CN101742783A - 一种具有应急功能的大功率led驱动电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有应急功能的大功率LED驱动电路，包括：整流滤波单元，与所述LED驱动电路的输入端相连，用于对输入的交流信号进行整流并滤波；反激单元，与所述整流滤波单元相连，用于根据负载变换进行PWM波调制；恒流驱动单元，与所述反激单元相连，用于驱动LED恒流工作；以及应急单元，与所述反激单元相连，通过检测反激单元的电流，在没有检测到交流输入时为恒流驱动单元提供电源。本发明的具有应急功能的大功率LED驱动电路简单，即使在市电故障时灯具也能自动切换到应急电源而不会熄灭；且本发明的电路电池漏电流几乎为零，因此保证了电池的待机工作时间。

Description

一种具有应急功能的大功率LED驱动电路
技术领域
本发明涉及一种LED驱动电路，更具体地说，涉及一种具有应急功能的大功率LED驱动电路。
背景技术
对于带有蓄电池的特殊灯具，需要设计电路实现市电和蓄电池之间的切换。通常的切换电路，设计较为复杂。申请号为200810061210.6的发明专利“一种LED照明灯的电路及应用该电路的LED灯”，公开了一种LED照明应急灯的电路。该电路通过停电识别电路启动应急电路，采用单刀开关作为切换电路。该电路增加的电路识别电路，设计复杂，降低了可靠性，增加了功耗。又如，申请号为94207217.0的实用新型专利“无绳电话应急电源”是采用继电器控制电源的工作状态。当市电存在时，继电器常闭触点断开，市电经整流、滤波输出。停电时，继电器常闭触点恢复，蓄电池对外输出电流。该实用新型属于通信方面的电路。另外，该实用新型的设计的电路功耗大且电路不可靠。在市电供电时，某些器件一直是在消耗能量的。当电池处于低电压的时候，用恒压充电可能导致过流损坏三极管。
此外，普通应急切换电路的电路采用交流供电时，会有额外功率损耗或电池有漏电流，3个月中漏电流可能已经使电池放电而失效。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术LED驱动电路的上述市电和蓄电池之间的切换电路复杂的缺陷，提供一种具有应急功能的大功率LED驱动电路。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种具有应急功能的大功率LED驱动电路，通过整流滤波单元对输入的交流信号进行整流并滤波，反激单元根据负载变换进行PWM波调制，采用恒流驱动单元驱动LED恒流工作；而应急单元通过检测反激单元的电流，在没有检测到交流输入时为恒流驱动单元提供电源。
本发明提供了一种具有应急功能的大功率LED驱动电路，包括：
整流滤波单元，与所述LED驱动电路的输入端相连，用于对输入的交流信号进行整流并滤波；
反激单元，与所述整流滤波单元相连，用于根据负载变换进行PWM波调制；
恒流驱动单元，与所述反激单元相连，用于驱动LED恒流工作；以及
应急单元，与所述反激单元相连，通过检测反激单元的电流，在没有检测到交流输入时为恒流驱动单元提供电源。
在本发明所述的具有应急功能的大功率LED驱动电路中，所述整流滤波单元设有熔断器。
在本发明所述的具有应急功能的大功率LED驱动电路中，所述整流滤波单元还包括第一电容、第一电感、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管和第二电容；其中，
第一电感的第一绕组的第一端通过熔断器与交流电源的火线端相连，第一电感的第二绕组的第一端与交流电源的零线端相连，第一电感的第一绕组的第一端和第二绕组的第一端之间连有第一电容；
