一种基于过压保护电路的波纹抑制型LED节能驱动系统

本发明涉及一种驱动系统，具体是指一种基于过压保护电路的波纹抑制型 LED节能驱动系统。

目前，由于LED灯具有能耗低、使用寿命长以及安全环保等特点，已经成 为了人们生活照明的主流产品之一。随着人们节能意识的不断提高，人们对LED 驱动系统的能耗要求也越来越高，这给LED驱动系统带来了新的挑战。然而， 传统的LED驱动系统在启动时的功耗很大，无法满足人们的节能需求。

本发明的目的在于解决目前的LED驱动系统在启动时的功耗较大的缺陷， 提供一种基于过压保护电路的波纹抑制型LED节能驱动系统。

本发明的目的通过下述技术方案现实：一种基于过压保护电路的波纹抑制 型LED节能驱动系统，主要由控制芯片U2，变压器T，分别与控制芯片U2相 连接的电源电路和频率调节电路，P极与频率调节电路相连接、N极与控制芯片 U2的VS管脚相连接的二极管D4，正极与控制芯片U2的SGND管脚相连接、 负极与频率调节电路相连接的电容C3，一端与控制芯片U2的PGND管脚相连 接、另一端与频率调节电路相连接的同时接地的电阻R3，串接在控制芯片U2 的VS管脚和变压器T的副边电感线圈的非同名端之间的栅极驱动电路，串接在 电源电路和变压器T的原边电感线圈的同名端之间的波纹抑制电路，串接在电 源电路和频率调节电路之间的过压保护电路，以及正极与变压器T的原边电感 线圈的同名端相连接、负极与变压器T的原边电感线圈的非同名端相连接的的 同时接地的电容C6组成。

所述波纹抑制电路由放大器P，三极管VT5，三极管VT6，一端与放大器P 的正极相连接、另一端作为该波纹抑制电路的输入端的电阻R12，串接在放大器 P的正极和三极管VT5的集电极之间的电阻R13，N极与放大器P的负极相连 接、P极与三极管VT5的基极相连接的二极管D9，一端与三极管VT6的集电 极相连接、另一端接12V电压的电阻R14，负极接地、正极经电阻R16后与三 极管VT6的集电极相连接的电容C10，一端与三极管VT6的发射极相连接、另 一端则与电容C10的负极相连接的电阻R15，以及串接在三极管VT6的发射极 和电容C10的正极之间的电感L组成；所述三极管VT6的基极与放大器P的输 出端相连接、其发射极则与三极管VT5的集电极相连接；所述三极管VT5的发 射极接地；所述电容C10的正极作为该波纹抑制电路的输出端并与变压器T的 原边电感线圈的同名端相连接；所述波纹抑制电路的输入端与电源电路相连接。

所述过压保护电路由三极管VT4，双向晶闸管D8，负极经二极管D7后与 双向晶闸管D8的第一阳极相连接、正极作为该过压保护电路的输入端的电容 C7，N极与电容C7的负极相连接、P极接地的二极管D6，正极与双向晶闸管 D8的第一阳极相连接、负极经电阻R7后与二极管D6的P极相连接的电容C8， 串接在双向晶闸管D8的控制端和三极管VT4的集电极之间的电阻R8，一端与 双向晶闸管D8的第二阳极相连接、另一端经电阻R9后与三极管VT4的发射极 相连接的电阻R10，以及正极与三极管VT4的集电极相连接、负极经电阻R11 后与双向晶闸管D8的第二阳极相连接的电容C9组成；所述电阻R9和电阻R10 的连接点接地；所述双向晶闸管D8的第二阳极作为该过压保护电路的输出端并 与频率调节电路相连接；所述过压保护电路的输入端与电源电路相连接。

所述电源电路由二极管整流器U1，三极管VT2，正极与二极管整流器U1 的正极输出端相连接、负极与二极管整流器U1的负极输出端相连接的电容C1， 串接在电容C1的正极和三极管VT2的集电极之间的电阻R1，P极与三极管VT2 的基极相连接、N极经电阻R4后与电容C1的正极相连接的稳压二极管D3，串 接在电容C1的正极和控制芯片U2的HV管脚之间的电阻R5，以及正极与电容 C1的正极相连接、负极与控制芯片U2的VB管脚相连接的电容C4组成；所述 三极管VT2的发射极接地、其基极与控制芯片U2的VCC管脚相连接；所述电 容C1的正极还与波纹抑制电路的输入端相连接；所述二极管整流器U1的负极 输出端与过压保护电路的输入端相连接。

