本发明提出了一种LED电源驱动电路，其包括整流电路、开关控制电路，开关控制电路包括比较电路、触发电路和开关管，比较电路包括第一比较电路、第二比较电路，第一比较电路的正极与整流电路的正极输出端相连，负极连接第一参考电压，第一比较电路输出周期性变化的第一比较电压；第二比较电路的正极与整流电路的正极输出端相连，负极连接第二参考电压，第二比较电路输出周期性变化的第二比较电压；第一比较电压、第二比较电压连接触发电路的输入端，触发电路输出周期性变化的第三电压控制开关管的导通与截止，实现电容的充放电，电容的正极连接负载的正极，负极连接负载的负极。本发明简化了电路结构，降低了成本，提高了功率因数。
1.一种LED电源驱动电路，其特征在于，包括整流电路、开关控制电路，所述整流电路的输入端与电源相连，所述整流电路的输出端与开关控制电路的输入端相连；
所述开关控制电路包括比较电路、触发电路和开关管，所述开关管的输出端与电容相连；
所述比较电路包括第一比较电路、第二比较电路，所述第一比较电路的正极输入端与整流电路的正极输出端相连，所述第一比较电路的负极输入端连接第一参考电压，所述第一比较电路输出周期性变化的第一比较电压；
所述第二比较电路的正极输入端与整流电路的正极输出端相连，所述第二比较电路的负极输入端连接第二参考电压，所述第二比较电路输出周期性变化的第二比较电压；
所述第一比较电压连接触发电路的一个输入端、第二比较电压连接触发电路的另一个输入端，触发电路的输出端输出周期性变化的第三电压，触发电路的输出端连接开关管的控制端，控制开关管的导通与截止，实现电容的充放电，所述电容的正极连接负载的正极，所述电容的负极连接负载的负极。
2.如权利要求1所述的LED电源驱动电路，其特征在于：所述第一比较电路包括第一比较器，所述第一比较器的正极输入端与整流电路的正极输出端相连，所述第一比较电路的负极输入端连接第一参考电压，当整流电路的正极输出端输出的电压Ui大于所述第一参考电压V1时，所述第一比较器输出高电平，当整流电路的正极输出端输出的电压Ui小于所述第一参考电压V1时，所述第一比较器输出低电平。
3.如权利要求1所述的LED电源驱动电路，其特征在于：所述第二比较电路包括第二比较器，所述第二比较器的正极输入端与整流电路的正极输出端相连，所述第二比较电路的负极输入端连接第二参考电压，当整流电路的正极输出端输出的电压Ui小于所述第二参考电压V2时，所述第二比较器输出低电平，当整流电路的正极输出端输出的电压Ui大于所述第二参考电压V2时，所述第二比较器输出高电平。
4.如权利要求1、2、3之一所述的LED电源驱动电路，其特征在于：所述第一参考电压V1小于第二参考电压V2。
5.如权利要求1所述的LED电源驱动电路，其特征在于：所述触发电路为RS触发器，所述第一比较电压连接RS触发器的S输入端、第二比较电压连接RS触发器的R输入端。
6.如权利要求1所述的LED电源驱动电路，其特征在于：所述第一比较电路包括第一电阻、第二电阻和第一光耦合器，所述第一电阻和第二电阻串联在整流电路的两个输出端之间，所述第一光耦合器的输入回路的正极连接在第一电阻和第二电阻之间的串联线路上，所述第一光耦合器的输入回路的负极连接在整流电路的第二输出端，所述第一光耦合器的输出回路的正极连接在整流电路的第一输出端，所述第一光耦合器的输出回路的负极通过第四电阻连接在整流电路的第二输出端。
7.如权利要求1所述的LED电源驱动电路，其特征在于：所述第二比较电路包括第五电阻、第六电阻和第二光耦合器，所述第五电阻和第六电阻串联在整流电路的两个输出端之间，所述第二光耦合器的输入回路的正极连接在第五电阻和第六电阻之间的串联线路上，所述第二光耦合器的输入回路的负极连接在整流电路的第二输出端，所述第二光耦合器的输出回路的正极通过第八电阻连接在整流电路的第一输出端，所述第二光耦合器的输出回路的负极连接在整流电路的第二输出端。
