一種高功率因子的線性led驅動電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體照明驅動電路的技術領域，具體來說是一種高功率因子的線性LED驅動電路，主要應用于3W到18W功率范圍內的景觀照明，室內照明等半導體照明驅動的技術。
【背景技術】
[0002]LED光源是第四代照明光源，具有節能、環保、安全、壽命長等優點，已廣泛應用于各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明和城市夜景等領域。隨著成本的逐漸降低LED照明將逐漸取代傳統照明成為照明的主流燈具。目前LED照明方案主要通過整流器與電力網相接，在電網中會產生大量的電流諧波和無功功率而污染電網，成為電力公害，而且方案復雜，可靠性差。

【發明內容】

[0003]為了克服現有技術的不足，本發明的目的是提供一種提高照明系統的PFC因子，減少照明系統對電網的污染，同時降低成本，提高照明系統的可靠性，節能環保的高功率因子的線性LED驅動電路。
[0004]為實現上述目的，本發明采用的技術方案為:
[0005]一種高功率因子的線性LED驅動電路，其特征在于:所述高功率因子的線性LED驅動電路包括三個N型高壓管，即第二 N型高壓管MN2、N型高壓管MN3、N型高壓管MN4，第二N型高壓管麗2的柵極、第三N型高壓管麗3的柵極、第一比較器C0MP1的輸出端、第二比較器C0MP2的輸出端與控制邏輯電路Control Logic連接，第二 N型高壓管麗2的漏極與第一發光二極管L1的陰極、第二發光二極管L2的陽極連接；第二 N型高壓管MN2的源極與電阻R3的一端，電阻R3的另一端與地GND連接；第三N型高壓管MN3的漏極與第二發光二極管L2的陰極、第三發光二極管L3的陽極連接，第三N型高壓管MN3的源極、電阻R4的一端與第一比較器C0MP1的反向輸入端連接，電阻R4的另一端與地GND連接；第四N型高壓管MN4的漏極與第三發光二極管L3的陰極連接；第四N型高壓管MN4的源極、電阻R5的一端、一跨導運算放大器0ΤΑ的反向輸入端、第二比較器C0MP2的反向輸入端連接，第四N型高壓管MN4的柵極與跨導運算放大器0ΤΑ的輸出端連接，跨導運算放大器0ΤΑ的正向輸入端與基準電壓Vrefl連接，第一比較器C0MP1的正向輸入端、第二比較器C0MP2的正向輸入端與基準電壓Vref2連接，電阻R5的另一端與地GND連接，所述三個N型高壓管、第一比較器、第二比較器和跨導運算放大器依據輸入電壓的高低來進行控制第一發光二極管、第二發光二極管和第三發光二極管的發光與不發光。
[0006]所述輸入電壓低壓時，電流從N型高壓管麗2和電阻R3流走，此時只有第一發光二極管L1發光，當輸入電壓升高時，有一部分電流從N型高壓管MN3和電阻R4流走；當該電流增大到一定程度時，通過第一比較器和邏輯控制電路將N型高壓管MN2關斷，所有電流從N型高壓管MN3和電阻R4流走，第一發光二極管和第二發光二極管發光；當輸入電壓繼續升高，有一部分電流從N型高壓管MN4和電阻R5流走，當該電流增大到一定程度時，通過第二比較器和邏輯控制電路將N型高壓管麗3關斷，所有電流從第四N型高壓管MN4和電阻R5流走，第一發光二極管、第二發光二極管和第三發光二極管都發光；當輸入電壓再增大時，通過跨導運算放大器的鉗位作用，從N型高壓管MN4和電阻R5流走的電流恒定，當輸入電壓HV_IN由高變低時，從第四N型高壓管MN4和電阻R5流走的電流開始減小，再通過第二比較器和邏輯控制電路將N型高壓管MN3打開，第三發光二極管不發光；當輸入電壓繼續變低時，通過第一比較器和邏輯控制電路將N型高壓管MN2打開，第二發光二極管不發光，只有第一發光二極管發光。