專利名稱：匹配電子變壓器的led電源電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及屬于新型的電光源應用領域，尤其涉及一種脈沖驅動式LED照明電路。
背景技術：
LED燈具作為傳統(tǒng)鹵素燈具的替代光源，為了簡化安裝、節(jié)省成本，在進行替換時，原有的照明線路及電子變壓器不會進行更換。而原有的電子變壓器是專為鹵素燈而設計，電子變壓器設計有欠功率保護及過功率保護，即當負載功率過低時，電子變壓器會關斷輸出，當負載功率過高時，電子變壓器也會關斷輸出，只有當負載功率保持在一定的范圍內電子變壓器才能正常工作并輸出。如圖1，是一種使用最多的LED恒流驅動電路。當輸入接AC ( DC)電源時，通過Dl 進行整流、Cl進行濾波，然后由降壓恒流IC給LED提供恒定的工作電流。圖1最大的缺點就是，輸入電壓經整流濾波后，其Cl上的電壓如果低于Vled+Vmos+Vic+VRs時，LED亮度低于正常值，甚至完全不亮。其中Vled為LED燈串正向壓降；Vmos為MOS管導通壓降；Vic為 IC恒流臨界電壓；VRs為檢測電阻壓降。以上電路當輸入DC或AC (50Hz)時，輸入電壓低時，僅僅是LED燈亮度減少，用戶勉強可以接受。但當輸入是電子變壓器時，因為電子變壓器在每次振蕩時，都會對Cl進行充電，一種情況是當Va電壓很低時，充電電流會很大，電子變壓器可能會檢測出過電流，從而進行保護，停止輸出電壓；一種情況是當Va電壓較高而且負載比較輕(負載功率比較小) 時，充電電流會很小，電子變壓器會檢測出功率過小，也會進行保護，停止輸出電壓；另一種情況是，電子變壓器給Cl充電至電子變壓器輸出電壓時，電子變壓器的輸出電流很少從而進行欠功率保護，停止輸出電壓，但負載工作一定時間后，Va開始下降，電子變壓器又可以進行充電，Cl充滿后電子變壓器又停止工作，這樣，Cl上除了 IOOHz的工頻紋波外另外還疊加一個低頻的紋波，單一的IOOHz紋波人眼很難識別，但當疊加另一個低頻紋波后，就會產生一個新的很低頻率的紋波，這樣，人眼就能感覺出LED燈在閃爍。當然，因為每個電子變壓器的欠功率保護點、過功率保護點、檢測的延時時間都盡不相同，這樣，就會導致以上電路的LED燈匹配不同型號電子變壓器時，有的會閃爍，有的不會閃爍；有的閃得很利害，有的閃爍不明顯。因為元器件的零散誤差，就算同一批電子變壓器、同一批LED燈也會有個別不同的結果。圖2中，是一種性能較好的LED燈恒流電路。相比圖1，同樣有因欠功率或過功率導致的不能點亮LED燈。但因為電路使用升降壓結構，當Cl電壓(Va)高于Vled+Vmos +VRs 時，電路工作于降壓模式，可以保證供給LED恒定的電流，當Cl電壓(Va)低于Vled+Vmos +VRs時，電路工作于升壓模式，也可以保證供給LED恒定的電流。不過當Cl上的紋波過大時，即最低電壓不夠電路供給LED恒定電流時，LED亮度也會下降甚至不亮，這樣LED燈也會閃爍，只是這種現(xiàn)象出現(xiàn)的機率比圖1電路少得多。

