CN101778507B - 一种led控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明适用于LED领域，提供了一种LED控制电路；LED控制电路包括顺次连接的EMI电路、整流电路、PFC电路以及滤波电路；输入欠压保护电路的输入端连接至整流电路的输入端，第一输出端连接至PFC电路的控制端，第二输出端连接至降压电路的第二输入端；降压电路的第一输入端连接至滤波电路的输出端，输出端连接至输出恒流及过压保护电路的输入端；输出恒流及过压保护电路的输出端连接负载，输出恒流及过压保护电路的反馈端连接至降压电路的控制端。本发明提供的LED控制电路利用PFC电路使得输入功率因素大于0.99，同时将电压升高到80V，再利用降压电路使电压降低到22V，同时有输出反馈电路，使输出恒流，保证LED恒定发光。

Description

一种LED控制电路

技术领域

本发明属于LED领域，尤其涉及一种LED控制电路。

背景技术

现有的LED控制电路中，输入电压范围比较窄，输入功率因数较低，同时对线路板的保护不足。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种LED控制电路，旨在解决现有的LED控制电路中输入电压范围过窄、输入功率因数过低、保护功能不足的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种LED控制电路，其包括EMI电路、整流电路以及滤波电路，所述LED控制电路还包括：输入欠压保护电路、PFC电路、降压电路以及输出恒流及过压保护电路；所述EMI电路、所述整流电路、所述PFC电路以及所述滤波电路顺次连接；所述输入欠压保护电路的输入端连接至所述整流电路的输入端，所述输入欠压保护电路的第一输出端连接至所述PFC电路的控制端，所述输入欠压保护电路的第二输出端连接至所述降压电路的第二输入端，所述降压电路的第一输入端连接至所述滤波电路的输出端，所述降压电路的输出端连接至所述输出恒流及过压保护电路的输入端，所述输出恒流及过压保护电路的输出端连接负载，所述输出恒流及过压保护电路的反馈端连接至所述降压电路的控制端。

更进一步地，所述输入欠压保护电路包括：第一检测电路，其输入端连接至所述整流电路的输入端，对输入电压进行检测；用于提供基准电压的第一电压源；比较模块，其第一输入端连接至所述第一检测电路的输出端，所述比较模块的第二输入端连接至所述第一电压源的输出端；开关管，其输入端连接至所述比较模块的输出端；所述比较模块将第一检测电路检测的输入电压与第一电压源提供基准电压进行比较，根据比较结果控制所述开关管的导通或断开。

更进一步地，所述第一检测电路包括：二极管D16、二极管D17、电阻R60、电阻R61、电阻R62、电阻R63、电阻R64、电容C35以及电容C36；所述二极管D16的阳极连接至所述整流电路的电压输入端正极，所述二极管D16的阴极依次通过所述电阻R60和所述电容C35接地；所述二极管D17的阳极连接至所述整流电路的电压输入端负极，所述二极管D17的阴极依次通过所述电阻R61、所述电阻R62和所述电阻R63接地；所述电阻R64与所述电阻R63并联连接，所述电容C36与所述电阻R63并联连接；所述电阻R60与所述电容C35的串联连接端与所述电阻R61和所述电阻R62的串联连接端连接，所述电阻R62与所述电阻R63的串联连接端作为所述第一检测电路的输出端连接至所述比较模块的第一输入端。

更进一步地，所述PFC电路包括：变压器，其输入端连接至所述整流电路的输出端，将整流电路整流后的电压进行升压后输出；第二检测电路，其输入端连接至所述整流电路的输出端，对整流后的电压进行检测后输出参考电压；用于提供供电电压的第二电压源；PFC控制模块，其参考电压输入端连接至所述第二检测电路的输出端，所述PFC控制模块的电源端连接至所述第二电压源的输出端；第一MOS管，其栅极连接至所述PFC控制模块的驱动输出端，所述第一MOS管的漏极连接至所述变压器的输出端；第三检测电路，其输入端连接至所述第一MOS管的源极，所述第三检测电路的输出端连接至所述PFC控制模块电流反馈端；以及第四检测电路，其输入端连接至所述变压器的输出端，所述第四检测电路的输出端连接至所述PFC控制模块电压反馈端。

更进一步地，所述第二检测电路包括：顺次串联连接在所述整流电路的输出端与地之间的电阻R3、电阻R4和电阻R5；电阻R4和电阻R5的串联连接端作为第二检测电路的输出端连接至所述PFC控制模块的参考电压输入端。

更进一步地，所述第四检测电路包括：依次串联连接在所述变压器的输出端与地之间的电阻R17、电阻R18、电阻R19和电阻R20；以及与所述电阻R20并联连接的电阻R21；所述电阻R19与所述电阻R20的串联连接端连接至PFC控制模块的电压反馈端。

