專利名稱：一種恒流電荷泵led驅(qū)動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，特別地涉及一種恒流電荷泵LED驅(qū)動電路。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，通常使用交流電經(jīng)整流及濾波電容器平滑后的直流電源方式對LED串電路進行驅(qū)動，此種驅(qū)動方式極容易發(fā)生突波電流。突波電流是指開啟電源后，流入濾波電容器的大充電電流。當(dāng)電荷未滯留在濾波電容器時，電源一旦打開，會有很大的突波電流流動，在無突波電流抑制電路的場合，理論上該突波電流會變成無限大。若不加抑制電阻，突波電流的最大值可為數(shù)十安培，點燈時可能會造成斷電器跳脫，或者引起電源切換器觸點高溫融溶附著，以及對電路組件的過負載，可能引發(fā)各種安全及可靠性問題。參見圖1，所示為現(xiàn)有技術(shù)中采用的熱敏電阻突波抑制LED驅(qū)動電路，市電經(jīng)整流器整流后與大功率熱敏電阻連接，大功率熱敏電阻與兩支路連接，一支路為電容器，另一支路為整流二極管陣列(Current Regulation Diodes，CRDS)，LED串電路和電阻串聯(lián)，動作原理為:在電源開啟時，較大的突波電流會造成熱敏電阻溫度的上升，熱敏電阻的阻抗值會自動下降，如此在開啟電源瞬間的大電阻可以抑制突波電流，并且可以減少正常工作狀態(tài)時的電力損失。不過這種方式切斷電源立即再開啟時，熱敏電阻的溫度受到預(yù)熱影響，會持續(xù)維持小阻值狀態(tài)，因此同樣有發(fā)生大突波電流的危險，并且串聯(lián)在回路中的電阻會消耗功率，影響轉(zhuǎn)換電路的效率，造成LED驅(qū)動電路轉(zhuǎn)換效率較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供了一種恒流電荷泵LED驅(qū)動電路，用于限制LED驅(qū)動電路的突波電流，提聞LED驅(qū)動電路的功率因素。依據(jù)本發(fā)明一實施例提供的一種恒流電荷泵LED驅(qū)動電路，包括整流橋電路、發(fā)光二極管LED串電路和電容器，進一步第一恒流電路、第二恒流電路和參考電壓源電路，所述整流橋電路、電容器和第一恒流電路串聯(lián)組成第一電流回路，所述整流橋電路、LED串電路和第二恒流電路串聯(lián)組成第二電流回路，所述參考電壓源電路用于為所述第一恒流電路和所述第二恒流電路提供基準電壓。優(yōu)選地，所述第一恒流電路進一步包括第一運算放大器、第一金屬氧化物半導(dǎo)體MOS管、第一電阻、第二電阻和第一采樣電阻，所述第一電阻一端與所述第一運算放大器的負輸入端連接，另一端與所述第一采樣電阻一端連接；所述第二電阻一端與所述第一運算放大器的負輸入端連接，另一端與所述第一運算放大器的輸出端連接；所述第一 MOS管的柵極與所述第一運算放大器的輸出端連接，源極與所述第一采樣電阻的一端連接，所述第一 MOS管的漏極與所述電容器一端連接；
所述第一采樣電阻的另一端接地。優(yōu)選地，所述第二恒流電路進一步包括第二運算放大器、第二 MOS管、第三電阻、第四電阻和第二采樣電阻，所述第三電阻一端與所述第二運算放大器的負輸入端連接，另一端與所述第二采樣電阻一端連接；所述第四電阻一端與所述第二運算放大器的負輸入端連接，另一端與所述第二運算放大器的輸出端連接；所述第二 MOS管的柵極與所述第二運算放大器的輸出端連接，源極與所述第二采樣電阻的一端連接，所述第二 MOS管的漏極與LED串電路一端連接；所述第二采樣電阻的另一端接地。優(yōu)選地，所述第一 MOS管為高壓MOS管。