CN101765274A - 一种led灯具及其驱动电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种LED灯具及其驱动电路,该驱动电路包括整流单元、降压单元、恒流驱动单元、和应急单元,该应急单元中,三极管的基极通过第一分压电阻连接所述降压单元的输出端,三极管的发射极接地,第二分压电阻连接在三极管的基极和发射极之间,三极管的集电极连接MOS管的栅极,MOS管的源极连接应急电源的输出,MOS管的漏极连接所述恒流驱动单元的电源输入端,上拉电阻连接在MOS管的栅极和源极之间,防反二极管的正极连接所述降压单元的输出端,防反二极管的负极连接所述恒流驱动单元的电源输入端。实施本发明的技术方案,能保证即使在交流电停电时,恒流驱动单元也能输出驱动LED工作的电流,使LED正常发光。

Description

一种LED灯具及其驱动电路
技术领域
[0001] 本发明涉及照明技术领域,更具体地说,涉及一种LED灯具及其驱动电路。 背景技术
[0002] 目前在家用或者是商务用灯方面,一般都还是使用的白炽灯或者是荧光灯,从节 能环保、使用寿命的角度考虑的话,存在着对环境和经济带来的问题,然而使用小功率(主 要是8W以下)的LED灯具就能大大改善这些问题,但是现有的使用这种LED灯具的驱动电 路很少具有自带应急功能,从经常停电的角度考虑的话,对环境和经济带来了诸多不利,也 不利于商务和办公工作的顺利开展。
发明内容
[0003] 本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述缺陷,提供一种LED驱动电 路,具有自带应急功能。
[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种LED灯具的驱动电路,包 括:用于将输入的交流电压转换成直流电压的整流单元,用于对整流单元输出的直流电压 进行降压处理的降压单元,用于利用所述降压单元输出的直流电压对LED灯实施恒流驱动 的恒流驱动单元;还包括应急单元,该应急单元包括三极管、MOS管、第一分压电阻、第二分 压电阻、上拉电阻和防反二极管;其中,三极管的基极通过第一分压电阻连接所述降压单元 的输出端,三极管的发射极接地,第二分压电阻连接在三极管的基极和发射极之间,三极管 的集电极连接MOS管的栅极,MOS管的源极连接应急电源的输出,MOS管的漏极连接所述恒 流驱动单元的电源输入端,上拉电阻连接在MOS管的栅极和源极之间,防反二极管的正极 连接所述降压单元的输出端,防反二极管的负极连接所述恒流驱动单元的电源输入端。 [0005] 本发明还构造一种LED灯具,包括:用于将输入的交流电压转换成直流电压的整 流单元,用于对整流单元输出的直流电压进行降压处理的降压单元,用于利用所述降压单 元输出的直流电压对LED灯实施恒流驱动的恒流驱动单元;还包括应急电源和应急单元, 此应急单元包括三极管、MOS管、第一分压电阻、第二分压电阻、上拉电阻和防反二极管;其 中,三极管的基极通过第一分压电阻连接所述降压单元的输出端,三极管的发射极接地,第 二分压电阻连接在三极管的基极和发射极之间,三极管的集电极连接MOS管的栅极,MOS管 的源极连接应急电源的输出,MOS管的漏极连接所述恒流驱动单元的电源输入端,上拉电阻 连接在MOS管的栅极和源极之间,防反二极管的正极连接所述降压单元的输出端,防反二 极管的负极连接所述恒流驱动单元的电源输入端。
[0006] 本发明为具有应急功能的LED小功率驱动电源,主要应用在8W以下,驱动LED类 型的小功率灯具工作,而且能够利用驱动电源的应急功能解决由于工业大量用电导致用电 不足或者是故障带来的短期停电,替代目前对经济和环保带来问题的白炽灯和荧光灯,满 足大多数用户对灯具的使用,以便实现节能环保的全球化要求。实施本发明的LED灯具及 其驱动电路,能保证即使在交流电停电时,恒流驱动单元也能输出驱动LED工作的电流,使
5LED正常发光。 附图说明
[0007] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中: [0008] 图1是本发明LED灯具的驱动电路实施例一的逻辑结构图; [0009] 图2是本发明LED灯具的驱动电路实施例一的电路图。
