CN108124340A - 带开路保护的可控硅调光led 灯驱动器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了LED灯的照明***，其特征在于它包括一整流滤波电路，该整流滤波电路具有连接交流电的输入端，和带正极和负极的直流端；一振荡电路，该振荡电路的输出线圈与一开关器件的电流回路串联后分别接于所述正极和负极之间；该开关器件的控制极通过一降压网络连接于所述正极；另有一辅助线圈与所述输出线圈耦合，该辅助线圈的一端通过一振荡电容连接于所述降压网络中；该振荡电路包含一自动降低开关器件控制极电压的保护电路，最后包括一输出电路。本方案振荡电路结构可靠稳定，辅助线圈得到复用，一方面用作自激振荡正反馈，另一方面可用作开路保护对电压采样的感应器件。元器件数量少，结构简单，调试方便，易形成低成本方案。

Description

带开路保护的可控硅调光LED 灯驱动器

技术领域

本发明涉及一种电源电路，具体是一种运用于半导体照明灯具的适用可控硅调光方式的驱动器，带有开路保护功能。

背景技术

随着技术进步，LED 光源在照明应用中的优势逐渐凸显，一方面，其光效率、显色性能已经达到甚至超过传统光源比如白炽灯、气体放电荧光灯，另一方面，其可调节能力较传统光源有更大的发展空间，特别适用于现代家居、商业等通用照明领域。

但LED 光源所实现的灯具也具有其明显的缺陷，考虑到LED 光源输出半导体器件，其驱动电源通常需要低压，所以，LED 灯具都会带有相应的驱动器。这类驱动器往往使用开关方式的电源，例如包含开关变压器、振荡电路、保护电路等，考虑到调光功能、精度和寿命等问题，有的甚至运用到IC。这类电路的共性是线路较复杂，成本较高，尤其在中低功率LED 调光灯上难以推广使用。

发明内容

针对现有可调光LED 驱动器线路较复杂，成本较高而在中低功率LED 调光灯上难以推广的问题，本发明提出一种带开路保护的可控硅调光LED 灯驱动器，其技术方案如下：

带开路保护的可控硅调光LED 灯驱动器，包括：

一整流滤波电路，该整流滤波电路具有连接交流电的输入端，和带正极和负极的直流端；

一振荡电路，该振荡电路的输出线圈与一开关器件的电流回路串联后分别接于所述正极和负极之间；该开关器件的控制极通过一降压网络连接于所述正极；另有一辅助线圈与所述输出线圈耦合，该辅助线圈的一端通过一振荡电容连接于所述降压网络中；该振荡电路包含一保护电路，此保护电路包含一稳压管和一充电电容，二者串联于所述开关器件的控制极与地之间；所述稳压管在该开关器件导通时维持该控制极的对地电压；当所述输出线圈开路而过压时，其在所述辅助线圈上的感应电动势向所述充电电容充电，使该开关器件控制极电压下降从而使其截止；

一输出电路，连接于所述输出线圈，将其两端电压整流滤波后输出；以及一续流电路，该续流电路连接于所述正极和负极之间，包括串联的一电阻和一电容，其中，所述输出线圈和开关器件连接的一端与所述辅助线圈接负极的一端为同名端。

作为本技术方案的优选者，可以有如下的体现：

较佳实施例中，所述充电电容和一二极管相串联后再并联于所述辅助线圈，其中该充电电容的一端接负极，该二极管的负极接该辅助线圈与该振荡电容的连接点；该充电电容与该二极管正极相连点通过所述稳压管正向连接至所述开关器件的控制极。

较佳实施例中，所述降压网络包括至少两个相互串联的降压电阻，其中一个该降压电阻连接于所述正极与所述振荡电容的一端之间；另一个该降压电阻连接于所述振荡电容的一端与所述控制极之间。

较佳实施例中，还包括一削波电路，该削波电路对该开关器件的电流回路进行电流采样，设定一削波阈值，所述削波电路对所述控制极的电压进行限制，使该开关器件的电流回路的电流不超过所述削波阈值。在较佳实施例中，所述削波电路包括：

采样电阻，串联于所述开关器件电流回路与地之间，其与开关器件连接处为采样

点；以及

调整管，其基极通过一偏置电阻连接于所述采样点，其调整管的集电极连接于所

述开关器件的控制极，其发射极接地。

较佳实施例中，其特征在于：所述输出电路包括一半波整流二极管和一滤波电解；所述半波整流二极管正极连接于所述输出线圈与所述开关输出器件连接的一端；所述滤波电解其正极与所述半波整流二极管的负极连接，其负极与所述直流端的正极连接。

