電子鎮流器直接驅動LED的IC晶片及其控制電路的製作方法與工藝

2023-06-09 14:38:06

本發明是一種IC晶片及其控制電路，特別是涉及一種電子鎮流器直接驅動LED的IC晶片及其控制電路。

背景技術：
LED具有功耗小、使用壽命長等優點，已經廣泛利用在照明、顯示等領域，如LED照明燈、LED顯示屏、LED燈飾等等。隨著國家對綠色光源的日益重視，LED產品的市場和應用前景非常廣闊。由於LED是用直流電壓驅動，不能直接使用市電電壓，必須用市電電壓轉換成直流電壓的LED驅動電源。當前LED驅動電源基本都是以開關電源形式的恆流驅動電源，但普遍都存在造價成本高的缺點。而眾所周知，螢光燈交流電子鎮流器已有20多年的發展歷史，在技術上早已十分成熟，造價成本也很合理，在同等功率條件下電子鎮流器的成本只有LED驅動開關電源成本的三分之一，所以利用電子鎮流器驅動LED具有好多的優勢。中國專利公開號：102647838A，公開日2012年8月22日，公開了一種電子鎮流器驅動LED的轉換模塊，該轉換模塊連接在電子鎮流器和LED陣列之間，其特徵在於所述的轉換模塊包括用於調節電子鎮流器輸出端高頻高壓交流電流的高頻限流電路、用於整流濾波變成平穩直流的整流濾波電路、用於調節適應LED驅動電壓的初始穩壓電路和用於調節LED所需用電流控制的恆流驅動電路，所述的高頻限流電路、整流濾波電路、初始穩壓電路和恆流驅動電路配合連接。此技術方案利用電子鎮流器驅動LED，但是此技術方案中存在較多的功率損耗，特別是其中的電阻元件、電感和三極體，有較多的功率會被消耗在其中，發熱也比較多，對電路元件的使用壽命也有較大影響。

技術實現要素：
本發明的目的是為解決目前現有電子鎮流器驅動的各種照明燈技術存在較多的功率損耗，特別是其中的電阻元件，有較多的功率會被消耗在其中，發熱也比較多，壽命短和空氣汙染的問題，提供一種消耗較少，發熱較少，元件簡單、容易集成、使用壽命長的電子鎮流器直接驅動LED的IC晶片及其控制電路。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：一種電子鎮流器直接驅動LED的IC晶片，包括輸入引腳和輸出引腳，還包括整流電路、空載保護電路和恆流源電路，整流電路的輸入端與輸入引腳連接，整流電路的輸出端通過空載保護電路與恆流源電路的輸入端連接，所述恆流源電路的輸出端與輸出引腳連接。本發明這樣設置，通過將電子鎮流器的輸出電流進行整流和恆流輸出，能夠將穩定的恆流電流輸出給LED電路，驅動LED電路照明，本發明消耗較少，發熱較少，元件簡單、容易集成，雙向晶閘管Q1工作在半導通狀態，起到空載保護的作用，有較長的使用壽命，本發明可以通過IC晶片及外圍電路，由使用者自由調節輸出功率大小和恆流輸出大小，可以適合各種LED電路，為現有的各種電子鎮流器驅動不同形狀的螢光燈，如：直形燈管、環形燈管、H形燈管，及金屬滷化物燈、高、低壓鈉燈直接替換帶來方便條件。作為優選，所述的電子鎮流器直接驅動LED的IC晶片還包括保護電路，保護電路的輸入端與輸入引腳連接，所述保護電路的輸出端與整流電路的輸入端連接。保護電路將電子鎮流器的輸出的高頻高壓電路進行保護，防止了高頻電流突然畸變對IC晶片中部分電子元件進行損壞。作為優選，所述的電子鎮流器直接驅動LED的IC晶片為八引腳封裝晶片，整流電路包括二極體D1、二極體D2、二極體D3和二極體D4，空載保護電路包括二極體D5、雙向晶閘管Q1和電阻R3，二極體D1的陽極與二極體D3的陰極連接，二極體D3的陽極與二極體D4的陽極連接，二極體D4的陰極與二極體D2的陽極連接，二極體D2的陰極與二極體D1的陰極連接，二極體D5的陽極與二極體D2的陰極以及二極體D1的陰極連接，雙向晶閘管Q1的第一陽極與二極體D2的陰極以及二極體D1的陰極連接，雙向晶閘管Q1的第二陽極與二極體D3的陽極以及二極體D4的陽極連接，雙向晶閘管Q1的控制極通過電阻R3與二極體D5的陰極連接，二極體D1的陽極引出為第一和第二引腳，二極體D4的陰極引出為第三引腳和第四引腳，雙向晶閘管Q1的第二陽極引出為第五引腳，二極體D5的陰極引出為第八引腳，二極體D5的陰極還與恆流源電路連接，恆流源電路與第六引腳以及第七引腳連接。