一种驱动电路和照明系统的制作方法

文档编号:14477804
研发日期:2018/5/19

本发明涉及照明领域,特别是涉及一种驱动电路和照明系统。



背景技术:

随着技术的进步,LED灯广泛应用于各类照明,取代了传统的日光灯,LED灯具又高效,寿命长等优点。在现有的LED照明驱动电路通过整流滤波电路对交流电压信号进行整流滤波后输出至光源,以实现对光源的驱动。然而,由于经过整流滤波电路不可避免的存在工频纹波,该工频纹波通过变压器初级绕组输入耦合到次级绕组输出,造成LED存在工频闪烁,影响用户观感。



技术实现要素:

本发明主要目的是提供一种驱动电路和照明系统,能够改善光源照明中的频闪现象。

为实现上述目的,本发明采用的一个技术方案是:提供一种驱动电路,包括:整流滤波电路,所述整流滤波电路用于将输入的交流电转化为直流电;升压电路,所述升压电路的输入端耦接所述整流滤波电路;第一电容,所述第一电容的第一端耦接于所述升压电路的输出端,第二端接地;控制电路,所述控制电路的控制端耦接所述升压电路的控制端,向所述升压电路输出控制信号,所述控制信号的频率大于设定频率;变压器,所述变压器次级绕组耦接待驱动光源,初级绕组耦接所述升压电路,辅助绕组耦接所述控制电路。

为实现上述目的,本发明采用的另一个技术方案是:提供一种照明系统,包括光源和如上所述的驱动电路,所述驱动电路用于驱动所述光源进行照明。

本发明的有益效果是:区别于现有技术的情况,本发明采用升压电路对直流电源输入的电压信号进行稳压,并通过控制电路控制升压电路的工作状态,使得电压信号波动频率变为高频,并将这个高频信号传输给第一电容,这样第一电容产生的纹波的频率也是高频,使得光源发出光线强度稳定且波动频率用户不易察觉,改善光源照明中的频闪现象,提高用户观感。

附图说明

图1是本发明提供的驱动电路的一实施例的结构示意图;

图2是本发明提供的照明系统的一实施例的电路示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,均属于本发明保护的范围。

请参阅图1,图1是本发明提供的驱动电路的第一实施例的结构示意图。驱动电路10包括整流滤波电路11、升压电路12、第一电容13、控制电路14和变压器15。整流滤波电路11用于将外界输入的交流电通过整流和滤波变成直流电,升压电路12的输入端121耦接整流滤波电路11。第一电容13的一端耦接升压电路12的输出端122,另一端接地。控制电路14耦接于升压电路11的控制端123,向升压电路12输出控制信号,该控制信号的频率大于50KHz。变压器15的次级绕组151耦接光源,初级绕组152耦接升压电路12的输出端122,辅助绕组153耦接控制电路14。

当外界的交流电源输入交流电压信号时首先经过整流滤波电路11,整流滤波电路11将交流电整流滤波,变成直流电压信号输出,在本实施场景中整流滤波电路11可以包括四个首尾相连的第一二极管组成的电桥和一个接地的电容。直流电压信号输入升压电路12的输入端121,直流电压信号经升压电路12后,由输出端122输出的电压信号波动幅度变小,控制电路14输出频率大于50KHz的高频信号控制升压电路11的工作状态,使得升压电路11输出的电压信号波动的频率变成高频,这个波动频率为高频的电压信号传输到第一电容13,这样第一电容13产生的纹波的幅度较低且频率也变为高频,该直流电压信号输入变压器15的初级绕组152,经过变压器15的次级绕组151输出给光源。变压器15的辅助绕组153耦接控制电路14,通过反激原理保护控制电路。

驱动电路10输出给光源的电压信号中的纹波幅度较低,且频率为高频,超过人眼所能感觉到的频率,使得光源的光线波动幅度和波动频率让用户不易察觉,提高用户的使用观感。

通过上述描述可知,本实施例通过升压电路稳定电压信号,通过控制电路输出的高频控制信号控制升压电路的工作状态,使得电压信号的波动频率变为高频,使得第一电容产生的纹波幅度较低且频率为高频,这样驱动电路驱动的光源的光线波动幅度变小,波动频率超过可感知的频率,让用户无法察觉光源光线波动,提高用户观感。

请参阅图2,图2是本发明提供的照明系统的第一实施例的电路示意图。驱动电路30包括升压电路31、控制电路32、滤波整流电路33、第一电容C1、变压器TM1、第二电阻R2。滤波整流电路33包括全波整流电桥和第二电容C2。全波整流电桥的两个输入端均接入交流电压,接地端接地,输出端输出经过整流的直流电压,第二电容C2的一端耦接全波整流电桥的输出端,另一端接地,对全波整流电桥输出的直流电压进行整流,使其稳定。

升压电路31包括电感L1、第一二极管D1、第一开关管QM1和第一电阻R1。电感L1的一端为升压电路31的输入端,耦接滤波整流电路33的输出端,接收其输出的直流电压信号。第一二极管D1的正极耦接电感L1的另一端,第一二极管D1的负极为升压电路31的输出端。第一开关管QM1的漏极耦接在电感L1与第一二极管D1之间,第一开关管QM1的源极接地,第一开关管QM1的的栅极为升压电路31的控制端。在本实施例中,第一电容C1为极性电容,第一电容C1的正极耦接升压电路的输出端即第一二极管D1的负极,第一电容C1的负极接地。在其他实施例中,第一电容C1也可以是非极性电容。

