Led通用驅動電路的製作方法

2023-06-04 14:57:31 3

專利名稱：Led通用驅動電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種驅動LED的電路，具體涉及一種基於Top/Tiny/Link Switch系列開關電源控制晶片，用於LED的通用驅動電路。
背景技術：
LED是一種符合環保理念的高效綠色光源，被看作是未來替代傳統照明 的主要器具。LED的發光強度由流過LED的電流確定，由於LED的電流與 其兩端的電壓成指數關係，電壓的波動通常會使流過LED的電流呈現指數變 化，從而降低LED的壽命。因此，為了實現LED亮度的一致性並延長LED 的壽命，驅動LED需要一種恆流驅動電源。
目前，普遍使用的市電供電的LED驅動方法有兩種， 一是用RC降壓的 方式，這種方式的電源驅動效率和功率因素都很低，不僅對電網的汙染很大， 而且還會嚴重縮短LED的壽命；另一種方法是利用LED專用控制晶片 HV9910/QX9910或開關電源通用控制晶片(如Top/Tiny/Link Switch)來驅動 LED。
如圖1所示，在採用專用控制晶片HV9910的電路中，雖然整流橋後的 填谷電路可以使功率因素大於0.85,同時使輸入電壓在0.5Vpp lVpp之間變化 (Vpp是整流後的峰值電壓)，但由於開關振蕩頻率由外部電阻設定後是固定 不變的，MOS管的導通時間與輸入電壓的大小相關，如果輸入電壓過低， 導通時間就會大于振蕩周期，從而導致晶片功能錯誤。因此，圖l所示 驅動電路不能達到寬電壓輸入(85V 265V)的要求，EMI的設計也比較困難， 並且晶片缺少過熱保護和輸入欠壓保護功能，如果要增加線性調光功能，還 需要增加外接電路，勢必增加了成本。如圖2所示的採用QX9910晶片的驅 動電路中，雖然改進後的輸入電壓變化範圍增大，開關抖頻範圍加大，更易 設計EMI濾波器，但同樣沒有過熱保護和輸入欠壓保護功能，也無法實現線 性調光，而且當輸入電壓過低時，振蕩頻率會落入音頻範圍之內，從而帶來 令人煩惱的電源噪音。
如圖3、圖4所示，是採用開關電源通用控制晶片LinkSwitch的驅動電路， 其晶片內置MOS管具備三個關斷條件①達到最大限流電流lLimit;②達到最 大佔空比DCm^③晶片超過最大限制溫升T皿x。該系列控制晶片採用了抖頻 技術，使EMI設計變得更容易，有欠壓、過溫保護功能，並具有輸入電壓範圍 寬的優點，但是，由於晶片的內部結構決定了最大限制電流I^it的值，導致 流過LED的電流是脈衝形式，並且由於驅動LED的並聯支路數N也是固定的， 從而使電路調光只能通過調節LED迴路的電流取樣電阻來調光，但最大峰值 電流Iocl/Rs，因此這種調光也是非線性的。

實用新型內容
針對現有技術中的上述不足，本實用新型的目的在於提供一種具有寬電 源電壓輸入，可調節LED電流，並具有線性調光以及欠壓和過熱保護功能的 LED通用驅動電路。
本實用新型的方案是這樣實現的 一種LED通用驅動電路，採用 TopSwitch、 TinySwitch或LinkSwitch系列開關電源控制晶片；在控制晶片的 MOS管源極S端加接限流電阻。進一步特徵，所述限流電阻為線性可調電阻。 相對於現有技術，本實用新型具有以下顯著優點
1、 提供了 85V 265V的寬電源電壓輸入，基於Top/Tiny/Link Switch通 用控制晶片設計LED驅動電路，EMI的設計也更加簡單，並且具有欠壓和過 熱保護功能；
2、 可任意調節驅動電源的最大電流lLimit，基於LED專用驅動晶片
HV/QX9910設計LED驅動電源，通過調節限流電阻的大小值，從而改變最大 限制電流值；
3、 具有線性調光功能，根據限制電流與限流電阻兩端電壓的線性關係， 通過改變限流電阻的值實現線性調光；
4、 結構簡單，而且電路調試方便，批量生產可以減低大量成本。


