双绕组单级原边反馈的led灯驱动电路的制作方法_2

文档序号:8286568阅读:来源:国知局
mp、cs、S),所述第一整流滤波模块14分别与交流电输入端12、第一电阻Rl的一端、吸收回路16、及变压器18电性连接,所述第一电阻Rl的另一端分别与第一电容Cl的一端、第一引脚1、及第一功率管Ql电性连接,所述第一功率管Ql还分别与吸收回路16、变压器18及第五引脚5电性连接,所述变压器18还与所述第二整流滤波模块19电性连接,所述第二整流滤波模块19还与LED灯接入端17电性连接,所述第二电阻R2的一端与第四引脚4电性连接,所述第二电容C2的一端与第三引脚3电性连接,所述第一整流滤波模块14、第二引脚2、第一电容Cl的另一端、第二电容C2的另一端、第二电阻R2的另一端、变压器18以及第二整流滤波模块17均与地线电性连接。所述变压器18包括原边Np及副边Ns,所述副边Ns用于给LED灯20供电。
[0023]其中,所述LED驱动芯片22通过第一电阻Rl直接由线电压Vin供电,由于LED驱动芯片22工作电流低,可以忽略其给效率带来影响;同时通过第一功率管Ql源漏极的寄生电容Cds间接侦测消磁时间,以上两项技术的结合使得该LED灯驱动电路可以省掉变压器的辅助绕组及其所连接的电路;此外通过固定原边Np导通时间Tonp技术,该LED灯驱动电路稳定工作后每个周期原边Np导通时间都一样,这样线电压Vin越高,原边峰值电流Ipp=(Vin/Lp)*Tonp就越高,从而实现了很高的功率因素,其中,Lp为变压器原边感量。这种控制方式使得线电压侦测电路可以被省略,还能避免线电压Vin侦测与处理过程中的失真,原边峰值电流直接与线电压Vin成正比,实现了更高的功率因素(PF值)和更小的总谐波失真(THD)。
[0024]请参阅图3,所述LED驱动芯片22包括:线电压补偿模块31、采样保持模块32、恒流控制与输出开路保护模块33、误差放大器34、钳位模块35、PWM比较器36、逻辑与驱动模块37、消磁时间侦测模块38、最大关断时间模块39、过压/欠压模块41、锯齿波发生器42、内建电源模块43以及第二功率管Q2,所述误差放大器34具有第一同相输入端+、第一反相输入端-及第一输出端,所述PWM比较器36具有第二同相输入端+、第二反相输入端-及第二输出端,所述第一引脚I分别与过压/欠压模块41、内建电源模块43电性连接,所述过压/欠压模块41还分别与逻辑与驱动模块37、内建电源模块43电性连接,所述逻辑与驱动模块37还分别与最大关断时间模块39、消磁时间侦测模块38、第二功率管Q2、PWM比较器36的第二输出端以及恒流控制与输出开路保护模块33电性连接,所述第三引脚3分别与钳位模块35、误差放大器34的第一输出端及PWM比较器36的第二反相输入端-电性连接,所述PWM比较器36的第二同相输入端+与所述锯齿波发生器42电性连接,所述第四引脚4分别与采样保持模块32、第二功率管Q2电性连接,所述第五引脚5分别与消磁时间侦测模块38、第二功率管Q2电性连接,所述采样保持模块32还分别与线电压补偿模块31、恒流控制与输出开路保护模块33电性连接,所述恒流控制与输出开路保护模块33还分别与误差放大器34的第一反相输入端_、消磁时间侦测模块38及第二功率管Q2电性连接,所述误差放大器34的第一同相输入端+与所述内建电源模块43电性连接。
[0025]所述第一功率管Ql具有第一栅极gl、第一源极Si及第一漏极dl,所述第一栅极gl分别与第一引脚1、第一电阻Rl的另一端、第一电容Cl的一端电性连接,所述第一源极Si与所述第五引脚5电性连接,所述第一漏极dl分别与吸收回路16、变压器18的原边Np电性连接。所述第二功率管Q2具有第二栅极g2、第二源极s2及第二漏极d2,所述第二栅极g2与所述逻辑与驱动模块37电性连接,所述第二源极s2分别与第四引脚4、采样保持模块32电性连接,所述第二漏极d2分别与消磁时间侦测模块38、第五引脚5电性连接。
[0026]所述第一整流滤波模块14包括整流桥15及与整流桥15并联连接的第三电容C3,所述第二整流滤波模块19包括第一二极管Dl及与第一二极管Dl串联连接的第四电容C4,所述第一二极管Dl的阳极与所述变压器18的副边Ns电性连接,所述第一二极管Dl的阴极分别与所述第四电容C4的一端、LED灯接入端17电性连接,所述第四电容C4的另一端用于连接地线。
