一种基于氮化镓芯片的低功耗LED控制器的制作方法

本发明涉及led控制，特别是一种基于氮化镓芯片的低功耗led控制器。

背景技术：

1、随着消费者对节能环保和智能化照明需求的增加，led照明产品逐渐成为了市场上的主流选择；led控制器作为led照明产品的关键部件在环保方面发挥了关键作用，它通过节能、提高效率、延长产品寿命、降低光污染和促进可持续发展等多种方式，为保护环境、节约资源作出了重要贡献，其市场需求也随之增长。因此，在选择led控制器时，需充分考虑其功耗特性，选择功耗低、效率高的产品，以节约能源、降低成本并确保使用的安全性，且可以避免led控制器工作温度过高影响led控制器的性能和稳定性。

2、目前的led控制器常由pfc电路、反激电路和辅助绕组电路等电路单元构成；其中反激电路需要辅助绕组电路为其供电，因此受限于辅助绕组电路有限的电压调控范围，通常需要辅助绕组电路提供的电源带载能力半载到满载才能满足反激电路的vcc电压范围(比如低至8.8v停止工作，上限为26v，因此vcc电压调控范围是8.8v-26v)，所以利用辅助绕组电路供电功耗比较大，因此也导致了变压器的初级侧绕组选型比较大，从而变压器的匝数比较大，进而导致变压器选型较大，能耗随之增大。

3、同时，变压器的匝数比较大，还会导致变压器的次级侧(负载端)反射电压较大，所以变压器的次级侧所接的保护电路选型也相应增大，从而能耗随之增大，最终导致在保护电路损失的能量过多，没有足够的电能转换为光能，led亮度下降。

技术实现思路

1、针对上述缺陷，本发明的目的在于提出一种基于氮化镓芯片的低功耗led控制器，从芯片层面进行低功耗选型，从电路层面进行低功耗电路设计，达到整体性降低led控制器功耗的目的。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种基于氮化镓芯片的低功耗led控制器，包括整流滤波单元和变压器t1；还包括负载接收单元和基于氮化镓芯片的低功耗pfc反激模块；所述整流滤波单元的输出端和所述低功耗pfc反激模块的输入端电连接，所述低功耗pfc反激模块的输出端和所述变压器t1的初级侧电连接，所述变压器t1的次级侧和所述负载接收单元的输入端电连接；

4、所述低功耗pfc反激模块用于当所述整流滤波单元输出整流电流后，自供电生成调节电压控制所述变压器t1向所述负载接收单元输出调光电流；所述调节电压的调节范围为零至预设电压最大值；当所述调节电压的调节范围为零至低功耗电压值时，所述低功耗pfc反激模块为低功耗模式。

5、进一步的，所述低功耗pfc反激模块包括启动单元、低功耗的pfc单元和低功耗的反激单元；所述pfc单元的输入端用作所述低功耗pfc反激模块的输入端，所述反激单元的输出端用作所述低功耗pfc反激模块的输出端；

6、所述pfc单元的输出端和所述反激单元的输入端均与高压启动引脚hv电连接，所述pfc单元的电源端和所述启动单元的第一端电连接，所述反激单元的电源端和所述启动单元的第二端电连接，所述pfc单元的地端、所述启动单元的地端和所述反激单元的地端均接地，所述pfc单元的抗干扰端和所述负载接收单元的抗干扰端电连接；

7、所述启动单元用于当所述整流滤波电路输出所述整流电流后，先供电启动所述反激单元，再延时供电启动所述pfc单元；当所述pfc单元启动后，由所述pfc单元为所述反激单元供电；

8、当所述pfc单元和所述反激单元均启动后，所述反激单元生成所述调节电压；

9、所述pfc单元和反激单元均采用氮化镓芯片。

10、进一步的，所述pfc单元包括电容ec1、电容cb1、电容c2、电容c3、电容c6、电阻r9、电阻r29、电阻r30、电阻r4、电阻r18、电阻r19、电阻r20、电阻r2、电阻r6、电阻r5、电阻r3、电阻r8、电感l2、二极管d1、二极管d2、氮化镓pfc芯片u1和第一抗干扰电路；所述电容cb1的一端和另一端均用作所述pfc单元的输入端，所述电容ec1的正极用作所述pfc单元的输出端，所述电容ec1的负极用作所述pfc单元的地端，所述氮化镓pfc芯片u1的vdd端用作所述pfc单元的电源端，所述第一抗干扰电路的第一端用作所述pfc单元的抗干扰端；

11、所述电容cb1的一端、所述电阻r9的一端、所述电感l2的一端、所述二极管d1的阳极、所述电容c2的一端均和所述第一抗干扰电路的第二端电连接，所述电容c2的另一端、所述二极管d1的阴极、所述二极管d2的阴极、所述电阻r3的一端均和所述电容ec1的正极电连接，所述电阻r9的另一端和所述电阻r29的一端电连接，所述电阻r29的另一端和所述电阻r30的一端电连接，所述电阻r30的另一端、所述电容c3的一端、所述电阻r4的一端均和所述氮化镓pfc芯片u1的vac端电连接，所述电感l2的另一端、所述二极管d2的阳极均和所述氮化镓pfc芯片u1的drain端电连接，所述电阻r3的另一端和所述电阻r8的一端电连接，所述电阻r8的另一端和所述电阻r5的一端电连接，所述电阻r5的另一端、所述电阻r2的一端、所述电阻r6的一端、所述电容c6的一端均和所述氮化镓pfc芯片u1的inv端电连接，所述电阻r2的另一端、所述电阻r6的另一端、所述电容c6的另一端、所述氮化镓pfc芯片u1的gnd端、所述电阻r4的另一端、所述电容c3的另一端、所述电容cb1的另一端均和所述电容ec1的负极电连接。

