一種智能調(diào)光高效恒流led驅(qū)動芯片的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種智能調(diào)光高效恒流LED驅(qū)動芯片，包括EMI濾波電路、控制電路、斬波電路、反激變換電路和LED負(fù)載，所述EMI濾波電路、斬波電路、反激變換電路和LED負(fù)載依次順次連接，所述控制電路與所述斬波電路和反激變換電路連接。本發(fā)明采用先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)檢測調(diào)光器的類型和相位來自動控制LED亮度，能兼容各種類型的調(diào)光器，恒流精度高，功率因數(shù)高，具有過熱保護(hù)、過壓保護(hù)、過流保護(hù)功能和輸出電流可調(diào)功能，而且電路結(jié)構(gòu)簡單，性價比很高。
【專利說明】一種智能調(diào)光高效恒流LED驅(qū)動芯片【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種LED照明驅(qū)動芯片，尤其是一種智能調(diào)光高效恒流LED驅(qū)動芯片，屬于照明領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，LED燈已開始取代各種傳統(tǒng)照明燈，但LED本身特性限制期驅(qū)動電源不能與普通白熾燈采用同樣的供電電源。因?yàn)殡妷翰▌邮闺娏髟龃髸?dǎo)致LED損壞，所以必須設(shè)計新的電源能充分滿足LED工作所需驅(qū)動要求，從而最大限度的發(fā)揮LED的性能，減少故障發(fā)生。然而現(xiàn)有的各種LED驅(qū)動電源的驅(qū)動性能并不理想，如輸出電流易受外界電壓波動影響，容易造成LED損壞，縮短使用壽命；對于溫度等原因引起的流過LED的電流變化不能很好的進(jìn)行調(diào)整，電壓和電流的同相性較差，功率因數(shù)較低；而且調(diào)節(jié)輸出電流精度不高，穩(wěn)定性差，導(dǎo)致LED燈出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象。普通照明用LED驅(qū)動電源一般采用的都是基于PWM控制器的反激式變換器電路拓?fù)?。這種解決方案雖然結(jié)構(gòu)簡單，但一般不能利用傳統(tǒng)白熾燈用三端雙向晶閘管(TRIAC)調(diào)光器對LED進(jìn)行調(diào)光，這是因?yàn)榘谉霟羰且环N純電阻性負(fù)載，而AC / DC電源系統(tǒng)與白熾燈的情況完全不同?，F(xiàn)有的電源驅(qū)動器不能與所有類型的調(diào)光器兼容操作，且功率因數(shù)低，調(diào)光范圍小，常存在閃爍現(xiàn)象。
[0003]因此有必要研發(fā)出一種新型的智能調(diào)光高效恒流LED驅(qū)動芯片，使其采用先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)檢測調(diào)光器的類型和相位來自動控制LED亮度，能兼容各種類型的調(diào)光器，恒流精度高，功率因數(shù)高，具有過熱保護(hù)、過壓保護(hù)、過流保護(hù)功能和輸出電流可調(diào)功能，而且電路結(jié)構(gòu)簡單，性價比很高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供了一種采用先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)檢測調(diào)光器類型和相位的芯片設(shè)計，能根據(jù)調(diào)光器的類型和相位自動調(diào)節(jié)輸出電流，能兼容各種類型的調(diào)光器，恒流精度高，功率因數(shù)高，具有過熱保護(hù)、過壓保護(hù)、過流保護(hù)功能和輸出電流可調(diào)功能，而且電路結(jié)構(gòu)簡單，性價比很高的`智能調(diào)光高效恒流LED驅(qū)動芯片。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]所述的一種智能調(diào)光高效恒流LED驅(qū)動芯片，包括EMI濾波電路、控制電路、斬波電路、反激變換電路和LED負(fù)載，所述EMI濾波電路、斬波電路、反激變換電路和LED負(fù)載依次順次連接，所述控制電路與所述斬波電路和反激變換電路連接。