從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例具有以下優(yōu)點:(I)通過采取對電容器恒流充電的方式，可控制導(dǎo)通瞬間流過電容器的大電流，避免大突波電流的產(chǎn)生；(2)流經(jīng)電容器的充電電流受到控制，從而控制了電容器的充電時間，當(dāng)電流表現(xiàn)為較寬的充電寬度時，其功率因素PF值會上升。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中采用熱敏型電阻抑制突波電流的LED驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明實施例的恒流電荷泵LED驅(qū)動電路的原理框圖；圖3是本發(fā)明實施例的恒流電荷泵LED驅(qū)動電路的電路結(jié)構(gòu)圖；圖4是本發(fā)明實施例的恒流電荷泵LED驅(qū)動電路的仿真波形圖。
具體實施例方式本發(fā)明實施例提供了一種恒流電荷泵LED驅(qū)動電路，用于限制LED驅(qū)動電路的突波電流，并提聞LED驅(qū)動電路的功率因素。參見圖2,所示為本發(fā)明實施例的恒流電荷泵LED驅(qū)動電路的原理框圖,包括整流橋電路11、LED串電路12和電容器13，進一步包括第一恒流電路14、第二恒流電路15和參考電壓源電路16，其中整流橋電路11、電容器13和第一恒流電路14串聯(lián)組成第一電流回路；整流橋電路11、LED串電路12和第二恒流電路15串聯(lián)組成第二電流回路；參考電壓源電路16用于為第一恒流電路14和第二恒流電路15提供基準電壓。其工作原理為:在電容充電時，電流有兩條路徑，一條通路從AC交流端、整流橋電路11的正端、電容器13、第一恒流電路14回到整流橋電路11的負端，恒流在Il值；另外一條通路從AC交流端、整流橋電路11的正端、LED串電路12、第二恒流電路15回到整流橋電路的負端，恒流在12值。在電容放電時，電流經(jīng)電容器13正端流經(jīng)LED串電路12、第二恒流電路15、第一恒流電路14回到電容器C的負端，恒流在12值。由此可見，可通過此技術(shù)方案限制充電電流，從而避免大突波電流的產(chǎn)生。具體的應(yīng)用實例中，第一恒流電路14進一步包括第一運算放大器U1、第一 MOS管Ql、第一電阻R1、第二電阻R2和第一米樣電阻RSl,第一電阻Rl —端與第一運算放大器Ul的負輸入端連接，另一端與第一采樣電阻RSl —端連接；第二電阻R2 —端與第一運算放大器Ul的負輸入端連接,另一端與第一運算放大器Ul的輸出端連接；第一 MOS管Ql的柵極與第一運算放大器Ul的輸出端連接,源極與第一米樣電阻RSl的一端連接,第一 MOS管Ql的漏極與電容器C 一端連接；第一采樣電阻RSl的另一端接地。第二恒流電路15進一步包括第二運算放大器U2、第二 MOS管Q2、第三電阻R3、第四電阻R4和第二采樣電阻RS2，第三電阻R3 —端與第二運算放大器U2的負輸入端連接，另一端與第二采樣電阻RS2 —端連接；第四電阻R4 —端與第二運算放大器U2的負輸入端連接，另一端與第二運算放大器U2的輸出端連接；第二 MOS管Q2的柵極與第二運算放大器U2的輸出端連接，源極與第二采樣電阻RS2的一端連接，第二 MOS管Q2的漏極與LED串電路一端連接；第二采樣電阻RS2的另一端接地。在電容充電時，電流有兩條路徑，一條從AC交流端、整流橋電路、電容器C、第一MOS管Q1、第一采樣電阻RSl回到整流橋電路的負端，恒流在Il值；另外一條通路從AC交流端、整流橋電路、LED串電路、第二 MOS管Q2、第二采樣電阻RS2回到整流橋電路的負端，恒流在12值。在電容放電時，電流經(jīng)第一采樣電阻RSl下端流入，反饋到第一運算放大器Ul負端的值為負，第一運算放大器Ul進入正飽和狀態(tài)，其輸出為接近于電源電壓的正值，第一 MOS管Ql完全導(dǎo)通，電流經(jīng)電容器C正端流經(jīng)LED串電路、第二采樣電阻RS2、第一采樣電阻RSl、第一 MOS管Ql回到電容器C的負端，恒流在12值。