一種非隔離dc-dc恒流led驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種非隔離DC-DC恒流LED驅(qū)動(dòng)電路，包括電流控制單元、調(diào)光單元、開關(guān)單元和PFC芯片，所述PFC芯片連接電流控制單元、調(diào)光單元和開關(guān)單元；本實(shí)用新型使用PFC芯片代替現(xiàn)有驅(qū)動(dòng)電路中的LED驅(qū)動(dòng)芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)DC-DC降壓功能，由PFC芯片來(lái)檢測(cè)電流控制單元的電流狀態(tài)，在電流變化導(dǎo)致LED與地進(jìn)行通斷切換時(shí)，由電流控制單元來(lái)降低開關(guān)損耗，避免電流控制單元中產(chǎn)生一個(gè)很大的振蕩脈沖電流，使整個(gè)電路具有良好的EMC功能。
【專利說(shuō)明】—種非隔罔DC-DC 'I'旦流LED驅(qū)動(dòng)電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及LED照明【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種非隔離DC-DC恒流LED驅(qū)動(dòng)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]非隔離DC-DC恒流驅(qū)動(dòng)IC電路應(yīng)用較為廣泛，特別在低壓小電流電路上，使用較少的元器件即可實(shí)現(xiàn)效果良好的工作效果。但是在高壓大電流應(yīng)用中，現(xiàn)有的非隔離DC-DC驅(qū)動(dòng)IC電路結(jié)構(gòu)就出現(xiàn)了一些問題。
[0003]現(xiàn)有的非隔離DC-DC驅(qū)動(dòng)IC電路如圖1所示。從圖1中可以看出，在電源端Vbus的輸入電壓很高，而LED的電壓(LED正極LED+與LED負(fù)極LED-之間的壓差)很低的情況下，由于LED的電流由電阻Ra的取樣決定，在電阻Ra的阻值不變和LED的負(fù)載不變的情況下，開關(guān)管V的開關(guān)頻率由電感L決定。只要電阻Ra上的電壓達(dá)到設(shè)置的電壓值(該電壓值由LED驅(qū)動(dòng)芯片IC內(nèi)部設(shè)定，LED驅(qū)動(dòng)芯片IC的型號(hào)為HV9961)，開關(guān)管V就會(huì)關(guān)閉；此時(shí)電感L上的電感電流沒有被切斷，通過快速二極管D負(fù)責(zé)電感電流的續(xù)流作用；則電阻Ra上的電壓不斷下降。當(dāng)電阻Ra上的電壓降低到一定的值后，開關(guān)管V重新導(dǎo)通，電感L的電感電流會(huì)從開關(guān)管V流向地，此時(shí)在開關(guān)管V上會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很大的振蕩脈沖電流，在結(jié)合開關(guān)管V內(nèi)部的導(dǎo)通電阻的作用下，開關(guān)管V會(huì)產(chǎn)生很大的開關(guān)損耗。并且，隨著一連串較大的導(dǎo)通電流，會(huì)嚴(yán)重影響整個(gè)電路的EMC (Electro magnetic compatibility,電磁兼容性，意指設(shè)備所產(chǎn)生的電磁能量既不對(duì)其它設(shè)備產(chǎn)生干擾，也不受其他設(shè)備的電磁能量干擾的能力)功能。
[0004]因而現(xiàn)有技術(shù)還有待改進(jìn)和提高。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本實(shí)用新型的目的在于提供一種非隔離DC-DC恒流LED驅(qū)動(dòng)電路，以解決現(xiàn)有非隔離DC-DC驅(qū)動(dòng)IC電路的開關(guān)管上會(huì)產(chǎn)生振蕩脈沖電流、增加開關(guān)損耗的問題。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采取了以下技術(shù)方案:
[0007]一種非隔離DC-DC恒流LED驅(qū)動(dòng)電路，其包括:
[0008]用于在LED與地進(jìn)行通斷切換時(shí)，降低開關(guān)損耗的電流控制單元；
[0009]用于將輸入的PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換成調(diào)光啟動(dòng)信號(hào)的調(diào)光單兀；
[0010]用于控制PFC芯片的啟閉狀態(tài)的開關(guān)單元；
[0011]用于將調(diào)光啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換調(diào)光信號(hào)控制電流控制單元的工作狀態(tài)，以及檢測(cè)電流控制單元的電流狀態(tài)的PFC芯片；
[0012]所述PFC芯片連接電流控制單元、調(diào)光單元和開關(guān)單元。