所述频率调节电路由三极管VT1，场效应管MOS1，N极与二极管D4的P 极相连接、P极与三极管VT1的基极相连接的二极管D1，串接在三极管VT1 的发射极和场效应管MOS1的源极之间的电阻R2，P极与三极管VT1的集电极 相连接、N极与控制芯片U2的RT管脚相连接的二极管D2，以及正极与场效 应管MOS1的漏极相连接、负极与控制芯片U2的CT管脚相连接的电容C2组 成；所述场效应管MOS1的源极与过压保护电路的输出端相连接、其栅极则与 三极管VT1的集电极相连接；所述电容C3的负极与场效应管MOS1的源极相 连接；所述场效应管MOS1的源极和变压器T的副边电感线圈的同名端共同形 成输出端。

所述栅极驱动电路由场效应管MOS2，三极管VT3，P极与控制芯片U2的 VS管脚相连接、N极与场效应管MOS2的栅极相连接的二极管D5，串接在场 效应管MOS2的源极和三极管VT3的集电极之间的电阻R6，负极与三极管VT3 的发射极相连接、正极与变压器T的副边电感线圈的非同名端相连接的电容C5 组成；所述场效应管MOS2的漏极与电容C5的正极相连接；所述三极管VT3 的基极与场效应管MOS2的源极相连接、其集电极接地。

所述控制芯片U2为GR6953集成芯片。

本发明与现有技术相比具有以下优点及有益效果：

(1)本发明采用GR6953集成芯片作为控制芯片并结合外围电路，使本发明 的启动电流更小，从而降低了本发明的启动功耗，使本发明更加节能。

(2)本发明可以在出现过电压时自动断开电路，避免系统自身及LED受到 过电压的损坏。

(3)本发明可以对残存在直流电压中的交流成分进行抑制，极大的提高了 本发明的稳定性。

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的过压保护电路的结构图。

图3为本发明的波纹抑制电路的结构图。

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式并不 限于此。

实施例

如图1所示，本发明主要由控制芯片U2，变压器T，分别与控制芯片U2 相连接的电源电路和频率调节电路，P极与频率调节电路相连接、N极与控制芯 片U2的VS管脚相连接的二极管D4，正极与控制芯片U2的SGND管脚相连接、 负极与频率调节电路相连接的电容C3，一端与控制芯片U2的PGND管脚相连 接、另一端与频率调节电路相连接的同时接地的电阻R3，串接在控制芯片U2 的VS管脚和变压器T的副边电感线圈的非同名端之间的栅极驱动电路，串接在 电源电路和变压器T的原边电感线圈的同名端之间的波纹抑制电路，串接在电 源电路和频率调节电路之间的过压保护电路，以及正极与变压器T的原边电感 线圈的同名端相连接、负极与变压器T的原边电感线圈的非同名端相连接的的 同时接地的电容C6组成。为了达到本发明的目的，所述控制芯片U2优选GR6953 集成芯片来实现。

其中，所述电源电路由二极管整流器U1，三极管VT2，电阻R1，电阻R4， 电阻R5，电容C1，稳压二极管D3以及电容C4组成。

连接时，电容C1的正极与二极管整流器U1的正极输出端相连接、其负极 与二极管整流器U1的负极输出端相连接。电阻R1串接在电容C1的正极和三 极管VT2的集电极之间。稳压二极管D3的P极与三极管VT2的基极相连接、 其N极经电阻R4后与电容C1的正极相连接。电阻R5串接在电容C1的正极和 控制芯片U2的HV管脚之间。电容C4的正极与电容C1的正极相连接、其负 极与控制芯片U2的VB管脚相连接。

同时，所述三极管VT2的发射极接地、其基极与控制芯片U2的VCC管脚 相连接。所述电容C1的正极还与波纹抑制电路的输入端相连接。所述二极管整 流器U1的负极输出端与过压保护电路的输入端相连接。所述二极管整流器U1 的输入端接电源。