具体实施方式
[0010] 如图1所示,在本发明的LED灯具的驱动电路实施例一 的逻辑结构图中,该LED灯 具的驱动电路包括整流单元100、降压单元200、恒流驱动单元300、反馈单元400和应急单 元500,其中,整流单元100的输入端与交流电连接,用于将输入的交流电压转换成直流电 压;降压单元200的输入端与整流单元100的输出端相连,用于对整流单元IOO输出的直流 电压进行降压处理;恒流驱动单元300的输入端与降压单元200的输出端相连,恒流驱动单 元300的输出端连接LED,用于利用降压单元200输出的直流电压对LED灯实施恒流驱动, 为LED的工作提供稳定的直流电压;反馈单元400的输入端与降压单元200的输出端相连, 反馈单元400的输出端与整流单元100的输出端相连,反馈单元400用于采样降压后的直 流电压,并将所采样的电压与预设的基准电压比较,在采样的电压与基准电压不一致时,输 出调节信号以调节降压单元输入的直流电压值;应急单元500的输入端与降压单元200相 连,应急单元500的输出端与恒流驱动单元300相连,应急单元500用于在输入的交流电压 断电时,为恒流驱动单元300提供电源。
[0011 ] 在图2示出的本发明的LED灯具的驱动电路实施例一的电路图中,该驱动电路用 于驱动LED发光。下面将分别介绍该驱动电路的各个单元。
[0012] 这里的应急单元500中,三极管Ql的基极通过分压电阻Rll连接所述降压单元的 输出端,三极管Q1的发射极接地,分压电阻R15连接在三极管Q1的基极和发射极之间,三 极管Ql的集电极连接MOS管Q2的栅极,MOS管Q2的源极连接应急电源的输出,MOS管Q2 的漏极连接所述恒流驱动单元的电源输入端,上拉电阻R16连接在MOS管Q2的栅极和源极 之间,防反二极管D8的正极连接所述降压单元的输出端,防反二极管D8的负极连接所述恒 流驱动单元的电源输入端。
[0013] 在整流单元100中,二极管整流桥D1的两输入端分别接输入交流电压的两端,二 极管整流桥D1的第一输出端连接电容C1的一端,电感L1和电阻R4分别连接在电容C1的 一端和电容C2的一端之间,电容C1的另一端、电容C2的另一端及二极管整流桥D1的第二 输出端一并接地,电容C1的一端还连接降压单元。
[0014] 在降压单元200中,电容C3的一端连接所述整流单元的输出,电容C3的另一端连 接二极管D5的负极,电阻R5并联在电容C3的两端,高频变压器Tl的原边侧第一绕组的同 名端与二极管D5的正极一并接所述反馈单元的调节信号输出端,高频变压器T1的原边侧 第一绕组的非同名端接电容C3的一端,高频变压器T1的副边侧绕组的非同名端接地,高频 变压器Tl的副边侧绕组的同名端接二极管D7的正极,电阻R7和电阻R8分别连接在二极 管D7的正极和电容C8的一端之间,电容C8的另一端和二极管D7的负极一并连接电感L2 的一端,电容C7连接在二极管D7的负极和地之间,电容C9连接在电感L2的另一端和地之间,电感L2的另一端还通过分压电阻Rll连接三极管Ql的基极。
[0015] 在恒流驱动单元300中,LED恒流驱动芯片U3的电源输入端接M0S管Q2的漏极, LED恒流驱动芯片U3的输出端通过电感L3接LED的正极,LED恒流驱动芯片U3的时钟端 通过电容CIO接地,电阻R14连接在LED恒流驱动芯片U3的电流调节端和电源输入端之间。 LED恒流驱动芯片U3可选用型号为AMC7150的LED恒流驱动芯片。
[0016] 在反馈单元400中,高频变压器T1的原边侧第二绕组的非同名端接地,高频变压 器T1的原边侧第二绕组的同名端通过电阻R6接二极管D6的正极,二极管D6的负极接电 源调节器Ul的电源输入端,光耦U2的发光二极管的正极通过电阻R9连接电感L2的另一 端,光耦U2的发光二极管的负极通过电阻R10接稳压二极管ZD1的负极,稳压二极管ZD1 的正极接地,光耦U2的三极管集电极连接电源调节器U1的电源输入端,光耦U2的三极管 发射极连接电源调节器U1的检测信号反馈端,电源调节器U1的调节信号输出端连接高频 变压器T1的原边侧第一绕组的同名端,光耦U2的三极管集电极和发射极分别通过电容C5 和Cll接地。电源调节器Ul优选型号为VIPerl2A的电源调节器。为了保证输出的稳定性 和可靠性要求,利用光耦U2、 Zl、 R9、 R10进行反馈给Ul,从而对输入的初级进行调整,达到 满足稳定输出的目的。