[0027]所述吸收回路16用于吸收变压器18原边Np绕组的自感电势,其具体包括:第三电阻R3、第五电容C5及第二二极管D2,所述第三电阻R3 —端分别与第一整流滤波模块14、第一电阻Rl的一端、第五电容C5的一端及变压器18的原边Np电性连接,所述第三电阻R3的另一端分别与第五电容C5的另一端、第二二极管D2的阴极电性连接,所述第二二极管D2的阳极分别第一功率管Q1、变压器18的原边Np电性连接。
[0028]其中,所述采样保持模块32用于每个周期实时采样CS峰值电压,并保持该峰值电平,直到下一个原边导通周期重新采样。所述线电压补偿模块31用于对交流输入电压进行CS峰值补偿,使得在宽的交流电范围内(90-264 V)该LED灯驱动电路的输出电流保持恒定。所述锯齿波发生器42用于产生锯齿波,该锯齿波输入到PWM比较器36的第二同相输入端+,与误差放大器34的第一输出端输出电平comp进行比较,从而根据平均电流的大小决定每个周期原边导通时间Tonp。所述逻辑与驱动模块37用于根据各路信号产生驱动脉冲,以驱动内部集成的第二功率管Q2,通过第二功率管Q2的导通,第五引脚5 (S)即第一功率管Ql的源极Si被拉低,第一功率管Ql也导通,从而实现源极驱动。所述消磁时间侦测模块38用于通过第一功率管Q漏源极的寄生电容Cds间接侦测副边导通时间Tons,该副边导通时间Tons用于根据原边峰值电流计算出LED灯接入端17的平均电流。此外LED驱动芯片22工作在临界断续模式,当副边导通时间Tons结束时,LED灯驱动电路的原边Np会开始导通,进入下一个周期。所述最大关断时间模块39用于在LED灯驱动电路原边Np关断时开始计时,当计时到最大关断时间Toff_max来临时,LED灯驱动电路原边Np会再次打开,进入下一个周期,这样就避免了当启动或输出短路时,副边Ns输出电压很低,消磁时间侦测模块38侦测不到Tons,导致下一个周期无法打开,在这种情况下,LED灯驱动电路每隔Toffjnax时间会开启一次。所述内建电源模块43用于产生内部电压源5V,以为LED驱动芯片22内部低压器件供电,并用于产生内部基准电压。所述过压/欠压模块41用于侦测LED驱动芯片22第一引脚I上的电源电压vcc,当该电源电压vcc低于启动电压阈值Vst时,LED驱动芯片22处于关闭状态,几乎不消耗电流,此时线电压Vin通过第一电阻Rl给第一电容Cl充电,当第一电容Cl的电压高于启动电压阈值Vst时,LED驱动芯片22启动,LED灯驱动电路开始工作。此后如果发生各种保护,LED驱动芯片22会关闭输出脉冲,并由一个内部第二功率管Q2将该电源电压vcc拉低至另一阈值VL (Vst)VL)以下,则LED驱动芯片22会再次进入待机状态,几乎不消耗电流。然后线电压Vin通过第一电阻Rl再次给第一电容Cl充电,直到第一电容Cl上的电压大于启动电压阈值Vst,LED驱动芯片22再次启动,如此循环,因此LED驱动芯片22的各种保护均有自动恢复功能,一旦异常情况消失,LED驱动芯片22会自动重启并恢复正常工作。所述钳位模块35用于对误差放大器34第一输出端的输出电平comp进行钳位,使其不超过2V,由于锯齿波的斜率固定,这样通过第一输出端的输出电平comp的钳位可以控制原边Np的最大导通时间,使其不超过设定值,以便在发生异常时保护整个LED灯驱动电路的安全。所述恒流控制与输出开路保护模块33用于将采样到的原边峰值电压Vcsp通过运算转换成LED灯接入端17的平均电流,参与恒流环路的控制,使得输出电流恒定;此外它还通过消磁时间与该原边峰值电压Vcsp之间的关联技术,间接侦测输出电压,以便用于输出LED开路保护。
[0029]请参阅图4及图5,所述消磁时间侦测模块38包括钳位二极管D3、第一电压比较器52及逻辑锁存模块54,所述第一电压比较器52具有第三同相输入端+、第三负向输入端-及第三输出端,所述钳位二极管D3的阳极分别与第五引脚5、第一功率管Q1、及第三同相输入端+连接,所述钳位二极管D3的阴极分别与第一引脚1、第三反相输入端-电性连接,所述第三输出端与所述锁存逻辑模块54电性连接,所述锁存逻辑模块54还分别与所述逻辑与驱动模块37、恒流控制与输出开路保护模块33电性连接。
[0030]副边导通时间Tons的侦测原理如下:当第二功率管Q2的第二栅极g2上的信号gate为高时,LED驱动芯片22内部集成的第二功率管Q2导通,第五引脚5上的信号被拉低,由于外部第一功率管Ql的第一栅极gl直接连接电源电压vcc,因此第一功率管Ql的栅源电压(VgS=VCC-VCS ^ vcc)远
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