專利名稱：一種led驅(qū)動(dòng)電路及l(fā)ed照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于LED驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域，尤其涉及一種LED驅(qū)動(dòng)電路及LED照明裝置。
背景技術(shù)：
目前，LED作為一種新型光源，由于其具有能耗低、亮度強(qiáng)且壽命長的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。現(xiàn)有技術(shù)所提供的用于驅(qū)動(dòng)LED工作的LED驅(qū)動(dòng)電路主要采用AC-DC隔離驅(qū)動(dòng)方式或DC-DC非隔離驅(qū)動(dòng)方式。然而，上述兩種驅(qū)動(dòng)方式所采用的電路結(jié)構(gòu)中都需要使用如變壓器、電感等感性 元件，且為了提高功率因數(shù)，還需要在現(xiàn)有的恒流控制電路的基礎(chǔ)上增加包括脈沖調(diào)制器的功率因數(shù)校正電路，使得整個(gè)電路結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，不利于LED燈具的小型化，且增加了電路成本。因此，現(xiàn)有技術(shù)存在電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜且成本高的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種LED驅(qū)動(dòng)電路，旨在保證實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)與恒流輸出的前提下，解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜且成本高的問題。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種LED驅(qū)動(dòng)電路，與整流橋電路及LED負(fù)載相連接，所述整流橋電路將市電交流信號轉(zhuǎn)換成正弦半波電信號，所述LED負(fù)載的輸入端連接所述整流橋電路的輸出端，所述LED驅(qū)動(dòng)電路包括與所述整流橋電路的輸出端連接，對所述正弦半波電信號進(jìn)行采樣，并相應(yīng)地生成與所述正弦半波電信號同相位的第一同相電信號，或同時(shí)生成與所述正弦半波電信號同相位的第二同相電信號及控制電平信號的功率因數(shù)控制模塊；與所述功率因數(shù)控制模塊及所述LED負(fù)載相連接，根據(jù)所述第一同相電信號或所述第二同相電信號及所述控制電平信號對所述LED負(fù)載的工作電流進(jìn)行調(diào)整的恒流控制模塊。本實(shí)用新型的另一目的還在于提供一種包括所述LED驅(qū)動(dòng)電路的LED照明裝置。在本實(shí)用新型中，采用包括所述功率因數(shù)控制模塊和所述恒流控制模塊的LED驅(qū)動(dòng)電路，由所述功率因數(shù)控制模塊對所述整流橋電路輸出的正弦半波電信號進(jìn)行采樣并產(chǎn)生控制信號輸出到恒流控制模塊，然后通過所述恒流控制模塊在保證高功率因數(shù)的同時(shí)對LED負(fù)載實(shí)現(xiàn)恒流控制，且不需要采用感性元件和包括脈沖調(diào)制器的功率因數(shù)校正電路，進(jìn)而降低了電路成本，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)所存在的電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜且成本高的問題。