[0017] 下面说明本实施例中的LED灯具的驱动电路的工作原理,该驱动电路满足的电压 输入范围是85V〜265VAC。当电路正常工作时,即由交流电为LED供电时,输入的交流电经 过二极管整流桥Dl后,转变成直流电,电感Ll 、电阻R4、电容Cl 、电容C2组成LC滤波电路, 用以完成对电流谐波的处理。然后,电容C3、电阻R5、二极管D5对经处理后的直流电进行 吸收,保证了高频变压器T1的输入电压的稳定,高频变压器T1对输入的直流电压进行降压 处理,所输出的低压直流电压经二极管D7整流,以及经电阻R7、电阻R8、电容C7、电容C8、 电容C9、电感L2吸收滤波处理后得到恒定的直流电压,此时,电感L2输出高电平,在分压电 阻Rll、 R15分压后三极管Ql的基极呈现高电平,但三极管Ql的集电极的电压低于其基极 电压,则三极管Ql不能导通,即不工作,由于在电池给上拉电阻R16供电时具有分压,在三 极管Ql没有导通的情况下则MOS管Q2的栅极处于高电平,即MOS管Q2不导通,那么电池 的电压就不能经过MOS管Q2的漏极传递给LED恒流驱动芯片U3,不能为LED恒流驱动芯 片U3的电源输入端Vcc提供电压,也就没有实现应急功能。即应急单元不工作,由交流电 为LED恒流驱动芯片提供驱动电压。该直流电压经二极管D8为LED恒流驱动芯片U3提供 工作电压,LED恒流驱动芯片U3的输出端就输出恒定的电流,电容C10对LED恒流驱动芯 片U3的工作频率进行补偿和协调,使LED恒流驱动芯片U3工作频率满足最优化状态下的 输出,从而使LED以极高的频率情况下工作,电感L3进一步保证了输出电流的恒定性,二极 管D9防止输出电压、电流的异常,同时,调节电阻R14的大小可调节输出恒定电流的大小。 [0018] 高频变压器T1的原边侧第二绕组为电源调节器U1提供工作电压,使电源调节器 U1可提供电压和电流调节功能,由于光耦U2的发光二极管的负极接稳压二极管ZD1所提供 的基准电压,当高频变压器Tl输出降压后的直流电压过大时,即光耦U2的发光二极管的正 极的电压过大时,光耦U2导通,光耦U2的三极管的发射极的电压增高,从而使得电源调节 器U1的检测信号反馈端电压增高,电源调节器U1就可根据其检测信号反馈端的输入来降 低其调节信号输出端的输出,进而使得高频变压器Tl的原边侧第一绕组的输入电压降低, 就这样实现了根据高频变压器Tl输出电压的反馈来调节高频变压器Tl输入电压的目的。[0019] 当交流电断电时,整流单元100和降压单元200都不工作,电感L2的另一端为低 电平,三极管Q1的基极也呈现低电平,但三极管Q1的集电极电平高于其基极电平,则三极 管Q1呈现导通状态,三极管Q1工作,由于在应急电源(如电池Battery)给R16供电时具 有分压,在三极管Ql开始导通的情况下,则MOS管Q2的栅极处于低电平,即M0S管Q2导 通,由于在电池给电阻R16供电时具有分压,在三极管Q1没有导通的情况下则M0S管Q2的 栅极处于高电平,即MOS管Q2导通,那么电池Battery的电流就能经过MOS管Q2的漏极接 入LED恒流驱动芯片U3的电源输入端,此时由电池电源为LED恒流驱动芯片U3提供驱动 电压,同时,防反二极管D8阻止电池电源的电流流向三极管Q1。因此,应急单元500保证了 在交流电断电时,LED恒流驱动芯片U3也能输出驱动LED发光的电流,使LED正常工作。 [0020] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技 术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修 改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

