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
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
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
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。
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。
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。
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LED正常发光。
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LED灯具的驱动电路实施例一的逻辑结构图;
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
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100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。
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。
这里的应急单元500中,三极管Q1的基极通过分压电阻R11连接所述降压单元的输出端,三极管Q1的发射极接地,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。
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。
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T1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T1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R11连接三极管Q1的基极。
在恒流驱动单元300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的输出端通过电感L3接LED的正极,LED恒流驱动芯片U3的时钟端通过电容C10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。
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U1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C11接地。电源调节器U1优选型号为VIPer12A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、Z1、R9、R10进行反馈给U1,从而对输入的初级进行调整,达到满足稳定输出的目的。
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D1后,转变成直流电,电感L1、电阻R4、电容C1、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R11、R15分压后三极管Q1的基极呈现高电平,但三极管Q1的集电极的电压低于其基极电压,则三极管Q1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Q1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。
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T1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T1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T1输出电压的反馈来调节高频变压器T1输入电压的目的。
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Q1开始导通的情况下,则MOS管Q2的栅极处于低电平,即MOS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MOS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。
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.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.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(D1)、第一电感(L1)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第一电阻(R4),其中,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)的第一输出端连接第一电容(C1)的一端,第一电感(L1)和第一电阻(R4)分别连接在第一电容(C1)的一端和第二电容(C2)的一端之间,第一电容(C1)的另一端、第二电容(C2)的另一端及二极管整流桥(D1)的第二输出端一并接地,第二电容(C1)的一端还连接降压单元。
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(T1),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(T1)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(T1)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(T1)的副边侧绕组的非同名端接地,高频变压器(T1)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(Q1)的基极。
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.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(U1)、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(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(U1)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(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C11接地。
7.一种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;其特征在于,还包括应急单元,此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。
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(T1),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(T1)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(T1)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(T1)的副边侧绕组的非同名端接地,高频变压器(T1)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(Q1)的基极。
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.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(U1)、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(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(U1)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(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和电容C11接地。
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