發(fā)明內容為了解決現(xiàn)有技術中的問題，本實用新型提供了一種匹配電子變壓器的LED電源電路。本實用新型提供了一種匹配電子變壓器的LED電源電路，包括電源和LED，還包括依次連接的整流濾波電路，升壓電路和降壓恒流電路，其中，整流濾波電路，其與電源連接，用于對電源的輸入信號進行整流和濾波；升壓電路，其包括依次連接的第一電感，第一二極管，第二電容，還包括升壓控制電路，所述升壓控制電路一端接在第一電感，第一二極管之間，另一端接地；降壓恒流電路，其連接在第二電容的正極和LED之間。作為本實用新型的進一步改進，所述LED為多個并聯(lián)的、或者先串聯(lián)后并聯(lián)的多組正向導通壓降一致或者不一致的LED。作為本實用新型的進一步改進，所述升壓控制電路，其包括第一 MOS管，第一脈寬控制電路，第一電阻，第二電阻，所述第一MOS管與第一電感串聯(lián)，第一MOS管的柵極與第一脈寬控制電路的輸出端連接，所述第一二極管、第一電阻、第二電阻依次串聯(lián)，第一脈寬控制電路的輸入端連接在第一電阻和第二電阻之間，第一 MOS管的源極、第二電容、第二電阻接地。作為本實用新型的進一步改進，所述降壓恒流電路，其包括第二二極管，第三電阻，第二脈寬控制電路，第二電感，第二 MOS管，第三電阻、LED、第二電感三者串聯(lián)后與第二二極管并聯(lián)，然后與第二 MOS管連接后接地，第二脈寬控制電路的輸入端并聯(lián)在第三電阻上，輸出端與第二 MOS管的柵極連接。作為本實用新型的進一步改進，所述整流濾波電路，包括整流橋和濾波電容。本實用新型的一種匹配電子變壓器的LED電源電路能匹配各種電子變壓器，工作電壓范圍寬，功率因素高。因為加入了升壓電路作為緩沖，不管電子變壓器工作連續(xù)與否，升壓電路均能將第一電容Cl上的電壓升至一定范圍，這樣，就算Cl上的紋波很大，但是第二電容C2上的電壓始終在一定的范圍內波動，而且最小電壓高于Vled+Vmos+Vic+VRs，這樣，LED電流始終保持在設計的范圍內，不會隨Cl的電壓波動而閃爍。即很好的解決了 LED恒流驅動電路與電子變壓器的匹配問題。升壓控制電路對Cl上的電壓進行升壓，只要升壓電路的功率足夠，圖3中的Vc的電壓比Vd的電壓差距足夠大，其輸入電源的范圍就可以很低。經測試，某些電子變壓器驅動下，當230V電子變壓器輸入AC150V時，LED電流仍恒定在正常范圍內。在每半個正弦波周期，當圖3中的Va小于電子變壓器輸出電壓時，電子變壓器給 Cl充電，當Va等于或大于電子變壓器輸出電壓時，電子變壓器停止給Cl充電，Va電壓波形始終接近于電子變壓器輸入電壓波形，功率因素很高。經測試，絕大部份電子變壓器供電時功率因素大于0. 8，少數的能做到0. 86以上，以前的普通LED驅動電路功率因素小于0. 6， 有的甚至僅0. 45。當輸入是士 10%的12VDC或者12V/AC50Hz的電源時，因其電源供給是連續(xù)的，升壓電路始終能將Va電壓升至高于Vled+Vmos+Vic+VRs的電壓，所以此新型電路同樣能很好
的工作。。
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圖1是現(xiàn)有技術中普通降壓恒流電路；圖2是現(xiàn)有技術中普通升降壓恒流電路；圖3是本實用新型的LED恒流驅動電路；圖4是本實用新型的LED恒流驅動具體電路；圖5是圖3中Va波形；圖6是圖3中Vb波形1 ；圖7是圖3中Vb波形2 ；圖8是圖3中Vc波形；圖9是圖3中Vd波形；圖10是圖3中ILED波形；圖11是圖3中Va和Iled對比波形；圖12是圖2現(xiàn)有技術中普通升降壓恒流具體電路。
具體實施方式
以下結合附圖說明及具體實施方式
