，經(jīng)橋式整流器整流后的直流電壓在2、4 端輸出，并將正極連接到晶體管Tl的集電極C，Rl是Tl的偏置電阻，為TI的基極B提供了 合適的偏置電流，Tl的發(fā)射極通過(guò)R2將放大了的電流提供給負(fù)載LED1-LEDN(由多個(gè)LED 燈串聯(lián)起來(lái)的燈串)的正極，LED燈串的負(fù)極則直接連接到整流器的VSS (負(fù)極端)，R2是 晶體管T2的取樣電阻，電流通過(guò)時(shí)，將在R2的兩端產(chǎn)生一個(gè)電壓降，這個(gè)電壓的大小跟電 阻的阻值和所通過(guò)的電流有關(guān)，可通過(guò)公式計(jì)算出R2上的電壓值“V=I · R ”，從公式上可 以看出，在電阻為固定的情況下，通R2的電流越大，其兩端所產(chǎn)生的電壓就越高，這個(gè)電壓 被直接連接到晶體管T2的基極B，并被T2放大，使得T2的的集電極C的電位下降而降低了 Tl的基極偏置電壓，使Tl降低了輸出電流，Tl的輸出電流的下降，又使R2上的電壓同 樣下降，這個(gè)信號(hào)又通過(guò)T2反饋到Tl的基極，如此，兩個(gè)晶體管互相牽制，反復(fù)循環(huán)，使得 Tl上的電流穩(wěn)定在一個(gè)合適的值上，輸出電流的大小，可以通過(guò)調(diào)節(jié)Rl和R2的阻值取得。實(shí)施例2、參照?qǐng)D2，一種LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，由晶體管T1、晶體管T2、電阻Rl和電 阻R2連接組成。晶體管為N溝道場(chǎng)效應(yīng)管，晶體管Tl的柵極G串接電阻Rl后與晶體管 Tl的漏極D并接后作為驅(qū)動(dòng)電路輸入端IN與整流器D1-D4的正極連接，晶體管T2的漏極 D與晶體管Tl的柵極G連接，晶體管T2的柵極G與晶體管Tl的源極S連接，電阻R2連接 在晶體管Tl的源極S與晶體管T2的源極S之間，晶體管T2的源極S作為驅(qū)動(dòng)電路輸出端 OUT與LED燈串的正極連接，LED燈串的負(fù)極與整流器D1-D4的負(fù)極連接。其工作原理與實(shí) 施例1相似，效果相同，描述省略。實(shí)施例3、參照?qǐng)D3，一種LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，由晶體管Tl、晶體管T2、電阻Rl和 電阻R2連接組成。晶體管Tl為N溝道場(chǎng)效應(yīng)管，晶體管T2為普通NPN型三極管，晶體管 Tl的柵極G串接電阻Rl后與晶體管Tl的漏極D并接后作為驅(qū)動(dòng)電路輸入端IN與整流器 D1-D4的正極連接，晶體管T2的集電極C與晶體管Tl的柵極G連接，晶體管T2的基極B 與晶體管Tl的源極S連接，電阻R2連接在晶體管Tl的源極S與晶體管T2的發(fā)射極E之 間，晶體管T2的發(fā)射極E作為驅(qū)動(dòng)電路輸出端OUT與LED燈串的正極連接，LED燈串的負(fù) 極與整流器D1-D4的負(fù)極連接。其工作原理與實(shí)施例1相似，效果相同，描述省略。實(shí)施例4、參照?qǐng)D4，一種LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，由晶體管T1、晶體管T2、電阻Rl和電 阻R2連接組成。晶體管為PNP型三極管，晶體管Tl的基極B串接電阻Rl后與晶體管Tl 的發(fā)射極E并接后連接LED燈串的負(fù)極，LED燈串的正極與整流器D1-D4的正極連接，晶體 管T2的發(fā)射極E與晶體管Tl的基極B連接，晶體管T2的基極B與晶體管Tl的集電極C 連接，電阻R2連接在晶體管Tl的集電極C與晶體管T2的集電極C之間，晶體管T2的集電 極C與整流器D1-D4的負(fù)極連接。其工作原理與實(shí)施例1相似，效果相同，描述省略。實(shí)施例5、參照?qǐng)D5，由于有些地方的應(yīng)用不需要內(nèi)置整流器，則電路中只有四個(gè) 元件Tl、T2、R2和R2，這時(shí)其體積可以做到更小，甚至可以將芯片直接封裝在一個(gè)T0-92、 T0-223等小型的器件支架中，或小體積的容器中而形成一個(gè)兩端無(wú)源器件。使用時(shí)，將恒流驅(qū)動(dòng)電路的輸入端IN與整流器的正極連接，恒流驅(qū)動(dòng)電路的輸出端OUT與LED燈串的正 極連接，LED燈串的負(fù)極與整流器的負(fù)極連接即可。實(shí)施例6、參照?qǐng)D6，如果將本恒流驅(qū)動(dòng)電路用于LED日光燈，或天花燈，因?yàn)樗?的LED數(shù)量較多，則可以將LED燈分為多個(gè)單元(圖中僅畫出四個(gè)單元，可根據(jù)需要增減)， 各個(gè)單元分別獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，并可以共用一個(gè)整流器以節(jié)省所用元件，由于電路的元件少，可以 將所有元器件封裝在一個(gè)很小的空間中而制成模塊或厚膜電路。