所述频率调节电路由三极管VT1，场效应管MOS1，电阻R2，二极管D1， 二极管D2以及电容C2组成。

连接时，二极管D1的N极与二极管D4的P极相连接、其P极与三极管 VT1的基极相连接。电阻R2串接在三极管VT1的发射极和场效应管MOS1的 源极之间。二极管D2的P极与三极管VT1的集电极相连接、其N极与控制芯 片U2的RT管脚相连接。电容C2的正极与场效应管MOS1的漏极相连接、其 负极与控制芯片U2的CT管脚相连接。

该场效应管MOS1的源极与过压保护电路的输出端相连接、其栅极则与三 极管VT1的集电极相连接。所述电容C3的负极与场效应管MOS1的源极相连 接。所述场效应管MOS1的源极和变压器T的副边电感线圈的同名端共同形成 输出端并接LED灯具。

另外，所述栅极驱动电路由场效应管MOS2，三极管VT3，二极管D5，电 阻R6以及电容C5组成。

连接时，二极管D5的P极与控制芯片U2的VS管脚相连接、其N极与场 效应管MOS2的栅极相连接。电阻R6串接在场效应管MOS2的源极和三极管 VT3的集电极之间。电容C5的负极与三极管VT3的发射极相连接、其正极与 变压器T的副边电感线圈的非同名端相连接。所述场效应管MOS2的漏极与电 容C5的正极相连接。所述三极管VT3的基极与场效应管MOS2的源极相连接、 其集电极接地。

如图2所示，所述过压保护电路由三极管VT4，双向晶闸管D8，电阻R7， 电阻R8，电阻R9，电阻R10，电阻R11，电容C7，电容C8，电容C9，二极 管D6以及二极管D7组成。

连接时，电容C7的负极与二极管D7的P极相连接、其正极作为该过压保 护电路的输入端并与二极管整流器U1的负极输出端相连接。所述二极管D7的 N极则与双向晶闸管D8的第一阳极相连接。二极管D6的N极与电容C7的负 极相连接、其P极接地。电容C8的正极与双向晶闸管D8的第一阳极相连接、 其负极经电阻R7后与二极管D6的P极相连接。电阻R8串接在双向晶闸管D8 的控制端和三极管VT4的集电极之间。电阻R10的一端与双向晶闸管D8的第 二阳极相连接、其另一端经电阻R9后与三极管VT4的发射极相连接。电容C9 的正极与三极管VT4的集电极相连接、其负极经电阻R11后与双向晶闸管D8 的第二阳极相连接。同时，所述电阻R9和电阻R10的连接点接地；所述双向晶 闸管D8的第二阳极作为该过压保护电路的输出端并与场效应管MOS1的源极相 连接。

如图3所示，所述波纹抑制电路由放大器P，三极管VT5，三极管VT6， 电阻R12，电阻R13，电阻R14，电阻R15，电阻R16，二极管D9，电感L以 及电容C10组成。

连接时，电阻R12的一端与放大器P的正极相连接、其另一端作为该波纹 抑制电路的输入端并与电容C1的正极相连接。电阻R13串接在放大器P的正极 和三极管VT5的集电极之间。二极管D9的N极与放大器P的负极相连接、其 P极与三极管VT5的基极相连接。电阻R14的一端与三极管VT6的集电极相连 接、其另一端接12V电压。电容C10的负极接地、其正极经电阻R16后与三极 管VT6的集电极相连接。电阻R15的一端与三极管VT6的发射极相连接、其另 一端则与电容C10的负极相连接。电感L串接在三极管VT6的发射极和电容 C10的正极之间。

所述三极管VT6的基极与放大器P的输出端相连接、其发射极则与三极管 VT5的集电极相连接。所述三极管VT5的发射极接地；所述电容C10的正极作 为该波纹抑制电路的输出端并与变压器T的原边电感线圈的同名端相连接。

本发明采用GR6953集成芯片作为控制芯片并结合外围电路，使本发明形成 一个半桥控制结构，从而降低了本发明的启动功耗，使本发明更加节能。本发 明可以在出现过电压时自动断开电路，避免系统自身及LED受到过电压的损坏。 同时，本发明可以对残存在直流电压中的交流成分进行抑制，极大的提高了本 发明的稳定性。

如上所述，便可很好的实现本发明。