8.如权利要求5、6、7之一所述的LED电源驱动电路，其特征在于：开关管为场效应晶体管，第一光耦合器的负极连接RS触发器的R端，第二光耦合器的正极连接RS触发器的S端，RS触发器的Q输出端连接场效应晶体管的栅极，所述场效应晶体管的漏极连接整流电路的第二输出端，所述场效应晶体管的源极通过电容连接整流电路的第一输出端。
9.如权利要求8所述的LED电源驱动电路，其特征在于：还包括第一二极管，所述第一二极管连接在电容与整流电路的第一输出端之间。
10.如权利要求6所述的LED电源驱动电路，其特征在于：还包括第三电阻，所述第三电阻的一端连接第一光耦合器的输入回路的正极，所述第三电阻的另一端连接在第一电阻和第二电阻之间的串联线路上。
11.如权利要求7所述的LED电源驱动电路，其特征在于：还包括第七电阻，所述第七电阻的一端连接第二光耦合器的输入回路的正极，所述第七电阻的另一端连接在第六电阻和第五电阻之间的串联线路上。
一种LED电源驱动电路
技术领域
[0001] 本发明涉及一种电源驱动电路，具体涉及一种价格低、节能环保的LED电源驱动电路。
背景技术
[0002] 为使LED负载(灯珠)两端电压基本维持恒定，实现稳压，常规LED电源驱动电路一般采用两种结构，一是如图1所示采用PWM控制的驱动电路，二是如图2所示采用变压器的电源驱动电路。
[0003] 由图1和图2可见，这种常规LED电路通常具有变压器和电感等元器件，势必造成电路体积大，由于变压器和电感在实际中具有线圈结构，在电路中起到电磁转化的作用，会产生无功功率，造成功率因数低，电路效率不高。另外，图1所示常规LED电路产生PWM的开关管的驱动电路一般采用的是专用芯片，价格较高。
发明内容
[0004] 为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种LED电源驱动电路，简化了电路结构，降低了成本，提高了功率因数。
[0005] 为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种LED电源驱动电路，其包括整流电路、开关控制电路，所述整流电路的输入端与电源相连，所述整流电路的输出端与开关控制电路的输入端相连；所述开关控制电路包括比较电路、触发电路和开关管，所述开关管的输出端与电容相连；所述比较电路包括第一比较电路、第二比较电路，所述第一比较电路的正极输入端与整流电路的正极输出端相连，所述第一比较电路的负极输入端连接第一参考电压，所述第一比较电路输出周期性变化的第一比较电压；所述第二比较电路的正极输入端与整流电路的正极输出端相连，所述第二比较电路的负极输入端连接第二参考电压，所述第二比较电路输出周期性变化的第二比较电压；所述第一比较电压连接触发电路的一个输入端、第二比较电压连接触发电路的另一个输入端，触发电路的输出端输出周期性变化的第三电压，触发电路的输出端连接开关管的控制端，控制开关管的导通与截止，实现电容的充放电，所述电容的正极连接负载的正极，所述电容的负极连接负载的负极。
[0006] 本发明的LED电源驱动电路不需要使用变压器和电感等电磁元件和价格较高的驱动芯片，采用价格低廉的触发器就实现了恒压输出，简化了电路结构，降低了成本。不采用变压器和电感等元器件，能够减小电路体积，同时电路中没有电磁转化作用，不会产生无功功率，提高了功率因数和电路效率。
[0007] 在本发明的一种优选实施方式中，所述第一比较电路包括第一比较器，所述第一比较器的正极输入端与整流电路的正极输出端相连，所述第一比较电路的负极输入端连接第一参考电压，当整流电路的正极输出端输出的电压Ui大于所述第一参考电压V1时，所述第一比较器输出高电平，当整流电路的正极输出端输出的电压Ui小于所述第一参考电压V1时，所述第一比较器输出低电平。从而形成周期性变化的第一比较电压。
