用于led的rcc非隔離恒流驅(qū)動電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種用于LED的RCC非隔離恒流驅(qū)動電路，包括正反饋自激振蕩電路（Q1、T1、R4、C3）和恒流電路，MOS管Q1通過變壓器T1、第四電阻R4和第三電容C3形成正反饋網(wǎng)絡(luò)，使電路工作在振蕩狀態(tài)；恒流電路包括電壓調(diào)整器件和取樣電阻，電壓調(diào)整器件可為三極管或TL431可調(diào)分流基準源，取樣電阻串聯(lián)在MOS管的源極，在MOS管的漏極電流值產(chǎn)生變化時，取樣電阻的電壓值也隨之變化；由于電壓調(diào)整器件的導(dǎo)通電壓是恒定的，在取樣電阻的電壓值發(fā)生變化時，會相應(yīng)的影響電壓調(diào)整器件的導(dǎo)通程度，進而控制MOS管柵極的輸入電壓，控制整個電路的占空比，最終控制MOS管的輸出電流，達到恒流目的。
【專利說明】用于LED的RCC非隔離恒流驅(qū)動電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及LED驅(qū)動領(lǐng)域，特別涉及一種用于LED的RCC非隔離恒流驅(qū)動電路。
【背景技術(shù)】
[0002]LED照明是近年來快速興起發(fā)展的一種新型光源，它的許多良好特點使得它的應(yīng)用面越來越廣。LED的單向?qū)щ娞匦允谷艘话阏J為應(yīng)該用直流驅(qū)動，但是對直流恒壓和限流的裝置在保證比較好的限流特性時，自身功耗是很大的，所以使系統(tǒng)的效率大為降低。只有用較高頻率的直流來驅(qū)動LED，并且用在呈現(xiàn)較大阻抗時自身功耗小的電感或電容來限流，才能把用于LED的驅(qū)動電路的限流特性和自身功耗都做得比較理想?，F(xiàn)有RCC開關(guān)電源電路具有恒定電壓的作用，但是存在以下缺點:1、恒壓的精度不是很理想，最多就是能達到10%左右的精度；2、電路工作效率低下，最多能達到75%左右的轉(zhuǎn)換效率；3、電路工作不穩(wěn)定，參數(shù)很難調(diào)試，在實際運用中容易出問題；4、電路難以實現(xiàn)恒流效果。
[0003]因此，如何設(shè)計一種結(jié)構(gòu)簡單，恒流效果好，轉(zhuǎn)換效率高的用于LED的RCC非隔離恒流驅(qū)動電路是本實用新型所要解決的技術(shù)問題。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的主要目的是提供一種用于LED的RCC非隔離恒流驅(qū)動電路，旨在以結(jié)構(gòu)簡單的電路實現(xiàn)恒流，且實現(xiàn)電路高效率的轉(zhuǎn)換，成本低又省電。
[0005]本實用新型提出一種用于LED的RCC非隔離恒流驅(qū)動電路，包括與交流電源連接的整流濾波輸入電路、與所述整流濾波輸入電路的輸出端連接的啟動電路、與所述啟動電路連接的正反饋自激振蕩電路、與LED負載連接的整流濾波輸出電路，所述整流濾波輸出電路與所述正反饋自激振蕩電路的輸出端連接，所述正反饋自激振蕩電路包括開關(guān)管和變壓器，所述開關(guān)管為MOS管，所述MOS管的柵極與所述啟動電路連接，所述MOS管的漏極與所述整流濾波輸入電路的輸出端正極、所述LED負載的正極連接，所述變壓器的初級繞組連接在所述MOS管的漏極與所述LED負載的負極之間，所述變壓器的次級繞組連接在所述MOS管的柵極與所述整流濾波輸入電路的輸出端負極之間；所述RCC非隔離恒流驅(qū)動電路還包括一用于調(diào)節(jié)所述正反饋自激振蕩電路的振蕩頻率的恒流電路，所述恒流電路包括電壓調(diào)整器件和取樣電阻，所述取樣電阻的一端連接在所述整流濾波輸入電路的輸出端負極與所述變壓器的次級繞組之間，所述取樣電阻的另一端與所述MOS管的源極連接，所述電壓調(diào)整器件的輸入端和公共端連接在所述取樣電阻的兩端，所述電壓調(diào)整器件的輸出端與所述MOS管的柵極連接。