更进一步地，所述第三检测电路包括：电阻R14、电阻R15以及电阻R16；所述电阻R14连接在所述第一MOS管的栅极与源极之间的；所述电阻R16的一端连接至所述第一MOS管的源极，所述电阻R16的另一端接地；所述电阻R16的一端还通过所述电阻R15连接至所述PFC控制模块电流反馈端。

更进一步地，所述降压电路包括：PWM控制模块；连接在所述PWM控制模块的电源端VIN，用于给所述PWM控制模块提供工作电压的侦测线电压电路；连接在所述PWM控制模块的驱动输出端的第二MOS管；连接在所述第二MOS管的源极与所述PWM控制模块的电流反馈端SENSE的第五检测电路；连接在所述第二MOS管的漏极的放电回路；以及连接在所述PWM控制模块的电源端VDD的第六检测电路。

更进一步地，所述放电回路包括：电阻R32、电阻R33、电阻R34、电阻R35以及二极管D10；所述二极管D10的阳极连接至第二MOS管Q3的漏极，所述二极管D10的阴极通过依次串连接的电阻R34和电阻R32连接至所述侦测线电压电路的输入端，二极管D10的阴极还通过依次串连连接的电阻R35和电阻R33连接至所述侦测线电压电路的输入端，所述电阻R34和所述电阻R32的串联连接端与所述电阻R35和所述电阻R33的串联连接端连接。

更进一步地，所述第六检测电路包括：三极管Q4、电阻R31、电阻R30、稳压二极管ZD3、电容C18以及二极管D12；所述二极管D12的阳极与所述输出恒流及过压保护电路连接，所述二极管D12的阴极通过依次串联连接的电阻R30和电容C18接地；所述电阻R30和所述电容C18的串联连接端连接至所述三极管Q4的集电极，所述电阻R30和所述电容C18的串联连接端还通过所述电阻R31连接至所述三极管Q4的基极，所述稳压二极管ZD3的阳极接地，所述稳压二极管ZD3的阴极连接至所述三极管Q4的基极，所述三极管Q4的发射极作为输出端连接至所述PWM控制模块的电源端VDD。

本发明提供的LED控制电路利用PFC电路使得输入功率因素大于0.99，同时将电压升高到80V，再利用降压电路使电压降低到22V，同时有输出反馈电路，使输出恒流，保证LED恒定发光；另外还具有防止高温时线路板被损坏的过温保护功能；以及当电路输出有异常时有效地保护外接负载的功能。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种LED控制电路的模块结构示意图；

图2是本发明实施例提供的LED控制电路中输入欠压保护电路的电路图；

图3是本发明实施例提供的LED控制电路中PFC电路的电路图；

图4是本发明实施例提供的LED控制电路中降压电路的电路图；

图5是本发明实施例提供的LED控制电路中输出恒流及过压保护电路的电路图。

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。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供的一种LED控制电路的模块结构如图1所示，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下。

LED控制电路包括EMI电路5、整流电路6以及滤波电路7，输入欠压保护电路1、PFC电路2、降压电路3以及输出恒流及过压保护电路4；其中EMI电路5、整流电路6、PFC电路2以及滤波电路7顺次连接，输入欠压保护电路1的输入端连接至整流电路6的输入端，输入欠压保护电路1的第一输出端连接至PFC电路2的控制端，输入欠压保护电路1的第二输出端连接至降压电路3的第二输入端，降压电路3的第一输入端连接至滤波电路7的输出端，降压电路3的输出端连接至输出恒流及过压保护电路4的输入端，输出恒流及过压保护电路4的输出端连接负载，输出恒流及过压保护电路4的反馈端连接至降压电路3的控制端；通过整流电路6将输入交流电压进行整流，通过PFC电路2提高输入功率因数，同时将整流后的电压升高到80V，同时有输入检测保护电路；然后将80V电压降低到负载8的工作电压，通过采集输出的电流和电压，使输出电流恒定。由于使用了二级电路(先升压后降压)，使输入电压的范围加宽，此电路可以在13V到55V交流输入电压范围内稳定工作。另外输入欠压保护电路1采集整流电路输出的电压信号，当采集到的电压信号高于预设的第一阈值电压时，PFC电路2工作；降压电路3对工作电压进行降压处理；当工作温度高于预设的阈值温度时，降压电路3关断输出；当输出电压高于预设的第二阈值电压时，输出恒流及过压保护电路4保护负载不被损坏。

其中，输入欠压保护电路1的具体电路如图2所示，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下。

输入欠压保护电路包括：比较模块11、第一检测电路12、第一电压源13和开关管14；其中第一检测电路12的输入端连接至整流电路6的输入端，对输入电压进行检测；第一电压源13用于提供基准电压；比较模块11的第一输入端连接至第一检测电路12的输出端，比较模块11的第二输入端连接至所述第一电压源13的输出端；开关管14的输入端连接至比较模块11的输出端；比较模块11将第一检测电路12检测的输入电压与第一电压源13提供基准电压进行比较，根据比较结果控制开关管14的导通或断开。