[0008] 在本发明的一种优选实施方式中，所述第二比较电路包括第二比较器，所述第二比较器的正极输入端与整流电路的正极输出端相连，所述第二比较电路的负极输入端连接第二参考电压，当整流电路的正极输出端输出的电压Ui小于所述第二参考电压V2时，所述第二比较器输出低电平，当整流电路的正极输出端输出的电压Ui大于所述第二参考电压V2时，所述第二比较器输出高电平。从而形成周期性变化的第二比较电压。
[0009] 在本发明的一种优选实施方式中，所述第一参考电压V1小于第二参考电压V2。从而使第一比较电压和第二比较电压的占空比不同。
[0010] 在本发明的一种优选实施方式中，所述触发电路为RS触发器，所述第一比较电压连接RS触发器的S输入端、第二比较电压连接RS触发器的R输入端。采用价格低廉的触发器就实现了恒压输出，简化了电路结构，降低了成本。
[0011] 在本发明的一种优选实施方式中，所述第一比较电路包括第一电阻、第二电阻和第一光耦合器，所述第一电阻和第二电阻串联在整流电路的两个输出端之间，所述第一光耦合器的输入回路的正极连接在第一电阻和第二电阻之间的串联线路上，所述第一光耦合器的输入回路的负极连接在整流电路的第二输出端，所述第一光耦合器的输出回路的正极连接在整流电路的第一输出端，所述第一光耦合器的输出回路的负极通过第四电阻连接在整流电路的第二输出端。
[0012] 通过第一电阻和第二电阻分压实现第一参考电压V1，结构简单。通过第一光耦合器实现了输入端和输出端的光电隔离，提高了安全性和可靠性。
[0013] 在本发明的一种优选实施方式中，所述第二比较电路包括第五电阻、第六电阻和第二光耦合器，所述第五电阻和第六电阻串联在整流电路的两个输出端之间，所述第二光耦合器的输入回路的正极连接在第五电阻和第六电阻之间的串联线路上，所述第二光耦合器的输入回路的负极连接在整流电路的第二输出端，所述第二光耦合器的输出回路的正极通过第八电阻连接在整流电路的第一输出端，所述第二光耦合器的输出回路的负极连接在整流电路的第二输出端。
[0014] 通过第六电阻和第五电阻分压实现第二参考电压V2，结构简单。通过第二光耦合器实现了输入端和输出端的光电隔离，提高了安全性和可靠性。
[0015] 本发明通过第一电阻和第二电阻分压实现第一参考电压，通过第六电阻和第五电阻分压实现第二参考电压，采用闭环反馈，不仅可实现宽幅电压输入，同时输出电压的精度可得到较好的控制，保证了电源电压在大幅度波动的情况下，LED亮度仍然稳定。
[0016] 在本发明的一种优选实施方式中，所述开关管为场效应晶体管，所述第一光耦合器的负极连接RS触发器的R端，所述第二光耦合器的正极连接RS触发器的S端，所述RS触发器的Q输出端连接场效应晶体管的栅极，所述场效应晶体管的漏极连接整流电路的第二输出端，所述场效应晶体管的源极通过电容连接整流电路的第一输出端。
[0017] 本发明通过RS触发器输出周期性变化的第三电压，通过控制开关管的通断实现电容充放电，实现稳压。
[0018] 在本发明的一种优选实施方式中，还包括第一二极管，所述第一二极管连接在电容与整流电路的第一输出端之间。防止电流返流，保证LED灯珠正常工作。
[0019] 在本发明的一种优选实施方式中，还包括第三电阻和第七电阻，所述第三电阻的一端连接第一光耦合器的输入回路的正极，所述第三电阻的另一端连接在第一电阻和第二电阻之间的串联线路上；所述第七电阻的一端连接第二光耦合器的输入回路的正极，所述第七电阻的另一端连接在第六电阻和第五电阻之间的串联线路上。
[0020] 第三电阻和第七电阻进行限流，保证电路正常工作。
[0021] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
[0022] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0023] 图1是现有技术中采用PWM控制的驱动电路的电路图；
[0024] 图2是现有技术中采用变压器控制的驱动电路的电路图；
