CN101801133A - Led灯驱动电源电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED灯驱动电源电路，其包括驱动芯片、电流检测电阻、第四电阻、第五电阻、电位器和MOS管，驱动芯片包括RL脚、CS脚和GATE脚，MOS管包括栅极、源极和漏极，驱动芯片的RL脚与电位器连接，驱动芯片的CS脚与第五电阻连接，驱动芯片的GATE脚与MOS管的栅极连接，MOS管的源极与第五电阻、电流检测电阻连接，第四电阻与驱动芯片连接。本发明降低了MOS管的温度，LED灯驱动电源电路在工作状态下的功耗和温度大大降低。

Description

LED灯驱动电源电路

技术领域

本发明涉及一种驱动电源，特别涉及一种LED(发光二极管)灯驱动电源电路。

背景技术

大部分LED灯驱动电源都是采用控制MOS管(Metal-Oxide-Semiconductor，金属氧化物半导体晶体管)栅极电压的方法来控制LED灯的工作电流，使LED灯工作在合理的工作电流状态下，可以延长LED灯的使用寿命，但是LED灯驱动电源在工作状态下除了给LED灯提供能量之外，其本身还需要消耗一部分的能量，其功耗越多，驱动电源本身的温度就越高。而驱动电源的温度主要是由MOS管造成的，MOS管的温度和导通电阻、开关频率、瞬间短路电流有关。如果驱动电源的温度过高，会影响LED灯的使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种LED灯驱动电源电路，其降低了MOS管的温度，LED灯驱动电源电路在工作状态下的功耗和温度大大降低。

为解决所述技术问题，本发明提供了一种LED灯驱动电源电路，其特征在于，LED灯驱动电源电路包括驱动芯片、电流检测电阻、第四电阻、第五电阻、电位器和MOS管，驱动芯片包括RL脚、CS脚和GATE脚，MOS管包括栅极、源极和漏极，驱动芯片的RL脚与电位器连接，驱动芯片的CS脚与第五电阻连接，驱动芯片的GATE脚与MOS管的栅极连接，MOS管的源极与第五电阻、电流检测电阻连接，第四电阻与驱动芯片连接。

优选地，所述LED灯驱动电源电路还包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，第二电阻和第三电阻分别连接在电位器的两端，第一电阻和第二电阻都与驱动芯片连接。

优选地，所述LED灯驱动电源电路还包括二极管、电容和电感，二极管和电容并联后与电感连接，MOS管的漏极与二极管连接。

优选地，所述第四电阻为频率调节电阻。

优选地，所述驱动芯片和第四电阻构成一个频率调节电路，驱动芯片的CS脚、第五电阻及电流检测电阻构成一个电流反馈电路。

本发明的积极进步效果在于：本发明通过降低MOS管的温度来降低LED灯驱动电源电路的温度，从而可以有效的降低LED灯的温度，延长LED灯的使用寿命，另外本发明还可以适用于不同型号规格的LED灯。

附图说明

图1为本发明一实施例的电路示意图。

具体实施方式

下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。

如图1所示，本发明LED灯驱动电源电路包括驱动芯片IC(可以采用HV9910B型LED驱动器)、电流检测电阻RCS、第一电阻RA、第二电阻RB、第三电阻RC、第四电阻RD、第五电阻RE、电位器VR1、电容C、二极管D1、电感L1和MOS管，第四电阻RD为频率调节电阻，驱动芯片IC包括RL脚、GND脚、CS脚和GATE脚，MOS管包括G极(栅极)、S极(源极)和D极(漏极)，驱动芯片IC的RL脚与电位器VR1连接，驱动芯片IC的CS脚与第五电阻RE连接，驱动芯片IC的GATE脚与MOS管的G极连接，第二电阻RB和第三电阻RC分别连接在电位器VR1的两端，第一电阻RA、第二电阻RB、第四电阻RD都与驱动芯片IC连接，MOS管的S极与第五电阻RE、电流检测电阻RCS连接，MOS管的D极与二极管D1连接，二极管D1和电容C并联后与电感L1连接，电感L1与LED灯连接。其中，驱动芯片IC和第四电阻RD构成一个频率调节电路，通过改变第四电阻RD阻值的大小，可以改变驱动芯片IC的工作频率。驱动芯片IC的CS脚、第五电阻RE及电流检测电阻RCS构成一个电流反馈电路。直线箭头表示MOS管导通时电流方向，弧形箭头表示MOS管关断时电流方向。