其中，比较模块11包括低功率双运算放大器U7以及电阻R74，其中功率双运算放大器U7包括8个引脚，U7的第1引脚定义为Output A，U7的第1引脚作为比较模块11的输出端；U7的第2引脚定义为Inverting input A，U7的第2引脚作为比较模块11的第一输入端通过电阻R65连接至第一检测电路12的输出端；U7的第3引脚定义为Non-inverting input A，U7的第3引脚作为比较模块11的第二输入端连接至第一电压源13的输出端；U7的第4引脚定义为Vcc-，U7的第5引脚定义为Non-inverting input B，U7的第4引脚和第5引脚均接地；U7的第6引脚定义为Inverting input B，U7的第6引脚通过电阻R68与第一电压源13的输入端连接；U7的第7引脚定义为OutputB，U7的第7引脚通过电阻R74接地；U7的第8引脚定义为Vcc+，U7的第8引脚通过电容C39接地。当U7的第3引脚的电压大于U7的第2引脚的电压时，U7的第1引脚输出高电平信号，反之输出低电平信号；当U7的第5引脚的电压大于U7的第6引脚的电压时，U7的第7引脚输出高电平信号，反之输出低电平信号。其中，电阻R65的作用是限流，防止电流过大对U7的损害。

第一检测电路12包括：二极管D16、二极管D17、电阻R60、电阻R61、电阻R62、电阻R63、电阻R64、电容C35以及电容C36；其中，二极管D16的阳极连接至整流电路6的电压输入端正极，二极管D16的阴极依次通过电阻R60和电容C35接地；二极管D17的阳极连接至整流电路6的电压输入端负极，二极管D17的阴极依次通过电阻R61、电阻R62和电阻R63接地；电阻R64与电阻R63并联连接，电容C36与电阻R63并联连接；电阻R60与电容C35的串联连接端与电阻R61和电阻R62的串联连接端连接，电阻R62与电阻R63的串联连接端作为第一检测电路12的输出端连接至比较模块的第一输入端。

第一电压源13包括：稳压源U8、电阻R66和电阻R67，其中稳压源U8的输入端通过电阻R77接地，稳压源U8的地端接地，稳压源U8的输出端通过串联连接的电阻R67、电阻R66和电阻R69连接至U7的第1引脚，电阻R66和电阻R67的串联连接端连接至U7的第3引脚，电阻R66和电阻R69的串联连接端通过电容C38接地，电阻R66和电阻R69的串联连接端还连接至稳压二极管ZD4的阴极，稳压二极管ZD4的阳极接地；稳压源U8的输入端还通过电阻R74连接至U7的第8引脚。第一电压源13使U7的第3引脚的电压为2.5V，当U7的第2引脚的电压大于2.5V时，U7的第1引脚输出低电平，反之，输出高电平，三极管Q8导通，拉低降压模块3中的电阻R7和电阻R8之间的电压，即降压模块3中的PFC控制芯片U1的第8引脚V C C的电压，此时PFC控制芯片U1不工作，整个电路无输出。

开关管14包括三极管Q8，三极管Q8的集电极作为输出端111；三极管Q8发射极接地；三极管Q8的基极通过电阻R72连接至其发射极，三极管Q8的基极还通过依次串联连接的电阻R70和电阻R71连接至三极管Q9的基极，电阻R70和电阻R71的串联连接端作为输出端114，电阻R70和电阻R71的串联连接端还连接至U7的第1引脚；三极管Q9的集电极作为输出端112，三极管Q9的发射极接地，三极管Q9的基极通过电阻R73连接至其发射极。

在本发明实施例中，输入欠压保护电路还包括：三极管Q7，稳压二极管ZD、二极管D18以及电阻R75，其中三极管Q7的集电极作为输出端113，三极管Q7的发射极连接至二极管D18的阳极，二极管D18的阴极连接至U7的第8引脚，三极管Q7的基极通过电阻R75连接至其集电极，稳压二极管ZD的阳极接地，稳压二极管ZD的阴极连接至三极管Q7的基极。

在本发明实施例中，整流电路6包括二极管单元D1、D2、D3和D4；二极管单元D1和D3串联连接，二极管单元D2和D4串联连接，二极管单元D1和D3的串联连接端通过电感L3连接至保险单元F1，保险单元F1的作用是当电流过大时(异常状态)，保险被烧掉，保护其他的电路不受损伤；其中二极管单元是由两个并联连接的二极管组成；通过二极管整流后将交流输入电压转变为直流电压。

在本发明实施例中，滤波电路7包括并联连接的电容C1和电容C2；其中电容C1的一端接地，电容C1的另一端作为输出端110。

图3示出了本发明实施例提供的LED控制电路中PFC电路2的具体电路，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下。