圖I是本實(shí)用新型第一實(shí)施例所提供的LED驅(qū)動(dòng)電路的模塊結(jié)構(gòu)圖；圖2是本實(shí)用新型第二實(shí)施例所提供的LED驅(qū)動(dòng)電路的示例電路結(jié)構(gòu)圖；圖3是本實(shí)用新型第三實(shí)施例所提供的LED驅(qū)動(dòng)電路的示例電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，采用包括功率因數(shù)控制模塊和恒流控制模塊的LED驅(qū)動(dòng)電路，由功率因數(shù)控制模塊對整流橋電路輸出的正弦半波電信號進(jìn)行采樣并產(chǎn)生控制信號輸出到恒流控制模塊，然后通過恒流控制模塊在保證高功率因數(shù)的同時(shí)對LED負(fù)載實(shí)現(xiàn)恒流控制，且不需要采用感性元件和包括脈沖調(diào)制器的功率因數(shù)校正電路，進(jìn)而降低了電路成本。以下結(jié)合具體實(shí)施例對本實(shí)用新型的具體實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)描述實(shí)施例一:圖I示出了本實(shí)用新型第一實(shí)施例所提供的LED驅(qū)動(dòng)電路的模塊結(jié)構(gòu)，為了便于說明，僅示出了與本實(shí)用新型相關(guān)的部分，詳述如下LED驅(qū)動(dòng)電路100與整流橋電路200及LED負(fù)載300相連接，整流橋電路200將市電交流信號Va。轉(zhuǎn)換成正弦半波電信號VpLED負(fù)載300的輸入端連接整流橋電路200的輸出端，LED驅(qū)動(dòng)電路100包括與整流橋電路200的輸出端連接，對整流橋電路200輸出的正弦半波電信號V1進(jìn)行米樣，并相應(yīng)地生成與正弦半波電信號V1同相位的第一同相電信號，或同時(shí)生成與正弦半波電信號V1同相位的第二同相電信號及控制電平信號的功率因數(shù)控制模塊101 ；與功率因數(shù)控制模塊101及LED負(fù)載300的相連接，根據(jù)功率因數(shù)控制模塊101所生成的第一同相電信號或第二同相電信號及控制電平信號對LED負(fù)載300的工作電流進(jìn)行調(diào)整的恒流控制模塊102。 LED驅(qū)動(dòng)電路100還包括與整流橋電路200的輸出端連接，生成具有固定電壓值的直流電的電源模塊103。實(shí)施例二 :圖2示出了本實(shí)用新型第二實(shí)施例所提供的LED驅(qū)動(dòng)電路的示例電路結(jié)構(gòu)，為了便于說明，僅示出了與本實(shí)用新型相關(guān)的部分，詳述如下在本實(shí)施例中，LED負(fù)載300內(nèi)部的LED連接方式可以為串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)組合。作為本實(shí)用新型一實(shí)施例，電源模塊103包括N溝道J型場效應(yīng)管Jl、二極管D1、電阻R4及二極管D2 ；N溝道J型場效應(yīng)管Jl的柵極與漏極共接于整流橋電路200的輸出端，二極管Dl的陽極和陰極分別與N溝道J型場效應(yīng)管Jl的源極和電阻R4的第一端連接，電阻R4的第二端與二極管D2的陰極連接，二極管D2的陽極接地。其中，N溝道J型場效應(yīng)管Jl可替換為耗盡型NMOS管；在電源模塊103中，整流橋200輸出的正弦半波電信號V1經(jīng)過N溝道J型場效應(yīng)管Jl、二極管Dl、電阻R4進(jìn)入二極管D2的陰極，然后通過二極管D2的鉗位作用得到具有固定電壓值(如5V)的直流電。作為本實(shí)用新型一實(shí)施例，功率因數(shù)控制模塊101包括電阻Rl和電阻R2，電阻Rl的第一端接整流橋電路200的輸出端，電阻R2連接于電阻Rl的第二端與地之間。作為本實(shí)用新型一實(shí)施例，恒流控制模塊102包括[0031]運(yùn)算放大器UUNMOS管Ml、NMOS管M2及電阻R3 ；運(yùn)算放大器Ul的同相輸入端和正電源端分別接電阻Rl的第二端和電阻R4的第二端，運(yùn)算放大器Ul的負(fù)電源端接地，NMOS管Ml的柵極和漏極分別接電阻R4的第二端和LED負(fù)載300的輸出端，NMOS管M2的漏極和柵極分別與NMOS管Ml的源極和運(yùn)算放大器Ul的輸出端連接，NMOS管M2的源極和電阻R3的第一端共接于運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端，電阻R3的第二端接地。