[0007]進(jìn)一步地，所述控制電路包括高集成度高功率因數(shù)的恒流驅(qū)動LED芯片U1，芯片型號為 HC3210，芯片管腳包括 0UTPUT_TR、Vsense、VIN、VT、GND, Isense、OUTPUT 和 VCC ;所述控制電路還包括電阻R7、R8、R16、R17、R5、R12、熱敏電阻NTC和MOSFET管Ql,電阻R7、R8組成分壓電路連接到Vsense腳，VIN腳通過電阻R16、R17連接到所述EMI濾波電路，VT腳通過熱敏電阻NTC接地，Isense腳通過電阻R12接地，MOSFET管Ql的柵極通過電阻R5與OUTPUT腳連接，源極與Isense腳連接，漏極與所述反激變換電路連接。[0008]進(jìn)一步地，所述斬波電路由電感L2、二極管Dl、D2、D5、MOSFET管Q2和電阻R4、R3組成，MOSFET管Q2的柵極與所述LED芯片Ul的0UTPUT_TR腳連接，源極通過電阻R3接地，漏極通過電阻R4與電感L2及二極D2的正極連接，電感L2的另一端與二極管D5負(fù)極連接，二極管D5的正極與二極管Dl的正極連接，并連接到所述EMI濾波電路，二極管Dl的負(fù)極與二極管D2的負(fù)極連接，并連接到所述反激變換電路。
[0009]更進(jìn)一步地，所述EMI濾波電路由電感L1、電阻Rl和電容C2組成，電感LI與電阻Rl并聯(lián)后，通過電容C2接地。
[0010]進(jìn)一步地，所述的反激變換電路由變壓器Tl、電容C3、電阻R6、二極管D3、二極管D6和電容C6組成，電容C3、電阻R6、二極管D3、接在變壓器Tl的初級繞組，組成RCD鉗伴電路，二極管D6的正極與變壓器Tl的次級繞組連接，負(fù)極通過電容C6接地，組成輸出整流電路。
[0011]更進(jìn)一步地，所述LED負(fù)載由電阻R18和多個LED燈組成，各個LED燈串接后與電阻R18并聯(lián)。
[0012]本發(fā)明所述的一種智能調(diào)光高效恒流LED驅(qū)動芯片工作原理是:系統(tǒng)上電后，220V交流電經(jīng)過所述EMI濾波電路整流濾波后，給所述斬波電路和控制電路供電。所述控制電路芯片0UTPUT_TR輸出高電平，使所述斬波電路中的MOSFET管Q2導(dǎo)通；芯片通過VIN腳檢測是否存在調(diào)光器及調(diào)光器的類型和相位，控制0UTPUT_TR腳輸出的波形，從而調(diào)整MOSFET管Q2的導(dǎo)通時間，進(jìn)而控制所述反激變換電路的副邊輸出功率，達(dá)到調(diào)節(jié)LED負(fù)載所需亮度的效果。芯片VT腳連接的熱敏電阻NTC能感測LED負(fù)載的溫度而改變芯片VT腳上的電壓，芯片根據(jù)此電壓控制輸出功率，達(dá)到過熱保護(hù)的效果。芯片Isense腳通過電阻R12采樣所述反激變換電路副邊的電流，來控制輸出功率，達(dá)到過流保護(hù)的效果。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:提供了一種智能調(diào)光高效恒流LED驅(qū)動芯片，采用先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)檢測調(diào)光器類型和相位的芯片設(shè)計，能根據(jù)調(diào)光器的類型和相位自動調(diào)節(jié)輸出電流，能兼容各種類型的調(diào)光器，恒流精度高，功率因數(shù)高，具有過熱保護(hù)、過壓保護(hù)、過流保護(hù)功能和輸出電流可調(diào)功能，采用反激變換電路實(shí)現(xiàn)反饋隔離，無需使用光耦，電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明所述的一種智能調(diào)光高效恒流LED驅(qū)動芯片的原理方框示意圖；
[0015]圖2是本發(fā)明所述的一種智能調(diào)光高效恒流LED驅(qū)動芯片的電路設(shè)計原理圖。
[0016]附圖中分述標(biāo)記如下:1、EMI濾波電路；2、控制電路；3、斬波電路；4、反激變換電路；5、LED負(fù)載。
【具體實(shí)施方式】
[0017]如附圖1所示，一種智能調(diào)光高效恒流LED驅(qū)動芯片的原理方框示意圖，EMI濾波電路1、控制電路2、斬波電路3、反激變換電路4和LED負(fù)載5，所述EMI濾波電路1、斬波電路3、反激變換電路4和LED負(fù)載5依次順次連接，所述控制電路2與所述斬波電路3和反激變換電路4連接。