PFC电路2包括：变压器20、第二检测电路21、第二电压源22、PFC控制模块23、开关管24、第三检测电路25以及第四检测电路26；其中变压器20的输入端连接至整流电路6的输出端，将整流电路6整流后的电压进行升压后输出；第二检测电路21的输入端连接至整流电路6的输出端，对整流后的电压进行检测后输出参考电压；第二电压源22用于提供供电电压；PFC控制模块23的参考电压输入端MU连接至第二检测电路21的输出端，PFC控制模块23的电源端VCC连接至第二电压源22的输出端；第一MOS管24的栅极连接至PFC控制模块23的驱动输出端G，第一MOS管24的漏极连接至变压器20的输出端；第三检测电路25的输入端连接至第一MOS管24的源极，第三检测电路25的输出端连接至PFC控制模块23电流反馈端CS；第四检测电路26，的输入端连接至变压器20的输出端，第四检测电路26的输出端连接至PFC控制模块23电压反馈端INV。

其中，第二检测电路21包括：顺次串联连接在整流电路6的输出端与地之间的电阻R3、电阻R4和电阻R5；其中电阻R4和电阻R5的串联连接端作为第二检测电路21的输出端连接至PFC控制模块23的参考电压输入端MU；第二检测电路21通过电阻R3、电阻R4和电阻R5输入电压检测，给PFC控制模块23提供一个参考电压。

第二电压源22包括：依次串联连接的阻R6、电阻R7、电阻R8以及稳压二极管ZD1；其中电阻R6、电阻R7和电阻R8依次串联连接，电阻R7和电阻R8的串联连接端作为输入端211与输入欠压保护电路1的输出端111连接；稳压二极管ZD1的阳极接地，稳压二极管ZD1的阴极作为输入端212与输入欠压保护电路1的输出端112连接。第二电压源22给PFC控制模块23的电源端提供电压，当检测到PFC控制模块23的电源端电压过低时，PFC控制模块23不工作。

PFC控制模块23包括PFC控制芯片U1，U1包括8个引脚，其中U1的电压反馈端INV通过电容C8连接至U1的COM端，U1的电压反馈端INV还依次通过电容C7和电阻R9连接至U1的COM端，U1的参考电压输入端MU连接至电阻R4和电阻R5的串联连接端；U1的电流反馈端CS通过电容C9接地；U1的电源端VCC与电阻R8的非串联连接端连接；U1的驱动输出端G与电阻R13的一端连接，U1的GND端接地，U1的ZCD端与电阻R12的一端连接。PFC控制芯片U1可以校正电流的波形紧跟着电压的波形，提高输入功率因素减少电源对输入网络的污染，同时把输出电压升压到一定的数值(本电路设置为75VDC)。

第一MOS管Q2的栅极与电阻R13的另一端连接，第一MOS管Q2的漏极与变压器T1的初级绕组的一端连接，第一MOS管Q2的源极与第三检测电路25的输入端连接。当PFC控制芯片U1的驱动输出端G为高电平时，第一MOS管Q2导通，反之，第一MOS管Q2不导通。

第三检测电路25包括：电阻R14、电阻R15和电阻R16；其中电阻R14连接在第一MOS管Q2的栅极与源极之间的；电阻R16的一端连接至第一MOS管Q2的源极，电阻R16的另一端接地；电阻R16的一端还通过电阻R15连接至PFC控制模块23电流反馈端CS。第三检测电路25通过电阻R14、电阻R15和电阻R16检测第一MOS管Q2的电流，并将检测到的电流信号反馈给PFC控制芯片U1的电流反馈端CS。

第四检测电路26包括：依次串联连接在所述变压器20的输出端与地之间的电阻R17、电阻R18、电阻R19和电阻R20；以及与电阻R20并联连接的电阻R21；其中电阻R19与电阻R20的串联连接端连接至PFC控制模块23的电压反馈端INV。第四检测电路26用于检测输出电压，电阻R20和电阻R21分压给PFC控制芯片U1的电压反馈端INV，是一个反馈回路，保证电阻R20和电阻R21两端的电压是2.5V。