其中，NMOS管Ml相當(dāng)于一可變電阻，能夠隨著LED負(fù)載300的輸入電壓的變化而在其上產(chǎn)生相應(yīng)的電壓降，防止輸入電壓過高時(shí)導(dǎo)致LED燒壞。以下結(jié)合工作原理對本實(shí)施例所提供的LED驅(qū)動(dòng)電路作進(jìn)一步說明LED驅(qū)動(dòng)電路100所接入的市電交流信號Vae是頻率為50Hz的正弦波，表達(dá)式如下Vac=Vi釀x · sincot (I)Vinmax是市電交流信號Va。的最大峰值，sin ω t是頻率為50Hz的正弦波，眾所周知，經(jīng)過整流橋電路200整流后所輸出的正弦半波電信號V1的頻率為100Hz，即V1表示為V1=Vinmax I sin ω (2)然后由電阻Rl和電阻R2對V1進(jìn)行分壓后得到電壓Vs(即為本實(shí)用新型第一實(shí)施例所述的第一同相電信號的電壓值)，則\為V = Rffmax ^lsm誠I·及2( 3 )
sR\+R2運(yùn)算放大器Ul的同相輸入端接收到電壓Vs，從其輸出端輸出高電平驅(qū)動(dòng)NMOS管M2導(dǎo)通，根據(jù)運(yùn)算放大器的功能特性，可知運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端與電阻R3的共接點(diǎn)處的電壓Vcs為Vcs=Vs (4)則流過NMOS管M2的電流I。為Z0=-^-(5)將等式(3)和等式(4)代入等式(5)可得In = ~7-!——^--( 6 )
(/U2)W3其中，I。即為流過LED負(fù)載300的電流，也就是LED負(fù)載300的工作電流。由于從整流橋電路200的輸出端分流至電阻Rl的電流為微安級電流，相對于LED負(fù)載300的工作電流而言可以忽略不計(jì)，所以從整流橋電路200輸出的電流就等于Itl,由等式(6)可知，整流橋電路200輸出的電流(即等于Itl)與正弦半波電信號V1的相位完全相同，因此LED驅(qū)動(dòng)電路100的功率因數(shù)高。由于Itl的相位與正弦半波電信號V1的相位完全相同，所以Ici是以IOOHz的頻率進(jìn)行周期變化，而因人眼具有視覺暫留效應(yīng)，無法分別如此低頻率的電流變化，所以人眼所看到的是平均電YifuIu作用于LED負(fù)載300所形成的視覺效果，那么，通過對等式(6)中的I。進(jìn)行如下積分運(yùn)算......7 I r 匕一^IsirHe7e2 ^,、(/《 Λ2Μ3 -(7)最后得到平均電流^如下式所示 (8)由于Vin _是不變的，電阻R1、電阻R2及電阻R3的阻值均為設(shè)定好的固定值，且
I為常數(shù)，顯然，從等式(8)可知平均電流7是恒定的，因此，LED驅(qū)動(dòng)電路能向LED負(fù)載300π1O
實(shí)現(xiàn)恒定電流輸出。實(shí)施例三:·[0053]圖3示出了本實(shí)用新型第三實(shí)施例所提供的LED驅(qū)動(dòng)電路的示例電路結(jié)構(gòu)，為了便于說明，僅示出了與本實(shí)用新型相關(guān)的部分，詳述如下在本實(shí)施例中，LED負(fù)載300中的LED為串聯(lián)連接關(guān)系，其中LED燈組301的輸出端為LED負(fù)載300的內(nèi)部電路節(jié)點(diǎn)Pl ;電源模塊103的電路結(jié)構(gòu)與本實(shí)用新型第二實(shí)施例所提供的一致，因此不再贅述。作為本實(shí)用新型一實(shí)施例，功率因數(shù)控制模塊101包括電阻R5、電阻R6、比較器U2、電阻R7、比較器U3、電阻R8、電阻R9及帶隙基準(zhǔn)電壓源 1011 ；電阻R5的第一端接整流橋電路200的輸出端，電阻R5的第二端與電阻R6的第一端共接于比較器U2的同相輸入端，比較器U2的負(fù)電源端接地，電阻R6的第二端與電阻R7的第一端共接于比較器U3的同相輸入端，比較器U3的負(fù)電源端接地，電阻R8連接于電阻R7的第二端與地之間，比較器U2的正電源端、比較器U3的正電源端及帶隙基準(zhǔn)電壓源1011的輸入端共接于電阻R4的第二端，比較器U2的反相輸入端和比較器U3的反相輸入端共接于帶隙基準(zhǔn)電壓源1011的輸出端。