一種自適應的抗變壓器飽和的led驅動電路的製作方法

2023-10-30 00:30:02

專利名稱：一種自適應的抗變壓器飽和的led驅動電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及LED照明技術領域， 特別是涉及一種自適應的抗變壓器飽和的LED驅動電路。
背景技術：
當前全球能源短缺的憂慮再度升高的背景下，節約能源是我們未來面臨的重要的問題，在照明領域，LED發光產品的應用正吸引著世人的目光，LED作為一種新型的綠色光源產品。相對於傳統的照明產品，例如白熾燈和螢光燈，LED具有許多明顯的優點，比如更高的效率，更優的色彩穩定性、更高的可靠性和更長的壽命、良好的方向性、佔據更小的體積。因此對LED的研究正日益加強。對於用作照明的LED，其必須通過驅動電路來進行驅動。而在LED照明電源驅動電路中常常要用到一個大的NPN三級管作為開關來驅動變壓器電流變化，例如常用的13001，13003 等。圖I為採用普通三級管的LED驅動電路，在該驅動電路中，由輸入控制電壓Ul輸出一個高電平到三極體的基極(B)，使三極體導通，這時從三極體的集電極(C)到三極體的發射極(E)形成電流通路，從而使變壓器Tl的原邊電流逐漸增加，使變壓器Tl正常工作。如果輸入控制電壓Ul輸出一個低電平到三極體的基極(B)，這時從三極體的集電極(C)到三極體的發射極(E)的電流通路關閉，從而使變壓器Tl的原邊電流逐漸減小，使變壓器Tl關閉。但在使用普通三極體作為開關驅動變壓器的應用中，如果變壓器Tl在導通過程中不慎飽和，變壓器Tl失去電感扼流作用。這時，將有大電流從變壓器Tl和三極體中流過，從而使變壓器Tl和三極體燒毀。

發明內容
本發明公開的自適應的抗變壓器保護的LED驅動電路具有以下結構自適應的抗變壓器飽和的LED驅動電路由自適應NPN三極體、變壓器(Tl)以及LED組成，所述自適應NPN三極體具有基極(B)、發射極(E)和集電極(C)，其中基極⑶用於連接輸入控制電壓(Ul)，集電極(C)用於連接變壓器(Tl)的初級線圈，變壓器(Tl)的次級線圈的兩端接入所述 LED。其中，所述自適應NPN三極體由六個三極體(Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6)、電阻(Rl)、電容(Cl)以及二極體(Dl)構成；第一三極體(Ql)的基極與第四三極體(Q4)的集電極連接以作為自適應NPN三極體的基極⑶；電阻(Rl)和電容(Cl)構成延時濾波器；電阻(Rl)的一端連接第一三極體(Ql)的基極，另一端與電容(Cl)的一端連接後接入第二三極體(Q2)的基極；第一至第四三極體(Q1-Q4)的發射極與電容(Cl)的另一端相連以作為自適應NPN三極體的發射極(E)。
第五三極體(Q5)和第六三極體(Q6)構成第一共射共基鏡像電流源，第五三極體(Q5)的集電極與第二三極體(Q2)的集電極連接；二極體(Dl)的負極連接第五三極體(Q5)和第六三極體(Q6)的發射極，其正極連接第一三極體(Ql)的集電極以作為自適應NPN三極體的集電極(C)。第三三極體(Q3)和第四三極體(Q4)構成第二共射共基鏡像電流源；第三三極體(Q3)的集電極與第六三極體(Q6)的集電極連接。