在本发明实施例中，PFC电路2还包括：二极管D5、D6、D7、D8和D9，电容C5、C6、C10、C11、C12、C13，电阻R10、R11、R12、三极管Q1以及元件NTC1；其中三极管Q1的基极作为输入端212与输入欠压保护电路1的输出端112连接；三极管Q1的发射极连接至二极管D7的阳极，二极管D7的阴极连接至PFC控制芯片U1的VCC端，三极管Q1的集电极通过电阻R10连接至其基极，三极管Q1的集电极还通过电容C5接地，三极管Q1的集电极还连接至二极管D5的阴极，二极管D5的阳极通过顺次串联连接的电容C6、电阻R11和电阻R12连接至PFC控制芯片U1的ZCD端；电阻R11和电阻R12的串联连接端连接至变压器T1的次级绕组的一端，变压器T1的次级绕组的另一端接地；二极管D6的阴极连接至二极管D5的阳极，二极管D6的阳极接地；变压器T1的初级绕组的另一端连接至输入端210；二极管D8的阳极连接至；变压器T1的初级绕组的一端，二极管D8的阴极与元件NTC1的一端连接，元件NTC1的另一端作为输入端213与输入欠压保护电路1的输出端113连接；元件NTC1的另一端还通过并联连接的电容C12和电容C13接地；二极管D9的阳极连接至变压器T1的初级绕组的另一端，二极管D9的阴极连接至元件NTC1的一端

图4示出了本发明实施例提供的LED控制电路中降压电路3的具体电路；为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下。

降压电路3包括PWM控制模块31、第二MOS管32、第五检测电路33、侦测线电压电路34、放电回路35以及第六检测电路36；其中侦测线电压电路34连接在PWM控制模块31的电源端VIN，用于给PWM控制模块31提供工作电压；第二MOS管32连接在PWM控制模块31的驱动输出端G；第五检测电路33连接在第二MOS管32的源极与PWM控制模块31的电流反馈端SENSE；放电回路35连接在第二MOS管32的漏极；第六检测电路36连接在PWM控制模块31的电源端VDD。

其中，PWM控制模块31包括：PWM控制芯片U2、电阻R25和感应元件TH1；PWM控制芯片U2包括8个引脚，U2的GND端接地，U2的FB端作为输入端311，U2的FB端还通过电容C15接地，U2的电源端VIN通过电容C14接地，U2的RI端通过电阻R25接地，U2的驱动输出端G与二极管D11的阴极连接，U2的电源端VDD连接第六检测电路36，U2的VDD端还通过并联连接的电容C34和电容C33接地；U2的RT端作为输出端312，U2的RT端还通过感应元件TH1接地；U2的电流反馈端SENSE连接至第五检测电路33的输出端。PWM控制芯片U2是一个电流型的PWM控制芯片，具有过流保护，过载保护，过压保护，过温保护，欠压锁定保护等功能。通过检测PWM控制芯片U2的FB端的电流来控制驱动输出端G的电平的高低，从而控制第二MOS管32的通断，从而使输出恒流。

作为本发明的一个实施例，电阻R25为频率设定电阻，通过调节电阻R25阻值大小可以调节PWM控制芯片U2的工作频率。

在本发明实施例中，感应元件TH1为过温保护设定元件，通过调节感应元件TH1的大小，可以设定过温保护的温度点，此电路设定在85度的时候保护，当保护起作用时，PWM控制芯片U2停止工作，整个电路无输出。防止元件由于温度过高引起的损坏。作为本发明的一个实施例，感应元件TH1可以为热敏电阻或其他任何用于感应温度的元件。

在本发明实施例中，第二MOS管Q3的栅极连接至二极管D11的阳极，第二MOS管Q3的源极与第五检测电路33的输入端连接，第二MOS管Q3的栅极与放电回路35的控制端连接，第二MOS管Q3的栅极还作为输出端316。通过PWM控制芯片U2的驱动输出端G输出的信号控制第二MOS管Q3的通断，当第二MOS管Q3导通时，一次侧的能量通过变压器T2传输到二次侧。当第二MOS管Q3关断时，剩余的能量通过放电回路35消耗掉。

第五检测电路33包括：电阻R27、电阻R28和电阻R29；其中电阻R27连接在第二MOS管Q3的栅极与源极之间，电阻R28的一端连接至第二MOS管Q3的源极，电阻R28的另一端连接至PWM控制芯片U2的电流反馈端SENSE，电阻R28的另一端还通过电容C17接地；电阻R29的一端连接至第二MOS管Q3的源极，电阻R29的另一端接地。第五检测电路33用于检测第二MOS管Q3的电流，并传输给PWM控制芯片U2的FB端，控制驱动输出端G输出的电平的高低，从而进一步控制第二MOS管Q3的通断，使电路最终的输出稳定。

侦测线电压电路34包括：依次串联连接在输入端310与PWM控制芯片U2的电源端VIN之间的电阻R22、电阻R23和电阻R24。侦测线电压电路34通过电阻R22，电阻R23和电阻R24检测线电压，同时在开机瞬间给PWM控制芯片U2提供工作电压；另外还有输入过流保护功能：当线电压过大的时，PWM控制芯片U2停止工作。