第一电感的第一绕组的第二端与第一二极管的阳极相连，同时连接至第二二极管的阴极，第一电感的第二绕组的第二端与第三二极管的阳极连接，同时连接至第四二极管的阴极，第一二极管和第三二极管的阴极连接至整流滤波单元的输出端，第二二极管和第三二极管的阳极接地，且整流滤波单元的输出端通过第二电容接地。
在本发明所述的具有应急功能的大功率LED驱动电路中，所述反激单元至少包括变压器以及第一芯片；所述第一芯片为开关电源芯片；所述变压器的原边侧的第一端与所述整流滤波单元的输出端相连，并通过串联的第一电阻和第二电阻连接至第一芯片的功能控制端，变压器的原边侧的第一端还连至第三电容以及第三电阻的一端，第三电容以及第三电阻的另一端连接在一起并同时连至第四电阻和第五电阻的一端，第四电阻和第五电阻的另一端连接在一起并同时连接至第五二极管的阴极；第五二极管的阳极与变压器的原边侧的第二端相连，同时连接至第一芯片的MOS管漏极端；
变压器的副边侧的第一绕组的第一端与原边侧的第一端之间连有第四电容，变压器的副边侧的第一绕组的第一端依次通过正向的第六二极管、正向的第七二极管、第二电感连接至反激单元的输出端；且反激单元的输出端通过第五电容接地；第六二极管的阳极和阴极之间连有第六电容和第六电阻；第六二极管的阴极通过并联的第七电容、第八电容接地；变压器的副边侧的第一绕组的第二端接地；
变压器的副边侧的第二绕组的第一端连接至第七二极管的阳极，第七二极管的阴极连接至第一光耦输出侧的集电极，变压器的副边侧的第二绕组的第二端通过第九电容连接至第一光耦输出侧的集电极；第一光耦输出侧的发射极连接至第一芯片的反馈电流端，并依次通过第七电阻、第十电容接地；且第一芯片的MOS管源极端接地；
第一光耦的输入侧阳极通过第八电阻与第七二极管的阴极相连，第一光耦的输入侧阴极通过第九电阻与第七二极管的阴极相连，第七二极管的阴极还依次通过第十电阻、第十一电阻接地；稳压芯片的电源端接第一光耦的输入侧阴极，控制端接第十电阻和第十一电阻之间的节点并通过第十二电阻接地。
在本发明所述的具有应急功能的大功率LED驱动电路中，所述应急单元至少包括继电器，继电器的线圈一端连接至第六二极管的阴极，继电器的线圈另一端接地并连接至第八二极管)的阳极，第八二极管的阴极与第六二极管的阴极相连；
直流电源连接至第九二极管的阳极，第九二极管的阴极通过继电器的常闭开关与反激单元的输出端相连。
在本发明所述的具有应急功能的大功率LED驱动电路中，所述恒流驱动单元至少包括用于驱动LED的第二芯片，第二芯片的工作电源端通过第三电感与反激单元的输出端相连，电流检测端通过第十三电阻连接至反激单元的输出端，振荡输入端与驱动电路的输出端相连，接地端通过第十一电容接地，接地端接地并连接至第十二极管的阳极，第十二极管的阴极与第二芯片的输出端相连。
实施本发明的具有应急功能的大功率LED驱动电路，具有以下有益效果：本发明的电路简单，即使在市电故障时灯具也能自动切换到应急电源而不会熄灭；且本发明的电路电池漏电流几乎为零，因此保证了电池的待机工作时间。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明优选实施例中具有应急功能的大功率LED驱动电路的结构示意图；
图2是本发明优选实施例中具有应急功能的大功率LED驱动电路的电路原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
请参阅图1，为本发明优选实施例中具有应急功能的大功率LED驱动电路的结构示意图。如图1所示，本发明提供的具有应急功能的大功率LED驱动电路，包括整流滤波单元100、反激单元200、恒流驱动单元400和应急单元300。其中，整流滤波单元100与所述LED驱动电路的输入端相连，用于对输入的交流信号进行整流并滤波。反激单元200与所述整流滤波单元100相连，用于根据负载变换进行PWM波调制。恒流驱动单元400与所述反激单元200相连，用于驱动LED恒流工作。应急单元300与所述反激单元200相连，通过检测反激单元200的电流，在没有检测到交流输入时为恒流驱动单元400提供电源。