對本實用新型進一步說明。如圖3所示，恒流驅動電路由三部分組成，第一部份為整流濾波電路，第二部份為升壓電路，第三部份為降壓恒流電路。其中，整流濾波電路3，其與電源1連接，用于對電源的輸入信號進行整流和濾波；升壓電路4，其包括依次連接的第一電感6，第一二極管7，第二電容9，還包括升壓控制電路10，所述升壓控制電路10—端接在第一電感6，第一二極管7之間，另一端接地；降壓恒流電路5，其連接在第二電容9的正極和LED2之間。所述LED為多個并聯(lián)的、或者先串聯(lián)后并聯(lián)的多組正向導通壓降一致或者不一致的 LED。第一部份整流濾波電路由整流橋Dl和濾波電容Cl組成，輸入的交流信號經由Dl后變成直流脈沖信號，Cl的主要作用是濾除高頻紋波，對于IOOHz的直流脈沖濾波效果比較差。第二部份電路是將Cl上的電壓(后面用Va表示)升壓到遠遠高于 Vled+Vmos+Vic+VRs。第三部份電路是將升壓后的電壓Vc變成LED需要的恒定電流。具體工作原理如下(以電子變壓器帶5WLED燈為例說明)電子變壓器通電開始振蕩工作，其輸出端經Dl進行整流，輸出直流脈沖電平，經由Cl后進行濾波，因為Cl容量僅150uF，相比于后級負載其容量很少，所以充電電流不足夠使電子變壓器進行過功率保護，而且Cl上的電壓波形接近于電網電壓波形，如圖5。Va電壓正常時為1IV左右的脈沖電壓，經過升壓電路后，將原接近工頻的脈沖電壓升壓至20V以上的脈沖電壓，因為5W3LED的Vled值僅9. 6V左右，在Va波谷時，C2上儲存的電量足夠維持后級電路工作5mS以上，所以盡管Va波形紋波很大，經升壓后的Vc電壓仍能有效保證后級降壓恒流電路輸出恒定的電流。如圖6 圖11所示，電路工作正常，LED電路始終恒定在430mA。升壓控制電路采用工作電壓較低的IC，保證Va電壓很低時，升壓電路仍能正常工作，可以很大程度增加電路的功率因素。如圖4所示，所述升壓控制電路10，其包括第一 MOS管101，第一脈寬控制電路
5102，第一電阻103，第二電阻104，所述第一 MOS管101與第一電感6串聯(lián)，第一 MOS管101 的柵極與第一脈寬控制電路102的輸出端連接，所述第一二極管7、第一電阻103、第二電阻 104依次串聯(lián)，第一脈寬控制電路102的輸入端連接在第一電阻103和第二電阻104之間， 第一 MOS管101的源極、第二電容9、第二電阻104接地；所述降壓恒流電路5，其包括第二二極管105，第三電阻106，第二脈寬控制電路 107，第二電感108，第二MOS管109，第三電阻106、LED2、第二電感108三者串聯(lián)后與第二二極管105并聯(lián)，然后與第二 MOS管109連接后接地，第二脈寬控制電路107的輸入端并聯(lián)在第三電阻106上，輸出端與第二 MOS管109的柵極連接；所述整流濾波電路3，包括整流橋和濾波電容。圖4中的電路，其工作原理如下輸入電源經Dl整流、Cl濾波，變成直流電源。升壓電路工作原理如圖中間虛框內所示，脈寬控制電路輸出高低變化的方波，當輸出高電平時，第一 MOS管101導通，電流流經Li、Q2，電流流經Ll的同時，Ll將電能轉換為磁并貯存于Ll上，當控制電路輸出低電平時，Q2關斷，貯存于Ll上的磁能量轉換為電能， 并通過D2對電容C2充電。當C2的電壓偏高時，控制電路減少脈寬寬度，當C2的電壓偏小時，控制電路增加脈寬寬度，這樣，始終控制C2的電壓值在一定的范圍。