CN218124977U - 反激式led恒流驱动电路 - Google Patents

Abstract

公开了一种反激式LED恒流驱动电路，包括交流输入整流电路、控制电路、以及输出滤波电路，其中：控制电路包括变压器的原边绕组，输出滤波电路包括变压器的副边绕组，控制电路和输出滤波电路通过变压器的原边绕组和副边绕组相互耦合；并且控制电路还包括功率三极管和恒流驱动芯片，功率三极管的的导通与关断由恒流驱动芯片控制，恒流驱动芯片的芯片供电引脚连接到交流输入整流电路的输出端。

Description

反激式LED恒流驱动电路

技术领域

本实用新型涉及电路领域，尤其涉及一种反激式LED恒流驱动电路。

背景技术

目前，发光二极管(LED)相关技术已日趋成熟，目前市场上由于金属氧化物半导体晶体管(MOSFET，简称MOS管)的成本上升且供货持续紧缺，迫切需要一种相对供货稳定、成本低廉、功能完备、且适应多场合应用的LED驱动方案。

实用新型内容

根据本实用新型实施例的反激式LED恒流驱动电路，包括交流输入整流电路、控制电路、以及输出滤波电路，其中：控制电路包括变压器的原边绕组，输出滤波电路包括变压器的副边绕组，控制电路和输出滤波电路通过变压器的原边绕组和副边绕组相互耦合；并且控制电路还包括功率三极管和恒流驱动芯片，功率三极管的导通与关断由恒流驱动芯片控制，恒流驱动芯片的芯片供电引脚连接到交流输入整流电路的输出端。

在根据本实用新型实施例的反激式LED恒流驱动电路中，采用功率三极管来代替MOS管，解决了与MOS管有关的供货和成本问题。同时，恒流驱动芯片的芯片供电引脚连接到交流输入整流电路的输出端(即，由交流输入整流电路为恒流驱动芯片供电)，所以根据本实用新型实施例的反激式LED恒流驱动电路可以应用在多种应用场合中。

附图说明

从下面结合附图对本实用新型的具体实施方式的描述中可以更好地理解本实用新型，其中：

图1示出了根据本实用新型实施例的反激式LED恒流驱动电路的示例电路图。

图2示出了图1所示的恒流驱动芯片的示例内部框图。

图3示出了图1所示的反激式LED恒流驱动电路中的多个信号的工作波形图。

具体实施方式

下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本实用新型的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本实用新型可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例来提供对本实用新型的更好的理解。本实用新型决不限于下面所提出的任何具体配置，而是在不脱离本实用新型的精神的前提下覆盖了元素和部件的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本实用新型造成不必要的模糊。另外，需要说明的是，这里使用的用语“A与B连接”可以表示“A与B直接连接”也可以表示“A与B经由一个或多个其他元件间接连接”。

在LED驱动电路中采用功率三极管的LED驱动方案可以解决上述供货和成本问题，但是又存在不能兼容多场合应用的问题，所以迫切需要一种能解决上述问题的LED驱动方案。

图1示出了根据本实用新型实施例的反激式LED恒流驱动电路100的示例电路图。如图1所示，反激式LED恒流驱动电路100包括交流输入整流电路102、控制电路104、以及输出滤波电路106，其中：控制电路104包括变压器T1的原边绕组Np，输出滤波电路106包括变压器T1的副边绕组Ns，控制电路104和输出滤波电路106通过变压器T1的原边绕组Np和副边绕组Ns相互耦合；控制电路104还包括功率三极管(图中未示出)和恒流驱动芯片U1，功率三极管的导通与关断由恒流驱动芯片U1控制，恒流驱动芯片U1的芯片供电引脚VDD连接到交流输入整流电路102的输出端。

在根据本实用新型实施例的反激式LED恒流驱动电路中，采用功率三极管来代替MOS管，解决了与MOS管有关的供货和成本问题。同时，恒流驱动芯片的芯片供电引脚连接到交流输入整流电路的输出端(即，由交流输入整流电路为恒流驱动芯片供电)，所以根据本实用新型实施例的反激式LED恒流驱动电路可以应用在多种应用场合中。

