一種用于交流調(diào)光led驅(qū)動(dòng)器的新型啟動(dòng)電路及l(fā)ed照明系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型屬于LED領(lǐng)域，尤其是一種交流調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]很多開(kāi)關(guān)電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通過(guò)主開(kāi)關(guān)變壓器或電感的一個(gè)輔助繞組來(lái)傳遞一部分能量。但是有一個(gè)瓶頸問(wèn)題:即電路只有在充分啟動(dòng)運(yùn)行后，才能依賴輔助繞組提供能量，而在此之前需要一個(gè)啟動(dòng)電路在系統(tǒng)上電時(shí)為控制電路提供一個(gè)初始電壓。
[0003]現(xiàn)有交流調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)器的啟動(dòng)電路是通過(guò)一個(gè)電阻Rstart從濾波后端直流高壓節(jié)點(diǎn)直接連接到控制芯片的高壓輸入側(cè)。申請(qǐng)人經(jīng)研究后發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有LED驅(qū)動(dòng)器存在至少兩個(gè)缺點(diǎn):一是控制芯片內(nèi)部需要設(shè)置一個(gè)高壓轉(zhuǎn)低壓的電源電路，成本和芯片工藝風(fēng)險(xiǎn)都比較高;二是電阻Rs tart在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)會(huì)消耗電能，增加熱量。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]實(shí)用新型目的:提供一種交流調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)器，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題。進(jìn)一步的目的是提供一種LED照明系統(tǒng)。
[0005]技術(shù)方案:一種用于交流調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)器的新型啟動(dòng)電路，包括橋式整流模塊、輔助供電模塊、控制芯片和啟動(dòng)電路模塊，所述啟動(dòng)電路模塊包括第一電感L1、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第三二極管D3、第四二極管D4和啟動(dòng)電容Cstart;所述第一電感LI和第一電容Cl的一端接橋式整流模塊的輸出端，所述第一電容Cl的另一端接地;所述第二電容C2和第三電容C3串聯(lián)，且第二電容C2連接于第一電感LI的另一端，第三電容C3的一端接地;所述第三二極管D3的陽(yáng)極連接于第二電容C2和第三電容C3之間，陰極與控制芯片的VDD端口和啟動(dòng)電容Cstart的一端連接；啟動(dòng)電容Cs tart的另一端接地，所述第四二極管D4的陽(yáng)極與輔助供電模塊連接，陰極與控制芯片的VDD端口連接。
[0006]優(yōu)選的，所述第二電容C2并聯(lián)有第一電阻Rl，所述第三電容C3并聯(lián)有第二電阻R2。
[0007]優(yōu)選的，所述輔助供電模塊包括輔助繞組以及第二二極管D2、第三電阻R3和第四電容C4，第二二極管D2的陽(yáng)極、陰極分別與輔助繞組和第三電阻R3的一端連接，所述第四電容C4的一端與第三電阻R3的另一端連接，第四電容C4的另一端接地。
[0008]—種LED照明系統(tǒng)，包括上述任一用于交流調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)器的新型啟動(dòng)電路。
[0009]有益效果:本實(shí)用新型去除了現(xiàn)有高成本、低可靠性的高壓?jiǎn)?dòng)電路，附加電路由低壓元器件構(gòu)成;在穩(wěn)態(tài)時(shí)，啟動(dòng)電路不消耗能量，提高了電源效率。本實(shí)用新型可用于各種離線式開(kāi)關(guān)電源中。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本實(shí)用新型的電路原理圖。
[0011]圖2a和圖2b分別是沒(méi)有調(diào)光器和有調(diào)光器的啟動(dòng)電路波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]以下詳細(xì)描述本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)、原理和設(shè)計(jì)思路。
