CN104981065A - 具有填谷电路的led驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有填谷电路的LED驱动装置，包括接入市电的桥堆整流模块、填谷电路、滤波电容C3、与桥堆整流模块相连的恒流模块、与桥堆整流模块和恒流模块均相连的LED负载；滤波电容C3一端连接在桥堆整流模块的输出端，另一端接地；填谷电路连接在桥堆整流模块输出端。本发明增设填谷电路来大幅度增加整流二极管的导通角，通过填平谷点，使输入电流从尖峰脉冲变为接近于正弦波的波形，显著降低总谐波失真，能够将功率因数提高到0.9左右，具有结构简单、成本低的优点。

Description

具有填谷电路的LED驱动装置

技术领域

本发明涉及LED驱动电路领域，具体地，涉及一种具有填谷电路的LED驱动装置。

背景技术

LED光源作为一种新型绿色光源，由于其具有耗电量低、寿命长、反应速度快、高效节能等优点，已被越来越广泛的应用。

在同样亮度下，LED 光源耗电量仅为普通白炽灯的十分之一，而寿命却可以延长100 倍。但其寿命很大程度上决定于驱动电源，因此一种可靠的、转换效率高的、寿命长的LED 驱动电源对于LED 光源至关重要。

目前，LED灯的供电方式多采用直流，供电的市电需要通过整流桥转换为直流，再通过驱动电路驱动LED灯珠发光。其输入部分一般由桥式整流器和滤波电容器构成，二者均属于非线性元器件。由于大容量滤波电容器的存在，使得整流二极管的导通角变得很窄，仅在交流输入电压的峰值附近才能导通，致使交流输入电流产生严重失真，变成为尖峰脉冲。这种电流波形中包含了大量的谐波分量，不仅对电网造成污染，还导致滤波后输出的有功功率显著降低，使功率因数大幅度降低。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种具有填谷电路的LED驱动装置，该LED驱动装置通过填谷电路改善谐波、提高功率因素。

具有填谷电路的LED驱动装置，包括接入市电的桥堆整流模块、滤波电容C3、恒流模块、LED负载和填谷电路；滤波电容C3一端连接在桥堆整流模块的输出端，另一端接地；所述恒流模块包括恒流控制芯片IC1、MOS管Q1、分压电阻R5、调节电阻R6、采样电阻R7和采样电阻R8；所述LED负载正极连接桥堆整流模块的输出端，负极连接MOS管Q1的D极；恒流控制芯片IC1的电源输入端通过分压电阻R5连接到桥堆整流模块的输出端；恒流控制芯片IC1的采样端通过采样电阻R7和采样电阻R8分别连接到MOS管Q1的D极和S极，MOS管Q1的S极还通过调节电阻R6接地、G极连接到恒流控制芯片IC1的输出端；填谷电路包括电容C4、电容C5以及二极管D4、二极管D2、二极管D3，电容C4一端连接桥堆整流模块的输出端、另一端连接二极管D4的负极，二极管D4的正极接地；电容C5的一端接地、另一端连接二极管D2的正极，二极管D2的负极连接桥堆整流模块的输出端；二极管D3的正极与二极管D4的负极相连，二极管D3的负极与二极管D2的正极相连。

作为本发明的进一步改进，上述具有填谷电路的LED驱动装置还包括用于隔离填谷电路和桥堆整流模块的二极管D1，二极管D1正极连接桥堆整流模块的输出端、负极同时连接电容C4、二极管D2的负极、分压电阻R5、LED负载正极。

进一步，所述桥堆整流模块为全桥整流桥堆BD1，全桥整流桥堆BD1的两个输入端分别连接市电火线和零线，全桥整流桥堆BD1的直流输出正极与电容C3和二极管D1的正极相连，直流输出负极接地。