[0013]所述的非隔離DC-DC恒流LED驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述PFC芯片的型號(hào)為TDA4863 ；
[0014]所述電流控制單元包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、電感、開關(guān)管、第一電容和第一二極管，所述開關(guān)管的控制端通過第一電阻連接PFC芯片的⑶端，開關(guān)管的第一連接端連接第一二極管的正極和電感的第一繞組的異名端，開關(guān)管的第二連接端連接PFC芯片的Isense端、還通過第三電阻接地，所述第一二極管的負(fù)極連接電源端和LED正極，所述電感的第一繞組的同名端連接LED負(fù)極、還通過第一電容連接LED正極，電感的第二繞組的同名端連接PFC芯片的GND端，電感的第二繞組的異名端通過第二電阻連接PFC芯片的Z⑶端，PFC芯片的GND端接地。
[0015]所述的非隔離DC-DC恒流LED驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述開關(guān)管為NMOS管，所述第一二極管為快速二極管。
[0016]所述的非隔離DC-DC恒流LED驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述調(diào)光單元包括第四電阻、第五電阻、第六電阻、第二電容和第二二極管，所述第二二極管的負(fù)極連接PFC芯片的Vsense端、還通過第六電阻接地，第二二極管的正極通過第五電阻連接調(diào)光控制端，第二電容與第四電阻并聯(lián)在第二二極管的負(fù)極與PFC芯片的VAout端之間。
[0017]所述的非隔離DC-DC恒流LED驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述開關(guān)單元包括第七電阻和第三電容，所述第七電阻的一端連接PFC芯片的MULT端、還通過第三電容接地，第七電阻的另一端連接開關(guān)控制端。
[0018]所述的非隔離DC-DC恒流LED驅(qū)動(dòng)電路，其中，還包括第四電容和第五電容，所述第四電容連接在電源端與地之間，所述第五電容的一端連接PFC芯片的Ncc端和工作電壓端，第五電容的另一端連接PFC芯片的GND端。
[0019]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型提供的一種非隔離DC-DC恒流LED驅(qū)動(dòng)電路，使用PFC芯片代替現(xiàn)有驅(qū)動(dòng)電路中的LED驅(qū)動(dòng)芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)DC-DC降壓功能，由PFC芯片來(lái)檢測(cè)電流控制單元的電流狀態(tài)，在電流變化導(dǎo)致LED與地進(jìn)行通斷切換時(shí)，由電流控制單元來(lái)降低開關(guān)損耗，避免電流控制單元中產(chǎn)生一個(gè)很大的振蕩脈沖電流，使整個(gè)電路具有良好的EMC功能。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為現(xiàn)有的非隔離DC-DC恒流驅(qū)動(dòng)IC電路的電路圖。
[0021]圖2為本實(shí)用新型非隔離DC-DC恒流LED驅(qū)動(dòng)電路較佳實(shí)施例的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]本實(shí)用新型提供一種非隔離DC-DC恒流LED驅(qū)動(dòng)電路，使用PFC芯片代替現(xiàn)有驅(qū)動(dòng)電路中的LED驅(qū)動(dòng)芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)DC-DC降壓功能，避免在開關(guān)管產(chǎn)生很大的振蕩脈沖電流，減少開關(guān)損耗。為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0023]請(qǐng)參閱圖2，本實(shí)用新型提供的非隔離DC-DC恒流LED驅(qū)動(dòng)電路包括電流控制單元100、調(diào)光單元200、開關(guān)單元300和PFC芯片U1，所述PFC芯片Ul連接電流控制單元100、調(diào)光單元200和開關(guān)單元300。所述開關(guān)單元300控制PFC芯片Ul的啟閉狀態(tài)(即工作或不工作)。所述PFC芯片的型號(hào)為TDA4863，由于PFC芯片Ul自身的電路結(jié)構(gòu)和引腳設(shè)置，不能直接接收處理外部輸入的PWM信號(hào)，需要由調(diào)光單元200將輸入的PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換成調(diào)光啟動(dòng)信號(hào)后，才能被PFC芯片識(shí)別。所述PFC芯片Ul將調(diào)光啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換調(diào)光信號(hào)控制電流控制單元的工作狀態(tài)，即根據(jù)調(diào)光信號(hào)控制LED與地之間連接或斷開連接。在正常工作時(shí)，由于電流控制單元100內(nèi)部的電流變化會(huì)使LED與地進(jìn)行通斷切換，需要由PFC芯片Ul來(lái)檢測(cè)電流控制單元的電流狀態(tài)，在電流變化導(dǎo)致LED與地進(jìn)行通斷切換時(shí)，由電流控制單元來(lái)降低開關(guān)損耗。