如图1所示，在一些实施例中，交流输入整流电路102包括保险丝F1，整流二极管D1、D2、D3、D4，以及输入滤波电容C1。

如图1所示，在一些实施例中，控制电路104除了包括变压器T1的原边绕组Np、功率三极管、以及恒流驱动芯片U1外，还可以包括高压启动电阻R1、供电电容C2、过压保护阈值设置电阻R2、电流采样电阻R3、以及用于控制恒流驱动芯片U1的启用与停用的开关控制模块ON/OFF中的至少一者，其中：恒流驱动芯片U1的芯片供电引脚VDD可以经由高压启动电阻R1连接到交流输入整流电路102的输出端或者直接连接到交流输入整流电路102的输出端，并且可以经由供电电容C2连接到电路内部基准地；恒流驱动芯片U1的过压保护引脚OVP可以经由过压保护阈值设置电阻R2连接到电路内部基准地；恒流驱动芯片U1的芯片基准地引脚GND可以经由电流采样电阻R3连接到地，并且可以直接连接到电路内部基准地(在这种情况下，恒流驱动芯片U1还可以包括电流采样脚CS，该电流采样脚CS直接接地)；开关控制模块ON/OFF可以连接在恒流驱动芯片U1的过压保护引脚OVP和地之间。

如图1所示，在一些实施例中，输出滤波电路106除了包括变压器T1的副边绕组Ns以外，还可以包括次级续流二极管D5，输出电容Co，以及假负载R4，其中：输出电容Co和假负载R4并联连接在输出滤波电路106的第一和第二输出端子之间，次级续流二极管D5连接在变压器T1的副边绕组Ns和输出滤波电路106的第一输出端子之间。

如图1所示，在一些实施例中，功率三极管可以集成在恒流驱动芯片U1中，恒流驱动芯片U1还可以包括集电极引脚C，功率三极管的集电极经由恒流驱动芯片U1的集电极引脚C连接到变压器T1的原边绕组Np，并且功率三极管的发射极连接到恒流驱动芯片U1的芯片基准地引脚GND。

具体地，在反激式LED驱动电路100工作时，供电电容C2存储的电能通过芯片供电引脚VDD提供恒流驱动芯片U1内部电路正常工作需要的电压；通过调整过压保护引脚OVP外接的过压保护阈值设置电阻R2的阻值大小来设置过压保护阈值，同时通过开关控制模块ON/OFF提供的开关控制信号来实现恒流驱动芯片U1的开关控制；通过电流采样引脚CS对电流采样电阻R3上的负电压值进行采样，来控制***输出电流；通过控制集成在恒流驱动芯片U1内部的功率三极管的导通与关断来实现对于***输出电流的控制。

图2示出了图1所示的恒流驱动芯片U1的示例内部框图。如图2所示，在一些实施例中，恒流驱动芯片U1包括过压保护模块、开关控制模块、电流检测模块、退磁检测模块、逻辑控制模块、驱动模块、以及功率三极管，其中，逻辑控制模块基于来自过压保护模块、开关控制模块、电流检测模块、以及退磁检测模块的输出信号来生成用于控制功率三极管的导通与关断的导通/关断控制信号，驱动模块基于逻辑控制模块生成的导通/关断控制信号来生成用于驱动功率三极管的导通与关断的驱动电流。

如图2所示，在一些实施例中，恒流驱动芯片U1还可以包括供电模块、内置启动模块、以及保护模块，其中，供电模块用于为恒流驱动芯片U1的内部电路供电，内置启动模块用于在***启动时控制功率三极管从导通状态变为关断状态，保护模块用于实现各种保护功能。

图3示出了图1所示的反激式LED恒流驱动电路100中的多个信号的工作波形图，其中，VDD表示恒流驱动芯片U1的芯片供电引脚VDD处的电压值，Vcs表示恒流驱动芯片U1的电流采样引脚CS处的电压值，Vc表示恒流驱动芯片U1的集电极引脚C处的电压值。如图3所示，反激式LED恒流驱动电路100的工作状态可以分四个阶段：

第一阶段：通过对交流输入电压进行整流滤波得到的输入线电压VIN经由高压启动电阻R1给供电电容C2充电或者经由恒流驱动芯片U1内部集成的启动电路给供电电容C2充电，当供电电容C2上的电压值(即，恒流驱动芯片U1的芯片供电引脚VDD处的电压值VDD)达到恒流驱动芯片U1的开启阈值后，恒流驱动芯片U1开始工作，即***进入第二阶段工作。

第二阶段：恒流驱动芯片U1控制内部集成的功率三极管从关断状态变为导通状态，电流通过C1+->Np(T1)->C(U1)->GND(U1)->R3->C1回路给变压器T1充磁储能，恒流驱动芯片U1经由电流采样引脚CS检测电流采样电阻R3两端的电压值Vcs，当电流采样电阻R3两端的电压值Vcs达到恒流驱动芯片U1内部设定的阈值时，恒流驱动芯片U1控制内部集成的功率三极管从导通状态变为关断状态，***进入第三阶段工作。由于恒流驱动芯片U1逐周期地控制功率三极管的导通与关断，可以实现无工频纹波输出。恒流驱动芯片U1在此期间检测芯片供电引脚VDD处的电压值VDD，当电压值VDD低于内部设置的供电电压阈值时，恒流驱动芯片U1控制内部充电电路对芯片供电引脚VDD外接的供电电容C2进行自供电充电处理。恒流驱动芯片U1实时检测和响应来自过压保护引脚OVP外接的开关控制模块ON/OFF的开关控制信号，实现反激式LED恒流驱动电路100整个***的开关控制。