根據權利要求1或2所述高功率因子的線性LED驅動電路，其特征在于，所述跨導運算放大器包括5個P型MOS管，4個N型MOS管，其連接方式為:第一P型MOS管MP1的漏極、第二 P型MOS管MP2的源極與第三P型MOS管MP3的源極連接；第二P型MOS管MP2的漏極與第一 N型MOS管麗1的漏極、第一 N型MOS管麗1的柵極、第三N型MOS管麗3的柵極連接；第三P型MOS管MP3的漏極與第二 N型MOS管麗2的漏極、第二N型MOS管麗2的柵極、第四N型MOS管MN4的柵極連接；第四P型MOS管MP4的柵極、第四P型MOS管MP4的漏極、第五P型MOS管MP5的柵極與第三N型MOS管麗3的漏極連接?’第五P型MOS管MP5的漏極、第四N型MOS管MN4的漏極與該跨導運算放大器的輸出端口 Vout連接；第一 P型M0S管MP1的柵極與偏置電壓Vpb連接；第二 P型M0S管MP2的柵極與該跨導運算放大器的同向輸入端口 VP連接；第三P型M0S管MP3的柵極與該跨導運算放大器的反向輸入端口 VN連接。第一 P型M0S管MP1的源極、第四P型M0S管MP4的源極、第五P型M0S管MP5的源極與電源VDD連接。第一 N型M0S管麗1的源極、第二 N型M0S管MN2的源極、第三N型M0S管MN3的源極、第四N型M0S管MN4的源極與地GND連接。
[0007]所述比較器包括1個電流漏，5個P型M0S管和3個N型M0S管，其連接方式為:第零P型M0S管ΜΡ0的漏極、第零P型M0S管ΜΡ0的柵極、電流源I的輸入端、第四P型M0S管MP4的柵極與第一 P型M0S管MP1的柵極連接；第一 P型M0S管MP1的漏極、第二 P型M0S管MP2的源極與第三P型M0S管MP3的源極連接；該運算放大器的同向輸入端口 VP與第三P型M0S管MP3的柵極連接；該運算放大器的反向輸入端口 VN與第二 P型M0S管MP2的柵極連接；第二 P型M0S管MP2的漏極、第零N型M0S管ΜΝ0的柵極、第零N型M0S管ΜΝ0的漏極與第一 N型M0S管麗1的柵極連接；第三P型M0S管MP3的漏極、第一 N型M0S管麗1的漏極與第二 N型M0S管麗2的柵極連接；第四P型M0S管MP4的漏極、第二 N型M0S管麗2的漏極與運放的輸出端Vout連接。第零P型M0S管ΜΡ0的源極、第一 P型M0S管MP1的源極、第四P型M0S管MP4的源極與電源VDD連接。第零N型M0S管ΜΝ0的源極、第一 N型M0S管麗1的源極、第二 N型M0S管麗2的源極、電流源I的流出端與地GND連接。
[0008]所述高功率因子的線性LED驅動電路還包括集成在一起的高壓啟動電路,高壓啟動電路包括第一 N型高壓管MN1和二極管D0，第一 N型高壓管MN1的基極、電阻R1的一端與二極管D0的陰極連接，第一 N型高壓管麗1的源極、阻R2的一端與輸出端口 VDD連接，第一 N型高壓管MN1的基極、電阻R1的一端以及第零二極管D0的陰極連接，第一 N型高壓管麗1的源極、電阻R2 —端以及輸出端口 VDD連接，第一 N型高壓管麗1的漏極、電阻R1的另一端、第一發光二極管L1的陽極與電源HV_IN連接，第零二極管D0的陽極、電阻R2的另一端與地GND連接。
[0009]本發明與現有技術相比，具有如下優點:
[0010]1)本發明所述高壓啟動的在線線性LED驅動電路，為分段線性恒流技術，將照明系統的工作電流與線電壓呈分段線性變化，從而提高了照明系統的功率因子PFC，本發明中同時提供了高于0.95的PFC因子，大于功率因子指標PFC的節能的指標值即功率因子PFC之0.7，故可以起到有效的節能效果，而且減少了照明系統對電網的污染。