[0024]其中，所述電流控制單元100包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、電感、開關(guān)管V1、第一電容Cl和第一二極管D1，所述開關(guān)管Vl為NMOS管，所述第一二極管Dl為快速二極管。所述開關(guān)管Vl的控制端(即NMOS管的柵極)通過第一電阻Rl連接PFC芯片Ul的⑶端，開關(guān)管Vl的第一連接端(即NMOS管的漏極)連接第一二極管Dl的正極和電感的第一繞組LA的異名端，開關(guān)管Vl的第二連接端(即NMOS管的源極)連接PFC芯片的Isense端、還通過第三電阻R3接地，所述第一二極管Dl的負(fù)極連接電源端Vbus和LED正極LED+，所述電感的第一繞組LA的同名端連接LED負(fù)極LED-、還通過第一電容Cl連接LED正極LED+，電感的第二繞組LB的同名端連接PFC芯片的GND端，電感的第二繞組LB的異名端通過第二電阻R2連接PFC芯片的Z⑶端，PFC芯片的GND端接地。
[0025]本實(shí)施例中，利用PFC芯片的零電流檢測(cè)引腳(即ZCD端)，在現(xiàn)有電感(即本實(shí)施例中的第一繞組LA)的基礎(chǔ)上增加第二繞組LB來(lái)延遲開關(guān)管的導(dǎo)通，使第二繞組LA上的電流放完后再使開關(guān)管的導(dǎo)通、即可避免產(chǎn)生振蕩脈沖電流；具體工作原理如下:在整個(gè)電路正常工作時(shí)，當(dāng)?shù)谌娮鑂3上的電壓達(dá)到設(shè)置的電壓值時(shí)，開關(guān)管Vl就會(huì)關(guān)閉。所述設(shè)置的電壓值由PFC芯片的型號(hào)決定。此時(shí)電感的第一繞組LA上的電流由第一二極管Dl負(fù)責(zé)續(xù)流，使第三電阻R3上的電壓不斷下降。當(dāng)?shù)谌娮鑂3上的電壓降低到一定的值(如
0.3V)后，此時(shí)的開關(guān)管Vl并沒有導(dǎo)通(現(xiàn)有的驅(qū)動(dòng)電路的開關(guān)管在此時(shí)會(huì)導(dǎo)通)。本實(shí)施例需要等到電感的第二繞組LB上的感應(yīng)電流小于設(shè)置的值(該值由PFC芯片的型號(hào)決定，本實(shí)施例中為TDA4863)后，開關(guān)管Vl才會(huì)重新導(dǎo)通，此時(shí)電感的第一繞組LA上的電流會(huì)由零逐漸變大。因此，在開關(guān)管Vl上就不會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很大的振蕩脈沖電流，這樣既可大幅度地減少開關(guān)管Vl廣生的開關(guān)損耗，并且使整個(gè)電路具有良好的EMC功能。
[0026]由于本實(shí)用新型采用PFC芯片來(lái)代替現(xiàn)有驅(qū)動(dòng)電路中的LED驅(qū)動(dòng)芯片，調(diào)光控制端PWM輸入的PWM信號(hào)不能直接輸入PFC芯片中(因?yàn)樵揚(yáng)FC芯片沒有相關(guān)引腳)，因此需要調(diào)光單元200進(jìn)行轉(zhuǎn)換。所述調(diào)光單元200包括第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第二電容C2和第二二極管D2，所述第二二極管D2的負(fù)極連接PFC芯片Ul的Vsense端、還通過第六電阻R6接地，第二二極管D2的正極通過第五電阻R5連接調(diào)光控制端PWM，第二電容C2與第四電阻R4并聯(lián)在第二二極管D2的負(fù)極與PFC芯片的VAout端之間。PFC芯片Ul將調(diào)光啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換調(diào)光信號(hào)后從其GD端輸出，控制開關(guān)管Vl導(dǎo)通或關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)LED與地之間的通斷切換。
[0027]由于PFC芯片的內(nèi)部電路設(shè)置和弓丨腳設(shè)定，控制PFC芯片啟閉時(shí)需要開關(guān)單元300將開關(guān)控制端0N/0FF輸入的開關(guān)控制信號(hào)轉(zhuǎn)換后，才能被PFC芯片識(shí)別。本實(shí)施例中，所述開關(guān)單元300包括第七電阻R7和第三電容C3，所述第七電阻R7的一端連接PFC芯片的MULT端、還通過第三電容C3接地，第七電阻R7的另一端連接開關(guān)控制端0N/0FF。
[0028]為了穩(wěn)定LED的電源和PFC芯片的電源，所述非隔離DC-DC恒流LED驅(qū)動(dòng)電路還包括第四電容C4和第五電容C5，所述第四電容C4連接在電源端Vbus與地之間，所述第五電容C5的一端連接PFC芯片的Vcc端和工作電壓端Vcc，第五電容C5的另一端連接PFC芯片的GND端。