其中，帶隙基準(zhǔn)電壓源1011為常用的基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路，用于為比較器U2的反相輸入端和比較器U3的反相輸入端提供基準(zhǔn)電壓Vr。作為本實(shí)用新型一實(shí)施例，恒流控制模塊102包括NMOS 管 M3、NMOS 管 M4、NMOS 管 M5、運(yùn)算放大器 U4、NMOS 管 M6 及電阻 R9 ;NMOS管M3的漏極與柵極分別接NMOS管M4的柵極與NMOS管M5的柵極，NMOS管M3的源極接地，且NMOS管M4的柵極和NMOS管M5的柵極分別與比較器U2的輸出端和比較器U3的輸出端連接，NMOS管M4的漏極和NMOS管M5的漏極分別連接LED負(fù)載300的內(nèi)部電路節(jié)點(diǎn)Pl和輸出端，NMOS管M4的源極和NMOS管M5的源極共接于NMOS管M6的漏極，NMOS管M6的柵極接運(yùn)算放大器U4的輸出端，運(yùn)算放大器U4的同相輸入端接電阻R7的第二端，運(yùn)算放大器U4的正電源端和負(fù)電源端分別與電阻R4的第二端和地相連接，NMOS管M6的源極與運(yùn)算放大器U4的反相輸入端共接于電阻R9的第一端，電阻R9的第二端接地。以下結(jié)合工作原理對本實(shí)施例所提供的LED驅(qū)動(dòng)電路作進(jìn)一步說明本實(shí)施例中的電阻R7、電阻R8、運(yùn)算放大器U4、NMOS管M6及電阻R9的工作原理與本實(shí)用新型第二實(shí)施例中的電阻R1、電阻R2、運(yùn)算放大器Ul、NMOS管M2及電阻R3的工作原理相同，其中，電阻R7的第二端的電壓Vsi (即為本實(shí)用新型第一實(shí)施例所述的第二同相電信號的電壓值)為
權(quán)利要求1.一種LED驅(qū)動(dòng)電路，與整流橋電路及LED負(fù)載相連接，所述整流橋電路將市電交流信號轉(zhuǎn)換成正弦半波電信號，所述LED負(fù)載的輸入端連接所述整流橋電路的輸出端，其特征在于，所述LED驅(qū)動(dòng)電路包括 與所述整流橋電路的輸出端連接，對所述正弦半波電信號進(jìn)行采樣，并相應(yīng)地生成與所述正弦半波電信號同相位的第一同相電信號，或同時(shí)生成與所述正弦半波電信號同相位的第二同相電信號及控制電平信號的功率因數(shù)控制模塊； 與所述功率因數(shù)控制模塊及所述LED負(fù)載相連接，根據(jù)所述第一同相電信號或所述第二同相電信號及所述控制電平信號對所述LED負(fù)載的工作電流進(jìn)行調(diào)整的恒流控制模塊。
2.如權(quán)利要求I所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述LED驅(qū)動(dòng)電路還包括 與所述整流橋電路的輸出端連接，生成具有固定電壓值的直流電的電源模塊； 所述電源模塊包括 N溝道J型場效應(yīng)管Jl、二極管D1、電阻R4及二極管D2 ； 所述N溝道J型場效應(yīng)管Jl的柵極與漏極共接于所述整流橋電路的輸出端，所述二極管Dl的陽極和陰極分別與所述N溝道J型場效應(yīng)管Jl的源極和所述電阻R4的第一端連接，所述電阻R4的第二端與所述二極管D2的陰極連接，所述二極管D2的陽極接地。
3.如權(quán)利要求2所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述功率因數(shù)控制模塊包括電阻Rl和電阻R2，所述電阻Rl的第一端接所述整流橋電路的輸出端，所述電阻R2連接于所述電阻Rl的第二端與地之間。