第三阶段：恒流驱动芯片U1内部集成的功率三极管从导通状态变为关断状态后，变压器T1存储的能量通过原边绕组Np与副边绕组Ns两个绕组的耦合，通过回路Ns(T1)->D5->Co->Ns(T1)给输出电容Co充电，同时输出电容Co给LED负载供电。恒流驱动芯片U1内部实时检测变压器T1的副边绕组Ns的退磁开始到结束的时间，该退磁时间小于过压保护引脚OVP外接的过压保护阈值设置电阻R2设置的时间时，恒流驱动芯片U1触发过压保护使得***进入第四阶段工作，否则恒流驱动芯片U1控制***进入第一阶段工作，恒流驱动芯片U1控制退磁时间与***工作周期的比例固定，结合第二阶段中电流采样电阻R3实现的恒流控制，可以实现***输出电流恒定。恒流驱动芯片U1实时检测和响应来自过压保护引脚OVP外接的开关控制模块ON/OFF的开关控制信号，实现反激式LED恒流驱动电路100整个***的开关控制。

第四阶段：上述三阶段工作中，当交流输入电源关断导致恒流驱动芯片U1的芯片供电引脚VDD处的供电不足或者恒流驱动芯片U1的保护功能被触发时，恒流驱动芯片U1关闭自供电***，芯片供电引脚VDD处的电压值VDD跌落到内部设置的关闭阈值时，恒流驱动芯片U1进入掉电重启状态，***循环进入第一阶段工作。

本实用新型可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本实用新型的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变都被包括在本实用新型的范围中。

Claims (10)

1.一种反激式LED恒流驱动电路，其特征在于，包括交流输入整流电路、控制电路、以及输出滤波电路，其中：

所述控制电路包括变压器的原边绕组，所述输出滤波电路包括所述变压器的副边绕组，所述控制电路和所述输出滤波电路通过所述变压器的原边绕组和副边绕组相互耦合；并且

所述控制电路还包括功率三极管和恒流驱动芯片，所述功率三极管的导通与关断由所述恒流驱动芯片控制，所述恒流驱动芯片的芯片供电引脚连接到所述交流输入整流电路的输出端。

2.根据权利要求1所述的反激式LED恒流驱动电路，其特征在于，所述功率三极管集成在所述恒流驱动芯片中，所述功率三极管的集电极经由所述恒流驱动芯片的集电极引脚连接到所述变压器的原边绕组。

3.根据权利要求2所述的反激式LED恒流驱动电路，其特征在于，所述功率三极管的发射极连接到所述恒流驱动芯片的芯片基准地引脚。

4.根据权利要求1所述的反激式LED恒流驱动电路，其特征在于，所述控制电路还包括供电电容，所述恒流驱动芯片的芯片供电引脚经由所述供电电容连接到电路内部基准地。

5.根据权利要求1所述的反激式LED恒流驱动电路，其特征在于，所述控制电路还包括过压保护阈值设置电阻，所述恒流驱动芯片的过压保护引脚经由所述过压保护阈值设置电阻连接到电路内部基准地。

6.根据权利要求1所述的反激式LED恒流驱动电路，其特征在于，所述控制电路还包括电流采样电阻，所述恒流驱动芯片的芯片基准地引脚经由所述电流采样电阻连接到地。

7.根据权利要求6所述的反激式LED恒流驱动电路，其特征在于，所述恒流驱动芯片的芯片基准地引脚还连接到电路内部基准地。

8.根据权利要求1所述的反激式LED恒流驱动电路，其特征在于，所述控制电路还包括用于控制所述恒流驱动芯片的启用与停用的开关控制模块，所述开关控制模块连接在所述恒流驱动芯片的过压保护引脚和地之间。

9.根据权利要求1所述的反激式LED恒流驱动电路，其特征在于，所述控制电路还包括高压启动电阻，所述恒流驱动芯片的芯片供电引脚经由所述高压启动电阻连接到所述交流输入整流电路的输出端。

10.根据权利要求1所述的反激式LED恒流驱动电路，其特征在于，所述输出滤波电路还包括次级续流二极管、输出电容、以及假负载，其中，所述输出电容和所述假负载并联连接在所述输出滤波电路的第一和第二输出端子之间，所述次级续流二极管连接在所述变压器的副边绕组和所述输出滤波电路的第一输出端子之间。

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