请参阅图2，为本发明优选实施例中具有应急功能的大功率LED驱动电路的电路原理图。下面对本发明的电路中各个模块及原理进行说明：
整流滤波单元100设有熔断器F1。整流滤波单元100还包括第一电容C2、第一电感L1、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4和第二电容C3。其中，第一电感L1的第一绕组的第一端通过熔断器F1与交流电源的火线端相连，第一电感L1的第二绕组的第一端与交流电源的零线端相连，第一电感L1的第一绕组的第一端和第二绕组的第一端之间连有第一电容C2。
第一电感L1的第一绕组的第二端与第一二极管D1的阳极相连，同时连接至第二二极管D2的阴极，第一电感L1的第二绕组的第二端与第三二极管D3的阳极连接，同时连接至第四二极管D4的阴极，第一二极管D1和第三二极管D3的阴极连接至整流滤波单元100的输出端，第二二极管D2和第三二极管D3的阳极接地，且整流滤波单元100的输出端通过第二电容C3接地。
反激单元200至少包括变压器T1以及第一芯片U1。第一芯片优选TOPSwitch系列芯片，其将MOS管和PWM控制器集成在一个芯片之中，还可具有过温、过流及输入电压过、欠压等保护功能，能适应本发明电路的设计。例如，采用TOP246G型号的芯片。变压器T1的原边侧的第一端与所述整流滤波单元100的输出端相连，并通过串联的第一电阻R2和第二电阻R3连接至第一芯片U1的功能控制端即第一脚M，变压器T1的原边侧的第一端还连至第三电容C4以及第三电阻R6的一端，第三电容C4以及第三电阻R6的另一端连接在一起并同时连至第四电阻R4和第五电阻R5的一端，第四电阻R4和第五电阻R5的另一端连接在一起并同时连接至第五二极管D6的阴极；第五二极管D6的阳极与变压器T1的原边侧的第二端相连，同时连接至第一芯片U1的MOS管漏极端即第五脚D。
变压器T1的副边侧的第一绕组的第一端与原边侧的第一端之间连有第四电容CY1，变压器T1的副边侧的第一绕组的第一端依次通过正向的第六二极管D8、正向的第七二极管D9、第二电感L2连接至反激单元200的输出端；且反激单元200的输出端通过第五电容C9接地；第六二极管D8的阳极和阴极之间连有第六电容C1和第六电阻R1；第六二极管D8的阴极通过并联的第七电容C7、第八电容C8接地；变压器T1的副边侧的第一绕组的第二端接地。
变压器T1的副边侧的第二绕组的第一端连接至第七二极管D7的阳极，第七二极管D7的阴极连接至第一光耦U2输出侧的集电极，变压器T1的副边侧的第二绕组的第二端通过第九电容C6连接至第一光耦U2输出侧的集电极；第一光耦U2输出侧的发射极连接至第一芯片U1的反馈电流端即第四脚C，并依次通过第七电阻R7、第十电容C5接地；且第一芯片U1的MOS管源极端即第二脚、第三脚、第七脚和第八脚S接地。在本实施例中，第一光耦U2的型号为SFB60A1。
第一光耦U2的输入侧阳极通过第八电阻R12与第七二极管D9的阴极相连，第一光耦U2的输入侧阴极通过第九电阻R10与第七二极管D9的阴极相连，第七二极管D9的阴极还依次通过第十电阻R11、第十一电阻R9接地；稳压芯片U5的电源端接第一光耦U2的输入侧阴极，控制端接第十电阻R11和第十一电阻R9之间的节点并通过第十二电阻R8接地。在本实施例中，稳压芯片U5的型号为AZ431AN-ATR。
应急单元300至少包括继电器J3。继电器J3的线圈一端连接至第六二极管D8的阴极，继电器J3的线圈另一端接地并连接至第八二极管D11的阳极，第八二极管D11的阴极与第六二极管D8的阴极相连。
直流电源(即直流电源通过接口J2接入)连接至第九二极管D5的阳极，第九二极管D5的阴极通过继电器J3的常闭开关与反激单元200的输出端相连。