二極體D1、二極體D2、二極體D3和二極體D4組成整流電路，對電流進行整流，二極體D5、電阻R3和雙向晶閘管Q1組成空載保護電路，當IC晶片輸出端空載時，雙向晶閘管Q1工作在半導通狀態，起到空載保護的作用，二極體D5的設置防止了方向電流，保證了電流方向。作為優選，所述的恆流源電路包括三極體Q3、場效應管Q2和電阻R4，二極體D5的陰極通過電阻R4與三極體Q3的集電極連接，三極體Q3的發射極與二極體D3的陽極以及二極體D4的陽極連接，三極體Q3的基極與場效應管Q2的襯底和源極連接，場效應管Q2的柵極與三極體Q3的集電極連接，場效應管Q2的漏極引出為第七引腳，場效應管Q2的源極引出為第六引腳，三極體Q3的發射極與第五引腳連接。本發明中使用三極體Q3和場效應管Q2構成了恆流源，其中本發明採用場效應管Q2而非採用三極體，因為，場效應管是電壓控制器件，在本發明中若採用三極體代替場效應管Q2會有較多的損耗和較高的發熱量，會影響真快IC晶片的使用壽命和驅動的LED電路時的工作消耗。作為優選，所述的保護電路包括電阻R1和電阻R2，電阻R1的一端與第一引腳連接，電阻R1的另一端與第二引腳連接，電阻R2的一端與第三引腳連接，電阻R2的另一端與第四引腳連接。保護電路將電子鎮流器的輸出的高頻高壓電路進行保護，防止了高頻電流的瞬時畸變對IC晶片中部分電子元件進行損壞。而電阻R1、電阻R2的設計簡單易行，能夠達到設計初衷。作為優選，所述的電阻R3電阻值取值範圍為200K歐姆至330K歐姆，所述的電阻R4的電阻值範圍為1.5M歐姆至2M歐姆。電阻R3和電阻R4的阻值如此設定，可以確保對於雙向晶閘管Q1的門極電壓，以及加載在電阻R4和電阻R3上的電壓的大小，保證恆流源輸入端的電壓數值。一種電子鎮流器直接驅動LED的控制電路，用於驅動LED電路，包括如權利3至6所述的任意一種電子鎮流器直接驅動LED的IC晶片和雙輸入四輸出的電子鎮流器，所述的電子鎮流器直接驅動LED的控制電路還包括電感L、電阻RT和電容C，電子鎮流器的第一輸出端與電子鎮流器直接驅動LED的IC晶片第一引腳電連接，電子鎮流器的第二輸出端與電子鎮流器直接驅動LED的IC晶片第二引腳電連接，電子鎮流器的第三輸出端與電子鎮流器直接驅動LED的IC晶片第三引腳電連接，電子鎮流器的第四輸出端與電子鎮流器直接驅動LED的IC晶片第四引腳電連接，電阻RT的第一端與電子鎮流器直接驅動LED的IC晶片第六引腳電連接，電阻RT的第二端與電子鎮流器直接驅動LED的IC晶片第五引腳電連接，電容C的陽極與電子鎮流器直接驅動LED的IC晶片第八引腳電連接，電容C的陰極與電子鎮流器直接驅動LED的IC晶片第五引腳電連接，電感L的一端與電子鎮流器直接驅動LED的IC晶片第二引腳電連接，電感L的另一端與電子鎮流器直接驅動LED的IC晶片第三引腳電連接，LED電路的第一端與電子鎮流器直接驅動LED的IC晶片第八引腳電連接，LED電路的第二端與電子鎮流器直接驅動LED的IC晶片第七引腳電連接。現有的雙輸入四輸出鎮流器的輸入為交流輸入，四個輸出端中第一輸出端和第四輸出端與鎮流器電感連接，第二輸出端和第三輸出端與功率補償電容連接，本發明中的IC晶片起到整流、空載保護和恆流作用，外圍控制電路，包括電子鎮流器輸出端的輸出功率控制電路、IC晶片整流後的濾波電路和IC晶片恆流源的恆流大小控制電路三種電路，電感L作為電子鎮流器輸出端的輸出功率控制電路起到調整輸出電流頻率、通過電感L改變原有電子鎮流器輸出電流的頻率，從而達到調整電子鎮流器輸出端的輸出功率的作用，電阻RT作為IC晶片恆流源的恆流大小控制電路則起到調整輸出恆流大小的作用，電容C作為IC晶片整流後的濾波電路進行濾波作用，通過以上元件的相互配合達到穩定驅動LED電路的作用。