[0013]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，申請(qǐng)人進(jìn)行了深入細(xì)致且富有創(chuàng)造性的分析研究。申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn):固態(tài)照明驅(qū)動(dòng)器從傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)電源演化而來(lái)。普通的晶閘管調(diào)光器和白熾燈可以很好配合工作，調(diào)光器可在任何時(shí)刻觸發(fā)點(diǎn)燃，導(dǎo)通以后只有當(dāng)電壓過(guò)零或者電流低于維持電流值時(shí)，才會(huì)自然關(guān)斷。基于這種原理，白熾燈的電阻特性不會(huì)影響晶閘管的觸發(fā)導(dǎo)通或關(guān)斷的一致性。但是LED驅(qū)動(dòng)電源是非線性開(kāi)關(guān)型電路，需要有無(wú)源元件組成減震過(guò)濾網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到控制電磁干擾和電源內(nèi)部元件所受應(yīng)力的目標(biāo)。
[0014]現(xiàn)有技術(shù)解決上述問(wèn)題的方案已在【背景技術(shù)】中陳述，在此詳述如下:對(duì)于缺點(diǎn)一，內(nèi)部高壓轉(zhuǎn)換電路通常使用JFET(結(jié)效應(yīng)管)或LDMOS(邊擴(kuò)散金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)管)等耐壓半導(dǎo)體器件。由于恒流充電既需要控制，又需要這種高壓工藝的器件集成到芯片中，成本會(huì)顯著增加，另外讓高壓電和普通低壓電同時(shí)存在于同一個(gè)芯片中，也降低了控制芯片本身的運(yùn)行可靠性。
[0015]基于上述分析研究，申請(qǐng)人提出了如下技術(shù)構(gòu)思:在外界交流高壓電接入時(shí)，通過(guò)一種裝置和傳遞機(jī)制把高壓交流電能轉(zhuǎn)換成控制電路所需的低壓直流電，從而使控制電路開(kāi)始動(dòng)作，直至變壓器輔助繞組穩(wěn)定給控制芯片供給電源。
[0016]具體地，通過(guò)功率變換電路從輸入濾波端收割一部分電能并進(jìn)行低壓穩(wěn)定處理，從而給控制芯片供給能量，產(chǎn)生初始的電壓。等到系統(tǒng)完全啟動(dòng)，輔助繞組正常供電后，這部分電路即不再工作，也就不消耗能量。
[0017]如圖1所示，以采用反激拓?fù)浼軜?gòu)為例，該實(shí)施例主要包括交流電源、橋式整流模塊(整流橋)、輔助供電模塊(輔助繞組及相關(guān)元件)、控制芯片、包括減震濾波結(jié)構(gòu)在內(nèi)的啟動(dòng)電路模塊，以及電壓轉(zhuǎn)換模塊和負(fù)載模塊。其中，啟動(dòng)電路模塊主要包括第一電感L1、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第三二極管D3、第四二極管D4和啟動(dòng)電容Cstart。其中，第一電感LI和第一電容Cl的一端接橋式整流模塊的輸出端，第一電容Cl的另一端接地；第二電容C2和第三電容C3串聯(lián)，且第二電容C2連接于第一電感LI的另一端，第三電容C3的一端接地。第三二極管D3的陽(yáng)極連接于第二電容C2和第三電容C3之間，陰極與控制芯片的VDD端口和啟動(dòng)電容Cs tart的一端連接;啟動(dòng)電容Cs tart的另一端接地。第四二極管D4的陽(yáng)極與輔助供電模塊連接，陰極與控制芯片的VDD端口連接。
[0018]其中，第一電感L1、第一電容Cl、第二電容C2和第三電容C3為減震濾波模塊，具有儲(chǔ)能、穩(wěn)壓和濾波的作用。啟動(dòng)電容Cstart用于在啟動(dòng)時(shí)給控制芯片提供電壓。在原邊側(cè)，設(shè)置有二極管，該二極管的陽(yáng)極與原邊連接，陰極與并聯(lián)的電容和電阻連接，該電容和電阻的另一端與第一電感LI的后端連接。該組電容、電阻和二極管可吸收尖峰脈沖，保護(hù)電路元件。在副邊及負(fù)載之間，設(shè)置有與負(fù)載串聯(lián)的第一二極管Dl和與負(fù)載并聯(lián)的電容Cout，分別用于整流，以及穩(wěn)壓、整流、濾波，改善輸出波紋。
[0019]在優(yōu)選的實(shí)施例中，第二電容C2并聯(lián)有第一電阻Rl，所述第三電容C3并聯(lián)有第二電阻R2。
[0020]在進(jìn)一步的實(shí)施例中，輔助供電模塊包括輔助繞組以及第二二極管D2、第三電阻R3和第四電容C4，第二二極管的陽(yáng)極、陰極分別與輔助繞組和第三電阻R3的一端連接，第四電容C4的一端與第三電阻R3的另一端連接，第四電容C4的另一端接地。
[0021 ]當(dāng)雙向晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)，整流二極管橋路輸出會(huì)產(chǎn)生一個(gè)較大的尖峰電壓和電流。這個(gè)尖峰電壓由兩部分能量組成:一是高壓側(cè)整流電壓，二是交流調(diào)光器內(nèi)部無(wú)源元件和外部(驅(qū)動(dòng)器電路)元件產(chǎn)生諧振的能量。這樣一個(gè)尖峰電壓在短時(shí)間含有高額能量通過(guò)圖中電容Cstart和整流箝住二極管傳遞一小部分能量到控制芯片的電源端口。在系統(tǒng)通電初刻，VDD電壓Cstart為零，由調(diào)光器周期性的導(dǎo)通，給Cstart電容充電，控制芯片在開(kāi)始沒(méi)有完全啟動(dòng)時(shí)消耗的電流非常小在幾十UA級(jí)，因此啟動(dòng)電路有足夠時(shí)間和充電能力提供IC所需的初始電壓。一旦IC正常工作，輔助繞組即會(huì)提供充足能量給控制芯片供電，不再依賴啟動(dòng)電路在調(diào)光器觸通瞬間收割的能量了。