[0025] 图3是本发明一种优选实施方式中LED电源驱动电路的方框图；
[0026] 图4是图3中所示各个节点的波形图；
[0027] 图5是本发明一种优选实施方式中LED电源驱动电路的电路图。
具体实施方式
[0028] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0029] 在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0030] 本发明提供了一种LED电源驱动电路，其包括整流电路、开关控制电路，其中，整流电路的输入端与电源相连，整流电路的输出端与开关控制电路的输入端相连。在本实施方式中，电源采用市电或者其他交流电源，整流电路采用整流桥电路。
[0031] 开关控制电路包括比较电路、触发电路和开关管，开关管的输出端与电容相连。其中，比较电路包括第一比较电路、第二比较电路，第一比较电路的正极输入端与整流电路的正极输出端相连，第一比较电路的负极输入端连接第一参考电压，第一比较电路输出周期性变化的第一比较电压。第二比较电路的正极输入端与整流电路的正极输出端相连，第二比较电路的负极输入端连接第二参考电压，第二比较电路输出周期性变化的第二比较电压；第一比较电压连接触发电路的一个输入端、第二比较电压连接触发电路的另一个输入端，触发电路的输出端输出周期性变化的第三电压，触发电路的输出端连接开关管的控制端，控制开关管的导通与截止，实现电容的充放电，电容的正极连接负载的正极，电容的负极连接负载的负极。
[0032] 本发明使负载两端电压基本维持恒定，该LED电源驱动电路不需要使用变压器和电感等电磁元件和价格较高的驱动芯片，采用价格低廉的触发器就实现了恒压输出，简化了电路结构，降低了成本。不采用变压器和电感等元器件，能够减小电路体积，同时电路中没有电磁转化作用，不会产生无功功率，提高了功率因数和电路效率。
[0033] 如图3所示，在本发明的一种优选实施方式中，第一比较电路包括第一比较器，第一比较器的正极输入端与整流电路的正极输出端相连，第一比较电路的负极输入端连接第一参考电压，当整流电路的正极输出端输出的电压Ui大于第一参考电压V1时，第一比较器输出高电平，当整流电路的正极输出端输出的电压Ui小于第一参考电压V1时，第一比较器输出低电平。从而形成周期性变化的第一比较电压。
[0034] 第二比较电路包括第二比较器，第二比较器的正极输入端与整流电路的正极输出端相连，第二比较电路的负极输入端连接第二参考电压，当整流电路的正极输出端输出的电压Ui小于所述第二参考电压V2时，第二比较器输出低电平，当整流电路的正极输出端输出的电压Ui大于所述第二参考电压V2时，第二比较器输出高电平。从而形成周期性变化的第二比较电压。
[0035] 在本实施方式中，第一参考电压V1小于第二参考电压V2。从而使第一比较电压和第二比较电压的占空比不同。
[0036] 在本实施方式中，触发电路为RS触发器，第一比较电压连接RS触发器的S输入端、第二比较电压连接RS触发器的R输入端。采用价格低廉的触发器就实现了恒压输出，简化了电路结构，降低了成本。
[0037] 在本实施方式中，开关管为场效应晶体管。
[0038] 如图3所示，该电路的工作过程为整流电路将50Hz交流电整流成直流电Ui，如图4(a)所示。直流电Ui经过开关控制电路后在电容C两端产生偏差小的锯齿波直流电压，如图4(e)所示。下面说明场效应晶体管(MOSFET)的工作状态以及电容C两端锯齿波的产生过程。
[0039] 根据负载情况，设定V1、V2的值。V1、V2影响电容C的充电时间，V1、V2越大，其充电时间越长。在本实施方式中，V1与Ui比较，若Ui大于V1，则比较器输出高电平，反之输出低电平，输出信号A1波形如图4(b)所示。将V2与Ui比较，若Ui大于V2，则比较器输出低电平，反之输出高电平，输出信号波形A2如图4(c)所示。将A1信号接到RS触发器S端，A2信号接到RS触发器R端，在输出端Q输出信号A3，波形如图4(d)所示。MOSFET晶体管用作开关，当A3信号为高电平时，开关管S导通，电容C充电；当A3信号为低电平时，S关断，电容C放电，这样交替通断，使Uc呈锯齿波稳定在Ud附近，如图4(e)所示，其中，Ud为负载额定电压。