[0018]如附圖2所示，一種智能調(diào)光高效恒流LED驅(qū)動芯片的電路設(shè)計原理圖。所述控制電路2包括高集成度高功率因數(shù)的恒流驅(qū)動LED芯片Ul，芯片型號為iW3610，芯片管腳包括 OUTPUT_TR、Vsense、VIN、VT、GND、I sense、OUTPUT 和 VCC ;所述控制電路 2 還包括電阻R7、R8、R16、R17、R5、R12、熱敏電阻NTC和MOSFET管Ql,電阻R7、R8組成分壓電路連接到Vsense腳，VIN腳通過電阻R16、R17連接到所述EMI濾波電路1，VT腳通過熱敏電阻NTC接地，Isense腳通過電阻R12接地，MOSFET管Ql的柵極通過電阻R5與OUTPUT腳連接，源極與Isense腳連接，漏極與所述反激變換電路4連接。所述斬波電路3由電感L2、二極管Dl、D2、D5、MOSFET管Q2和電阻R4、R3組成，MOSFET管Q2的柵極與所述LED芯片Ul的0UTPUT_TR腳連接，源極通過電阻R3接地，漏極通過電阻R4與電感L2及二極D2的正極連接，電感L2的另一端與二極管D5負(fù)極連接，二極管D5的正極與二極管Dl的正極連接，并連接到所述EMI濾波電路1，二極管Dl的負(fù)極與二極管D2的負(fù)極連接，并連接到所述反激變換電路4。所述EMI濾波電路I由電感L1、電阻Rl和電容C2組成，電感LI與電阻Rl并聯(lián)后，通過電容C2接地。反激變換電路4由變壓器Tl、電容C3、電阻R6、二極管D3、二極管D6和電容C6組成，電容C3、電阻R6、二極管D3、接在變壓器Tl的初級繞組，組成RCD鉗伴電路，二極管D6的正極與變壓器Tl的次級繞組連接，負(fù)極通過電容C6接地，組成輸出整流電路。所述LED負(fù)載5由電阻R18和多個LED燈組成，各個LED燈串接后與電阻R18并聯(lián)。
[0019]系統(tǒng)上電后，220V交流電經(jīng)過EMI濾波電路I整流濾波后，給斬波電路3和控制電路2供電。整流后的直流高壓經(jīng)電阻R7、R8分壓后給芯片Ul的VIN腳供電，同時經(jīng)過二極管D4給并在VCC腳上的電容C7充電。當(dāng)芯片Ul的VCC腳上的電壓超過12V的閥值，芯片Ul中的控制邏輯使能，芯片進(jìn)入正常操作模式。在開始時的前3個AC半周期期間，芯片Ul的0UTPUT_TR腳保持輸出高電平，使MOSFET管Q2導(dǎo)通。在調(diào)光器類型和相位被檢測后，芯片恒流電路使能，輸出電壓開始上升。當(dāng)輸出電壓高于LED負(fù)載串上的總正向電壓時，芯片Ul開始在恒流模式操作。在芯片Ul啟動后，VCC腳則由偏置電源供電。
[0020]調(diào)光器檢測與相位測量通過電阻R16、R17和芯片Ul的VIN腳內(nèi)部電路來實(shí)現(xiàn)。調(diào)光器檢測發(fā)生在系統(tǒng)啟動后的第三個周期。當(dāng)芯片Ul的VIN腳上的電壓小于0.1V的時間不超過600us時，芯片Ul則確定調(diào)光器未接入，無調(diào)光器狀態(tài)；如果VIN腳上電壓小于
0.1V的時間超過600US，芯片Ul則確定調(diào)光器已接入，芯片Ul將探測調(diào)光器類型，確定是前沿調(diào)光器還是后沿調(diào)光器。在調(diào)光器檢測期間，0UTPUT_TR腳輸出高電平，斬波電路中的MOSFET管Q2導(dǎo)通，從而為調(diào)光器產(chǎn)生一個純電阻性負(fù)載。在發(fā)現(xiàn)調(diào)光器出現(xiàn)的第二個周期中檢測VIN腳周期并鎖定備用。當(dāng)VIN腳電壓超過0.1V并計數(shù)輸入電壓采樣時，開始測量調(diào)光器相位。根據(jù)相位調(diào)整MOSFET管Q2的導(dǎo)通時間，導(dǎo)通時間越長，電源輸出功率也就越大，LED負(fù)載則越亮；反之，MOSFET管Q2的導(dǎo)通時間越短，LED亮度也就越暗。
[0021]斬波電路3的作用是為調(diào)光器提供動態(tài)阻抗，并為反激變換電路4能量。二極管D2在電容Cl上的電壓低于輸入電壓時為充電Cl提供通路，當(dāng)MOSFET管Q2導(dǎo)通觸發(fā)時可以減少浪涌電流。在斬波周期期間，當(dāng)MOSFET管Q2導(dǎo)通時，電感L2存儲能量；當(dāng)MOSFET管Q2關(guān)斷時，電感L2釋放能量，使二極管D2導(dǎo)通。電感L2、M0SFET管Q2、二極管D2和電容Cl等組成的電路與常規(guī)功率因數(shù)校正(PFC)升壓變換器類似。在不接入調(diào)光器時，通過電感L2的平均電流與輸入AC電壓同相位，因此產(chǎn)生高于0.9的功率因數(shù)。