进一步，上述具有填谷电路的LED驱动装置还包括用于浪涌保护的熔断器，全桥整流桥堆BD1通过该熔断器与市电火线相连。

优选的，所述电容C4和电容C5的容值相等，且电容C4和电容C5为电解电容，电容C4的负极连接二极管D4的负极，电容C5的负极接地。

进一步，所述LED负载两端还并联有滤波电容C2。

优选的，所述调节电阻R6的阻值为5Ω。

综上，本发明的有益效果是：本发明在桥堆整流模块后增设填谷电路来大幅度增加整流二极管的导通角，通过填平谷点，使输入电流从尖峰脉冲变为接近于正弦波的波形，显著降低总谐波失真。本发明能够将功率因数提高到0.9左右。本发明的电路简单、成本低、功率因数补偿效果显著，并且在输入电路中不需要使用体积大重量沉的大电感器。本发明还具有防浪涌功能，防止电路中的浪涌损坏驱动电路和LED负载。

附图说明

图1是本发明的电路图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

【实施例1】

如图1所示，本实施例的具有填谷电路的LED驱动装置，包括接入市电的桥堆整流模块、连接到桥堆整流模块上的恒流模块、滤波电容C3、LED负载和填谷电路；其中：桥堆整流模块为全桥整流桥堆BD1，全桥整流桥堆BD1是由4只整流二极管按桥式全波整流电路的形式连接并封装为一体的整流桥堆，其具有两个输入端和两个输出端，两个输出端分别为直流输出正极、直流输出负极。全桥整流桥堆BD1的两个输入端接入市电，分别连接市电火线L和零线N；全桥整流桥堆BD1的直流输出负极接地；全桥整流桥堆BD1的直流输出正极为桥堆整流模块的输出端，该直流输出正极同时连接电容C3、恒流模块、LED负载正极和填谷电路。滤波电容C3一端连接在桥堆整流模块的输出端，另一端接地。

恒流模块包括恒流控制芯片IC1、MOS管Q1、分压电阻R5、调节电阻R6、采样电阻R7和采样电阻R8；上述LED负载正极连接桥堆整流模块的直流输出正极，负极连接MOS管Q1的D极（漏极）；恒流控制芯片IC1具有电源输入端VH、采样端CS、接地端GND、输出端GATE、电源输出端VDD，其接地端GND接地，电源输入端VH通过分压电阻R5连接到桥堆整流模块上，获得工作电压；电源输出端VDD与接地端GND上并联滤波电容C1，平滑恒流控制芯片IC1的工作电压，使恒流控制芯片IC1保持稳定工作；采样端CS通过采样电阻R7和采样电阻R8分别连接到MOS管Q1的D极和S极（源极）；输出端GATE连接MOS管Q1的G极（栅极），控制MOS管的导通与截止，MOS管Q1的S极还通过调节电阻R6接地。

所述填谷电路包括电容C4、电容C5以及二极管D4、二极管D2、二极管D3，电容C4一端连接桥堆整流模块的输出端即全桥整流桥堆BD1的直流输出正极、另一端连接二极管D4的负极，二极管D4的正极接地；电容C5的一端接地、另一端连接二极管D2的正极，二极管D2的负极连接桥堆整流模块的输出端即全桥整流桥堆BD1的直流输出正极；二极管D3的正极与二极管D4的负极相连，二极管D3的负极与二极管D2的正极相连。

本实施例中，增设填谷电路填平电路，大幅度增加全桥整流桥堆BD1中整流二极管的导通角，通过填平谷点，使输入电流从尖峰脉冲变为接近于正弦波的波形，显著降低总谐波失真。本发明能够将功率因数提高到0.9左右。本发明的电路简单、成本低、功率因数补偿效果显著，并且在输入电路中不需要使用体积大重量沉的大电感器。

上述LED负载优选为多个LED灯珠串联形成的LED灯串，也可以为单个LED灯珠，采样电阻R7、采样电阻R8采集LED负载回路上的电流，恒流控制芯片IC1根据采集的电流控制MOS管的导通状态，从而控制回路电压，达到回路电压和电阻之比恒定不变，实现电流恒定。

