LED驱动电路制造技术

本实用新型专利技术提供一种LED驱动电路，其包括整流电路、供电电路、负载驱动电路和开关电路四部分。开关电路中过零检测单元对第一功率开关管源极电压进行检测，得到续流二极管的关断时刻及导通时间，从而实现LED恒流驱动。该LED驱动电路可简化驱动电源的设计，缩小LED驱动电源的PCB体积，降低LED驱动电源应用系统的成本；该驱动电路只需采集第一功率开关管的源极电压，即可得到续流二极管的零电流时刻，可简化芯片的设计难度和节省了芯片的面积，降低了芯片的成本；同时采用该驱动电路处在临界导通模式（BCM）时，可降低开关损耗，提高了电源转换效率，并能改善EMI。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电路电子及集成电路领域，特别是涉及一种用于给LED供电的驱动电路。
技术介绍
LED（发光二极管）是一种能发光的半导体电子元件，LED只能往一个方向导通（通电），当电流流过时，电子与空穴在其内复合而发出单色光，这叫电致发光效应，而光线的波长、颜色跟其所采用的半导体材料种类与掺入的元素杂质有关。具有效率高、寿命长、不易破损、开关速度高、高可靠性等传统光源不及的优点。因LED具有节能环保的优点而被逐渐普及使用，同时用户对其性能提出了越来越高的要求，特别是成本控制要求越来越严格。如图1所示，传统LED驱动电路主要采用反激式开关电路进行控制，交流市电经整流电路1变为直流电，并通过供电电路2给LED电源驱动电路进行供电。LED电源驱动电路包括一变压器，变压器包括原边绕组NP、副边绕组NS及辅助绕组NA三个绕组。当该开关电路通电后，副变绕组Ns经二极管D为LED供电，同时辅助绕组NA检测续流二极管D电流过零时刻点和检测输出电压的信息，控制晶体管M1的通断，使LED实现恒流驱动。该反激式开关电路通过辅助绕组NA来检测二极管D的电流过零时刻，其反馈电路上需要使用整流二极管、分压电阻等元器件，这样就会使整个电路系统的设计变得复杂，使LED驱动电路系统的PCB板体积增大，这样就会增加LED供电系统的成本，而且会对其使用场合造成限制。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种结构简单、体较小、成本低的LED驱动电路。为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种LED驱动电路，其包括：整流电路，所述整流电路用于将输入的交流电变为直流电；供电电路，所述供电电路与所述整流电路耦合；负载驱动电路，所述负载驱动电路与所述供电电路耦合，所述供电电路用于向所述负载驱动电路供电，所述负载驱动电路包括LED负载、电感元件、一续流二极管及一电容，所述LED负载、电感元件、续流二极管构成回路，所述电容与所述LED负载并联；开关电路，所述开关电路与所述负载电路耦合，所述开关电路包括第一功率开关管、第二功率开关管、采样电阻和一过零检测电路，所述第一功率开关管的漏极与电感元件耦合，所述第一功率开关管的源极与所述第二功率开关管的漏极连接，所述第一功率开关管的栅极与所述供电电路连接，所述第二功率开关管的源极通过采样电阻接地，所述过零检测电路的输出端与所述第二功率开关管的栅极连接，当所述采样电阻大于规定阈值时，所述过零检测电路输出信号使所述第二功率开关管关断，当所述第二功率开关管的漏极电压低于规定阈值时，所述过零检测电路输出信号使所述第二功率开关管开通。优选地，所述过零检测电路包括过零检测单元、开关逻辑控制单元，所述过零检测单元的输入端与所述第二功率开关管的漏极连接，所述过零检测单元的输出端与所述开关逻辑控制单元的第一输入端连接，所述开关逻辑控制单元的第二输入端与所述第二功率开关管的源极连接，所述开关逻辑控制单元的输出端与所述第二功率开关管的栅极连接。优选地，所述过零检测单元包括一比较器和一滤波延时电路单元，所述比较器的负向输入端与所述第二功率开关管的源极连接，所述比较器的正向输入端通过所述滤波延时电路单元与所述第二功率开关管的源极连接，所述比较器的输出端与所述开关逻辑控制单元的第一输入端连接。优选地，所述过零检测单元为一下降沿信号检测电路。优选地，所述过零检测单元与所述开关逻辑控制单元之间还设有一开短路保护电路。优选地，所述电感元件为一变压器的副边绕组，所述变压器的原边绕组与所述供电电路耦合。优选地，所述变压器为一反激变压器。优选地，所述反激变压器的原边绕组的两端连接有用于吸收尖峰电流的漏感复位电路。优选地，第一功率开关管为高压功率开关管，所述第二功率开关管为中压功率开关管。如上所述，本技术的LED驱动电路具有以下有益效果：该LED驱动电路可简化驱动电源的设计，缩小LED驱动电源的PCB体积，降低LED驱动电源应用系统的成本；该驱动电路只需采集第一功率开关管的源极电压，即可得到续流二极管的零电流时刻，可简化芯片的设计难度和节省了芯片的面积，降低了芯片的成本；同时采用该驱动电路处在临界导通模式（BCM）时，可降低开关损耗，提高了电源转换效率，并能改善EMI。