放电回路35包括：电阻R32、电阻R33、电阻R34、电阻R35以及二极管D10；其中二极管D10的阳极连接至第二MOS管Q3的漏极，二极管D10的阴极通过依次串连接的电阻R34和电阻R32连接至输入端310，二极管D10的阴极还通过依次串连接的电阻R35和电阻R33连接至输入端310，电阻R34和电阻R32的串联连接端与电阻R35和电阻R33的串联连接端连接；二极管D10的阴极还通过电容C16连接至输入端310。当第二MOS管Q3处于关断状态时，通过由电阻R32、电阻R33、电阻R34、电阻R35以及二极管D10组成的放电回路35泻放能量。

第六检测电路36包括：三极管Q4、电阻R31、电阻R30、稳压二极管ZD3、电容C18以及二极管D12；其中，二极管D12的阳极作为输出端317，二极管D12的阴极通过依次串联连接的电阻R30和电容C18接地，电阻R30和电容C18的串联连接端连接至三极管Q4的集电极，电阻R30和电容C18的串联连接端还通过电阻R31连接至三极管Q4的基极，稳压二极管ZD3的阳极接地，稳压二极管ZD3的阴极连接至三极管Q4的基极，三极管Q4发射极作为输出端连接至PWM控制芯片U2的电源端VDD。第六检测电路36用于检测电压信号并传输给PWM控制芯片U2的电源端VDD，同时具有欠压保护和过压保护功能。

在本发明实施例中，降压电路3还包括三极管Q5、电阻R81和电阻R82；其中三极管Q5的集电极连接至PWM控制芯片U2的RT端，三极管Q5的发射极接地，三极管Q5的基极通过电阻R82连接至其发射极，三极管Q5的基极还连接至电阻R81的一端，电阻R81的另一端作为输入端318连接至输入欠压保护电路1的输出端114。

图5示出了本发明实施例提供的LED控制电路中输出恒流及过压保护电路4的具体电路，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下。

输出恒流及过压保护电路4包括单片机41、第七检测电路42以及输出电路43。其中，单片机41包括：双运算放大器U5；双运算放大器U5与其他辅助元件构成PID调解器；双运算放大器U5包括8个引脚，U5的第1引脚定义为Output1，U5的第2引脚为Inverting input 1，U5的第3引脚定义为Non-inverting input 1，U5的第4引脚定义为Vcc-，U5的第5引脚定义为Non-inverting input 2，U5的第6引脚定义为Inverting input 2，U5的第7引脚定义为Output2，U5的第8引脚定义为Vcc+，U7的第1引脚作为比较模块11的输出端；U5的第1引脚通过电容C24连接至U5的第2引脚，U5的第1引脚还通过依次串联连接的电阻R42和电容C24连接至U5的第2引脚，U5的第1引脚还连接至二极管D5的阴极，二极管D5的阳极连接至光电耦合器U3中二极管的阴极，U5的第3引脚通过电容C29接地，电阻R40、电阻R41、电阻R44和电阻R45依次串联连接在光电耦合器U3中二极管的阳极与地之间，电阻R40和电阻R41的串联连接端连接至U5的第8引脚，电阻R44和电阻R45的串联连接端连接至U5的第5引脚，电容C30与电阻R45并联连接；U5的第7引脚通过电容C25连接至U5的第6引脚，U5的第7引脚还通过依次串联连接的电阻R43和电容C25连接至U5的第6引脚，U5的第7引脚还连接至二极管D14的阴极，二极管D14的阳极连接至光电耦合器U3中二极管的阴极；U5的第6引脚还通过电容C28接地，U5的第6引脚还通过电阻R38与输出电路43连接；U5的第8引脚还通过电容C27接地。

第七检测电路42包括：电阻R48、电阻R49、电阻R50、电阻R51、电阻R52、电压基准源U6和电容C32；其中电阻R50和电容C32串联连接在第七检测电路的输入端与地之间，电阻R50和电容C32的串联连接端连接至电压基准源U6的输入端，电压基准源U6的输出端连接至光电耦合器U4中二极管的阴极，电压基准源U6的地端接地，电压基准源U6的输入端还通过并联连接的电阻R51和R52接地；电阻R48的一端连接至第七检测电路的输入端，电阻R48的另一端连接至光电耦合器U4中二极管的阳极；电阻R49的一端连接至第七检测电路的输入端，电阻R49的另一端连接至光电耦合器U4中二极管的阴极。输出电压通过电阻R50、电阻R51和电阻R52的分压连接到电压基准源U6的输入端，当输出电压大于24V时(即电阻R51上的电压大于2.5V时)，电压基准源U6导通，光电耦合器U4中的发光二极管开始发光，Q5上的电压被拉到地，PWM控制芯片U2停止工作，整个电路无输出。