【实施例2】

在实施例1的基础上，本实施例中的LED驱动装置还包括用于隔离填谷电路和桥堆整流模块的二极管D1和用于浪涌保护的熔断器F1。

全桥整流桥堆BD1通过熔断器F1与市电火线L相连，熔断器F1具有一定的阻值，可以吸收尖峰电压，具有防浪涌作用。

二极管D1正极连接全桥整流桥堆BD1的直流输出正极、负极同时连接电容C4、二极管D2的负极、分压电阻R5、LED负载的正极。D1为隔离二极管，可将全桥整流桥堆BD1与填谷电路隔开。电容C3连接在全桥整流桥堆BD1的直流输出正极上。

本实施例中，电容C4和电容C5的容值相等，且电容C4和电容C5为电解电容，电容C4的正极连接全桥整流桥堆BD1的直流输出正极、负极连接二极管D4的负极，电容C5的正极连接二极管D2的正极、负极接地。

上述LED负载两端还并联有滤波电容C2，使LED负载的输入电压稳定。

本实施例中，恒流控制芯片IC1采用ORG8510恒流芯片，MOS管Q1为N沟道MOS管。

上述滤波电容C1采用陶瓷电容。

本实施例中，上述调节电阻R6的阻值为5Ω，以保证R6具有分压功能又能避免R6分得过高的电压；分压电阻R5、调节电阻R6、采样电阻R7、采样电阻R8采用高压贴片电阻，滤波电容C1和滤波电容C2采用高压贴片电容，以减小驱动电路所占体积。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.具有填谷电路的LED驱动装置，包括接入市电的桥堆整流模块、滤波电容C3、恒流模块和LED负载；滤波电容C3一端连接在桥堆整流模块的输出端，另一端接地；所述恒流模块包括恒流控制芯片IC1、MOS管Q1、分压电阻R5、调节电阻R6、采样电阻R7和采样电阻R8；所述LED负载正极连接桥堆整流模块的输出端，负极连接MOS管Q1的D极；恒流控制芯片IC1的电源输入端通过分压电阻R5连接到桥堆整流模块的输出端；恒流控制芯片IC1的采样端通过采样电阻R7和采样电阻R8分别连接到MOS管Q1的D极和S极，MOS管Q1的S极还通过调节电阻R6接地、G极连接到恒流控制芯片IC1的输出端；其特征在于，还包括填谷电路，该填谷电路包括电容C4、电容C5以及二极管D4、二极管D2、二极管D3，电容C4一端连接桥堆整流模块的输出端、另一端连接二极管D4的负极，二极管D4的正极接地；电容C5的一端接地、另一端连接二极管D2的正极，二极管D2的负极连接桥堆整流模块的输出端；二极管D3的正极与二极管D4的负极相连，二极管D3的负极与二极管D2的正极相连。

2.根据权利要求1所述的具有填谷电路的LED驱动装置，其特征在于，还包括用于隔离填谷电路和桥堆整流模块的二极管D1，二极管D1正极连接桥堆整流模块的输出端、负极同时连接电容C4、二极管D2的负极、分压电阻R5、LED负载正极。

3.根据权利要求2所述的具有填谷电路的LED驱动装置，其特征在于，所述桥堆整流模块为全桥整流桥堆BD1，全桥整流桥堆BD1的两个输入端分别连接市电火线和零线，全桥整流桥堆BD1的直流输出正极与电容C3和二极管D1的正极相连，直流输出负极接地。

4.根据权利要求3所述的具有填谷电路的LED驱动装置，其特征在于，还包括用于浪涌保护的熔断器，全桥整流桥堆BD1通过该熔断器与市电火线相连。

5. 根据权利要求1至4任一所述的具有填谷电路的LED驱动装置，其特征在于，所述电容C4和电容C5的容值相等，且电容C4和电容C5为电解电容，电容C4的负极连接二极管D4的负极，电容C5的负极接地。

6.根据权利要求1至4任一所述的具有填谷电路的LED驱动装置，其特征在于，所述LED负载两端还并联有滤波电容C2。

7.根据权利要求1至4任一所述的具有填谷电路的LED驱动装置，其特征在于，所述调节电阻R6的阻值为5Ω。