更可以將所有半導(dǎo)體器件 的芯片直接封裝在一個(gè)小型的DIP或SOP的集成電路外殼內(nèi)而構(gòu)成一個(gè)集成電路。使用 時(shí)，將恒流驅(qū)動(dòng)電路的總輸入端IN與整流器的正極連接，每個(gè)單元的恒流驅(qū)動(dòng)電路的輸出 端0UT1-0UT4分別與各個(gè)單元的LED燈串的正極連接，各個(gè)單元的LED串的負(fù)極分別與整 流器的負(fù)極連接即可。以上所述只是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用 新型精神內(nèi)所作的修改、等同替換或者改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型所保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于由晶體管Tl、晶體管T2、電阻Rl和電阻R2連 接組成，當(dāng)晶體管為普通NPN型三極管時(shí)，晶體管Tl的基極B串接電阻Rl后與晶體管Tl 的集電極C并接后作為驅(qū)動(dòng)電路輸入端IN與整流器的正極連接，晶體管T2的集電極C與 晶體管Tl的基極B連接，晶體管T2的基極B與晶體管Tl的發(fā)射極E連接，電阻R2連接在 晶體管Tl的發(fā)射極E與晶體管T2的發(fā)射極E之間，晶體管T2的發(fā)射極E作為驅(qū)動(dòng)電路輸 出端OUT與LED燈串的正極連接，LED燈串的負(fù)極與整流器的負(fù)極連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于當(dāng)晶體管為N溝道場(chǎng)效應(yīng) 管時(shí)，晶體管Tl的柵極G串接電阻Rl后與晶體管Tl的漏極D并接后作為驅(qū)動(dòng)電路輸入端 IN與整流器的正極連接，晶體管T2的漏極D與晶體管Tl的柵極G連接，晶體管T2的柵極 G與晶體管Tl的源極S連接，電阻R2連接在晶體管Tl的源極S與晶體管T2的源極S之 間，晶體管T2的源極S作為驅(qū)動(dòng)電路輸出端OUT與LED燈串的正極連接，LED燈串的負(fù)極 與整流器的負(fù)極連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于當(dāng)晶體管Tl為N溝道場(chǎng)效 應(yīng)管，晶體管T2為普通NPN型三極管時(shí)，晶體管Tl的柵極G串接電阻Rl后與晶體管Tl的 漏極D并接后作為驅(qū)動(dòng)電路輸入端IN與整流器的正極連接，晶體管T2的集電極C與晶體 管Tl的柵極G連接，晶體管T2的基極B與晶體管Tl的源極S連接，電阻R2連接在晶體管 Tl的源極S與晶體管T2的發(fā)射極E之間，晶體管T2的發(fā)射極E作為驅(qū)動(dòng)電路輸出端OUT 與LED燈串的正極連接，LED燈串的負(fù)極與整流器的負(fù)極連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于當(dāng)晶體管為PNP型三極管 時(shí)，晶體管Tl的基極B串接電阻Rl后與晶體管Tl的發(fā)射極E并接后連接LED燈串的負(fù)極， LED燈串的正極與整流器的正極連接，晶體管T2的發(fā)射極E與晶體管Tl的基極B連接，晶 體管T2的基極B與晶體管Tl的集電極C連接，電阻R2連接在晶體管Tl的集電極C與晶 體管T2的集電極C之間，晶體管T2的集電極C與整流器的負(fù)極連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所述整流器為橋式 整流器D1-D4、半波整流器或全波整流器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種LED恒流驅(qū)動(dòng)電路。由晶體管T1、晶體管T2、電阻R1和電阻R2連接組成，當(dāng)晶體管為普通NPN型三極管時(shí)，晶體管T1的基極B串接電阻R1后與晶體管T1的集電極C并接后作為驅(qū)動(dòng)電路輸入端IN與整流器的正極連接，晶體管T2的集電極C與晶體管T1的基極B連接，晶體管T2的基極B與晶體管T1的發(fā)射極E連接，電阻R2連接在晶體管T1的發(fā)射極E與晶體管T2的發(fā)射極E之間，晶體管T2的發(fā)射極E作為驅(qū)動(dòng)電路輸出端OUT與LED燈串的正極連接，LED燈串的負(fù)極與整流器的負(fù)極連接。由于電路僅由兩個(gè)晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管和兩個(gè)電阻連接構(gòu)成，其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉；體積小，效率高，無(wú)功損耗小。
文檔編號(hào)H05B37/02GK201821552SQ20102053771
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月21日
發(fā)明者王漢忠 申請(qǐng)人:王漢忠