降壓恒流電路工作原理剛開機時，R4流過的電流為0，脈寬控制電路(之后簡稱 “控制電路”)輸出高電平，Q3導通，電流流經R4、D7、L3、Q3，由于電感L3的接入，其電流不能突變，電流由零逐漸增加，當電流增加到控制電路檢測的上限值時，控制電路輸出低電平， Q3關斷，L3由D3、R4、D7進行放電，控制電路同時檢測流經R4的電流，當電流減少到控制電路檢測的下限值時，控制電路輸出高電平，Q3重新導通……，通過Q3的不斷開關，保證R4 的電流始終維持在一個固定的值。因為R4和D7是串連，所以D7的電流也始終維持在一個值。以上內容是結合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種匹配電子變壓器的LED電源電路，包括電源(1)和LEDQ)，其特征在于還包括依次連接的整流濾波電路(3)，升壓電路(4)和降壓恒流電路(5)，其中，整流濾波電路(3)，其與電源(1)連接，用于對電源的輸入信號進行整流和濾波；升壓電路G)，其包括依次連接的第一電感(6)，第一二極管(7)，第二電容(9)，還包括升壓控制電路(10)，所述升壓控制電路(10) —端接在第一電感(6)，第一二極管(7)之間， 另一端接地；降壓恒流電路(5)，其連接在第二電容(9)的正極和LED(2)之間。
2.根據權利要求1所述的匹配電子變壓器的LED電源電路，其特征在于所述LED為多個并聯(lián)的、或者先串聯(lián)后并聯(lián)的多組正向導通壓降一致或者不一致的LED。
3.根據權利要求1所述的匹配電子變壓器的LED電源電路，其特征在于所述升壓控制電路(10)，其包括第一 MOS管(101)，第一脈寬控制電路(102)，第一電阻(103)，第二電阻(104)，所述第一 MOS管(101)與第一電感(6)串聯(lián)，第一 MOS管(101)的柵極與第一脈寬控制電路(102)的輸出端連接，所述第一二極管(7)、第一電阻(103)、第二電阻(104)依次串聯(lián)，第一脈寬控制電路(102)的輸入端連接在第一電阻(10 和第二電阻(104)之間， 第一 MOS管(101)的源極、第二電容(9)、第二電阻(104)接地。
4.根據權利要求1所述的匹配電子變壓器的LED電源電路，其特征在于所述降壓恒流電路(5)，其包括第二二極管(105)，第三電阻(106)，第二脈寬控制電路(107)，第二電感 (108)，第二 MOS管(109)，第三電阻(106)、LEDQ)、第二電感(108)三者串聯(lián)后與第二二極管(105)并聯(lián)，然后與第二MOS管(109)連接后接地，第二脈寬控制電路(107)的輸入端并聯(lián)在第三電阻(106)上，輸出端與第二 MOS管(109)的柵極連接。
5.根據權利要求1所述的匹配電子變壓器的LED電源電路，其特征在于所述整流濾波電路(3)，包括整流橋和濾波電容。
專利摘要本實用新型提供了一種匹配電子變壓器的LED電源電路，包括電源和LED，還包括依次連接的整流濾波電路，升壓電路和降壓恒流電路，其中，整流濾波電路，其與電源連接，用于對電源的輸入信號進行整流和濾波；升壓電路，其包括依次連接的第一電感，第一二極管，第二電容，還包括升壓控制電路，所述升壓控制電路一端接在第一電感，第一二極管之間，另一端接地；降壓恒流電路，其連接在第二電容的正極和LED之間。本實用新型的一種匹配電子變壓器的LED電源電路能匹配各種電子變壓器，工作電壓范圍寬，功率因素高。
文檔編號H05B37/02GK202077230SQ201120138000
公開日2011年12月14日 申請日期2011年5月4日 優(yōu)先權日2011年5月4日
發(fā)明者劉單 申請人:深圳市金流明光電技術有限公司