[0022]芯片Ul的Isense腳通過電阻R12采樣反激變換電路4副邊的電流，來控制輸出功率，達(dá)到過流保護(hù)的效果；同時在電阻R12上電流最小時即MOSFET管Ql諧振波谷處，利用芯片Ul的OUTPUT腳控制MOSFET管Ql導(dǎo)通，使系統(tǒng)損耗達(dá)到最小。芯片Ul的VT腳連接的熱敏電阻NTC能感測LED負(fù)載的溫度而改變芯片Ul的VT腳上的電壓，芯片根據(jù)此電壓控制輸出功率，達(dá)到過熱保護(hù)的效果。當(dāng)溫度較高時，芯片Ul的VT腳上的電壓降低，芯片Ul控制輸出電流減小，使LED負(fù)載變暗；如果LED溫度達(dá)到限制閥值，芯片Ul將關(guān)斷，切斷輸出，從而保護(hù)LED負(fù)載和電路。
[0023]顯然上述實(shí)施例不是對本發(fā)明的限制，上述的一種智能調(diào)光高效恒流LED驅(qū)動芯片還可以有其他許多變化。雖然已經(jīng)結(jié)合上述例子詳細(xì)討論了本發(fā)明，但應(yīng)該理解到:業(yè)內(nèi)專業(yè)人士可以顯而易見地想到的一些雷同，代替方案，均落入本發(fā)明權(quán)利要求所限定的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種智能調(diào)光高效恒流LED驅(qū)動芯片，包括EMI濾波電路(I)、控制電路(2)、斬波電路(3)、反激變換電路(4)和LED負(fù)載(5)，其特征在于，所述EMI濾波電路(I)、斬波電路(3)、反激變換電路(4)和LED負(fù)載(5)依次順次連接，所述控制電路(2)與所述斬波電路(3 )和反激變換電路(4 )連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能調(diào)光高效恒流LED驅(qū)動芯片，其特征在于，所述控制電路(2)包括高集成度高功率因數(shù)的恒流驅(qū)動LED芯片U1，芯片型號為HC3210，芯片管腳包括 OUTPUT_TR、Vsense、VIN、VT、GND、I sense、OUTPUT 和 VCC ;所述控制電路(2)還包括電阻R7、R8、R16、R17、R5、R12、熱敏電阻NTC和MOSFET管Ql,電阻R7、R8組成分壓電路連接到Vsense腳，VIN腳通過電阻R16、R17連接到所述EMI濾波電路(1)，VT腳通過熱敏電阻NTC接地，Isense腳通過電阻R12接地，MOSFET管Ql的柵極通過電阻R5與OUTPUT腳連接，源極與Isense腳連接,漏極與所述反激變換電路(4)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能調(diào)光高效恒流LED驅(qū)動芯片，其特征在于，所述斬波電路(3)由電感L2、二極管Dl、D2、D5、MOSFET管Q2和電阻R4、R3組成，MOSFET管Q2的柵極與所述LED芯片Ul的0UTPUT_TR腳連接，源極通過電阻R3接地，漏極通過電阻R4與電感L2及二極D2的正極連接，電感L2的另一端與二極管D5負(fù)極連接，二極管D5的正極與二極管Dl的正極連接，并連接到所述EMI濾波電路(1)，二極管Dl的負(fù)極與二極管D2的負(fù)極連接，并連接到所述反激變換電路(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能調(diào)光高效恒流LED驅(qū)動芯片，其特征在于，所述EMI濾波電路(I)由電感L1、電阻Rl和電容C2組成，電感LI與電阻Rl并聯(lián)后，通過電容C2接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能調(diào)光高效恒流LED驅(qū)動芯片，其特征在于，反激變換電路(4)由變壓器Tl、電容C3、電阻R6、二極管D3、二極管D6和電容C6組成，電容C3、電阻R6、二極管D3、接在變壓器Tl的初級繞組，組成RCD鉗伴電路，二極管D6的正極與變壓器Tl的次級繞組連接，負(fù)極通過電容C6接地，組成輸出整流電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能調(diào)光高效恒流LED驅(qū)動芯片，其特征在于，所述LED負(fù)載(5)由電阻R18和多個LED燈組成，各個LED燈串接后與電阻R18并聯(lián)。
【文檔編號】H05B37/02GK103889117SQ201410098035
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月17日
【發(fā)明者】鄭云華, 韓基東 申請人:無錫漢詠微電子股份有限公司