專利名稱：一種隔離式通用照明led驅(qū)動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及通用照明LED (發(fā)光二極管)驅(qū)動電路，特別是一種隔 離式高可靠性照明LED驅(qū)動電路。
背景技術(shù)：
LED照明技術(shù)具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長和易控制等優(yōu)點(diǎn)，是21世紀(jì)最具發(fā)展前景的高 技術(shù)領(lǐng)域之一，將取代白熾燈和日光燈成為照明市場的主導(dǎo)。在LED照明產(chǎn)業(yè)如此光明的前 景下，針對照明領(lǐng)域的不同應(yīng)用，各種LED燈驅(qū)動電路也在迅速的發(fā)展，其大都采用開關(guān)電 源技術(shù)。但是，目前許多LED驅(qū)動電路采用的是非隔離式驅(qū)動結(jié)構(gòu)或者不具有功率因素校正 (PFC)功能的隔離式驅(qū)動結(jié)構(gòu)，非隔離式LED驅(qū)動電路可靠性差，無PFC功能的LED驅(qū) 動電路電源利用率低。另外，對于隔離式電路結(jié)構(gòu)，由于存在隔離變壓器，使得開關(guān)元件導(dǎo) 通時(shí)會產(chǎn)生很大的浪涌電流，關(guān)斷瞬間會產(chǎn)生很大尖峰電壓，這會影響電源效率以及開關(guān)管 的壽命?，F(xiàn)有隔離式開關(guān)電源在開關(guān)元件關(guān)斷瞬間的吸收電路比較成熟，而在開關(guān)元件導(dǎo)通 時(shí)候的吸收電路很少，因此，如何既能吸收開關(guān)元件關(guān)斷瞬間的尖峰電壓，又能吸收開通瞬 間的浪涌電流就成了 一個(gè)技術(shù)難題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明克服現(xiàn)有LED驅(qū)動電路的不足，提供一種隔離式高性能通用照明LED驅(qū)動電路， 該電路具有隔離式LED驅(qū)動電路可靠性高的特點(diǎn)，同時(shí)具有功率因素校正功能和調(diào)光功能， 并且具有開關(guān)元件開啟和關(guān)閉瞬間的浪涌吸收功能。本發(fā)明詳細(xì)技術(shù)方案如下一種隔離式通用照明LED驅(qū)動電路，由輸入整流電路、調(diào)光控制電路、功率因素校正 (PFC， Power Factor Correction)控制電路、變壓器浪涌電流和尖峰電壓吸收電路、光耦隔 離反饋電路、隔離式開關(guān)變壓器和單向整流輸出電路組成，其特征在于調(diào)光控制電路由二極管D8和電容C11構(gòu)成；功率因素校正控制電路包括由電阻R1、R2、 R3、 R4、 R5、 R6、 R7、 R8、 R9、 Rll、 R12、 二極管D1、電容C1、 C2、 C3、 C4、 C5以及 安森美公司的電源管理芯片NCP1653構(gòu)成的PFC控制模塊電路和由電阻RIO、 二極管D2、 電容C9構(gòu)成的NCP1653的啟動電路組成；變壓器浪涌電流和尖峰電壓吸收電路由二極管D4、 D5、電容C6、電感L1、 L2構(gòu)成；光耦隔離反饋電路由電阻R13、 R14、 R15、 R16、 R17、R18、電容C8、三極管Q2、三端器件TL431和光耦隔離器U2A、 U2B構(gòu)成；單向整流輸出 電路由變壓器次級繞組、二極管D6、電感L3、電容C7、C10及作為負(fù)載的發(fā)光二極管LED1、LED2、 ....... LED19、 LED20組成；交流市電經(jīng)整流電路整流后的輸出端A接隔離式開關(guān)變壓器Tl初級繞組的端口 C，整 流電路的輸出端B接地GND，兩個(gè)輸出端A、 B之間通過電容Cl相連；PWM調(diào)光信號接 二極管D8的負(fù)極，二極管D8的正極接電源管理芯片NCP1653的管腳2， 二極管D8的負(fù)極 通過電容Cll接芯片NCP1653的管腳6，也是芯片地GND一IC， 二極管D8的正極通過電容 C4接芯片地GND—IC;電源管理芯片NCP1653的管腳3 —方面通過電容C3接芯片地 GNDjC，另一方面依次通過電阻R2和電阻Rl后接隔離式開關(guān)變壓器T1初級繞組的端口 C， 電阻Rl和電阻R2的連接點(diǎn)通過電容C2接芯片地GND一IC;電源管理芯片NCP1653的管腳 4通過電阻R5接地GND;電源管理芯片NCP1653的管腳5通過電阻R9與電容C5的并聯(lián)電 路后接芯片地GND一IC;電源管理芯片NCP1653的管腳6接芯片地GND一IC;芯片地GND一IC 與地GND之間通過電阻R7相連；電源管理芯片NCP1653的管腳7通過電阻Rll接MOS 開關(guān)管Ql的柵極，MOS開關(guān)管Ql的柵極同時(shí)通過電阻R12接芯片地GND一IC， MOS開關(guān) 管Ql的源極接芯片地GND—IC， MOS開關(guān)管Ql的漏極通過電感L2接隔離式開關(guān)變壓器 Tl初級繞組的端口 D;電源管理芯片NCP1653的管腳8 —方面通過電容C9接芯片地 GNDJC，另一方面同時(shí)接二極管D2、 二極管D3的負(fù)極和光耦隔離器受控部分U2B的集電 極，二極管D2的正極通過電阻R10接隔離式開關(guān)變壓器T1初級繞組的端口C，光耦隔離器 受控部分U2B的發(fā)射極通過電阻R6接二極管Dl的正極的同時(shí)通過電阻R3接芯片地 GND一IC， 二極管D1的負(fù)極通過電阻R4接電源管理芯片NCP1653的管腳1;電源管理芯片 NCP1653的管腳1還依次通過電阻R4、電阻R8接電源管理芯片NCP1653的管腳8; 二極管 D3的正極接隔離式幵關(guān)變壓器T1反饋繞組的端口 E，隔離式開關(guān)變壓器T1反饋繞組的端口 F接芯片地GND一IC;隔離式開關(guān)變壓器T1初級繞組的端口C接二極管D4的負(fù)極，二極管 D4的正極通過電容C6與隔離式開關(guān)變壓器Tl初級繞組的端口 D相連；二極管D4的正極 通過電感Ll接二極管D5的負(fù)極相連，二極管D5的正極接芯片地GNDJC;隔離式開關(guān)變 壓器Tl次級繞組的端口 G接二極管D6的正極，端口 H接輸出地GND_out; 二極管D6的 負(fù)極一方面通過電容C10接輸出地GND—out，另一方面依次通過電感L3、電容C7后接輸出 地GND一out;電感L3和電容C7的連接點(diǎn)一方面依次通過電阻R17、電阻R18接輸出地 GND—out,另一方面通過電阻R15接光耦隔離器控制部分U2A的正極；光耦隔離器控制部分 U2A的負(fù)極同時(shí)接三極管Q2的集電極和三端器件TL431的負(fù)極，電阻R16與光耦隔離器控 制部分U2A相并聯(lián)；三端器件TL431的正極接輸出地GND—out，三端器件TL431的控制極接電阻R17和電阻R18的連接點(diǎn)；三極管Q2的發(fā)射極接輸出地GND一out，三極管Q2的基 極一方面通過電容C8與三極管Q2的集電極相連，另一方面依次通過電阻R14、電阻R13后 接輸出地GND一out;整個(gè)隔離式通用照明LED驅(qū)動電路工作時(shí)，作為負(fù)載的照明用發(fā)光二極管LED1、 LED2、..丄ED19和LED20串聯(lián)后的正端接電感L3和電阻R15的連接點(diǎn)，負(fù)端接電阻R13 和電阻R14的連接點(diǎn)。本發(fā)明具有以下特點(diǎn)-1、 采用安森美公司的電源管理芯片NCP1653為控制核心，檢測開關(guān)變壓器T1的初級電 流，實(shí)現(xiàn)功率因素校正。2、 該電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為隔離式反激(FlyBack)電路，工作模式為連續(xù)導(dǎo)通模式(CCM， Continuous Current Mode )。3、 由二極管D8和電容Cll構(gòu)成調(diào)光控制電路，可以用PWM波對LED亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)， 因而具有調(diào)光功能。