4.如權(quán)利要求3所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述恒流控制模塊包括 運(yùn)算放大器UUNMOS管Ml、NMOS管M2及電阻R3 ； 所述運(yùn)算放大器Ul的同相輸入端和正電源端分別接所述電阻Rl的第二端和所述電阻R4的第二端，所述運(yùn)算放大器Ul的負(fù)電源端接地，所述NMOS管Ml的柵極和漏極分別接電阻R4的第二端和LED負(fù)載的輸出端，所述NMOS管M2的漏極和柵極分別與所述NMOS管Ml的源極和所述運(yùn)算放大器Ul的輸出端連接，所述NMOS管M2的源極和所述電阻R3的第一端共接于所述運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端，所述電阻R3的第二端接地。
5.如權(quán)利要求2所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述功率因數(shù)控制模塊包括 電阻R5、電阻R6、比較器U2、電阻R7、比較器U3、電阻R8、電阻R9及帶隙基準(zhǔn)電壓源； 所述電阻R5的第一端接所述整流橋電路的輸出端，所述電阻R5的第二端與所述電阻R6的第一端共接于所述比較器U2的同相輸入端，所述比較器U2的負(fù)電源端接地，所述電阻R6的第二端與所述電阻R7的第一端共接于所述比較器U3的同相輸入端，所述比較器U3的負(fù)電源端接地，所述電阻R8連接于所述電阻R7的第二端與地之間，所述比較器U2的正電源端、所述比較器U3的正電源端及所述帶隙基準(zhǔn)電壓源的輸入端共接于所述電阻R4的第二端，所述比較器U2的反相輸入端和所述比較器U3的反相輸入端共接于所述帶隙基準(zhǔn)電壓源的輸出端。
6.如權(quán)利要求5所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述恒流控制模塊包括 NMOS管M3、NMOS管M4、NMOS管M5、運(yùn)算放大器U4、NMOS管M6及電阻R9 ； 所述NMOS管M3的漏極與柵極分別接所述NMOS管M4的柵極與所述NMOS管M5的柵極，所述NMOS管M3的源極接地，且所述NMOS管M4的柵極和所述NMOS管M5的柵極分別與所述比較器U2的輸出端和所述比較器U3的輸出端連接，所述NMOS管M4的漏極和所述NMOS管M5的漏極分別連接LED負(fù)載的內(nèi)部電路節(jié)點(diǎn)和輸出端，所述NMOS管M4的源極和所述NMOS管M5的源極共接于所述NMOS管M6的漏極，所述NMOS管M6的柵極接所述運(yùn)算放大器U4的輸出端，所述運(yùn)算放大器U4的同相輸入端接所述電阻R7的第二端，所述運(yùn)算放大器U4的正電源端和負(fù)電源端分別與所述電阻R4的第二端和地相連接，所述NMOS管M6的源極與所述運(yùn)算放大器U4的反相輸入端共接于所述電阻R9的第一端，所述電阻R9的第二端接地。
7.一種LED照明裝置，其特征在于，所述LED照明裝置包括如權(quán)利要求I至6任一項(xiàng)所述的LED驅(qū)動(dòng)電路。
專利摘要本實(shí)用新型適用于LED驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域，提供了一種LED驅(qū)動(dòng)電路及LED照明裝置。在本實(shí)用新型中，采用包括功率因數(shù)控制模塊和恒流控制模塊的LED驅(qū)動(dòng)電路，由功率因數(shù)控制模塊對整流橋電路輸出的正弦半波電信號進(jìn)行采樣并產(chǎn)生控制信號輸出到恒流控制模塊，然后通過恒流控制模塊在保證高功率因數(shù)的同時(shí)對LED負(fù)載實(shí)現(xiàn)恒流控制，且不需要采用感性元件和包括脈沖調(diào)制器的功率因數(shù)校正電路，進(jìn)而降低了電路成本，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)所存在的電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜且成本高的問題。
文檔編號H05B37/02GK202679737SQ20122030205
公開日2013年1月16日 申請日期2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月26日
發(fā)明者趙春波, 李照華, 林道明, 謝靖, 付凌云 申請人:深圳市明微電子股份有限公司