圖1為基於控制晶片HV9910的LED通用驅動電路原理圖2為基於控制晶片QX9910的LED通用驅動電路原理圖3為基於控制晶片LinkSwitch的LED通用驅動電路原理圖4為基於控制晶片LinkSwitch的另一種LED通用驅動電路原理圖5為本實用新型的一種具體實施方式
的電路原理圖6為本實用新型的驅動LED限流及調光原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步說明。 本實用新型的LED通用驅動電路，是基於Top/Tiny/Link Switch通用控制晶片設計的，驅動電路的結構及連接方式採用現有技術的電路結構，如圖5 所示，本實用新型的改進點在於，在控制晶片的MOS管源極S端加接了一個 限流電阻A。通過限流電阻Ri來達到調節流過LED最大電流的目的。本實用新型的進一步改進，所述MOS管源極S端的限流電阻&為線性 可調電阻。通過改變限流電阻Ri的阻值，即可實現驅動電路的線性調光。如圖1、圖2所示，由於採用控制晶片HV/QX9910設計的LED驅動電源 電路，不能適應寬電源電壓輸入，並且由於其振蕩頻率固定，EMI的設計也 比較困難，而且沒有過熱保護和輸入欠壓保護功能，如果需要增加線性調光 功能，還需要增加外接電路，增大了電路的成本，電路中如果輸入電壓過低， 振蕩頻率會落入音頻範圍之內，從而帶來令人煩惱的電源噪音。但是，利用HV/QX9910設計的LED驅動電路也具有其特定的優點流 過LED的最大電流可以通過調節與MOS管源極S相連的限流電阻實現連續 可調。又如圖3、圖4所示，是基於LinkSwitch系列設計的一種LED驅動電路， 該電路具有較寬的輸入電壓範圍，由於開關頻率是抖頻，因而EMI設計簡單， 並具有欠壓和過熱保護功能。但這種電路很難做到使流過LED的電流連續， 即使改進後能得到連續的電流，由於電路的最大限制電流lLimit是由晶片的內 部結構決定的，導致驅動LED的並聯支路數N也是固定的，電路的調光也還 是非線性的。因此，本實用新型將兩種類型晶片的驅動電路進行了性能上的結合和電 路的改進。其工作原理為利用檢測MOS管漏極電壓Vd並與內設的Vumit(最 大限制電壓)相比較，來實現限流的目的。當MOS管用作開關時，其工作在 線性放大區，此時流過MOS管的電流和其漏源電壓Vds成正比，在一定V^;t電壓下，可獲得最大限制電流Im^，如圖6中A所示。當在晶片的S腳接一 個限流電阻R,後，這個限流電阻R,上的壓降V^疊加到Vd上，使MOS管的Id—Vd曲線向右偏移，在Vumit不變的情況下獲得另一個最大限制電流Ilimit2， 如圖6中B所示。通過改變VRs (即源級S電阻的大小)，即可獲得不同的限 流電流值。由於IfVd呈線性關係，Id和限流電阻兩端的電壓V^也呈線性關 系，從而通過改變S引腳上的限流電阻A就可以實現線性調光。同時，採用 這種限流方式不改變晶片的開關頻率， 一方面這樣可以保證在不同輸出功率 時的高效率，另一方面也保證電源不會出現音頻噪音。
權利要求1、一種LED通用驅動電路，採用TopSwitch、TinySwitch或LinkSwitch系列開關電源控制晶片；其特徵在於，在控制晶片的MOS管源極S端加接限流電阻。
2、 根據權利要求1所述的LED通用驅動電路，其特徵在於，所述限流 電阻為線性可調電阻。
專利摘要一種LED通用驅動電路，採用TopSwitch、TinySwitch或LinkSwitch系列開關電源控制晶片，在控制晶片的MOS管源極S端加接限流電阻。進一步特徵，所述限流電阻為線性可調電阻。本實用新型的LED驅動電路提供了85V～265V的寬電源電壓輸入，EMI的設計也更加簡單，並且具有欠壓和過熱保護功能；通過調節限流電阻的大小值，可以改變最大限制電流值；同時具有線性調光功能，根據限制電流與限流電阻兩端電壓的線性關係，通過改變限流電阻的值實現線性調光；其結構簡單，電路調試方便，批量生產可以減低大量成本。
文檔編號H05B37/02GK201426198SQ200920127129
公開日2010年3月17日 申請日期2009年4月24日 優先權日2009年4月24日
發明者吳貴能, 夏于波, 虹 楊, 蔡雪梅 申請人:重慶郵電大學