[0006]優(yōu)選地，所述電壓調(diào)整器件為NPN型三極管，所述NPN型三極管的基極為輸入端，所述NPN型三極管的集電極為輸出端，所述NPN型三極管的發(fā)射極為公共端。
[0007]優(yōu)選地，所述電壓調(diào)整器件為TL431可調(diào)分流基準源，所述TL431可調(diào)分流基準源的正極為輸出端，所述TL431可調(diào)分流基準源的負極為公共端，所述TL431可調(diào)分流基準源的參考端為輸入端。
[0008]優(yōu)選地，所述恒流電路還包括一具有放大作用的PNP型三極管，所述PNP型三極管的基極與所述電壓調(diào)整器件的輸出端連接，所述PNP型三極管的集電極與所述電壓調(diào)整器件的輸入端連接。
[0009]優(yōu)選地，所述啟動電路由啟動電阻組成，所述整流濾波輸入電路由四個整流二極管組成的整流橋和濾波電容組成，所述濾波電容并聯(lián)在所述整流橋的輸出端。
[0010]優(yōu)選地，還包括一用于保護所述電壓調(diào)整器件的第二電容和第二電阻，所述第二電容與所述第二電阻均連接在所述電壓調(diào)整器件的輸出端與所述啟動電阻的輸出端之間，所述第二電容與所述第二電阻并聯(lián)。
[0011]優(yōu)選地，在所述MOS管的柵極串聯(lián)第三電阻。
[0012]優(yōu)選地，所述正反饋自激振蕩電路還包括第三電容和第四電阻，所述第三電容和第四電阻連接在所述變壓器的次級繞組與所述MOS管的柵極之間，所述第三電容和所述第四電阻串聯(lián)。
[0013]優(yōu)選地，所述整流濾波輸出電路由整流二極管、濾波電容組成，所述整流二極管串聯(lián)在所述MOS管的漏極與所述LED負載之間，所述濾波電容與所述LED負載并聯(lián)，在所述濾波電容的兩端并聯(lián)一泄放電阻。
[0014]優(yōu)選地，所述MOS管為N溝道耗盡型MOS管，所述MOS管可用三極管代替。
[0015]本實用新型的用于LED的RCC非隔離恒流驅(qū)動電路包括正反饋自激振蕩電路和恒流電路，正反饋自激振蕩電路包括MOS管和變壓器，MOS管的柵極與啟動電路連接，MOS管的漏極與整流濾波輸入電路的輸出端正極、LED負載的正極連接，變壓器的初級繞組連接在MOS管的漏極與LED負載的負極之間，變壓器的次級繞組連接在MOS管的柵極與整流濾波輸A電路的輸出端負極之間，接通電源時，啟動電路為MOS管供電，MOS管導(dǎo)通，變壓器的初級繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，由于互感，變壓器的次級繞組也產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電動勢，變壓器的次級繞組通過第四電阻、第三電容器到MOS管形成正反饋網(wǎng)絡(luò)，使電路工作在振蕩狀態(tài)，MOS管的漏極為LED負載輸出驅(qū)動電流。
[0016]恒流電路包括電壓調(diào)整器件和取樣電阻，電壓調(diào)整器件可采用三極管或TL431，取樣電阻的一端連接在整流濾波輸入電路的輸出端負極與變壓器的次級繞組之間，取樣電阻的另一端與MOS管的源極連接，取樣電阻串聯(lián)在MOS管的源極，電路工作時，取樣電阻的電流值與MOS管的源極電流值相同，由于MOS管的漏極電流值與源極電流值基本相同，則取樣電阻的電流值相當于MOS管的漏極電流值，當MOS管的漏極電流值產(chǎn)生變化時，取樣電阻的電壓值也隨之變化；電壓調(diào)整器件輸入端和公共端之間的電壓為導(dǎo)通電壓，電壓調(diào)整器件的輸入端和公共端連接在取樣電阻的兩端，用于與取樣電阻的電壓值進行比較；電壓調(diào)整器件的輸出端與MOS管的柵極連接，由于電壓調(diào)整器件的導(dǎo)通電壓是恒定的，在取樣電阻的電壓值發(fā)生變化時，會相應(yīng)的影響電壓調(diào)整器件的導(dǎo)通程度，從而控制電壓調(diào)整器件的輸出端的輸出電壓，進而控制MOS管柵極的輸入電壓，控制整個電路的占空比，最終控制MOS管的輸出電流，達到恒流目的。