  1. 一种LED灯具的驱动电路,包括:用于将输入的交流电压转换成直流电压的整流单元,用于对整流单元输出的直流电压进行降压处理的降压单元,用于利用所述降压单元输出的直流电压对LED灯实施恒流驱动的恒流驱动单元;其特征在于,还包括应急单元,该应急单元包括三极管(Q1)、MOS管(Q2)、第一分压电阻(R11)、第二分压电阻(R15)、上拉电阻(R16)、应急电源和防反二极管(D8);其中,三极管(Q1)的基极通过第一分压电阻(R11)连接所述降压单元的输出端,三极管(Q1)的发射极接地,第二分压电阻(R15)连接在三极管(Q1)的基极和发射极之间,三极管(Q1)的集电极连接MOS管(Q2)的栅极,MOS管(Q2)的源极连接应急电源的输出,MOS管(Q2)的漏极连接所述恒流驱动单元的电源输入端,上拉电阻(R16)连接在MOS管(Q2)的栅极和源极之间,防反二极管(D8)的正极连接所述降压单元的输出端,防反二极管(D8)的负极连接所述恒流驱动单元的电源输入端。
  2. 2. 根据权利要求1所述的LED灯具的驱动电路,其特征在于,还包括反馈单元,该单元 用于采样所述降压单元输出的电压,并将该采样电压与预设的基准电压比较,在采样的电 压与基准电压不一致时,输出调节信号以调节降压单元输入的直流电压值。
  3. 3. 根据权利要求1所述的LED灯具的驱动电路,其特征在于,所述整流单元包括二极管 整流桥(Dl)、第一电感(Ll)、第一电容(Cl)、第二电容(C2)、第一电阻(R4),其中,二极管整 流桥(Dl)的两输入端分别接输入交流电压的两端,二极管整流桥(Dl)的第一输出端连接 第一电容(Cl)的一端,第一电感(Ll)和第一电阻(R4)分别连接在第一电容(Cl)的一端 和第二电容(C2)的一端之间,第一电容(Cl)的另一端、第二电容(C2)的另一端及二极管 整流桥(Dl)的第二输出端一并接地,第二电容(Cl)的一端还连接降压单元。
  4. 4. 根据权利要求2所述的LED灯具的驱动电路,其特征在于,所述降压单元包括第三 电容(C3)、第四电容(C8)、第五电容(C7)、第六电容(C9)、第二电感(L2)、第二电阻(R5)、 第三电阻(R7)、第四电阻(R8)、第一二极管(D5)、第二二极管(D7)、高频变压器(Tl),其中, 第三电容(C3)的一端连接所述整流单元的输出,第三电容(C3)的另一端连接第一二极管 (D5)的负极,第二电阻(R5)并联在第三电容(C3)的两端,高频变压器(Tl)的原边侧第一 绕组的同名端与第一二极管(D5)的正极一并接所述反馈单元的调节信号输出端,高频变 压器(Tl)的原边侧第一绕组的非同名端接第三电容(C3)的一端,高频变压器(Tl)的副边 侧绕组的非同名端接地,高频变压器(Tl)的副边侧绕组的同名端接第二二极管(D7)的正 极,第三电阻(R7)和第四电阻(R8)分别连接在第二二极管(D7)的正极和第四电容(C8) 的一端之间,第四电容(C8)的另一端和第二二极管(D7)的负极一并连接第二电感(L2)的 一端,第五电容(C7)连接在第二二极管(D7)的负极和地之间,第六电容(C9)连接在第二 电感(L2)的另一端和地之间,第二电感(L2)的另一端还通过第一分压电阻(R11)连接三 极管(Ql)的基极。
  5. 5. 根据权利要求1所述的LED灯具的驱动电路,其特征在于,所述恒流驱动单元包括 LED恒流驱动芯片(U3)、第二电感(L2)、第七电容(C10)、第五电阻(R14),其中,LED恒流驱 动芯片(U3)的电源输入端接MOS管(Q2)的漏极,LED恒流驱动芯片(U3)的输出端通过第 三电感(L3)接LED的正极,LED恒流驱动芯片(U3)的时钟端通过第七电容(C10)接地,第 五电阻(R14)连接在LED恒流驱动芯片(U3)的电流调节端和电源输入端之间。
  6. 6. 根据权利要求4所述的LED灯具的驱动电路,其特征在于,所述反馈单元包括:电源调节器(Ul)、光耦(U2)、第六电阻(R6)、第七电阻(R10)、第八电阻(R9)、第三二极管(D6)、 稳压二极管(ZD1),其中,高频变压器(Tl)的原边侧第二绕组的非同名端接地,高频变压器 (Tl)的原边侧第二绕组的同名端通过第六电阻(R6)接第三二极管(D6)的正极,第三二极 管(D6)的负极接电源调节器(Ul)的电源输入端,光耦(U2)的发光二极管的正极通过第 八电阻(R9)连接第二电感(L2)的另一端,光耦(U2)的发光二极管的负极通过第七电阻 (R10)接稳压二极管(ZD1)的负极,稳压二极管(ZD1)的正极接地,光耦(U2)的三极管集电 极连接电源调节器(Ul)的电源输入端,光耦(U2)的三极管发射极连接电源调节器(Ul)的 检测信号反馈端,电源调节器(Ul)的调节信号输出端连接高频变压器(Tl)的原边侧第一 绕组的同名端,光耦(U2)的三极管集电极和发射极分别通过电容C5和C11接地。