[0029]綜上所述，本實(shí)用新型提供的一種非隔離DC-DC恒流LED驅(qū)動(dòng)電路，通過電感的第二繞組LB來(lái)控制開關(guān)管延遲導(dǎo)通，在開關(guān)管導(dǎo)通之前電感的第一繞組上的電流已放完，開關(guān)管導(dǎo)通后從第一繞組上的電流由零逐漸變大；這樣即可避免現(xiàn)有技術(shù)中電感電流未放完時(shí)開關(guān)管導(dǎo)通，導(dǎo)致開關(guān)管上產(chǎn)生的一個(gè)很大的振蕩脈沖電流，大幅度地減少開關(guān)管產(chǎn)生的開關(guān)損耗，并且使整個(gè)電路具有良好的EMC功能。
[0030]可以理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其實(shí)用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種非隔離DC-DC恒流LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，包括: 用于在LED與地進(jìn)行通斷切換時(shí)，降低開關(guān)損耗的電流控制單元； 用于將輸入的PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換成調(diào)光啟動(dòng)信號(hào)的調(diào)光單元； 用于控制PFC芯片的啟閉狀態(tài)的開關(guān)單元； 用于將調(diào)光啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換調(diào)光信號(hào)控制電流控制單元的工作狀態(tài)，以及檢測(cè)電流控制單元的電流狀態(tài)的PFC芯片； 所述PFC芯片連接電流控制單元、調(diào)光單元和開關(guān)單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非隔離DC-DC恒流LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述PFC芯片的型號(hào)為TDA4863 ； 所述電流控制單元包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、電感、開關(guān)管、第一電容和第一二極管，所述開關(guān)管的控制端通過第一電阻連接PFC芯片的⑶端，開關(guān)管的第一連接端連接第一二極管的正極和電感的第一繞組的異名端，開關(guān)管的第二連接端連接PFC芯片的Isense端、還通過第三電阻接地，所述第一二極管的負(fù)極連接電源端和LED正極，所述電感的第一繞組的同名端連接LED負(fù)極、還通過第一電容連接LED正極，電感的第二繞組的同名端連接PFC芯片的GND端，電感的第二繞組的異名端通過第二電阻連接PFC芯片的Z⑶端，PFC芯片的GND端接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非隔離DC-DC恒流LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述開關(guān)管為NMOS管，所述第一二極管為快速二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非隔離DC-DC恒流LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述調(diào)光單元包括第四電阻、第五電阻、第六電阻、第二電容和第二二極管，所述第二二極管的負(fù)極連接PFC芯片的Vsense端、還通過第六電阻接地，第二二極管的正極通過第五電阻連接調(diào)光控制端，第二電容與第四電阻并聯(lián)在第二二極管的負(fù)極與PFC芯片的VAout端之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的非隔離DC-DC恒流LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述開關(guān)單元包括第七電阻和第三電容，所述第七電阻的一端連接PFC芯片的MULT端、還通過第三電容接地，第七電阻的另一端連接開關(guān)控制端。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的非隔離DC-DC恒流LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，還包括第四電容和第五電容，所述第四電容連接在電源端與地之間，所述第五電容的一端連接PFC芯片的Vcc端和工作電壓端，第五電容的另一端連接PFC芯片的GND端。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK203691709SQ201420015317
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年1月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月10日
【發(fā)明者】黃華計(jì), 盧本源 申請(qǐng)人:深圳市垅運(yùn)照明電器有限公司