作為優選，所述的電感L為可變電感，所述的電阻RT為可變電阻。這樣設置，使用者可以通過調整電感L和電阻RT對輸出的電流進行調整，適合各種LED電路。本發明的實質性效果是：本發明消耗較少，發熱較少，元件簡單、容易集成，雙向晶閘管Q1工作在半導通狀態，起到空載保護的作用，有較長的使用壽命，本發明可以由使用者自由調節，可以適合各種LED電路。附圖說明圖1是本發明中IC晶片的電路結構框圖；圖2是本發明的電路結構框圖。圖中：1、保護電路，2、整流電路，3、空載保護電路，4、恆流源電路，5、IC晶片。具體實施方式下面通過具體實施例，並結合附圖，對本發明的技術方案作進一步的具體說明。實施例1：一種電子鎮流器直接驅動LED的IC晶片（參見附圖1），為八引腳封裝晶片，包括四輸入引腳和四輸出引腳，還包括保護電路1、整流電路2、空載保護電路3和恆流源電路4，保護電路的輸入端與輸入引腳連接，所述保護電路的輸出端與整流電路的輸入端連接。整流電路2的輸入端通過保護電路1與輸入引腳連接，整流電路2的輸出端通過空載保護電路3與恆流源電路4的輸入端連接，所述恆流源電路4的輸出端與輸出引腳連接。保護電路1包括電阻R1和電阻R2，電阻R1的一端與第一引腳連接，電阻R1的另一端與第二引腳連接，電阻R2的一端與第三引腳連接，電阻R2的另一端與第四引腳連接。整流電路2包括二極體D1、二極體D2、二極體D3和二極體D4，空載保護電路包括二極體D5、雙向晶閘管Q1和電阻R3，二極體D1的陽極與二極體D3的陰極連接，二極體D3的陽極與二極體D4的陽極連接，二極體D4的陰極與二極體D2的陽極連接，二極體D2的陰極與二極體D1的陰極連接，二極體D5的陽極與二極體D2的陰極以及二極體D1的陰極連接，雙向晶閘管Q1的第一陽極與二極體D2的陰極以及二極體D1的陰極連接，雙向晶閘管Q1的第二陽極與二極體D3的陽極以及二極體D4的陽極連接，雙向晶閘管Q1的控制極通過電阻R3與二極體D5的陰極連接，二極體D1的陽極引出為第一和第二引腳，二極體D4的陰極引出為第三引腳和第四引腳，雙向晶閘管Q1的第二陽極引出為第五引腳，二極體D5的陰極引出為第八引腳，二極體D5的陰極還與恆流源電路連接，恆流源電路與第六引腳以及第七引腳連接。所述的恆流源電路4包括三極體Q3、場效應管Q2和電阻R4，二極體D5的陰極通過電阻R4與三極體Q3的集電極連接，三極體Q3的發射極與二極體D3的陽極以及二極體D4的陽極連接，三極體Q3的基極與場效應管Q2的襯底和源極連接，場效應管Q2的柵極與三極體Q3的集電極連接，場效應管Q2的漏極引出為第七引腳，場效應管Q2的源極引出為第六引腳，三極體Q3的發射極與第五引腳連接。本實施例中的電阻R3電阻值為200K歐姆電阻R4的電阻值為1.5M歐姆。本實施例公開的電子鎮流器直接驅動LED的IC晶片，應用本IC晶片可對高頻高壓電路進行畸變保護、整流、調壓、調功率，達到恆流輸出，本實施例體積小巧，特別適用與集成在LED燈電路中。本實施例的保護電路將電子鎮流器的輸出的高頻高壓電路進行保護，防止了高頻電流輸出時的畸變對IC晶片中部分電子元件進行損壞。而電阻R1、電阻R2的設計簡單易行，能夠達到設計初衷。二極體D1、二極體D2、二極體D3和二極體D4組成整流電路，對電流進行整流，本發明中使用三極體Q3和場效應管Q2構成了恆流源，其中本實施例採用場效應管Q2而非採用三極體，因為，場效應管是電壓控制器件，在本發明中若採用三極體代替場效應管Q2會有較多的損耗和較高的發熱量，會影響真快IC晶片的使用壽命和驅動的LED電路時的工作消耗。通過將電子鎮流器的輸出電流進行整流和恆流輸出，能夠將穩定的恆流電流輸出給LED電路，驅動LED電路照明。