4、 由電阻R13、 R14、 R15、 R16、 R17、 R18、電容C8、三極管Q2、三端器件TL431 和光耦隔離器(U2A、 U2B)構(gòu)成隔離型反饋電路，保證恒流穩(wěn)壓輸出，實(shí)現(xiàn)過流和LED開 路保護(hù)。5、 由二極管D4、 D5、電容C6、電感L1、 L2構(gòu)成變壓器浪涌電流和尖峰電壓吸收電路， 具有吸收開關(guān)元件導(dǎo)通瞬間的浪涌電流和關(guān)斷瞬間的尖峰電壓的功能。綜上所述，本發(fā)明所述的隔離式通用照明LED驅(qū)動電路具有功率因素校正、調(diào)光、橫流 穩(wěn)壓輸出和吸收開關(guān)元件導(dǎo)通瞬間的浪涌電流以及關(guān)斷瞬間的尖峰電壓的功能。同時(shí)本發(fā)明 由于采用了電源管理芯片NCP1653,可以節(jié)省大量外圍電路，從而具有成本低、體積小的優(yōu) 點(diǎn)，適合批量生產(chǎn)。


圖1是本發(fā)明電路圖。
具體實(shí)施方式
如圖l，電路主要由NCP1653、隔離式開關(guān)變壓器T1、浪涌吸收電路(二極管D4、 D5、 電容C6、電感L1、 L2)、光耦隔離器(U2A、 U2B)及電阻、電容構(gòu)成，NCP1653的CS管 腳(第4管腳)檢測支路的電流以改變脈沖寬度，實(shí)現(xiàn)PFC，由二極管D4、 D4、 D5、電感 Ll、電容C6吸收開關(guān)管關(guān)斷瞬間產(chǎn)生的尖峰電壓，電感L2吸收開關(guān)管導(dǎo)通瞬間產(chǎn)生的浪涌電流，NCP1653的FB管腳(第1管腳)檢測光耦隔離器的反饋信號，實(shí)現(xiàn)輸出過流和LED 開路保護(hù)功能，NCP1653的Ve。他。,管腳(第2管腳)經(jīng)二極管D8接入PWM控制信號可實(shí) 現(xiàn)LED調(diào)光功能。
權(quán)利要求
1、一種隔離式通用照明LED驅(qū)動電路，由輸入整流電路、調(diào)光控制電路、功率因素校正控制電路、變壓器浪涌電流和尖峰電壓吸收電路、光耦隔離反饋電路、隔離式開關(guān)變壓器和單向整流輸出電路組成，其特征在于調(diào)光控制電路由二極管D8和電容C11構(gòu)成；功率因素校正控制電路包括由電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R11、R12、二極管D1、電容C1、C2、C3、C4、C5以及安森美公司的電源管理芯片NCP1653構(gòu)成的PFC控制模塊電路和由電阻R10、二極管D2、電容C9構(gòu)成的NCP1653的啟動電路組成；變壓器浪涌電流和尖峰電壓吸收電路由二極管D4、D5、電容C6、電感L1、L2構(gòu)成；光耦隔離反饋電路由電阻R13、R14、R15、R16、R17、R18、電容C8、三極管Q2、三端器件TL431和光耦隔離器U2A、U2B構(gòu)成；單向整流輸出電路由變壓器次級繞組、二極管D6、電感L3、電容C7、C10及作為負(fù)載的發(fā)光二極管LED1、LED2、......、LED19、LED20組成；交流市電經(jīng)整流電路整流后的輸出端A接隔離式開關(guān)變壓器T1初級繞組的端口C，整流電路的輸出端B接地GND，兩個(gè)輸出端A、B之間通過電容C1相連；PWM調(diào)光信號接二極管D8的負(fù)極，二極管D8的正極接電源管理芯片NCP1653的管腳2，二極管D8的負(fù)極通過電容C11接芯片NCP1653的管腳6，也是芯片地GND_IC，二極管D8的正極通過電容C4接芯片地GND_IC；電源管理芯片NCP1653的管腳3一方面通過電容C3接芯片地GND_IC，另一方面依次通過電阻R2和電阻R1后接隔離式開關(guān)變壓器T1初級繞組的端口C，電阻R1和電阻R2的連接點(diǎn)通過電容C2接芯片地GND_IC；電源管理芯片NCP1653的管腳4通過電阻R5接地GND；電源管理芯片NCP1653的管腳5通過電阻R9與電容C5的并聯(lián)電路后接芯片地GND_IC；電源管理芯片NCP1653的管腳6接芯片地GND_IC；芯片地GND_IC與地GND之間通過電阻R7相