  7. 7. —种LED灯具,包括:用于将输入的交流电压转换成直流电压的整流单元,用于对整 流单元输出的直流电压进行降压处理的降压单元,用于利用所述降压单元输出的直流电压 对LED灯实施恒流驱动的恒流驱动单元;其特征在于,还包括应急单元,此应急单元包括三 极管(Q1)、M0S管(Q2)、第一分压电阻(Rll)、第二分压电阻(R15)、上拉电阻(R16)、应急电 源和防反二极管(D8);其中,三极管(Ql)的基极通过第一分压电阻(R11)连接所述降压单 元的输出端,三极管(Ql)的发射极接地,第二分压电阻(R15)连接在三极管(Ql)的基极和 发射极之间,三极管(Ql)的集电极连接MOS管(Q2)的栅极,M0S管(Q2)的源极连接应急 电源的输出,M0S管(Q2)的漏极连接所述恒流驱动单元的电源输入端,上拉电阻(R16)连 接在M0S管(Q2)的栅极和源极之间,防反二极管(D8)的正极连接所述降压单元的输出端, 防反二极管(D8)的负极连接所述恒流驱动单元的电源输入端。
  8. 8. 根据权利要求7所述的LED灯具,其特征在于,所述降压单元包括第三电容(C3)、 第四电容(C8)、第五电容(C7)、第六电容(C9)、第二电感(L2)、第二电阻(R5)、第三电阻 (R7)、第四电阻(R8)、第一二极管(D5)、第二二极管(D7)、高频变压器(Tl),其中,第三电容(C3)的一端连接所述整流单元的输出,第三电容(C3)的另一端连接第一二极管(D5)的负 极,第二电阻(R5)并联在第三电容(C3)的两端,高频变压器(Tl)的原边侧第一绕组的同 名端与第一二极管(D5)的正极一并接所述反馈单元的调节信号输出端,高频变压器(Tl) 的原边侧第一绕组的非同名端接第三电容(C3)的一端,高频变压器(Tl)的副边侧绕组的 非同名端接地,高频变压器(Tl)的副边侧绕组的同名端接第二二极管(D7)的正极,第三电 阻(R7)和第四电阻(R8)分别连接在第二二极管(D7)的正极和第四电容(C8)的一端之间, 第四电容(C8)的另一端和第二二极管(D7)的负极一并连接第二电感(L2)的一端,第五电 容(C7)连接在第二二极管(D7)的负极和地之间,第六电容(C9)连接在第二电感(L2)的 另一端和地之间,第二电感(L2)的另一端还通过第一分压电阻(R11)连接三极管(Ql)的 基极。
  9. 9. 根据权利要求7所述的LED灯具,其特征在于,所述恒流驱动单元包括LED恒流驱动 芯片(U3)、第二电感(L2)、第七电容(C10)、第五电阻(R14),其中,LED恒流驱动芯片(U3) 的电源输入端接MOS管(Q2)的漏极,LED恒流驱动芯片(U3)的输出端通过第三电感(L3) 接LED的正极,LED恒流驱动芯片(U3)的时钟端通过第七电容(C10)接地;在LED恒流驱 动芯片(U3)的电流调节端和电源输入端之间连接第五电阻(R14)。
  10. 10. 根据权利要求8所述的LED灯具的驱动电路,其特征在于,所述反馈单元包括:电 源调节器(Ul)、光耦(U2)、第六电阻(R6)、第七电阻(R10)、第三二极管(D6)、稳压二极管(ZD1),其中,高频变压器(Tl)的原边侧第二绕组的非同名端接地,高频变压器(Tl)的原边 侧第二绕组的同名端通过第六电阻(R6)接第三二极管(D6)的正极,第三二极管(D6)的负 极接电源调节器(Ul)的电源输入端,光耦(U2)的发光二极管的正极通过电阻R9连接第 二电感(L2)的另一端,光耦(U2)的发光二极管的负极通过第七电阻(RIO)接稳压二极管 (ZD1)的负极,稳压二极管(ZD1)的正极接地,光耦(U2)的三极管集电极连接电源调节器 (Ul)的电源输入端,光耦(U2)的三极管发射极连接电源调节器(Ul)的检测信号反馈端,电 源调节器(Ul)的调节信号输出端连接高频变压器(Tl)的原边侧第一绕组的同名端,光耦 (U2)的三极管集电极和发射极分别通过电容C5和电容Cll接地。
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