一種全集成led驅(qū)動電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種全集成LED驅(qū)動電路，屬于全集成LED驅(qū)動電路的改造技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管LED為一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為光能的半導(dǎo)體組件，具有體積小、耗電低、壽命長、環(huán)保耐用等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于照明燈具、顯示屏，交通訊號燈等領(lǐng)域。
[0003]由于LED是特性敏感的半導(dǎo)體器件，又具有負(fù)溫度特性，因而在應(yīng)用的過程中需要對其進(jìn)行穩(wěn)定工作狀態(tài)和保護(hù)，因此需要穩(wěn)定可靠的LED驅(qū)動電源。LED對電源的要求近乎苛刻，不像普通的白熾燈泡，可以直接連接在220V的交流市電。LED是2~3V的低電壓驅(qū)動，因此必須設(shè)計(jì)復(fù)雜的變換電路。目前，在選擇和設(shè)計(jì)LED驅(qū)動電源時，需要從高可靠性、高效率、高功率因數(shù)、浪涌保護(hù)、使用壽命、適配等方面考慮。
[0004]發(fā)光二極管LED —般的設(shè)計(jì)方案如圖1所示，傳統(tǒng)的LED驅(qū)動電源由AC電源輸入端供電，依次輸入至EMC電路、整流電路、PFC電路、電壓變換電路、濾波電路、輸出電壓檢測電路以及輸出端的LED燈具。同時還設(shè)有恒流恒壓控制電路，包括放大驅(qū)動和驅(qū)動電路，由輸出電流電壓檢測電路的輸出端依次輸出至放大驅(qū)動、驅(qū)動電路、電壓變換電路的輸入端，為LED提供恒流恒壓驅(qū)動。其中PFC電路還與直流電源、功率因數(shù)控制電路一起形成回路。
[0005]這種傳統(tǒng)的LED驅(qū)動電源較為復(fù)雜，其中一些元件具有體積大、功率大、成本高、故障率高的特點(diǎn)，比如大功率的MOS管、高頻變壓器、恢復(fù)二極管、電解電容等，使得整個電路能耗較大，工作效率低，同時整體成本高，缺乏使用的穩(wěn)定可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于考慮上述問題而提供一種全集成LED驅(qū)動電路。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單合理，且可以提高工作效率，降低成本，使用穩(wěn)定可靠，是一種無電容、無電感、無三極管等器件的LED驅(qū)動電路。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:本發(fā)明的全集成LED驅(qū)動電路，包括有整流電路、若干LED燈組、過壓保護(hù)模塊、若干開關(guān)管及其開關(guān)管的控制器、恒流控制電路，其中整流電路的輸入端與交流電源輸入端連接，過壓保護(hù)模塊及若干LED燈組中的第一 LED燈組與整流電路的輸出端連接，若干開關(guān)管的第一極分別與若干LED燈組的輸出端連接，若干開關(guān)管的第二極與恒流控制電路215連接，除最后一個開關(guān)管外，若干開關(guān)管的第三極分別與若干控制器的輸出端連接，若干控制器的一個輸入端與過壓保護(hù)模塊連接，若干控制器的另一個輸入端與下一 LED燈組的輸出端連接，最后一個開關(guān)管的第一極直接與過壓保護(hù)模塊連接。
[0008]本發(fā)明的LED驅(qū)動電源電路由電源輸入端供電，依次輸入至整流電路、過壓保護(hù)電路、開關(guān)管及其控制器、LED燈具、恒流控制電路，其中整流電路把電源輸入的交流電能轉(zhuǎn)化為直流電能；開關(guān)管及其控制器控制開關(guān)管的通斷，從而控制接入電路的LED的數(shù)量；恒流控制電路為LED提供穩(wěn)定的電流；恒流控制電路根據(jù)電壓的逐漸上升，為LED提供階梯式恒定電流。與傳統(tǒng)的LED驅(qū)動電源相比，本發(fā)明取消了 PFC電路、濾波電路、電壓變換電路，從而不需要使用傳統(tǒng)LED驅(qū)動電源的體積大、故障率高、高耐壓電解電容，同時取消了成本高、體積大、大功率的高頻變壓器。因上述元件均為功率大、體積大、故障率高、價格高的元件，本發(fā)明取消了這些元件的使用，結(jié)構(gòu)簡單合理，能夠提高工作效率，成本低，工作穩(wěn)定可靠。此外，本發(fā)明采用階梯式恒流驅(qū)動，電流階梯式地接近正弦波，提高LED驅(qū)動電路的功率因數(shù)。本發(fā)明是一種高效、高功率因數(shù)、無需外接電感、無需外接電容器的AC 220V供電的方便實(shí)用的全集成LED驅(qū)動電路。
【附圖說明】
[0009]圖1為傳統(tǒng)的LED高頻穩(wěn)壓驅(qū)動設(shè)計(jì)方案的原理圖；
圖2為本發(fā)明的原理圖；
圖3為本發(fā)明中控制器的原理圖；
圖4為本發(fā)明中恒流控制電路的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]實(shí)施例:
本發(fā)明的的原理圖如圖2所示，本發(fā)明的全集成LED驅(qū)動電路，包括有整流電路202、若干LED燈組、過壓保護(hù)模塊207、若干開關(guān)管及其開關(guān)管的控制器、恒流控制電路215，其中整流電路202的輸入端與交流電源輸入端201連接，過壓保護(hù)模塊207及若干LED燈組中的第一 LED燈組與整流電路202的輸出端連接，若干開關(guān)管的第一極分別與若干LED燈組的輸出端連接，若干開關(guān)管第二極與恒流控制電路215連接，除最后一個開關(guān)管外，若干開關(guān)管的第三極分別與若干控制器的輸出端連接，若干控制器的一個輸入端與過壓保護(hù)模塊207連接，若干控制器的另一個輸入端與下一 LED燈組的輸出端連接，最后一個開關(guān)管的第一極直接與過壓保護(hù)模塊207連接。
[0011]本實(shí)施例中，上述若干開關(guān)管是雙極型三極管，若干開關(guān)管的集電極分別與若干LED燈組的輸出端連接，若干開關(guān)管的射極與恒流控制電路215連接，除最后一個開關(guān)管夕卜，若干開關(guān)管的基極分別與若干控制器的輸出端連接，若干控制器的一個輸入端與過壓保護(hù)模塊207連接，若干控制器的另一個輸入端與下一 LED燈組的輸出端連接，最后一個開關(guān)管的基極直接與過壓保護(hù)模塊207連接；或上述若干開關(guān)管是場效應(yīng)管，若干開關(guān)管的漏極分別與若干LED燈組的輸出端連接，若干開關(guān)管的源極與恒流控制電路215連接，除最后一個開關(guān)管外，若干開關(guān)管的柵極分別與若干控制器的輸出端連接，若干控制器的一個輸入端與過壓保護(hù)模塊207連接，若干控制器的另一個輸入端與下一 LED燈組的輸出端連接，最后一個開關(guān)管的柵極直接與過壓保護(hù)模塊207連接。
[0012]本實(shí)施例中，本發(fā)明包括有四組LED燈組、四個開關(guān)管及三個控制器，四組LED燈組分別為第一 LED燈組203、第二 LED燈組204、第三LED燈組205、第四LED燈組206，四個開關(guān)管分別為第一開關(guān)管209、第二開關(guān)管211、第三開關(guān)管213、第四開關(guān)管214，三個控制器分別第一控制器208、第二控制器210、第三控制器212，其中整流電路202的輸入端與交流電源輸入端201連接，過壓保護(hù)模塊207及第一 LED燈組203與整流電路202的輸出端連接，第一 LED燈組203、第二 LED燈組204、第三LED燈組205、第四LED燈組206依次連接，第一開關(guān)管209、第二開關(guān)管211、第三開關(guān)管213、第四開關(guān)管214的集電極/漏極分別與第一 LED燈組203、第二 LED燈組204、第三LED燈組205、第四LED燈組206的輸出端連接，第一開關(guān)管209、第二開關(guān)管211、第三開關(guān)管213、第四開關(guān)管214的射極/源極與恒流控制電路215連接，第一開關(guān)管209、第二開關(guān)管211、第三開關(guān)管213的基極/柵極分別與第一控制器208、第二控制器210、第三控制器212的輸出端連接，第四開關(guān)管214的基極/柵極與過壓保護(hù)模塊207連接。
[0013]本發(fā)明LED負(fù)載包括有第一 LED燈組203、第二 LED燈組204、第三LED燈組205、第四LED燈組206，LED負(fù)載分四級導(dǎo)通，隨整流后瞬時電壓由低到高的變化依次增加導(dǎo)通燈組的數(shù)量，反之則依次減少導(dǎo)通燈組的數(shù)量。第一開關(guān)管209、第二開關(guān)管211、第三開關(guān)管213、第四開關(guān)管214分別控制LED負(fù)載的四級導(dǎo)通。
[0014]本實(shí)施例中，上述交流電源輸入端201是AC220V電源，整流電路202把電源輸入的交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能；交流AC220V經(jīng)過整流電路輸出脈動直流電直接為LED燈組供電，四組LED燈組的開通順序依次為第一 LED燈組203、第二 LED燈組204、第三LED燈組205、第四LED燈組206，第一 LED燈組203、第二 LED燈組204、第三LED燈組205、第四LED燈組206接入電路分別由第一開關(guān)管209、第二開關(guān)管211、第三開關(guān)管213、第四開關(guān)管214控制。
[0015]本實(shí)施例中，上述過壓保護(hù)模塊207由二極管構(gòu)成。
[0016]上述開關(guān)管的控制器包括有電阻R6和小功率管301，小功率管301是三極管或場效應(yīng)管，小功率管301的基極/柵極與下一燈組的輸出端連接，小功率管301的射極/源極接地，小功率管301的集電極/漏極與電阻R6的一端連接及分別與第一開關(guān)管209或第二開關(guān)管211或第三開關(guān)管213的基極/柵極連接，電阻R6的另一端連接過壓保護(hù)電路207。本實(shí)施例中，上述小功率管301的基極/柵極與各組燈的最后一個燈珠的陰極連接。
[0017]本實(shí)施例中，上述恒流控制電路215是開關(guān)管階梯式恒流控制電路，包括三端可調(diào)穩(wěn)壓器401、快速開關(guān)管402以及恒流控制電阻RL，其中三端可調(diào)穩(wěn)壓器401的陰極連接快速開關(guān)管402的基極/柵極及過壓保護(hù)電路207，三端可調(diào)穩(wěn)壓器401的參考端