输出电路43包括：变压器T2、二极管D13、电感L4、电容C20、电容C21、电阻R37、电感L5和电容C22；其中，变压器T2的第一初级线圈的一端作为输入端410连接至降压电路的输出端315，变压器T2的第一初级线圈的另一端作为输入端411连接至降压电路的输出端316，变压器T2的第二初级线圈的一端作为输入端412连接至降压电路的输出端317，变压器T2的第二初级线圈的另一端接地；变压器T2的次级线圈的一端连接至二极管D13的阳极，变压器T2的次级线圈的另一端接地；二极管D13的阴极通过电容C20接地，二极管D13的阴极还连接至电感L4的一端，电感L4的另一端通过电容C21接地，电感L4的另一端哈连接至电感L5的一端，电感L5的另一端作为输出端415连接至负载8正极，电阻R37的一端接地，电阻R37的另一端作为输出端416连接至负载8负极，电感C22连接在电感L5的另一端与电阻R37的另一端之间；电容C19的一端连接至二极管D13的阳极，电容C19的另一端通过电阻R36连接至二极管D13的阴极。当输出端415或输出端416不接负载8时，输出空载电压20VDC-21VDC；当输出端415和输出端416接负载且输出电流小于0.7A时，输出电压是20VDC-21VDC；当输出端415和输出端416接负载且输出电流大于0.7A时，输出恒流为0.7A。

在本发明实施例中，输出恒流及过压保护电路4还包括：光电耦合器U3、光电耦合器U4、电阻R39、电阻R46、电阻R47和电容C31；其中，光电耦合器U3中三极管的发射极接地，光电耦合器U3中三极管的集电极作为输入端413连接至降压电路3的输出端311；光电耦合器U4中三极管的发射极接地，光电耦合器U4中三极管的集电极作为输入端414连接至降压电路3的输出端312；电阻R39、电阻R46和电阻R47依次串联连接在双运算放大器U5的第8引脚与地之间；电阻R39和电阻R46的串联连接端通过电容C31接地。

在本发明实施例提供的输出恒流及过压保护电路4中，电路正常工作时，电压基准源U6不导通，当输出电压增加到一定的电压时，电压基准源U6导通，光电耦合器U4导通，PWM控制芯片U2的RT端电压被拉底，PWM控制芯片U2停止工作，电路无输出；当输出电压过高时，有效地保护了外接负载8。

在本发明实施例提供的输入欠压保护电路1中，输入交流电压经过整流采集输入到迟滞比较器U7的第2引脚，第3引脚接2.5V的基准电压，正常工作时，迟滞比较器U7的第1引脚输出低电平，当输入电压降低到12V以下时，迟滞比较器U7的第1引脚输出高电平，三极管Q8导通，拉低PFC控制芯片U1的Vcc电压，PFC控制芯片U1停止工作，同时三极管Q5导通，拉低PWM控制芯片U2的RT端电压，PWM控制芯片U2不工作，整个电路无输出。由于使用了迟滞比较器，当电压在12V上下浮动时，整个电路仍然无输出。当输入电压升高到13V以上时，迟滞比较器的第1引脚输出低电平，电路开始正常工作。

在本发明实施例中，第一MOS管Q2、第二MOS管Q3都可以采用其他的开关元件器代替；同样本发明中提到的所有三极管都可以采用其他的开关元件器代替。

本发明实施例提供的LED控制电路利用PFC电路使得输入功率因素大于0.99，同时将电压升高到80V，再利用降压电路使电压降低到22V，同时有输出反馈电路，使输出恒流，保证LED恒定发光；另外还具有防止高温时线路板被损坏的过温保护功能；以及当电路输出有异常时有效地保护外接负载的功能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种LED控制电路，其包括EMI电路、整流电路以及滤波电路，其特征在于，所述LED控制电路还包括：输入欠压保护电路、PFC电路、降压电路以及输出恒流及过压保护电路；

所述EMI电路、所述整流电路、所述PFC电路以及所述滤波电路顺次连接；

所述输入欠压保护电路的输入端连接至所述整流电路的输入端，所述输入欠压保护电路的第一输出端连接至所述PFC电路的控制端，所述输入欠压保护电路的第二输出端连接至所述降压电路的第二输入端，