恒流驱动单元400至少包括第二芯片U3。第二芯片U3为LED驱动芯片。在本实施例中，该芯片优选型号为AMC1750的芯片。第二芯片U3的工作电源端即第一脚VCC通过第三电感L3与反激单元200的输出端相连，电流检测端即第五脚CS通过第十三电阻R12连接至反激单元200的输出端，输出端即第四脚OUT与驱动电路的输出端相连，振荡输入端即第二脚OSC通过第十一电容C10接地，接地端即第三脚GND接地并连接至第十二极管D10的阳极，第十二极管D10的阴极与第二芯片U3的输出端即第四脚OUT相连。第二芯片U3的输出端即第四脚OUT通过第四电感L3与LED阵列相连。LED阵列4个LED构成，其中LED1与LED2的阳极相连同时接到第四电感L3。LED1与LED2的阴极相连同时接到LED3与LED4的阳极。LED3与LED4的阴极接地。
下面对本发明的原理进行说明。在反激单元200中，第六电容C1和第六电阻R1起吸收作用，主要吸收变压器T1副边尖峰电压以及减少EMI干扰。第七电容C7、第八电容C8为滤波电解电容。变压器T1副边电压经过第六二极管D8整流后，一路通过第七二极管D9钳位、第二电感L2滤波、第五电容C9滤波后为恒流驱动单元400提供电源；另一路则为继电器J3的线圈提供电源。
当市电输入，反激单元200正常工作时，继电器J3的线圈得电，其常闭开关得电断开，从而断开应急单元300。因此保证了用市电为恒流驱动单元400提供电源能量。当市电输入出现故障，继电器J3的线圈断电，其常闭开关闭合，并一直保持该闭合状态，使得应急单元300提供能量给恒流驱动电路400。
综上所述，本发明的电流能够实现市电和低压直流应急电源的兼容，保证LED恒流IC的不间断工作；同时所采用的反激单元与应急单元的切换方式，且都和恒流驱动单元兼容，保证LED在两种电源下都处于恒流驱动模式。此外，本发明的电路电池漏电流几乎为0，因此保证了电池的待机工作时间。
本发明是根据特定实施例进行描述的，但本领域的技术人员应明白在不脱离本发明范围时，可进行各种变化和等同替换。此外，为适应本发明技术的特定场合或材料，可对本发明进行诸多修改而不脱离其保护范围。因此，本发明并不限于在此公开的特定实施例，而包括所有落入到权利要求保护范围的实施例。

Claims (6)

1.一种具有应急功能的大功率LED驱动电路，其特征在于，包括：
整流滤波单元(100)，与所述LED驱动电路的输入端相连，用于对输入的交流信号进行整流并滤波；
反激单元(200)，与所述整流滤波单元(100)相连，用于根据负载变换进行PWM波调制；
恒流驱动单元(400)，与所述反激单元(200)相连，用于驱动LED恒流工作；以及
应急单元(300)，与所述反激单元(200)相连，通过检测反激单元(200)的电流，在没有检测到交流输入时为恒流驱动单元(400)提供电源。
2.根据权利要求1所述的具有应急功能的大功率LED驱动电路，其特征在于，所述整流滤波单元(100)设有熔断器(F1)。
3.根据权利要求2所述的具有应急功能的大功率LED驱动电路，其特征在于，所述整流滤波单元(100)还包括第一电容(C2)、第一电感(L1)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第四二极管(D4)和第二电容(C3)；其中，
第一电感(L1)的第一绕组的第一端通过熔断器(F1)与交流电源的火线端相连，第一电感(L1)的第二绕组的第一端与交流电源的零线端相连，第一电感(L1)的第一绕组的第一端和第二绕组的第一端之间连有第一电容(C2)；