連；電源管理芯片NCP1653的管腳7通過電阻R11接MOS開關(guān)管Q1的柵極，MOS開關(guān)管Q1的柵極同時(shí)通過電阻R12接芯片地GND_IC，MOS開關(guān)管Q1的源極接芯片地GND_IC，MOS開關(guān)管Q1的漏極通過電感L2接隔離式開關(guān)變壓器T1初級繞組的端口D；電源管理芯片NCP1653的管腳8一方面通過電容C9接芯片地GND_IC，另一方面同時(shí)接二極管D2、二極管D3的負(fù)極和光耦隔離器受控部分U2B的集電極，二極管D2的正極通過電阻R10接隔離式開關(guān)變壓器T1初級繞組的端口C，光耦隔離器受控部分U2B的發(fā)射極通過電阻R6接二極管D1的正極的同時(shí)通過電阻R3接芯片地GND_IC，二極管D1的負(fù)極通過電阻R4接電源管理芯片NCP1653的管腳1；電源管理芯片NCP1653的管腳1還依次通過電阻R4、電阻R8接電源管理芯片NCP1653的管腳8；二極管D3的正極接隔離式開關(guān)變壓器T1反饋繞組的端口E，隔離式開關(guān)變壓器T1反饋繞組的端口F接芯片地GND_IC；隔離式開關(guān)變壓器T1初級繞組的端口C接二極管D4的負(fù)極，二極管D4的正極通過電容C6與隔離式開關(guān)變壓器T1初級繞組的端口D相連；二極管D4的正極通過電感L1接二極管D5的負(fù)極相連，二極管D5的正極接芯片地GND_IC；隔離式開關(guān)變壓器T1次級繞組的端口G接二極管D6的正極，端口H接輸出地GND_out；二極管D6的負(fù)極一方面通過電容C10接輸出地GND_out，另一方面依次通過電感L3、電容C7后接輸出地GND_out；電感L3和電容C7的連接點(diǎn)一方面依次通過電阻R17、電阻R18接輸出地GND_out，另一方面通過電阻R15接光耦隔離器控制部分U2A的正極；光耦隔離器控制部分U2A的負(fù)極同時(shí)接三極管Q2的集電極和三極管TL431的負(fù)極，電阻R16與光耦隔離器控制部分U2A相并聯(lián)；三端器件TL431的正極接輸出地GND_out，三端器件TL431的控制極接電阻R17和電阻R18的連接點(diǎn)；三極管Q2的發(fā)射極接輸出地GND_out，三極管Q2的基極一方面通過電容C8與三極管Q2的集電極相連，另一方面依次通過電阻R14、電阻R13后接輸出地GND_out；整個(gè)隔離式通用照明LED驅(qū)動電路工作時(shí)，作為負(fù)載的照明用發(fā)光二極管LED1、LED2、...LED19和LED20串聯(lián)后的正端接電感L3和電阻R15的連接點(diǎn)，負(fù)端接電阻R13和電阻R14的連接點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及通用照明LED驅(qū)動電路。本發(fā)明包括輸入整流電路、功率因素校正(PFC)控制電路、變壓器浪涌電流和尖峰電壓吸收電路、光耦隔離反饋電路、隔離式開關(guān)變壓器和單向整流輸出電路。本發(fā)明以安森美公司的電源管理芯片NCP1653為控制核心，檢測開關(guān)變壓器初級電流以實(shí)現(xiàn)功率因素校正功能；電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為反激、隔離式，工作模式為連續(xù)導(dǎo)通模式，具有功率因素校正、調(diào)光、恒流穩(wěn)壓輸出和吸收開關(guān)元件導(dǎo)通瞬間的浪涌電流以及關(guān)斷瞬間的尖峰電壓的功能。同時(shí)本發(fā)明由于采用了電源管理芯片NCP1653，可以節(jié)省大量外圍電路，從而具有成本低、體積小的優(yōu)點(diǎn)，適合批量生產(chǎn)。
文檔編號H05B37/02GK101227779SQ200810045290
公開日2008年7月23日 申請日期2008年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月29日
發(fā)明者兵 任, 波 張, 磊 沈, 萍 羅, 毅 謝 申請人:電子科技大學(xué)