12、进一步的，所述反激单元包括电容c11、电容c14、电阻r7、电阻r16、电阻r13、电阻r14、电阻r15、电阻r21、电感l3、氮化镓反激芯片u2和第二抗干扰电路；所述氮化镓反激芯片u2的vdd端用作所述反激单元的电源端，所述氮化镓反激芯片u2的hv端用作所述反激单元的输入端，所述电感l3的一端和所述第二抗干扰电路的第一端均用作所述反激单元的输出端，所述电阻r13的一端用作所述反激单元的地端；

13、所述氮化镓反激芯片u2的hv端和所述第二抗干扰电路的第二端电连接，所述氮化镓反激芯片u2的drain端、所述第二抗干扰电路的第三端、所述电感l3的另一端均和所述电容c14的一端电连接，所述电容c14的另一端、所述电阻r21的一端、所述电阻r15的一端、所述电阻r14的一端、所述电阻r13的另一端均和所述氮化镓反激芯片u2的cs端电连接，所述电阻r21的另一端、所述电阻r15的另一端、所述电阻r14的另一端均和所述电阻r13的一端电连接，所述氮化镓反激芯片u2的ovp端、所述电阻r7的一端、所述电阻r16的一端均和所述电容c11的一端电连接，所述氮化镓反激芯片u2的gnd端、所述电阻r7的另一端、所述电阻r16的另一端和所述电容c11的另一端均接地。

14、进一步的，所述启动单元包括电容c1、电容c7、电容c10和电阻r23；所述电容c7的一端用作所述启动单元的第一端，所述电容c10的一端用作所述启动单元的第二端；

15、所述电阻r23的一端和所述电容c10的一端电连接，所述电阻r23的另一端、所述电容c1的一端均和所述电容c7的一端电连接，所述电容c1的另一端、所述电容c7的另一端和所述电容c10的另一端均接地。

16、进一步的，所述第二抗干扰电路包括电容c5、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r17和二极管d3；所述电容c5的一端用作所述第二抗干扰电路的第一端，所述电阻r11的一端用作所述第二抗干扰电路的第二端，所述二极管d3的阳极用作所述第二抗干扰电路的第三端；

17、所述电阻r11的一端、所述电阻r12的一端均和所述电容c5的一端电连接，所述电阻r11的另一端、所述电阻r12的另一端、所述电阻r10的一端、所述电阻r17的一端均和所述电容c5的另一端电连接，所述电阻r10的另一端、所述电阻r17的另一端均和所述二极管d3的阴极电连接。

18、进一步的，所述第一抗干扰电路包括电容cy1；所述电容cy1的一端用作所述第一抗干扰电路的第一端，所述电容cy1的另一端用作所述第一抗干扰电路的第二端。

19、进一步的，所述氮化镓反激芯片u2内部集成有mos管。

20、进一步的，所述负载接收单元包括电阻r26、电阻r27、电容c9、电容ec2、二极管d6和二极管d7；所述二极管d7的阳极和所述电容ec2的负极均用作所述负载接收单元的输入端，所述二极管d7的阴极用作所述负载接收单元的抗干扰端，所述电阻r27的一端和另一端用作所述负载接收单元的输出端；

21、所述二极管d6的阳极、所述电阻r26的一端均和所述二极管d7的阳极电连接，所述电阻r26的另一端和所述电容c9的一端电连接，所述电容c9的另一端、所述二极管d6的阴极、所述电容ec2的正极、所述电阻r27的一端均和所述二极管d7的阴极电连接，所述电容ec2的负极和所述电阻r27的另一端均接地。

22、本发明提供的技术方案可以包括以下有益效果：将led控制器的核心电路低功耗pfc反激模块采用低功耗电路设计的同时将原来由辅助绕组提供电能时调节电压的调节范围只能从半载调节至满载(即预设电压最大值)的供电模式改为低功耗pfc反激模块自供电实现调节电压的调节范围为零至预设电压最大值，因此与原调节范围相比增加了低压调节范围，即调节电压的调节范围为零至低功耗电压值时，适用于当后继负载侧电压需求比原辅助绕组半载的电压值更小的情况，低功耗pfc反激模块为低功耗模式，可以大大降低此时变压器t1以及负载接收单元中耗能元件的选型要求，从而减少低功耗pfc反激模块自身、变压器t1、负载接收单元及负载侧的功耗，大大降低了led控制器的整体功耗。更重要的是，低功耗pfc反激模块基于氮化镓(gan)芯片进行电路设计可以从芯片层面降低功耗。