參考電壓源電路16的基準電壓為V2，對電容器C充電的電流經(jīng)RSl采樣后，送到第一運算放大器Ul的負輸入端，第一運算放大器Ul的正輸入端接到基準電壓經(jīng)第五電阻R5第六電阻R6的串聯(lián)分壓點，形成了電流負反饋，第一運算放大器Ul的輸出Vol接到NMOS的基極，這里第一 MOS管工作在線性區(qū)，其阻抗受Vol所控制。其中Rl = R3 = R5，R2 = R4 = R6。一般NMOS的Vgl為5V左右時，第一 MOS管工作為高壓NM0S，工作在線性放大區(qū)。一般取R1/R2很大，如等于100，則下列表達式成立:
權(quán)利要求
1.一種恒流電荷泵LED驅(qū)動電路，包括整流橋電路、發(fā)光二極管LED串電路和電容器，其特征在于，進一步包括第一恒流電路、第二恒流電路和參考電壓源電路， 所述整流橋電路、電容器和第一恒流電路串聯(lián)組成第一電流回路； 所述整流橋電路、LED串電路和第二恒流電路串聯(lián)組成第二電流回路； 所述參考電壓源電路用于為所述第一恒流電路和所述第二恒流電路提供基準電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒流電荷泵LED驅(qū)動電路，其特征在于，所述第一恒流電路進一步包括第一運算放大器、第一金屬氧化物半導(dǎo)體MOS管、第一電阻、第二電阻和第一米樣電阻， 所述第一電阻一端與所述第一運算放大器的負輸入端連接，另一端與所述第一采樣電阻一端連接； 所述第二電阻一端與所述第一運算放大器的負輸入端連接，另一端與所述第一運算放大器的輸出端連接； 所述第一 MOS管的柵極與所述第一運算放大器的輸出端連接，源極與所述第一采樣電阻的一端連接，所述第一 MOS管的漏極與所述電容器一端連接； 所述第一采樣電阻的另一端接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的恒流電荷泵LED驅(qū)動電路，其特征在于，所述第二恒流電路進一步包括第二運算放大器、第二 MOS管、第三電阻、第四電阻和第二采樣電阻， 所述第三電阻一端與所述第二運算放大器的負輸入端連接，另一端與所述第二采樣電阻一端連接； 所述第四電阻一端與所述第二運算放大器的負輸入端連接，另一端與所述第二運算放大器的輸出端連接； 所述第二 MOS管的柵極與所述第二運算放大器的輸出端連接，源極與所述第二采樣電阻的一端連接，所述第二 MOS管的漏極與LED串電路一端連接； 所述第二采樣電阻的另一端接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述恒流電荷泵LED驅(qū)動電路，其特征在于，所述第一MOS管為高壓MOS 管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種恒流電荷泵LED驅(qū)動電路，用于限制LED驅(qū)動電路的突波電流，提高LED驅(qū)動電路的功率因素。依據(jù)本發(fā)明一實施例提供的一種恒流電荷泵LED驅(qū)動電路，包括整流橋電路、發(fā)光二極管LED串電路和電容器，進一步第一恒流電路、第二恒流電路和參考電壓源電路，所述整流橋電路、電容器和第一恒流電路串聯(lián)組成第一電流回路，所述整流橋電路、LED串電路和第二恒流電路串聯(lián)組成第二電流回路，所述參考電壓源電路用于為所述第一恒流電路和所述第二恒流電路提供基準電壓。
文檔編號H05B37/02GK103188847SQ20111045896
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者王欽恒 申請人:王欽恒