[0022]具體工作過(guò)程描述如下:外界通電，電容電壓開(kāi)始上升，達(dá)到正常工作電壓，驅(qū)動(dòng)芯片開(kāi)始控制電路通過(guò)變壓器二次側(cè)傳遞能量，由此開(kāi)始驅(qū)動(dòng)芯片的供電電容將從變壓器取電，而不再需要啟動(dòng)電路了。
[0023]需要說(shuō)明的是，本實(shí)用新型的電路適用于所有交流調(diào)光型LED驅(qū)動(dòng)器和開(kāi)關(guān)電源的構(gòu)架，普適于各種拓?fù)潆娐?，包括降壓、升壓、升降壓及反激等等?br>[0024]總之，本實(shí)用新型解決了為控制電路部分提供啟動(dòng)初始電壓的問(wèn)題。本實(shí)用新型利用調(diào)光型LED電源固有的減震濾波電路，增加相應(yīng)的穩(wěn)壓電路，從而達(dá)到穩(wěn)定、高效啟動(dòng)系統(tǒng)的功能。
[0025]以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行多種等同變換，這些等同變換均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于交流調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)器的新型啟動(dòng)電路，包括橋式整流模塊、輔助供電模塊、控制芯片和啟動(dòng)電路模塊，其特征在于，所述啟動(dòng)電路模塊包括第一電感L1、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第三二極管D3、第四二極管D4和啟動(dòng)電容Cstart;所述第一電感LI和第一電容Cl的一端接橋式整流模塊的輸出端，所述第一電容Cl的另一端接地;所述第二電容C2和第三電容C3串聯(lián)，且第二電容C2連接于第一電感LI的另一端，第三電容C3的一端接地;所述第三二極管D3的陽(yáng)極連接于第二電容C2和第三電容C3之間，陰極與控制芯片的VDD端口和啟動(dòng)電容Cstart的一端連接；啟動(dòng)電容Cs tart的另一端接地，所述第四二極管D4的陽(yáng)極與輔助供電模塊連接，陰極與控制芯片的VDD端口連接。2.如權(quán)利要求1所述的用于交流調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)器的新型啟動(dòng)電路，其特征在于，所述第二電容C2并聯(lián)有第一電阻Rl，所述第三電容C3并聯(lián)有第二電阻R2。3.如權(quán)利要求1或2所述的用于交流調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)器的新型啟動(dòng)電路，其特征在于，所述輔助供電模塊包括輔助繞組以及第二二極管D2、第三電阻R3和第四電容C4，第二二極管D2的陽(yáng)極、陰極分別與輔助繞組和第三電阻R3的一端連接，所述第四電容C4的一端與第三電阻R3的另一端連接，第四電容C4的另一端接地。4.一種LED照明系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的用于交流調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)器的新型啟動(dòng)電路。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于交流調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)器的新型啟動(dòng)電路及LED照明系統(tǒng)，其中，啟動(dòng)電路包括第一電感L1、第一電容C1、第二電容C2、第三電容C3、第三二極管D3、第四二極管D4和啟動(dòng)電容Cstart；所述第一電感L1和第一電容C1的一端接橋式整流模塊的輸出端，所述第一電容C1的另一端接地；所述第二電容C2和第三電容C3串聯(lián)，且第二電容C2連接于第一電感L1的另一端，第三電容C3的一端接地；所述第三二極管D3的陽(yáng)極連接于第二電容C2和第三電容C3之間，陰極與控制芯片的VDD端口和啟動(dòng)電容Cstart的一端連接；啟動(dòng)電容Cstart的另一端接地。本實(shí)用新型由低成本高可靠性的低壓元器件構(gòu)成；而且在穩(wěn)態(tài)時(shí)啟動(dòng)電路不消耗能量，提高了電源效率。
【IPC分類(lèi)】H05B33/08
【公開(kāi)號(hào)】CN205213091
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201620117843
【發(fā)明人】錢(qián)昶
【申請(qǐng)人】江蘇力行電力電子科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2016年2月5日