[0017]本實用新型的有益效果:
[0018]1、電路結(jié)構(gòu)簡單，易于調(diào)試，成本低廉，與市場上的IC方案相比較，可節(jié)約30%左右的成本。[0019]2、本電路由于沒有通過高頻變壓器進行能量的傳遞，可使電路的轉(zhuǎn)換效率高達90%以上，更加省電，用于LED照明可更加突現(xiàn)出LED節(jié)電的優(yōu)勢。
[0020]3、本電路用三極管的導(dǎo)通電壓進行恒流，恒流精度比較高，可達5%左右(實測值)，如用TL431等高精度的器件代替三極管，可將恒流精度提高到2%左右，適合要求比較高的場合。
[0021]4、本電路中所用器件均為常規(guī)器件，易于采購和生產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型的用于LED的RCC非隔離恒流驅(qū)動電路的一實施例中用于LED的RCC非隔離恒流驅(qū)動電路的電路原理圖。
[0023]本實用新型目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例，參照附圖做進一步說明。【具體實施方式】
[0024]應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0025]參照圖1，提出本實用新型的用于LED的RCC非隔離恒流驅(qū)動電路的一實施例，該用于LED的RCC非隔離恒流驅(qū)動電路包括與交流電源連接的整流濾波輸入電路(Df D4、Cl)、與整流濾波輸入電路的輸出端連接的啟動電路(Rl)、與啟動電路連接的正反饋自激振蕩電路(Ql、Tl、R4、C3)、與LED負載連接的整流濾波輸出電路(D5、C4、R6)以及一用于調(diào)節(jié)正反饋自激振蕩電路的振蕩頻率的恒流電路，整流濾波輸出電路與正反饋自激振蕩電路的輸出端連接。整流濾波輸入電路由四個整流二極管Dl、D2、D3、D4組成的整流橋和濾波電容Cl組成，濾波電容Cl并聯(lián)在整流橋的輸出端。整流濾波輸入電路通過一熔斷器F與交流電源連接。熔斷器F的作用是提供電路安全保護，在電路短路或嚴重過載的情況下，熔斷器F自動熔斷來使電路斷開，從而實現(xiàn)短路保護或嚴重過載保護。連接交流電源后，交流電經(jīng)熔斷器F輸入整流橋，經(jīng)整流橋整流后，再經(jīng)濾波電容Cl濾波，輸出平滑的直流電。啟動電路由啟動電阻Rl組成，整流濾波輸入電路輸出直流電經(jīng)啟動電阻Rl給正反饋自激振蕩電路和恒流電路供電。
[0026]正反饋自激振蕩電路包括開關(guān)管、變壓器T1、R4、C3，開關(guān)管可采用MOS管Ql或三極管，但MOS管Ql的穩(wěn)定性比三極管的穩(wěn)定性好些。本實施例中的開關(guān)管為MOS管Ql，MOS管Ql的柵極與啟動電阻Rl連接，MOS管Ql的漏極與整流濾波輸入電路的輸出端正極、LED負載的正極連接，變壓器Tl的初級繞組連接在MOS管Ql的漏極與LED負載的負極之間，變壓器Tl的次級繞組通過連接在MOS管Ql的柵極與整流濾波輸入電路的輸出端負極之間。正反饋自激振蕩電路還包括第三電容C3和第四電阻R4，第三電容C3和第四電阻R4連接在變壓器Tl的次級繞組與MOS管Ql的柵極之間，第三電容C3和第四電阻R4串聯(lián)。