附图说明图1现有LED驱动电路示意图。图2为本技术第一实施例的电路示意图。图3为本技术实施例过零检测单元一个实施例的电路示意图。图4为图3实施例中各信号点的电压或者电流输出波形示意图。图5为图2所示实施例各信号点的电压或者电流输出波形示意图。图6为本技术第二实施例的电路示意图。图7为本技术第三实施例的电路示意图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图2至图7，需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。如图2所示，为本技术LED驱动电路的一个实施例，该LED驱动电路包括整流电路1、供电电路2、负载驱动电路和开关电路四部分。整流电路1与供电电路2耦合，供电电路2与负载驱动电路耦合，负载驱动电路与开关电路耦合。整流电路1用于将市电交流电变为直流电。供电电路2包括连接输入直流电压与电路地之间的电容C0，串联连接的电阻R0和电容C1，与电容C1并联连接的稳压管Dz，供电电路2用于对负载驱动电路和开关电路进行供电。负载驱动电路包括LED负载8a、电感元件、一续流二极管D0及一电容C2，LED负载8a与电感元件、续流二极管D0构成回路，电容C2与LED负载8a并联。如图2所示，作为本实用新型的一个实施例，该负载驱动电路的电感元件为一变压器8b的副边绕组Ns，变压器8b为反激变压器，变压器8b的原边绕组Np与供电电路耦合。开关电路包括第一功率开关管M0、第二功率开关管M1、采样电阻Rcs和一过零检测电路，第一功率开关管M0为高压功率开关管，第二功率开关管M1为中压功率开关管，第一功率开关管M0可承受较高的工作电压。第一功率开关管M0的漏本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED驱动电路，其特征在于，其包括：整流电路（1），所述整流电路（1）用于将输入的交流电变为直流电；供电电路（2），所述供电电路（2）与所述整流电路（1）耦合；负载驱动电路，所述负载驱动电路与所述供电电路（2）耦合，所述供电电路用于向所述负载驱动电路供电，所述负载驱动电路包括LED负载（8a）、电感元件、一续流二极管（D0）及一电容（C2），所述LED负载（8a）、电感元件、续流二极管（D0）构成回路，所述电容（C2）与所述LED负载（8a）并联；开关电路，所述开关电路与所述负载电路（2）耦合，所述开关电路包括第一功率开关管（M0）、第二功率开关管（M1）、采样电阻（RES）和一过零检测电路，所述第一功率开关管（M0）的漏极与电感元件耦合，所述第一功率开关管（M0）的源极与所述第二功率开关管（M1）的漏极连接，所述第一功率开关管（M0）的栅极与所述供电电路（2）连接，所述第二功率开关管（M1）的源极通过采样电阻（RES）接地，所述过零检测电路的输出端与所述第二功率开关管（M1）的栅极连接，当所述采样电阻（RES）大于规定阈值时，所述过零检测电路输出信号使所述第二功率开关管（M1）关断，当所述第二功率开关管（M1）的漏极电压低于规定阈值时，所述过零检测电路输出信号使所述第二功率开关管（M1）开通。...

【技术特征摘要】
1.一种LED驱动电路，其特征在于，其包括：
整流电路（1），所述整流电路（1）用于将输入的交流电变为直流电；
供电电路（2），所述供电电路（2）与所述整流电路（1）耦合；
负载驱动电路，所述负载驱动电路与所述供电电路（2）耦合，所述供电电路用于向所述负载驱动电路供电，所述负载驱动电路包括LED负载（8a）、电感元件、一续流二极管（D0）及一电容（C2），所述LED负载（8a）、电感元件、续流二极管（D0）构成回路，所述电容（C2）与所述LED负载（8a）并联；
开关电路，所述开关电路与所述负载电路（2）耦合，所述开关电路包括第一功率开关管（M0）、第二功率开关管（M1）、采样电阻（RES）和一过零检测电路，所述第一功率开关管（M0）的漏极与电感元件耦合，所述第一功率开关管（M0）的源极与所述第二功率开关管（M1）的漏极连接，所述第一功率开关管（M0）的栅极与所述供电电路（2）连接，所述第二功率开关管（M1）的源极通过采样电阻（RES）接地，所述过零检测电路的输出端与所述第二功率开关管（M1）的栅极连接，当所述采样电阻（RES）大于规定阈值时，所述过零检测电路输出信号使所述第二功率开关管（M1）关断，当所述第二功率开关管（M1）的漏极电压低于规定阈值时，所述过零检测电路输出信号使所述第二功率开关管（M1）开通。
2.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于：所述过零检测电路包括过零检测单元、开关逻辑控制单元，所述过零检测单元的输入端与...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永良，佟国增，万海军，周海军，韩兴成，
申请(专利权)人：苏州聚元微电子有限公司，
类型：实用新型
国别省市：