所述降压电路的第一输入端连接至所述滤波电路的输出端，所述降压电路的输出端连接至所述输出恒流及过压保护电路的输入端，

所述输出恒流及过压保护电路的输出端连接负载，所述输出恒流及过压保护电路的反馈端连接至所述降压电路的控制端。

2.如权利要求1所述的LED控制电路，其特征在于，所述输入欠压保护电路包括：

第一检测电路，其输入端连接至所述整流电路的输入端，对输入电压进行检测；

用于提供基准电压的第一电压源；

比较模块，其第一输入端连接至所述第一检测电路的输出端，所述比较模块的第二输入端连接至所述第一电压源的输出端；

开关管，其输入端连接至所述比较模块的输出端；

所述比较模块将第一检测电路检测的输入电压与第一电压源提供基准电压进行比较，根据比较结果控制所述开关管的导通或断开。

3.如权利要求2所述的LED控制电路，其特征在于，所述第一检测电路包括：

二极管D16、二极管D17、电阻R60、电阻R61、电阻R62、电阻R63、电阻R64、电容C35以及电容C36；

所述二极管D16的阳极连接至所述整流电路的电压输入端正极，所述二极管D16的阴极依次通过所述电阻R60和所述电容C35接地；

所述二极管D17的阳极连接至所述整流电路的电压输入端负极，所述二极管D17的阴极依次通过所述电阻R61、所述电阻R62和所述电阻R63接地；

所述电阻R64与所述电阻R63并联连接，所述电容C36与所述电阻R63并联连接；

所述电阻R60与所述电容C35的串联连接端与所述电阻R61和所述电阻R62的串联连接端连接，所述电阻R62与所述电阻R63的串联连接端作为所述第一检测电路的输出端连接至所述比较模块的第一输入端。

4.如权利要求1所述的LED控制电路，其特征在于，所述PFC电路包括：

变压器，其输入端连接至所述整流电路的输出端，将整流电路整流后的电压进行升压后输出；

第二检测电路，其输入端连接至所述整流电路的输出端，对整流后的电压进行检测后输出参考电压；

用于提供供电电压的第二电压源；

PFC控制模块，其参考电压输入端连接至所述第二检测电路的输出端，所述PFC控制模块的电源端连接至所述第二电压源的输出端；

第一MOS管，其栅极连接至所述PFC控制模块的驱动输出端，所述第一MOS管的漏极连接至所述变压器的输出端；

第三检测电路，其输入端连接至所述第一MOS管的源极，所述第三检测电路的输出端连接至所述PFC控制模块电流反馈端；以及

第四检测电路，其输入端连接至所述变压器的输出端，所述第四检测电路的输出端连接至所述PFC控制模块电压反馈端。

5.如权利要求4所述的LED控制电路，其特征在于，所述第二检测电路包括：顺次串联连接在所述整流电路的输出端与地之间的电阻R3、电阻R4和电阻R5；

电阻R4和电阻R5的串联连接端作为第二检测电路的输出端连接至所述PFC控制模块的参考电压输入端。

6.如权利要求5所述的LED控制电路，其特征在于，所述第四检测电路包括：

依次串联连接在所述变压器的输出端与地之间的电阻R17、电阻R18、电阻R19和电阻R20；以及与所述电阻R20并联连接的电阻R21；

所述电阻R19与所述电阻R20的串联连接端连接至PFC控制模块的电压反馈端。

7.如权利要求4所述的LED控制电路，其特征在于，所述第三检测电路包括：电阻R14、电阻R15以及电阻R16；

所述电阻R14连接在所述第一MOS管的栅极与源极之间的；

所述电阻R16的一端连接至所述第一MOS管的源极，所述电阻R16的另一端接地；所述电阻R16的一端还通过所述电阻R15连接至所述PFC控制模块电流反馈端。

8.如权利要求1所述的LED控制电路，其特征在于，所述降压电路包括：

PWM控制模块；

连接在所述PWM控制模块的电源端VIN，用于给所述PWM控制模块提供工作电压的侦测线电压电路；

连接在所述PWM控制模块的驱动输出端的第二MOS管；

连接在所述第二MOS管的源极与所述PWM控制模块的电流反馈端SENSE的第五检测电路；

连接在所述第二MOS管的漏极的放电回路；以及

连接在所述PWM控制模块的电源端VDD的第六检测电路。

9.如权利要求8所述的LED控制电路，其特征在于，所述放电回路包括：

电阻R32、电阻R33、电阻R34、电阻R35以及二极管D10；

所述二极管D10的阳极连接至第二MOS管Q3的漏极，所述二极管D10的阴极通过依次串连接的电阻R34和电阻R32连接至所述侦测线电压电路的输入端，二极管D10的阴极还通过依次串连连接的电阻R35和电阻R33连接至所述侦测线电压电路的输入端，所述电阻R34和所述电阻R32的串联连接端与所述电阻R35和所述电阻R33的串联连接端连接。

10.如权利要求8所述的LED控制电路，其特征在于，所述第六检测电路包括：

三极管Q4、电阻R31、电阻R30、稳压二极管ZD3、电容C18以及二极管D12；

所述二极管D12的阳极与所述输出恒流及过压保护电路连接，所述二极管D12的阴极通过依次串联连接的电阻R30和电容C18接地；

所述电阻R30和所述电容C18的串联连接端连接至所述三极管Q4的集电极，所述电阻R30和所述电容C18的串联连接端还通过所述电阻R31连接至所述三极管Q4的基极，所述稳压二极管ZD3的阳极接地，所述稳压二极管ZD3的阴极连接至所述三极管Q4的基极，所述三极管Q4的发射极作为输出端连接至所述PWM控制模块的电源端VDD。

Images