第一电感(L1)的第一绕组的第二端与第一二极管(D1)的阳极相连，同时连接至第二二极管(D2)的阴极，第一电感(L1)的第二绕组的第二端与第三二极管(D3)的阳极连接，同时连接至第四二极管(D4)的阴极，第一二极管(D1)和第三二极管(D3)的阴极连接至整流滤波单元(100)的输出端，第二二极管(D2)和第三二极管(D3)的阳极接地，且整流滤波单元(100)的输出端通过第二电容(C3)接地。
4.根据权利要求3所述的具有应急功能的大功率LED驱动电路，其特征在于，所述反激单元(200)至少包括变压器(T1)以及第一芯片(U1)；所述第一芯片为开关电源芯片；所述变压器(T1)的原边侧的第一端与所述整流滤波单元(100)的输出端相连，并通过串联的第一电阻(R2)和第二电阻(R3)连接至第一芯片(U1)的功能控制端(M)，变压器(T1)的原边侧的第一端还连至第三电容(C4)以及第三电阻(R6)的一端，第三电容(C4)以及第三电阻(R6)的另一端连接在一起并同时连至第四电阻(R4)和第五电阻(R5)的一端，第四电阻(R4)和第五电阻(R5)的另一端连接在一起并同时连接至第五二极管(D6)的阴极；第五二极管(D6)的阳极与变压器(T1)的原边侧的第二端相连，同时连接至第一芯片(U1)的MOS管漏极端(D)；
变压器(T1)的副边侧的第一绕组的第一端与原边侧的第一端之间连有第四电容(CY1)，变压器(T1)的副边侧的第一绕组的第一端依次通过正向的第六二极管(D8)、正向的第七二极管(D9)、第二电感(L2)连接至反激单元(200)的输出端；且反激单元(200)的输出端通过第五电容(C9)接地；第六二极管(D8)的阳极和阴极之间连有第六电容(C1)和第六电阻(R1)；第六二极管(D8)的阴极通过并联的第七电容(C7)、第八电容(C8)接地；变压器(T1)的副边侧的第一绕组的第二端接地；
变压器(T1)的副边侧的第二绕组的第一端连接至第七二极管(D7)的阳极，第七二极管(D7)的阴极连接至第一光耦(U2)输出侧的集电极，变压器(T1)的副边侧的第二绕组的第二端通过第九电容(C6)连接至第一光耦(U2)输出侧的集电极；第一光耦(U2)输出侧的发射极连接至第一芯片(U1)的反馈电流端(C)，并依次通过第七电阻(R7)、第十电容(C5)接地；且第一芯片(U1)的MOS管源极端(S)接地；
第一光耦(U2)的输入侧阳极通过第八电阻(R12)与第七二极管(D9)的阴极相连，第一光耦(U2)的输入侧阴极通过第九电阻(R10)与第七二极管(D9)的阴极相连，第七二极管(D9)的阴极还依次通过第十电阻(R11)、第十一电阻(R9)接地；稳压芯片(U5)的电源端接第一光耦(U2)的输入侧阴极，控制端接第十电阻(R11)和第十一电阻(R9)之间的节点并通过第十二电阻(R8)接地。
5.根据权利要求4所述的具有应急功能的大功率LED驱动电路，其特征在于，所述应急单元(300)至少包括继电器(J3)，继电器(J3)的线圈一端连接至第六二极管(D8)的阴极，继电器(J3)的线圈另一端接地并连接至第八二极管(D11)的阳极，第八二极管(D11)的阴极与第六二极管(D8)的阴极相连；
直流电源连接至第九二极管(D5)的阳极，第九二极管(D5)的阴极通过继电器(J3)的常闭开关与反激单元(200)的输出端相连。
6.根据权利要求5所述的具有应急功能的大功率LED驱动电路，其特征在于，所述恒流驱动单元(400)至少包括用于驱动LED的第二芯片(U3)，第二芯片(U3)的工作电源端(VCC)通过第三电感(L3)与反激单元(200)的输出端相连，电流检测端(CS)通过第十三电阻(R12)连接至反激单元(200)的输出端，输出端(OUT)与驱动电路的输出端相连，振荡输入端(OSC)通过第十一电容(C10)接地，接地端(GND)接地并连接至第十二极管(D10)的阳极，第十二极管(D10)的阴极与第二芯片(U3)的输出端(OUT)相连。
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