接通電源時，啟動電阻Rl通過電源為MOS管Ql供電，MOS管Ql導(dǎo)通，變壓器Tl的初級繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，由于互感，變壓器Tl的次級繞組也產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電動勢，變壓器Tl的次級繞組通過第四電阻R4、第三電容C3器到MOS管Ql形成正反饋網(wǎng)絡(luò)，使電路工作在振蕩狀態(tài)，MOS管Ql的漏極為LED負載輸出驅(qū)動電流。整流濾波輸出電路由整流二極管D5、濾波電容C4組成，整流二極管D5串聯(lián)在MOS管Ql的漏極與LED負載之間，濾波電容C4與LED負載并聯(lián)，在濾波電容C4的兩端并聯(lián)一泄放電阻R6。
[0027]該MOS管Ql為N溝道耗盡型MOS管，在MOS管Ql的柵極串聯(lián)一第三電阻R3，第三電阻R3用于避免柵極懸空，起到隔離、防止寄生振蕩的作用。
[0028]正反饋自激振蕩電路的工作過程為:整流濾波輸入電路輸出的一路通過變壓器Tl的初級繞組加到MOS管Ql漏極，另一路通過啟動電阻Rl加到MOS管Ql柵極，從而使MOS管Ql導(dǎo)通。MOS管Ql導(dǎo)通后，變壓器Tl的初級繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。由于互感，變壓器Tl的次級繞組也產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電動勢。于是變壓器Tl的次級繞組的正脈沖電壓通過第四電阻R4和第三電容C3加到MOS管Ql的柵極與源極之間，從而使MOS管Ql的漏極電流進一步增大，于是MOS管Ql在正反饋雪崩過程的作用下迅速進入飽和狀態(tài)。在MOS管Ql進入飽和狀態(tài)之后，變壓器Tl的次級繞組上的感應(yīng)電壓對第三電容C3進行充電，隨著第三電容C3充電的不斷進行，其兩端電位差升高，于是MOS管Ql的柵極電位就會降低，從而使MOS管Ql退出飽和狀態(tài)，當MOS管Ql退出飽和狀態(tài)之后，其內(nèi)阻增大，導(dǎo)致其漏極電流進一步下降。由于電感中的電流不能突變，于是變壓器Tl的初級繞組和次級繞組的感應(yīng)電動勢反向，次級繞組的負脈沖電壓與第三電容C3所充的電壓疊加后，使MOS管Ql迅速截止。MOS管Ql在截止期間，第三電容C3放電，以便為下次的正反饋電壓(驅(qū)動電壓)提供電路，保證MOS管Ql能夠再次進入飽和狀態(tài)，使該電路工作在自激振蕩狀態(tài)。
[0029]該恒流電路包括電壓調(diào)整器件和取樣電阻R5，取樣電阻R5的一端連接在整流濾波輸入電路的輸出端負極與變壓器Tl的次級繞組之間，取樣電阻R5的另一端與MOS管Ql的源極連接，電壓調(diào)整器件的輸入端和公共端連接在取樣電阻R5的兩端，電壓調(diào)整器件的輸出端與MOS管Ql的柵極連接。電壓調(diào)整器件可采用NPN型三極管Q3或TL431可調(diào)分流基準源，TL431可調(diào)分流基準源的恒流精度比NPN型三極管Q3的恒流精度更高，TL431可調(diào)分流基準源適合要求比較高的場合。
[0030]在電壓調(diào)整器件為NPN型三極管Q3時，NPN型三極管Q3的基極為輸入端，NPN型三極管Q3的集電極為輸出端，NPN型三極管Q3的發(fā)射極為公共端。
[0031]在電壓調(diào)整器件為TL431可調(diào)分流基準源時，TL431可調(diào)分流基準源的正極為輸出端，TL431可調(diào)分流基準源的負極為公共端，TL431可調(diào)分流基準源的參考端為輸入端。
