本發(fā)明涉及LED照明電源，尤其是涉及一種LED照明電源驅(qū)動(dòng)芯片與驅(qū)動(dòng)電路。

背景技術(shù)：

目前，LED照明應(yīng)用十分廣泛，但其電源驅(qū)動(dòng)電路并不理想，存在功率因素較低(PFC較低)、功耗較大、恒流穩(wěn)壓精度較低等問題，影響了LED照明的可靠性和壽命，其主要原因是驅(qū)動(dòng)芯片設(shè)計(jì)不理想導(dǎo)致的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種具有高PFC、低功耗、高精度恒流穩(wěn)壓，并具有過溫、過壓、欠壓、短路和開路保護(hù)多種安全保護(hù)措施、同時(shí)兼具有無極調(diào)光控制等特點(diǎn)，尤其適用于智慧管廊特定的工作環(huán)境下的LED照明電源驅(qū)動(dòng)芯片與驅(qū)動(dòng)電路。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種LED照明電源驅(qū)動(dòng)芯片，其內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)包括電源輸入模塊、基準(zhǔn)參考源、輸出電壓檢測模塊、逐周期限流保護(hù)模塊、邏輯控制器、電源驅(qū)動(dòng)器、鎖存器、鋸齒波發(fā)生器、比較器、運(yùn)算放大器和過溫保護(hù)單元；

所述電源輸入模塊包括VCC欠壓保護(hù)單元、VCC鉗位和過壓保護(hù)單元；所述VCC欠壓保護(hù)單元一端與電源電壓連接，另一端與所述基準(zhǔn)參考源連接，比較后輸出端與所述鎖存器置位端連接；所述VCC鉗位和過壓保護(hù)單元一端與電源電壓連接，另一端與所述鎖存器置位端連接；

所述輸出電壓檢測模塊包括輸出過壓保護(hù)單元和輸出鉗位及過零檢測單元；輸出過壓保護(hù)單元和輸出鉗位及過零檢測單元一端與檢測端連接，另一端與鎖存器置位端連接；

所述運(yùn)算放大器與比較器輸入負(fù)端連接，鋸齒波發(fā)生器與比較器輸入正端連接，比較器輸出端與鎖存器復(fù)位端連接；

所述逐周期限流保護(hù)模塊與邏輯控制器連接，邏輯控制器一端與鎖存器輸出連接，另一端與電源驅(qū)動(dòng)器連接；

所述過溫保護(hù)單元與鎖存器置位端連接。

一種LED照明電源驅(qū)動(dòng)電路，包括上述驅(qū)動(dòng)芯片，保險(xiǎn)絲F1，保護(hù)二極管D1，整流橋，變壓器T1，保護(hù)二極管D3，MOS管Q1、限流電阻R1、R4、R3、R5、R7、R8，電流檢測電阻R9，濾波電容C1、C2、C3和C5；

交流電通過保險(xiǎn)絲F1與整流橋連接，整流橋輸出直流電通過保護(hù)二極管D1和限流電阻R1給驅(qū)動(dòng)芯片供電，整流橋后并聯(lián)旁路電容C1且接地，驅(qū)動(dòng)芯片電源輸入端與濾波電容C3、限流電阻R5和保護(hù)二極管D3連接，驅(qū)動(dòng)芯片運(yùn)算放大器輸入端FB經(jīng)過限流電阻R3和電流檢測電阻R9與地連接，驅(qū)動(dòng)芯片的比較器控制端Ctrl通過旁路的濾波電容C2與地連接，驅(qū)動(dòng)芯片的鋸齒波發(fā)生器通過限流電阻R4與地連接，驅(qū)動(dòng)芯片的輸出檢測模塊通過限流電阻R7與變壓器T1中間端連接，驅(qū)動(dòng)芯片的驅(qū)動(dòng)電源輸出端與Mos管Q1柵極連接，MOS管Q1源極與整流橋電源端連接，MOS管Q1漏極通過電流檢測電阻R9與地連接，變壓器T1輸出端并聯(lián)濾波電容C5和限流電阻R8，為LED燈供電。