本发明LED灯驱动电源电路的交流输入经整流滤波后变成直流电压Ui，直流电压Ui的一部分通过电感L1直接给LED灯提供能源，另一部分通过第一电阻RA给驱动芯片IC提供工作电压，在驱动芯片IC内部提供一个稳定的电压输出，通过第二电阻RB、电位器VR1、第三电阻RC串连到地，电位器VR1的另一端接驱动芯片IC的RL脚(输出电流调整脚)，调整电位器VR1对地阻值的大小，给RL脚一个信号电压，这样在驱动芯片IC内部经过运算放大，在GATE脚就有一个恒定的电压输出，而MOS管是典型的电压控制电流型元件，当其栅极有一个大于开启电压时，源极和漏极间就导通，当这个电压恒定时，电流输出也是恒流的，而和外部串接的负载的电压无关。当通电工作时，通过调整电位器阻值的大小，来改变给MOS管栅极电压的大小，从而改变输出电流的大小来达到要求，电流通过电流检测电阻RCS到地，电流检测电阻RCS的两端就有一个电压差，这个电压差通过第五电阻RE反馈到驱动芯片IC的CS脚，和驱动芯片IC内部的一个基准电压做比较，当超过内部的基准电压时内部的比较放大器就关断输出，从而关断MOS管的栅极电压的输出，这样就关断了MOS管。在MOS管关断期间，由于电感L1上在通电期间储存了能量，这时能量要通过LED灯和续流二极管释放，为下一个导通过程提供正常的工作条件。

本发明的频率调节电路的第四电阻RD选择非常的关键，当工作频率过高时，MOS管的开关次数也就过多，MOS管的功耗中包括导通损耗、瞬间短路电流损耗及开关损耗等，而开关损耗是主要的，降低开关损耗的途径就是减少开关次数，这样就要求工作频率不能太高。当工作频率太低时，由于MOS管关断时电感上储存的能量要持续给LED灯提供能量，电感上的能量不足以维持到下一个导通周期，这样会造成LED灯的亮度达不到要求，且有可能造成噪音，并且造成电感温度过高，影响电感的使用寿命，并且当工作频率在200hz到20khz这个范围内时，还会产生人能听得见的噪音。这样就要求驱动电源有一个合适的工作频率，现在大部分非隔离型的LED驱动芯片都有一个工作频率范围要求，在这个范围内都能正常工作，但是这个工作频率范围内只有一段很小的范围工作性能最佳，本电源在芯片工作频率范围内经过多次改变工作频率试验，选择了合适的频率调节电阻，使工作频率在25～40khz范围内最佳，性能达到要求，驱动电源在合理的工作状态下时，MOS管的开关损耗也降低到最佳，从而降低了MOS管的工作温度。

本发明的电流检测电阻RCS和第五电阻RE也是非常重要的，由于输出电路连接的是感性负载，输出电流的控制是靠MOS管的峰值电流来控制的，当电流瞬间飙升是电流急剧加大，MOS管的工作损耗也跟着加大，短路时间越长，损耗越大。而通过电流检测电阻后，当电流飙升时，电流检测电阻RCS两端的电压就急剧升高，通过第五电阻RE反馈到CS脚的电压也跟着升高，当CS脚上的电压超过基准电压时，驱动芯片IC就关断了MOS管，这样就避免了感性电路的瞬间短路电流从而降低了MOS管的损耗。

采用宽电压输入的驱动芯片IC和外置功率的MOS管构成BUCK电路(降压式变换电路)来驱动LED灯，可在全电压范围内工作，并可用于LED灯的电压总和小于0.4倍的输入电压，电流总和小于400mA的各种各样的LED灯的串并组合。导通时，输入电压给主电路供电的同时，也给驱动芯片提供工作电压，从驱动芯片的GATE脚输出一个电压信号给MOS管的栅极，这样MOS管就有一个电流通过，一部分给LED灯供电，同时还给电感储存能量。MOS管的源极连有一调节电流的电阻，且调节电流电阻上的电压反馈到芯片的CS脚上，当电流飙升时，CS脚上的电压超过阀值时，GATE脚的输出信号终止，关断MOS管。这时电感上储存的能量通过续流二极管继续给LED灯供电，直到下一个周期的到来。通过调节电流的电阻阻值大小即可控制输出电流的大小，和LED灯的电压没有关系，可以匹配多种型号的LED灯。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改。因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (5)

1.一种LED灯驱动电源电路，其特征在于，LED灯驱动电源电路包括驱动芯片、电流检测电阻、第四电阻、第五电阻、电位器和MOS管，驱动芯片包括RL脚、CS脚和GATE脚，MOS管包括栅极、源极和漏极，驱动芯片的RL脚与电位器连接，驱动芯片的CS脚与第五电阻连接，驱动芯片的GATE脚与MOS管的栅极连接，MOS管的源极与第五电阻、电流检测电阻连接，第四电阻与驱动芯片连接。

2.如权利要求1所述的LED灯驱动电源电路，其特征在于，所述LED灯驱动电源电路还包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，第二电阻和第三电阻分别连接在电位器的两端，第一电阻和第二电阻都与驱动芯片连接。

3.如权利要求1所述的LED灯驱动电源电路，其特征在于，所述LED灯驱动电源电路还包括二极管、电容和电感，二极管和电容并联后与电感连接，MOS管的漏极与二极管连接。

4.如权利要求1所述的LED灯驱动电源电路，其特征在于，所述第四电阻为频率调节电阻。

5.如权利要求1所述的LED灯驱动电源电路，其特征在于，所述驱动芯片和第四电阻构成一个频率调节电路，驱动芯片的CS脚、第五电阻及电流检测电阻构成一个电流反馈电路。

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