[0032]本實施例中的電壓調(diào)整器件為NPN型三極管Q3，取樣電阻R5的一端連接在整流濾波輸入電路的輸出端負極與變壓器Tl的次級繞組之間，取樣電阻R5的另一端與MOS管Ql的源極連接，取樣電阻R5串聯(lián)在MOS管Ql的源極，電路工作時，取樣電阻R5的電流值與MOS管Ql的源極電流值相同，由于MOS管Ql的漏極電流值與源極電流值基本相同，則取樣電阻R5的電流值相當于MOS管Ql的漏極電流值，當MOS管Ql的漏極電流值產(chǎn)生變化時，取樣電阻R5的電壓值也隨之變化。NPN型三極管Q3的基極和發(fā)射極之間的電壓為導(dǎo)通電壓，NPN型三極管Q3的基極和發(fā)射極連接在取樣電阻R5的兩端，用于與取樣電阻R5的電壓值進行比較。NPN型三極管Q3的集電極與MOS管Ql的柵極連接，由于NPN型三極管Q3的導(dǎo)通電壓是恒定的，在取樣電阻R5的電壓值發(fā)生變化時，會相應(yīng)的影響NPN型三極管Q3的導(dǎo)通程度，從而控制NPN型三極管Q3的集電極的輸出電壓，進而控制MOS管Ql柵極的輸A電壓，控制整個電路的占空比，最終控制MOS管Ql的輸出電流，達到恒流目的。
[0033]恒流電路還包括一具有放大作用的PNP型三極管Q2，PNP型三極管Q2的基極與NPN型三極管Q3的集電極連接，PNP型三極管Q2的集電極與NPN型三極管Q3的基極連接。PNP型三極管Q2的增加能將取樣電阻R5兩端的電壓與NPN型三極管Q3的導(dǎo)通電壓之間的差值進行放大，提高恒流精度，增大電路在開機時的抗沖擊能力。
[0034]在MOS管Ql的漏極電流值變化時，則MOS管Ql的源極電流值也變化，在取樣電阻R5產(chǎn)生的電壓也跟隨變化。由于NPN型三極管Q3的導(dǎo)通電壓和PNP型三極管Q2的基極與集電極兩端的電壓是恒定的，在取樣電阻R5的電壓變化時，肯定會改變NPN型三極管Q3和PNP型三極管Q2的導(dǎo)通程度，從而增加或降低MOS管Ql的柵極電壓，使其整個電路的占空比發(fā)生變化，調(diào)整輸出電流，達到恒流的目的。本電路用三極管的導(dǎo)通電壓進行恒流，恒流精度比較高，可達5%左右(實測值)，如用TL431等高精度的器件代替三極管，可將恒流精度提高到2%左右，適合要求比較高的場合。
[0035]本電路還包括一用于保護NPN型三極管Q3的第二電容C2和第二電阻R2，第二電容C2與第二電阻R2均連接在電壓調(diào)整器件的輸出端與啟動電阻Rl的輸出端之間，第二電容C2與第二電阻R2并聯(lián)。
[0036]本電路結(jié)構(gòu)簡單，而且電路中所用器件均為常規(guī)器件，易于采購和生產(chǎn)，電路易于調(diào)試，成本低廉，與市場上的IC方案相比較，可節(jié)約30%左右的成本。而且，本電路由于沒有通過高頻變壓器Tl進行能量的傳遞，可使電路的轉(zhuǎn)換效率高達90%以上，更加省電，用于LED照明可更加突現(xiàn)出LED節(jié)電的優(yōu)勢。
[0037]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于LED的RCC非隔離恒流驅(qū)動電路，包括與交流電源連接的整流濾波輸入電路、與所述整流濾波輸入電路的輸出端連接的啟動電路、與所述啟動電路連接的正反饋自激振蕩電路、與LED負載連接的整流濾波輸出電路，所述整流濾波輸出電路與所述正反饋自激振蕩電路的輸出端連接，所述正反饋自激振蕩電路包括開關(guān)管和變壓器，其特征在于，所述開關(guān)管為MOS管，所述MOS管的柵極與所述啟動電路連接，所述MOS管的漏極與所述整流濾波輸入電路的輸出端正極、所述LED負載的正極連接，所述變壓器的初級繞組連接在所述MOS管的漏極與所述LED負載的負極之間，所述變壓器的次級繞組連接在所述MOS管的柵極與所述整流濾波輸入電路的輸出端負極之間；所述RCC非隔離恒流驅(qū)動電路還包括一用于調(diào)節(jié)所述正反饋自激振蕩電路的振蕩頻率的恒流電路，所述恒流電路包括電壓調(diào)整器件和取樣電阻，所述取樣電阻的一