與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明利用先進(jìn)的集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)和電源高PFC節(jié)能技術(shù)，設(shè)計(jì)出包括滿足智慧管廊特定的工作環(huán)境下的LED半導(dǎo)體照明產(chǎn)品用的高效率、高PFC的LED核心驅(qū)動(dòng)芯片與驅(qū)動(dòng)電源電路。提供了一種高可靠性、長壽命、電磁兼容性能好、環(huán)保節(jié)能、低成本的LED照明電源解決方案，高PFC的大功率LED照明專用IC產(chǎn)品和電源驅(qū)動(dòng)器，可滿足國內(nèi)燈具對驅(qū)動(dòng)電源節(jié)能、高性能、高可靠性及低成本的需求，同時(shí)滿足在智慧管廊智能照明燈具產(chǎn)品對驅(qū)動(dòng)電源的需求，能打破歐、美、日半導(dǎo)體芯片公司在LED半導(dǎo)體照明領(lǐng)域的壟斷地位。本發(fā)明具有高PFC、高精度恒流穩(wěn)壓、低功耗，并具有過溫、過壓、欠壓、短路和開路保護(hù)多種安全保護(hù)措施、同時(shí)兼具有無極調(diào)光控制，外圍應(yīng)用電路簡單，低成本等突出優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述驅(qū)動(dòng)芯片實(shí)施例內(nèi)部電路模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明所述驅(qū)動(dòng)電路實(shí)施例的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

參見圖1，一種LED照明電源驅(qū)動(dòng)芯片，其內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)包括電源輸入模塊、基準(zhǔn)參考源、輸出電壓檢測模塊、逐周期限流保護(hù)模塊、邏輯控制器、電源驅(qū)動(dòng)器、鎖存器、鋸齒波發(fā)生器、比較器、運(yùn)算放大器和過溫保護(hù)單元。

所述電源輸入模塊包括VCC欠壓保護(hù)單元、VCC鉗位和過壓保護(hù)單元；所述VCC欠壓保護(hù)單元一端與電源電壓連接，另一端與所述基準(zhǔn)參考源連接，比較后輸出端與所述鎖存器置位端連接；所述VCC鉗位和過壓保護(hù)單元一端與電源電壓連接，另一端與所述鎖存器置位端連接。

所述輸出電壓檢測模塊包括輸出過壓保護(hù)單元和輸出鉗位及過零檢測單元；輸出過壓保護(hù)單元和輸出鉗位及過零檢測單元一端與檢測端連接，另一端與鎖存器置位端連接。

所述運(yùn)算放大器與比較器輸入負(fù)端連接，鋸齒波發(fā)生器與比較器輸入正端連接，比較器輸出端與鎖存器復(fù)位端連接。

所述逐周期限流保護(hù)模塊與邏輯控制器連接，邏輯控制器一端與鎖存器輸出連接，另一端與電源驅(qū)動(dòng)器連接。

所述過溫保護(hù)單元與鎖存器置位端連接。

參加圖2，一種LED照明電源驅(qū)動(dòng)電路，包括上述驅(qū)動(dòng)芯片，保險(xiǎn)絲F1，保護(hù)二極管D1，整流橋，變壓器T1，保護(hù)二極管D3，MOS管Q1、限流電阻R1、R4、R3、R5、R7、R8，電流檢測電阻R9，濾波電容C1、C2、C3和C5；

交流電通過保險(xiǎn)絲F1與整流橋連接，整流橋輸出直流電通過保護(hù)二極管D1和限流電阻R1給驅(qū)動(dòng)芯片供電，整流橋后并聯(lián)旁路電容C1且接地，驅(qū)動(dòng)芯片電源輸入端與濾波電容C3、限流電阻R5和保護(hù)二極管D3連接，驅(qū)動(dòng)芯片運(yùn)算放大器輸入端FB經(jīng)過限流電阻R3和電流檢測電阻R9與地連接，驅(qū)動(dòng)芯片的比較器控制端Ctrl通過旁路的濾波電容C2與地連接，驅(qū)動(dòng)芯片的鋸齒波發(fā)生器通過限流電阻R4與地連接，驅(qū)動(dòng)芯片的輸出檢測模塊通過限流電阻R7與變壓器T1中間端連接，驅(qū)動(dòng)芯片的驅(qū)動(dòng)電源輸出端與Mos管Q1柵極連接，MOS管Q1源極與整流橋電源端連接，MOS管Q1漏極通過電流檢測電阻R9與地連接，變壓器T1輸出端并聯(lián)濾波電容C5和限流電阻R8，為LED燈供電。

