[实用新型]外围电路无需变压器辅助绕组的隔离式恒流LED驱动芯片

说明书

技术领域

本实用新型属于LED驱动部件技术领域，具体涉及一种外围电路无需变压器辅助绕组的隔离式恒流LED驱动芯片。

背景技术

近年来，随着城市建设和电子信息产业的高速发展，人们对光源的需求与日俱增，发光二极管LED（英文全称为：Light Emitting Diode）照明设备已被广泛地应用于人们的生活和生产中，同时LED照明设备因其低能耗、环保、控制方便等优点，具有极好的市场前景。然而，由于LED的亮度与光输出强度参数相关，其与流过的电流及正向压降成正比，并随温度变化而变化。因此，LED需要一个额外的电路来产生一恒定电流对其进行驱动。另外，LED的驱动电源一般为直流，因而需将交流电压进行整流，整流后得到的直流电压的谐波分量很大，存在直接驱动LED功率因数不高、效率低等缺点，会造成能源浪费并对电网造成危害。IEC国际电工委员会对LED照明灯提出了明确的谐波要求，即LED的功率因数要在规定的范围内。由此可见，LED驱动电路需要具备两个特性：恒流输出和高功率因数。通常采用交流供电的具有功率因数校正（英文全称为：Power Factor Correction，简称为：PFC）功能的LED驱动电路，有隔离型和非隔离型两种结构。带隔离变压器或采用电器隔离的LED驱动电路意味着LED可以直接用手接触而不会触电；而无隔离变压器的LED驱动电路虽仍可以借助防护外壳实现部分机械绝缘，但此时的LED在工作时并不能直接接触。隔离型驱动电路目前一般都采用反激式电路结构。图10示出了传统的反激式电路结构，包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第六NMOS管N6、驱动芯片U1、反激式变压器T1以及LED灯串DL，第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4组成整流桥，连接外部交流供电电源，此处的反激式变压器T1有三个绕组：原边、副边和辅助绕组。原边绕组是用于提供能量馈送的开关回路，原边绕组在第六NMOS管N6的开关过程中，起从供电电源储能和向副边绕组输能的作用；副边绕组的作用是对从原边绕组感应到的电流进行整流，再经滤波后提供给LED灯串DL；辅助绕组的作用是为驱动芯片U1作低压供电、采集副边绕组的电压进行控制，以及为副边绕组提供过压保护。驱动芯片U1的作用是通过采集副边绕组电流的大小来控制与原边绕组连接的第六NMOS管N6的开关时间，以此达到恒定LED灯串DL电流的目的；同时，驱动芯片U1还提供LED灯串DL短路、断路、副边电压过压以及芯片过温等保护。然而，在上述传统的反激式电路结构中，驱动芯片U1的结构特点决定了反激式变压器T1必须要配备辅助绕组，而辅助绕组的存在会使得电路存在以下缺点：不仅会增加生产成本和制作难度，还会占用额外的体积，而LED灯串DL所能兼容的电路板体积是有限的，特别是当电路板的长宽高中的某一参数与LED灯串DL的尺寸不匹配时，还会影响电路板的散热，从而减少驱动电源的寿命；由辅助绕组产生的供电电路需要二极管和电阻，并且其供电的效率低，会影响整个电路的效率，特别是在输入为85Vac～265Vac的全电压范围时最为明显。另外，具备辅助绕组的变压器的结构较为复杂，因此在设计驱动电路时所受到的限制将增多，设计难度随之增大。

鉴于上述已有技术，有必要对现有的LED驱动芯片加以改进，为此，本申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种外围电路无需变压器辅助绕组的隔离式恒流LED驱动芯片，在构成隔离式驱动电路时，能对负载LED作恒流驱动，无需依赖反激式变压器的辅助绕组就可实现负载的短路、开路和过压保护，能够极大地减少芯片外围电路的元件数目，且具备有源功率因数校正功能。