端連接在所述整流濾波輸入電路的輸出端負極與所述變壓器的次級繞組之間，所述取樣電阻的另一端與所述MOS管的源極連接，所述電壓調(diào)整器件的輸入端和公共端連接在所述取樣電阻的兩端，所述電壓調(diào)整器件的輸出端與所述MOS管的柵極連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于LED的RCC非隔離恒流驅(qū)動電路，其特征在于，所述電壓調(diào)整器件為NPN型三極管，所述NPN型三極管的基極為輸入端，所述NPN型三極管的集電極為輸出端，所述NPN型三極管的發(fā)射極為公共端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于LED的RCC非隔離恒流驅(qū)動電路，其特征在于，所述電壓調(diào)整器件為TL431可調(diào)分流基準源，所述TL431可調(diào)分流基準源的正極為輸出端，所述TL431可調(diào)分流基準源的負極為公共端，所述TL431可調(diào)分流基準源的參考端為輸入端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的用于LED的RCC非隔離恒流驅(qū)動電路，其特征在于，所述恒流電路還包括一具有放大作用的PNP型三極管，所述PNP型三極管的基極與所述電壓調(diào)整器件的輸出端連接，所述PNP型三極管的集電極與所述電壓調(diào)整器件的輸入端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于`LED的RCC非隔離恒流驅(qū)動電路，其特征在于，所述啟動電路由啟動電阻組成，所述整流濾波輸入電路由四個整流二極管組成的整流橋和濾波電容組成，所述濾波電容并聯(lián)在所述整流橋的輸出端。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于LED的RCC非隔離恒流驅(qū)動電路，其特征在于，還包括一用于保護所述電壓調(diào)整器件的第二電容和第二電阻，所述第二電容與所述第二電阻均連接在所述電壓調(diào)整器件的輸出端與所述啟動電路的輸出端之間，所述第二電容與所述第二電阻并聯(lián)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或5或6所述的用于LED的RCC非隔離恒流驅(qū)動電路，其特征在于，在所述MOS管的柵極串聯(lián)第三電阻。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于LED的RCC非隔離恒流驅(qū)動電路，其特征在于，所述正反饋自激振蕩電路還包括第三電容和第四電阻，所述第三電容和第四電阻連接在所述變壓器的次級繞組與所述MOS管的柵極之間，所述第三電容和所述第四電阻串聯(lián)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于LED的RCC非隔離恒流驅(qū)動電路，其特征在于，所述整流濾波輸出電路由整流二極管、濾波電容組成，所述整流二極管串聯(lián)在所述MOS管的漏極與所述LED負載之間，所述濾波電容與所述LED負載并聯(lián)，在所述濾波電容的兩端并聯(lián)一泄放電阻。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于LED的RCC非隔離恒流驅(qū)動電路，其特征在于，所述MOS管為N溝道耗盡型MOS管 ，所述MOS管可用三極管代替。
【文檔編號】H05B37/02GK203467008SQ201320418238
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月15日
【發(fā)明者】鄧金和 申請人:鄧金和