由上述實(shí)施例可見，本發(fā)明是基于原邊反饋技術(shù)的單級高功率因數(shù)AC/DC LED驅(qū)動(dòng)芯片。只需要極少的外圍元件就可以精確控制LED電流，而無需光耦及次級反饋電路；電感工作在定頻斷續(xù)模式；驅(qū)動(dòng)芯片內(nèi)部集成了完備的保護(hù)功能，包括限流保護(hù)，輸出電壓保護(hù)，輸出短路保護(hù)和過溫保護(hù)。產(chǎn)品外圍應(yīng)用電路簡單，高可靠性、長壽命、電磁兼容性能好、環(huán)保節(jié)能，低成本的特點(diǎn)，可彌補(bǔ)我國在低功耗高PFC多性能電源管理芯片的空白。

本發(fā)明實(shí)施例工作原理如下：

1)Mos管(功率管)Q1導(dǎo)通：電源通過變壓器T1主邊(1 2)及功率管Q1和電流檢測電阻Rcs，使得變壓器T1儲(chǔ)能，直至達(dá)到芯片內(nèi)部控制時(shí)間ton，此時(shí)變壓器T1主邊峰值電流假定為Ipp，功率管關(guān)斷；

2)Mos管(功率管)Q1關(guān)斷：由于變壓器T1主邊沒有放電通路，故變壓器T1電流通過副邊(5 6)流經(jīng)續(xù)流二極管D3對負(fù)載LED及電容C3充電，變壓器T1能量釋放完后，等待下一個(gè)導(dǎo)通周期的來臨；

3)首先假設(shè)變壓器T1能量傳輸沒有損失，則在功率管Q1導(dǎo)通期間得到的峰值電流Ipp，在Mos管(功率管)Q1關(guān)斷期間能量傳輸至負(fù)載，如果變壓器T1的主邊與副邊的匝數(shù)比為n：1，則在穩(wěn)定情況下，最終可得到輸出負(fù)載LED平均電流為續(xù)流二極管平均電流，于是可以得到輸出負(fù)載LED平均電流為

Iled＝1/2*n*Ipp*tdis/T

其中tdis為電感去磁時(shí)間，T為周期；

4)而峰值電流Ipp流過電流檢測電阻Rcs，得到電壓Vcs輸入到芯片CS腳位，通過取樣電路得到Vcs的峰值電壓Vcspp，通過輔助繞組分壓輸入信號Vaux得到去磁時(shí)間tdis，而周期T為芯片內(nèi)工作頻率對應(yīng)的周期，芯片內(nèi)部通過控制Vcspp*tdis/T的值與基準(zhǔn)參考電壓0.2v比較輸入到誤差放大器，其輸出Vea來控制導(dǎo)通時(shí)間ton，可以得到一個(gè)電流控制環(huán)路；

最終可以得到輸出負(fù)載LED電流為

Iled＝1/2*n*200mV/Rcs

其中Rcs為典型應(yīng)用中的電流檢測電阻；

經(jīng)檢測，本發(fā)明實(shí)施例具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.寬輸入電壓范圍寬：80V-300V

2.電流恒流精度高：±3％；恒流輸出電流：20mA-1000mA；

3.轉(zhuǎn)換效率高：優(yōu)于85％；

4.高PFC：0.92；

5.接受PWM無極調(diào)光；

6.工作溫度：-40℃—+85℃；具有過溫、過壓、欠壓、短路和開路等安全保護(hù)功能；

7.芯片方案的驅(qū)動(dòng)支持CE、UL認(rèn)證。