二極體D5、電阻R3和雙向晶閘管Q1組成空載保護電路，當IC晶片輸出端空載時，雙向晶閘管Q1工作在半導通狀態，起到空載保護的作用，二極體D5的設置防止了方向電流，保證了電流方向。一種電子鎮流器直接驅動LED的控制電路（參見附圖2），用於驅動LED電路，包括實施例1所述的一種電子鎮流器直接驅動LED的IC晶片5和雙輸入四輸出的電子鎮流器，所述的電子鎮流器直接驅動LED的控制電路還包括電感L、電阻RT和電容C，電子鎮流器的第一輸出端與電子鎮流器直接驅動LED的IC晶片5第一引腳電連接，即通過IC晶片5中的電阻R1與二極體D1的陽極連接；電子鎮流器的第二輸出端與電子鎮流器直接驅動LED的IC晶片5第二引腳電連接，即直接與IC晶片5中的二極體D1的陽極連接；電子鎮流器的第三輸出端與電子鎮流器直接驅動LED的IC晶片5第三引腳電連接，即直接與IC晶片5中的二極體D4的陰極連接；電子鎮流器的第四輸出端與電子鎮流器直接驅動LED的IC晶片5第四引腳電連接，即通過IC晶片5中的電阻R2與二極體D4的陰極連接；電阻RT的第一端與電子鎮流器直接驅動LED的IC晶片5第六引腳電連接，即與IC晶片5中三極體Q3的基極連接；電阻RT的第二端與電子鎮流器直接驅動LED的IC晶片5第五引腳電連接，即與IC晶片5中三極體Q3的發射極連接；電容C的陽極與電子鎮流器直接驅動LED的IC晶片5第八引腳電連接，即與IC晶片5中二極體D5的陰極連接；電容C的陰極與電子鎮流器直接驅動LED的IC晶片5第五引腳電連接，即與IC晶片5中三極體Q3的發射極連接；電感L的一端與電子鎮流器直接驅動LED的IC晶片5第二引腳電連接，即與IC晶片5中二極體D1的陽極連接；電感L的另一端與電子鎮流器直接驅動LED的IC晶片5第三引腳電連接，即與IC晶片5中二極體D2的陽極連接；LED電路的第一端與電子鎮流器直接驅動LED的IC晶片5第八引腳電連接，即與IC晶片5中二極體D5的陰極連接；LED電路的第二端與電子鎮流器直接驅動LED的IC晶片第七引腳電連接，即與IC晶片5中的場效應管Q2的漏極連接。現有的雙輸入四輸出鎮流器的輸入為交流輸入，四個輸出端中第一輸出端和第四輸出端與鎮流器電感連接，第二輸出端和第三輸出端與功率補償電容連接，本實施例中的IC晶片起到整流、空載保護和恆流作用，外圍控制電路，包括電子鎮流器輸出端的輸出功率控制電路、IC晶片整流後的濾波電路和IC晶片恆流源的恆流大小控制電路三種電路，電感L作為電子鎮流器輸出端的輸出功率控制電路起到調整輸出電流頻率、通過電感L改變原有電子鎮流器輸出輸出電流的頻率，從而達到調整電子鎮流器輸出端的輸出功率的作用，電阻RT作為IC晶片恆流源的恆流大小控制電路則起到調整輸出恆流大小的作用，電容C作為IC晶片整流後的濾波電路進行濾波作用，通過以上元件的相互配合達到穩定驅動LED電路的作用。實施例2：本實施例與實施例1基本相同，不同之處在於，本實施例中的電阻R3電阻值為330K歐姆，所述的電阻R4的電阻值為2M歐姆。本實施例中的電感L為可變電感，所述的電阻RT為可變電阻。本實施例中，使用者可以通過調整電感L和電阻RT對輸出的電流進行調整，可以適合各種不同的LED電路輸出相匹配的驅動電流。本實施例可以解決目前現有電子鎮流器驅動的各種照明燈技術功率損耗大、壽命短和空氣汙染等的問題，本實施例消耗較少，發熱較少，元件簡單、容易集成，雙向晶閘管Q1工作在半導通狀態，起到空載保護的作用，有較長的使用壽命，本實施例可以通過IC晶片及外圍電路，由使用者自由調節輸出功率大小和恆流輸出大小，可以適合各種LED電路，為現有的各種電子鎮流器驅動不同形狀的螢光燈，如：直形燈管、環形燈管、H形燈管，及金屬滷化物燈、高、低壓鈉燈直接替換帶來方便條件。以上所述的實施例只是本發明的一種較佳的方案，並非對本發明作任何形式上的限制，在不超出權利要求所記載的技術方案的前提下還有其它的變體及改型。