较佳实施例中，所述整流滤波电路包括一桥堆和其输出端连接的一π 型滤波网络，该π 型滤波网络的输出端为所述直流端。

本技术方案带来的有益效果有:

1. 振荡电路结构简单，元件少，结构可靠稳定，易形成低成本方案；

2. 辅助线圈得到复用，一方面用作自激振荡正反馈，另一方面可用作开路保护对电压采样的感应器件。元器件数量少，结构简单，调试方便；

3. 可直接驳接传统可控硅调相方式的调光开关，可直接进行调光处理，适用性好。

4. 可使用少许元件增设功率因数矫正电路，适合中小功率高功率因数的方案。

附图说明

以下结合附图实施例对本发明作进一步说明：

图1 是本发明一实施例的具体电路图。

具体实施方式

如图1 所示，本发明一个实施例的电路图。

该方案为一个驳接于市电，可提供约50V，200mA 的LED 的驱动输出。它具有一个整流滤波电路，该整流滤波电路包括了桥堆D1 和C1、C2 以及L3 组成的π 型滤波网络，其输入端即桥堆D1 的两个AC 端连接交流电（市电），且从C2 的两端，即π 型滤波网络的输出端输出了带正极和负极的直流端，负极接地。还具有一振荡电路，该振荡电路具有一个互感线圈T1，其输出线圈即T1 的右侧线圈与一开关器件Q1 的电流回路串联后分别接于正极和负极之间，Q1 作为开关器件，其电流回路即源极和漏极组成的可受控的电流通路；开关器件Q1 的控制极，即其栅极通过一降压网络连接于正极；本实施例中降压网络包括顺次串联的R5、R6 和R8。

互感线圈T1 的左侧是辅助线圈，其与输出线圈耦合，其一端通过一振荡电容C5连接于降压网络中，本实施例连接于R6 和R8 的连接点；该振荡电路还包含一保护电路，此保护电路包含一稳压管D2 和一充电电容C6，D2 和C6 串联于开关器件Q1 的控制极与地之间；稳压管D2 在该开关器件Q1 导通时维持控制极的对地电压；当T1 中的输出线圈开路而过压时，必然地，在辅助线圈上得到的感应电动势会升高，此感应电动势向充电电容C6 充电，使该开关器件Q1 控制极电压下降从而使其截止。

在输出线圈后级具有输出电路，该输出电路输出线圈的将其两端电压整流滤波后输出至J1，J2。输出线圈和开关器件Q1 连接的一端与辅助线圈接直流端负极的一端为同名端，如图所示。

本方案还包括一续流电路，该续流电路包括串联的一电阻R4 和一电容C3，连接于直流端的正极和负极之间，用于维持外部可控硅式调光器的调光电流，使调光性能稳定。

可见，本方案构成了一个带保护功能的LED 灯驱动电路。通过来自整流滤波电路的脉动直流电压，直接向振荡电路中的C5 充电，开启开关器件管Q1，T1 辅助线圈感应的电压使开关器件Q1 进一步导通；随着Q1 驱动电流的不足，迅速退出饱和区进入截止区，T1辅助线圈产生反向的感应电压，使Q1 立即关断。随后又经振荡电路再次开启Q1，如此反复形成自激振荡即可从输出线圈得到输出电流。再经输出线圈后级的输出电路，即可通过J1J2连接LED 负载。在工作过程中，若出现J1J2 端开路的情况，则输出线圈两端电压升高，必然辅助线圈两端电压升高，从而C6 两端充电，其区中上下间的正电压升高，若D2 负极的对地电压与C6 两端电压差小于Q1 的关断电压，则该行为即可促使Q1 快速达到截止状态，起到保护作用。

综上，本方案具有明显的特点，辅助线圈得到复用，一方面用作自激振荡正反馈，另一方面可用作开路保护对电压采样的感应器件。元器件数量少，结构简单，调试方便；另一方面，本方案可直接驳接传统可控硅调相方式的调光开关，可直接进行调光处理，适用性好。

本实施例还具有其他一些特点：

充电电容C6 和一二极管D6 相串联后再并联于辅助线圈，C6 的一端接负极，D6 的负极接辅助线圈与C5 的连接点；C6 与该D6 正极相连点通过稳压管D2 正向连接至开关器件Q1 的控制极，C6，D6 和辅助线圈形成了完整的单向充放电回路，该保护电路结构简单，用三个分离元件即实现了关断Q1 的保护功能。