圖I為現有技術中採用普通三級管的LED驅動電路。圖2為本發明提出的自適應的抗變壓器飽和的LED驅動電路。
具體實施方式

以下結合附圖來詳細說明本發明提出的自適應的抗變壓器飽和的LED驅動電路的具體結構。參見圖2，該驅動電路在原有普通三極體的基礎上增加了三極體Q2，Q3，Q4，Q5及Q6和二極體D1，電阻Rl及電容Cl，它們與三極體Ql共同構成了本發明提出的自適應抗變壓器飽和的LED驅動電路中的自適應NPN三極體。該自適應抗變壓器飽和的LED驅動電路的工作原理如下在正常使用的時候，輸入控制電壓Ul為高電平時，使自適應NPN三極體的基極(B)電壓增加，使三極體Ql管打開，同時由於電阻Rl和電容Cl構成的延時濾波電路，此時三極體Q2管的基極電壓並未上升，即三極體Q2管沒有工作，此時由三極體Q2，Q3，Q4，Q5及Q6和Dl構成的自適應保護電路沒有工作，所以，整個NPN三極體正常開啟。當三極體Ql管完全開啟之後，此時，三極體Q2也完全開啟，但由於三極體Ql的集電極(C)電壓會低於一個Vbe電壓，所以，二極體Dl和三極體Q5並不會導通，從而三極體Q6，Q3及Q4電路並不會工作，三極體Q4處於關閉狀態。當輸入控制電壓Ul為低電平時，自適應NPN三極體的基極(B)電壓降低，使三極體Ql管關閉，此時，三極體Ql的集電極(C)電壓會上升，當三極體Ql的集電極(C)電壓高於二極體Dl和三極體Q5的導通電壓(兩個Vbe)時，如果三極體Q2由於電阻Rl和電容Cl延時濾波電路的作用還沒有關斷，這時，二極體Dl，三極體Q5和Q2組成的電流支路會導通，從而使三極體Q6及Q3導通，最終使三極體Q4也導通，從而進一步是三極體Ql的基極電壓下降，幫助Ql進一步關閉，整個自適應NPN三極體關閉。該自適應NPN三極體設計在正常使用時沒有任何不良影響，反而增加了正常關閉三極體的速度，提高了三極體開關響應。在正常開啟完成之後，如果此時發生變壓器Tl飽和的情況，由於變壓器Tl飽和導致的大電流使三極體Ql的集電極(C)電壓大幅度的升高，如果三極體Ql的集電極(C)電壓高於二極體Dl和三極體Q5的導通電壓(兩個Vbe)，此時三極體Q2是完全正常開啟的，二極體Dl，三極體Q5和Q2組成的電流支路會導通，從而使三極體Q6及Q3導通，最終使三極體Q4也導通，從而使三極體Ql的基極電壓下降，迫使三極體Ql關閉，從而關閉整個自適應抗變壓器飽和的NPN三極體。實現了當變壓器飽和後，NPN三極體自適應關閉使電流自動減小到O的功能，從而保護了整個電路。
至此，本發明提出的自適應抗變壓器飽和的LED驅動電路已由上文詳細且完整的描述。採用本發明提出的所述驅動電路，一方面實現了自適應抗變壓器飽和的功能，另一方面，還進一步提高了整個LED驅動的效率5%以上，從而使設計效率達到95%以上的LED驅 動成為可能。並且，由於該自適應抗變壓器飽和的NPN三極體有效的保護了變壓器及驅動三極體，使它們處於危險的使用時間大大減少，進而提高LED驅動的使用壽命達10%以上。雖然在本文的實施例描述了本發明的特定實施方式和應用，但是應該理解，本發明並不局限於本文所公開的結構和部件，並且對本領域技術人員來說，通過閱讀本說明書所公開的內容，本領域的技術人員可以在不脫離本發明的精神和範圍的前提下對本發明進行各種改動和變型。
權利要求
1.一種自適應的抗變壓器飽和的LED驅動電路，其由自適應NPN三極體、變壓器(Tl)以及LED組成，所述自適應NPN三極體具有基極⑶、發射極(E)和集電極(C)，其中基極(B)用於連接輸入控制電壓(Ul)，集電極(C)用於連接變壓器(Tl)的初級線圈，變壓器(Tl)的次級線圈的兩端接入所述LED。
2.如權利要求I所述的自適應NPN三極體，其特徵在於所述自適應NPN三極體由六個三極體(Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6)、電阻(Rl)、電容(Cl)以及ニ極管(Dl)構成；其中， 第一三極體(Ql)的基極與第四三極體(Q4)的集電極連接以作為自適應NPN三極體的基極⑶； 電阻(Rl)和電容(Cl)構成延時濾波器；電阻(Rl)的一端連接第一三極體(Ql)的基極，另一端與電容(Cl)的一端連接後接入第二三極體(Q2)的基板；第一至第四三極體(Q1-Q4)的發射極與電容(Cl)的另一端相連以作為自適應NPN三極體的發射極(E)。
第五三極體(Q5)和第六三極體(Q6)構成第一共射共基鏡像電流源,第五三極體(Q5)的集電極與第二三極體(Q2)的集電極連接；ニ極管(Dl)的負極連接第五三極體(Q5)和第六三極體(Q6)的發射極，其正極連接第一三極體(Ql)的集電極以作為自適應NPN三極體的集電極(C)。
第三三極體(Q3)和第四三極體(Q4)構成第二共射共基鏡像電流源；第三三極體(Q3)的集電極與第六三極體(Q6)的集電極連接。
全文摘要
本發明公開了一種自適應的抗變壓器飽和的LED驅動電路，其由自適應NPN三極體、變壓器(T1)以及LED組成，所述自適應NPN三極體具有基極(B)、發射極(E)和集電極(C)，其中基極(B)用於連接輸入控制電壓(U1)，集電極(C)用於連接變壓器(T1)的初級線圈，變壓器(T1)的次級線圈的兩端接入所述LED。通過採用本發明的驅動電路，可以避免由於大電流從變壓器和三極體中流過，使變壓器和三極體燒毀的問題。
文檔編號H05B37/02GK102869165SQ201210352890
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月21日 優先權日2012年9月21日
發明者張軼偉, 施娟 申請人:上海諾意光電科技有限公司