控制电路32包括PWM IC芯片和第二开关管QM2。第二开关管QM2的漏极耦接变压器TM1的初级绕组,栅极耦接PWM IC电路的门端、源极接地。PWM IC芯片的电源接入端(VCC)耦接变压器TM1的辅助绕组,电压检测端(VSENSE)接地,电流检测端(IS)耦接第二开关管QM2的源极。控制电路32的控制端即为PWM IC芯片的门端,耦接第一开关管QM1的栅极,也即为升压电路31的控制端。第一电阻R1的一端耦接第一开关管QM1的栅极,第一电阻R1的另一端耦接第一开关管QM1的源极。

在本实施场景中,为了进一步保护电路安全,控制电路还包括:第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第三电容C3和第二二极管D2。第三电阻R3的一端耦接所述控制芯片的门端,另一端耦接所述第二开关管的栅极,第四电阻R4的一端耦接所述控制芯片的电流检测端,另一端耦接所述第二开关管的源极,第五电阻R5的一端耦接所述第二开关管的源极,另一端接地,第六电阻R6的一端耦接所述控制芯片的电源输入端,另一端耦接所述变压器的辅助绕组,第三电容C3的一端耦接所述控制芯片的电源输入端,另一端接地,第二二极管D2的负极耦接所述控制芯片的电源输入端,正极耦接所述变压器辅助绕组,第七电阻R7的一端耦接所述第二二极管的正极,一端耦接所述控制芯片的电压检测端,第八电阻R8的一端耦接所述所述控制芯片的电压检测端,另一端接地。这些电阻串联在电路中,用于限制电路中电流的大小,第二二极管D2用于防止电流反向,第三电容C3用于防止电路中的电流电压发证剧烈变化,保护电路的安全。

第二电阻R2的一端耦接控制电路32的控制端即PWM IC芯片的门端,第二电阻R2的另一端耦接升压电路31的控制端即第一开关管QM1的栅极。升压电路31的输出端即电感L1的另一端通过变压器TM1耦接光源,其中,变压器TM1的初级绕组耦接升压电路31的输出端、次级绕组耦接光源。在本实施例中,光源为LED光源,在其他实施例中,也可以是其他形式的光源,例如荧光灯等。变压器TM1的初级绕组耦接所述升压电路31的输出端,次级绕组耦接光源,次级绕组的第二端接地。辅助绕组耦接控制电路32的PWM IC芯片的电源接入端和监控取样电压输入端。

如图2中所示,交流电压信号在经过滤波整流电路33处理后变为直流电压信号,传输到升压电路31。控制电路32的控制端321输出频率大于50KHz的高频信号控制升压电路31中的第一开关管QM1的关断与导通。当控制电路32的控制端321输出高电平信号给第一开关管QM1的栅极时,第一开关管QM1导通,经过第二电容C2初步稳压的电压信号流过电感L1,电感L1储存电能。当控制电路32的控制端321输出低电平信号给第一开关管QM1的栅极时,第一开关管QM1关断,电感L1开始放电,稳定电路中的电压信号。第一二极管D1耦接电感L1的另一端,将对电感L1输出的电压信号进行稳压,同时可以防止第一电容C1放电。第一电容C1在对电压信号进行稳压时,因为电压信号已经经过升压电路31的稳压,所以产生的纹波幅度较低。而电压信号经过控制电路33和升压电路31的共同作用,波动的频率是高频,因此第一电容C1产生的纹波频率也是高频。第一电阻R1用于防止第一开关管QM1误导通,第二电阻R2用于保护电路,降低电路中的EMI(Electro-Magnetic Interference,电磁干扰)。

携带有高频低幅度的纹波的电压信号传输到变压器TM1的初级绕组的第一端,第二开关管QM2的漏极耦接变压器TM1的初级绕组的输出端,第二开关管QM2栅极耦接第一开关管QM1的栅极,也即耦接控制芯片门端,因此第二开关管QM2与第一开关管QM1的关断与导通是同步的,因此变压器TM1的初级绕组输入的电压信号频率是和控制芯片门端即控制电路32的控制端输出的控制信号频率一致。变压器TM1的次级绕组的的输出给光源的电压信号中纹波的频率也是高频,因此光源的光线变化频率高于人眼可以分辨的频率,且电压信号经过驱动电压的稳压过程,波动幅度减小,光源光线强度波动幅度也减小,改善光源照明中的频闪现象,用户不易察觉。

通过上述描述可知,本实施例通过第二电容对输入的电压信号进行初步的稳压,增强驱动电路的稳压效果,通过采用电感和电容对电路中的电压信号进行稳压,通过控制电路输出高频的控制信号使得驱动电路输出的电压信号波动频率也是高频,被驱动电路输出的电压信号点亮的光源的光线波动频率也是高频,通过变压器将经过处理的携带有高频低幅度的纹波的电压信号输出给到光源,使得光源发出的光线强度波动幅度减小,且波动频率为高频,用户不易察觉,改善光源照明中的频闪现象,提高用户使用观感。

区别于现有技术,本发明通过升压电路稳定电压信号,通过控制电路输出的高频控制信号控制升压电路的工作状态,使得电压信号的波动频率变为高频,经过第一电容稳压时,第一电容产生的纹波的幅度较低,频率为高频,通过变压器将该携带有高频低幅度纹波的电压信号传输给光源,使得输出给光源发出的光线强度波动幅度变小,波动频率超过可感知的频率,让用户不易察觉光源光线波动,改善光源照明中的频闪现象,提高用户观感。

以上所述仅为本发明的实施方式,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

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