降压网络包括三个相互串联的降压电阻R5，R6 和R8，R5 和R6 的串联连接于正极与振荡电容C5 的一端之间；另一个R8 连接于C5 的一端与控制极之间，该形态的降压网络便于调试和更改，特别地，可使开关器件Q1 既适用MOS 管的方案，也可用晶体三极管的方案换用，兼容性好。

本实施例还包括一削波电路，该削波电路包括采样电阻R9 与R10 的并联，该采样电阻串联于开关器件1 电流回路与地之间，其与开关器件Q1 连接处为采样点；一调整管Q2，其基极通过一偏置电阻R14 连接于采样点，其调整管Q2 的集电极连接于开关器件Q1的控制极，其发射极接地。该削波电路对该开关器件Q1 的电流回路进行电流采样，电路设定了一削波阈值，削波电路对控制极的电压进行限制，使该开关器件Q1 的电流回路的电流不超过削波阈值，从而使Q1 源极的电流波形得到限制，最终实现了功率因数的矫正功能，该方案的功率因数矫正结构简单，仅需4 个元件，可将此中小功率的方案设置在0.7 以上的功率因数。

本方案的输出电路包括一半波整流二极管D5 和一滤波电解C5 ；D5 正极连接于输出线圈与开关输出器件Q1 连接的一端；C5 其正极与D5 的负极连接，其负极与直流端的正极连接。

本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。

Claims (7)

1.带开路保护的可控硅调光LED 灯驱动器，其特征在于，包括：

一整流滤波电路，该整流滤波电路具有连接交流电的输入端，和带正极和负极的直流端；

一振荡电路，该振荡电路的输出线圈与一开关器件的电流回路串联后分别接于所述正极和负极之间；该开关器件的控制极通过一降压网络连接于所述正极；另有一辅助线圈与所述输出线圈耦合，该辅助线圈的一端通过一振荡电容连接于所述降压网络中；该振荡电路包含一保护电路，此保护电路包含一稳压管和一充电电容，二者串联于所述开关器件的控制极与地之间；所述稳压管在该开关器件导通时维持该控制极的对地电压；当所述输出线圈开路而过压时，其在所述辅助线圈上的感应电动势向所述充电电容充电，使该开关器件控制极电压下降从而使其截止；一输出电路，连接于所述输出线圈，将其两端电压整流滤波后输出；以及一续流电路，该续流电路连接于所述正极和负极之间，包括串联的一电阻和一电容，其中，所述输出线圈和开关器件连接的一端与所述辅助线圈接负极的一端为同名端。

2.根据权利要求1 所述带开路保护的可控硅调光LED 灯驱动器，其特征在于：所述充电电容和一二极管相串联后再并联于所述辅助线圈，其中该充电电容的一端接负极，该二极管的负极接该辅助线圈与该振荡电容的连接点；该充电电容与该二极管正极相连点通过所述稳压管正向连接至所述开关器件的控制极。

3.根据权利要求1 所述带开路保护的可控硅调光LED 灯驱动器，其特征在于： 所述降压网络包括三个相互串联的降压电阻，其中两个该降压电阻连接于所述正极与所述振荡电容的一端之间；另一个该降压电阻连接于所述振荡电容的一端与所述控制极之间。

4.根据权利要求1 所述带开路保护的可控硅调光LED 灯驱动器，其特征在于：还包括一削波电路，该削波电路对该开关器件的电流回路进行电流采样，设定一削波阈值，所述削波电路对所述控制极的电压进行限制，使该开关器件的电流回路的电流不超过所述削波阈值。

5.根据权利要求4 所述带开路保护的可控硅调光LED 灯驱动器，其特征在于：所述削波电路包括：

采样电阻，串联于所述开关器件电流回路与地之间，其与开关器件连接处为采样点；以及调整管，其基极通过一偏置电阻连接于所述采样点，其调整管的集电极连接于所述开关器件的控制极，其发射极接地。

6.根据权利要求1 至5 中任一项所述带开路保护的可控硅调光LED 灯驱动器，其特征

在于：所述输出电路包括一半波整流二极管和一滤波电解电容；所述半波整流二极管正极连接于所述输出线圈与所述开关输出器件连接的一端；所述滤波电解电容其正极与所述半波整流二极管的负极连接，其负极与所述直流端的正极连接。

7.根据权利要求6 所述带开路保护的可控硅调光LED 灯驱动器，其特征在于： 所述整流滤波电路包括一桥堆和其输出端连接的一π 型滤波网络，该π 型滤波网络的输出端为所述直流端。