[0040] 在本发明的另一种优选实施方式中，如图5所示，第一比较电路包括第一电阻R1、第二电阻R2和第一光耦合器U1，其中，第一电阻R1和第二电阻R2串联在整流电路的两个输出端之间，第一光耦合器U1的输入回路的正极连接在第一电阻R1和第二电阻R2之间的串联线路上，第一光耦合器U1的输入回路的负极连接在整流电路的第二输出端，第一光耦合器U1的输出回路的正极连接在整流电路的第一输出端，第一光耦合器的输出回路的负极通过第四电阻R4连接在整流电路的第二输出端。本实施方式通过第一电阻R1和第二电阻R2分压实现第一参考电压V1，结构简单。通过第一光耦合器U1实现了输入端和输出端的光电隔离，提高了安全性和可靠性。
[0041] 在本实施方式中，在电路中还设置有第三电阻R3，该第三电阻R3的一端连接第一光耦合器U1的输入回路的正极，第三电阻R3的另一端连接在第一电阻R1和第二电阻R2之间的串联线路上，进行限流，保证电路正常工作。
[0042] 在本实施方式中，第二比较电路包括第五电阻R5、第六电阻R6和第二光耦合器U2，第五电阻R5和第六电阻R6串联在整流电路的两个输出端之间，第二光耦合器U2的输入回路的正极连接在第五电阻R5和第六电阻R6之间的串联线路上，第二光耦合器U2的输入回路的负极连接在整流电路的第二输出端，第二光耦合器U2的输出回路的正极通过第八电阻R8连接在整流电路的第一输出端，第二光耦合器U2的输出回路的负极连接在整流电路的第二输出端。本实施方式通过第六电阻R6和第五电阻R5分压实现第二参考电压V2，结构简单。通过第二光耦合器U2实现了输入端和输出端的光电隔离，提高了安全性和可靠性。
[0043] 在本实施方式中，电路中还设置有第七电阻R7，第七电阻R7的一端连接第二光耦合器U2的输入回路的正极，第七电阻R7的另一端连接在第六电阻R6和第五电阻R5之间的串联线路上。第七电阻R7进行限流，保证电路正常工作。
[0044] 本发明通过第一电阻R1和第二电阻R2分压实现第一参考电压，通过第六电阻R6和第五电阻R5分压实现第二参考电压，采用闭环反馈，不仅可实现宽幅电压输入，同时输出电压的精度可得到较好的控制，保证了电源电压在大幅度波动的情况下，LED亮度仍然稳定。
[0045] 在本实施方式中，第一光耦合器U1的负极连接RS触发器的R端，第二光耦合器U2的正极连接RS触发器的S端，RS触发器的Q输出端连接场效应晶体管的栅极，场效应晶体管的漏极连接整流电路的第二输出端，场效应晶体管的源极通过电容连接整流电路的第一输出端。本发明通过RS触发器输出周期性变化的第三电压，通过控制开关管的通断实现电容充放电，实现稳压。
[0046] 在本发明的另一种优选实施方式中，电路中还设置有第一二极管D1，第一二极管连接在电容与整流电路的第一输出端之间，防止电流返流，保证LED灯珠正常工作。
[0047] 在本实施方式中，负载电路包括LED灯珠阵列，具体可以采用串联或者串联并联相结合的形式，电容正极端连接第九电阻R9的一端，第九电阻R9的另一端连接稳压管VD的正极，稳压管VD的负极连接电容C的负极，第十电阻R10的一端连接电容C的负极，另一端连接稳压三级管Q2的漏极，稳压单极管Q2的栅极连接稳压管VD的正极，稳压三极管Q2的源极连接LED灯珠阵列的负极，电容C的正极连接LED灯珠阵列的正极。
[0048] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0049] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