[0011]2)本發明同時內部集成高壓啟動電路，大大減小了系統的器件開銷。
[0012]總之，本發明系統方案簡單，可靠性高，可大大降低了系統的成本，而且降低了照明系統對電網的污染，提高了照明系統的可靠性，節能環保。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明高功率因子的線性LED驅動電路的電路結構圖；
[0014]圖2為本發明跨導運算放大器電路的電路結構圖結構圖；
[0015]圖3為本發明比較器電路的電路結構圖結構圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖對本發明詳細描述。
[0017]如圖1所示，本發明LED照明驅動電路，包括4個N型高壓管，5個電阻，1個齊納二極管，3個高壓發光二極管，2個比較器，1個跨導運算放大器，1個控制邏輯電路，發光二極管的個數也可以根據實際情況進行設計。
[0018]第一 N型高壓管MN1的基極、電阻R1的一端與第零二極管D0的陰極連接；第一 N型高壓管麗1的源極、電阻R2 —端與輸出端口 VDD連接；第二 N型高壓管麗2的柵極、第三N型高壓管麗3的柵極、第一比較器C0MP1的輸出端、第二比較器C0MP2的輸出端與控制邏輯電路Control Logic連接；第二 N型高壓管MN2的漏極與第一發光二極管L1的陰極、第二發光二極管L2的陽極連接；第二 N型高壓管MN2的源極與電阻R3的一端連接；第三N型高壓管MN3的漏極與第二發光二極管L2的陰極、第三發光二極管L3的陽極連接；第三N型高壓管麗3的源極、電阻R4的一端與第一比較器C0MP1的反向輸入端連接；第四N型高壓管MN4的漏極與第三發光二極管L3的陰極連接；第四N型高壓管MN4的源極、電阻R5的一端、跨導運算放大器0ΤΑ的反向輸入端、第二比較器C0MP2的反向輸入端連接；第四N型高壓管MN4的柵極與跨導運算放大器0ΤΑ的輸出端連接；跨導運算放大器0ΤΑ的正向輸入端與基準電壓Vrefl連接；第一比較器C0MP1的正向輸入端、第二比較器C0MP2的正向輸入端與基準電壓Vref2連接。
[0019]圖1中的高壓啟動電路，包括第一 N型高壓管麗1和二極管D0，第一 N型高壓管麗1的基極、電阻R1的一端與二極管D0的陰極連接，第一 N型高壓管麗1的源極、阻R2的一端與輸出端口 VDD連接，第一 N型高壓管麗1的基極、電阻R1的一端以及第零二極管D0的陰極連接，第一 N型高壓管麗1的源極、電阻R2 —端以及輸出端口 VDD連接，第一 N型高壓管麗1的漏極、電阻R1的另一端、第一發光二極管L1的陽極與電源HV_IN連接，第零二極管D0的陽極、電阻R2的另一端與地GND連接。
[0020]下面是控制原理:在本發明采用分段線性恒流技術，分為三段，從成本以及綜合性方面考慮，設計為三段，當然如果不計成本，也可以多段設計，以滿足其它方面的需求，如四段、五段等等。
[0021]該電路左邊部分為HV Start-up電路，其將高壓輸入HV_IN轉換為低壓電源VDD ；在右邊部分中，三個高壓管初始狀態都為導通狀態，當輸入電壓HV_IN較低時，電流從第二N型高壓管MN2和電阻R3流走，此時只有第一發光二極管L1發光；當輸入電壓HV_IN升高時，有一部分電流從第三N型高壓管MN3和電阻R4流走，當該電流增大到一定程度時，通過第一比較器C0MP1和邏輯控制電路Control Logic將第二 N型高壓管MN2關斷，所有電流從第三N型高壓管MN3和電阻R4流走，第一發光二極管L1和第二發光二極管L2發光；當輸入電壓HV_IN繼續升高，有一部分電流從第四N型高壓管MN4和電阻R5流走，當該電流增大到一定程度時，通過第二比較器C0MP2和邏輯控制電路Co