恆輸入功率線性LED驅動電路的製作方法

2023-05-31 08:35:21 1

本發明涉及一種線性led驅動電路，特別涉及一種恆輸入功率線性led驅動電路。
背景技術：
：近年來，高亮度led照明以高光效、長壽命、高可靠性和無汙染等優點正在逐步取代白熾燈、螢光燈等傳統光源。現今由於led照明的飛速發展，原來幾十瓦的白熾燈，可在直接用幾瓦的led球泡燈替代了，這樣就可以節約大量的能源。根據led的負載特性，需要有一種可控恆流源來控制。經過整流的工頻交流電電壓，如果將此電壓直接加到輸出led上面，這樣的問題是無法實現恆流，即整個工頻周期內通過led電流不恆定。不僅無法實現亮度的控制，而且led燈珠壽命會大大縮短。利用高頻開關電源來做恆流控制是一種常見的辦法，但性能提高的同時，成本也大大增加。在led燈珠負載裡串接有源或無源器件，使線路產生「恆流－變壓」效果，這樣在led負載通過的就是恆定電流，而外接線路承受了變化的電壓。這就是傳統的線性led驅動電路的工作原理。傳統的線性led驅動電路，由於反饋迴路的存在，輸出電流不隨輸入交流電壓的變化而變化，保持在恆定的電流值。因為是線性工作原理，所以輸入電流等於輸出電流，在不同的輸入電壓情況下，輸入功率為：由此可見，輸入功率隨著輸入電壓的變化而變化，不能保持恆定。由於vled是個恆定值，所以場效應管m兩端的壓降(vdrop)為：可見，vdrop隨著輸入電壓的增大而增大，導致場效應管的功耗也隨之增大，這對晶片的散熱造成的很大的負擔，同時大大降低了整個電路的效率。技術實現要素：本發明的提供的一種恆輸入功率線性led驅動電路，通過感知輸入電壓來調整輸入電流的方式，可以使整機效率大幅提高，以克服上述現有技術的缺陷,從而解決上述問題。本發明提供一種恆輸入功率線性led驅動電路，包括：整流橋、led負載和驅動電路；驅動電路包括，運算放大器ota、場效應管m、第一偏置電阻r1、第二偏置電阻r2和電流設定電阻rcs；整流橋的輸入端接入輸入交流電壓acin；led負載的一端與整流橋的輸出端相連，另一端與場效應管m的漏極相連；電流設定電阻rcs的一端與場效應管m的源極相連，另一端接地；運算放大器ota的同相輸入端接入基準電壓vref，輸出端與場效應管m的柵極相連；第一偏置電阻r1的一端與整流橋的輸出端相連，另一端與運算放大器ota的反相輸入端相連；第二偏置電阻r2的一端與場效應管m的源極相連，另一端與運算放大器ota的反相輸入端相連。進一步，本發明提供一種恆輸入功率線性led驅動電路，還可以具有這樣的特徵：第一偏置電阻r1和第二偏置電阻r2交匯點的反饋迴路電壓vinv與基準電壓等值vref。進一步，本發明提供一種恆輸入功率線性led驅動電路，還可以具有這樣的特徵：第一偏置電阻r1的阻值遠大於第二偏置電阻r2的阻值。進一步，本發明提供一種恆輸入功率線性led驅動電路，還可以具有這樣的特徵：第一偏置電阻r1與第二偏置電阻r2的阻值比為：其中，vbulk為整流直流電壓；vbulk_max為最大整流直流電壓；vbulk_min為最小整流直流電壓。進一步，本發明提供一種恆輸入功率線性led驅動電路，還可以具有這樣的特徵：整流直流電壓的典型值為310v。進一步，本發明提供一種恆輸入功率線性led驅動電路，還可以具有這樣的特徵：基準電壓vref值為0.5v。進一步，本發明提供一種恆輸入功率線性led驅動電路，還可以具有這樣的特徵：電流設定電阻rcs值為10ω。進一步，本發明提供一種恆輸入功率線性led驅動電路，還可以具有這樣的特徵：還包括電容c，與整流橋並聯。進一步，本發明提供一種恆輸入功率線性led驅動電路，還可以具有這樣的特徵：整流橋由四個二極體構成。進一步，本發明提供一種恆輸入功率線性led驅動電路，還可以具有這樣的特徵：led負載的正極與整流橋的輸出端相連，負極與場效應管m的漏極相連。附圖說明圖1是恆輸入功率線性led驅動電路圖。附圖標記：rcs――電流設定電阻iout――輸出電流vref――基準電壓acin――輸入交流電壓vbulk――整流直流電壓vled――led負載壓降r1――第一偏置電阻r2――第二偏置電阻vinv――反饋迴路電壓d1、d2、d3、d4――二極體c――電容m――場效應管具體實施方式下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步的描述。恆輸入功率線性led驅動電路，包括：整流橋、led負載、驅動電路和電容c。整流橋由四個二極體d1、d2、d3和d4構成，整流橋的二極體d3、d4的連接處接地。整流橋的輸入端接入輸入交流電壓acin。電容c與整流橋並聯。驅動電路包括，運算放大器ota、場效應管m、第一偏置電阻r1、第二偏置電阻r2和電流設定電阻rcs。led負載的正極與整流橋的輸出端相連，負極與場效應管m的漏極相連。電流設定電阻rcs的一端與場效應管m的源極相連，另一端接地。運算放大器ota的同相輸入端接入基準電壓vref，輸出端與場效應管m的柵極相連。第一偏置電阻r1的一端與整流橋的輸出端相連，另一端與運算放大器ota的反相輸入端相連。第二偏置電阻r2的一端與場效應管m的源極相連，另一端與運算放大器ota的反相輸入端相連。第一偏置電阻r1和第二偏置電阻r2交匯點為反饋迴路電壓vinv。恆輸入功率線性led驅動電路的工作原理：第一偏置電阻r1和第二偏置電阻r2被加入反饋環路中。其中第一偏置電阻r1用來感知輸入電壓的大小，第二偏置電阻r2用來設定電流設定電阻vcs的值。輸出電流為：由於反饋迴路的存在，反饋迴路電壓vinv和基準電壓vref保持一致。當vbulk升高時，流過電阻r1的電流會增大，從而導致vcs減小；當vbulk降低時，流過電阻r1的電流會減小，從而導致vcs增大。輸入功率為其中，vbulk為整流直流電壓。通過設定r1和r2的比值，可使輸入功率在一定的輸入電壓範圍內保持恆定。同時，mos管m的功耗也不隨輸入電壓的增大而增大，大大提高了整個電路的效率，降低的散熱成本。由於反饋迴路的存在，反饋迴路電壓vinv和基準電壓vref保持一致，所以可以得到如下等式：進一步可以得到由於r1阻值遠大於r2阻值，所以輸入電流為輸入功率為在vbulk為最大值(vbulk_max)時在vbulk為最小值(vbulk_min)時通過解等式可得到r1/r2的比值為假定則可推出輸入功率經計算如下表所示vbulk(v)iin(ma)pin(w)280277.68310257.75340237.68由此可見，當輸入電壓變化為±10％時，輸入功率的變化約為1％左右。當前第1頁12