CN102238784A

CN102238784A - Led电源驱动电路

Info

Publication number: CN102238784A
Application number: CN2011102253400A
Authority: CN
Inventors: 张晓华
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-08-08
Filing date: 2011-08-08
Publication date: 2011-11-09
Anticipated expiration: 2031-08-08
Also published as: CN102238784B

Abstract

本发明公开一种LED电源驱动电路，用于与外部交流电连接并控制LED灯，包括用于将交流电转换为直流电的整流桥，用于输出恒定电流并驱动LED灯的驱动功率模块，用于隔离、反馈或修正输出恒定电流的光电耦合器。本发明可对LED灯的电流波动进行自动检测、反馈或修正，通过场效应晶体管输出稳定高效的恒定电流，整个电源驱动电路工作稳定可靠，具有不产生高频开关震荡、不产生电磁辐射和高频干扰，没有震动噪音，抗纹波、抗干扰力强，电能效率达90%以上还有防过载、防过冲保护等优点。

Description

LED电源驱动电路

技术领域

本发明涉及LED领域，特别涉及一种LED电源驱动电路。

背景技术

现有的LED电源驱动电路通常用PWM（Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制）等高频开关IC来控制恒流驱动电路，该电源驱动电路工作稳定性不高，产生高频开关震荡、电磁辐射和高频干扰等，还有震动噪音、抗干扰力强，电能利用率不高在80%以下，浪费电能不利用环保。也不够防雷击、没有防过载、过冲保护等缺点，用此电路制作的恒流电源驱动LED灯，工作稳定、没有噪音、没有闪烁或其他光震动、无高频辐射和特省电。

因此，如何解决上述技术问题是业内亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明解决的技术问题主要是：使LED电源驱动电路工作稳定性好，降低电磁辐射、低噪音，增加电能的利用率，增强过载保护等，提供一种LED电源驱动电路。

本发明提出一种LED电源驱动电路，用于与外部交流电连接并控制LED灯，包括用于将交流电转换为直流电的整流桥，用于输出恒定电流并驱动LED灯的驱动功率模块，用于隔离、反馈或修正输出恒定电流的光电耦合器。

优选地，还包括用于LED灯过流或过压保护的过载保护模块。

优选地，所述光电耦合器包括发光器和受光器，所述发光器的一端与整流桥的电流输出端连接连接，其另一端分别与所述过载保护模块、LED灯的一电极连接；所述过载保护模块分别与LED灯的另一电极、所述驱动功率模块连接；所述受光器的输出端与所述驱动功率模块连接。

优选地，所述过载保护模块为可耐高压的NPN型三极管，所述驱动功率模块包括场效应晶体管、整流二极管、稳压二极管以及可控制LED灯亮时间的电解电容。

优选地，所述受光器的输出端与所述场效应晶体管的G极连接，所述发光器的负极输出端分别与所述三极管的集电极、LED灯的正极连接，所述三极管的基极通过一限流电阻与LED灯的负极连接，所述三极管的发射极与所述场效应晶体管的D极连接，所述场效应晶体管的S极与所述整流桥连接。

优选地，所述电解电容的两端分别与所述场效应晶体管的S极、G极连接，所述场效应晶体管的G极上串接有一防震荡电阻。

优选地，所述三极管的基极与集电极之间串接有一抗纹波的无极性电容。

优选地，所述场效晶体管为金氧半场效晶体管。

本发明LED电源驱动电路采用光电耦合器将高压电区与低压控制区进行光电隔离，有别于PWM等高频开关IC控制的恒流驱动电源，可固定的反向钳位电压对LED灯的电流波动进行自动检测、反馈或修正，通过场效应晶体管输出稳定高效的恒定电流，整个电源驱动电路工作稳定可靠，不产生高频开关震荡、不产生电磁辐射和高频干扰，没有震动噪音，抗纹波、抗干扰力强，电能效率达90%以上还有防过载、防过冲保护等优点。

附图说明

图1为本发明LED电源驱动电路的一实施例的电路原理图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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。

参照图1，提出本发明的一种LED电源驱动电路的一实施例，本LED电源驱动电路用于与外部交流电连接并控制LED灯，其包括用于将交流电转换为直流电的整流桥W，用于输出恒定电流并驱动LED灯的驱动功率模块，用于隔离、反馈或修正输出恒定电流的光电耦合器U1，用于LED灯过流或过压保护的过载保护模块。所述光电耦合器U1包括发光器和受光器，所述发光器的一端与整流桥W的电流输出端连接连接，其另一端分别与所述过载保护模块、LED灯的一电极连接；所述过载保护模块分别与LED灯的另一电极、所述驱动功率模块连接；所述受光器的输出端与所述驱动功率模块连接。

本发明LED电源驱动电路采用光电耦合器U1将高压电区与低压控制区进行光电隔离，有别于PWM等高频开关IC控制的恒流驱动电源，可固定的反向钳位电压对LED灯的电流波动进行自动检测、反馈或修正，通过场效应晶体管Q1输出稳定高效的恒定电流，整个电源驱动电路工作稳定可靠，不产生高频开关震荡、不产生电磁辐射和高频干扰，没有震动噪音，抗纹波、抗干扰力强，电能效率达90%以上还有防过载、防过冲保护等优点。

所述过载保护模块为可耐高压的NPN型三极管Q2，耐高压的NPN型三极管Q2在电压很大时可以起到保护电路的作用，所述驱动功率模块包括场效应晶体管Q1、整流二极管D9、稳压二极管D10以及可控制LED灯亮时间的电解电容C3。本实施例的所述场效晶体管采用金氧半场效晶体管。上述整流二极管D9、稳压二极管D10串联后再与场效应晶体管Q1的G极、S极连接，所述受光器的输出端与所述场效应晶体管Q1的G极连接，所述发光器的负极输出端分别与所述三极管Q2的集电极、LED灯的正极连接，所述三极管Q2的基极通过一限流电阻与LED灯的负极连接，所述三极管Q2的发射极与所述场效应晶体管Q1的D极连接，场效应晶体管Q1的D极通过一可设定过载保护电流的钳位电压值的电阻RY与LED灯的负极连接，所述整流桥W的电流输出端通过一可设定恒定输出电流的钳位电压值的电阻RX与LED灯的正极连接，所述整流桥W的电流输出端通过一自举启动的大功率电阻R2与场效应晶体管Q1的D极连接，所述场效应晶体管Q1的S极与所述整流桥W的另一电流输出电极连接。所述电解电容C3的两端分别与所述场效应晶体管Q1的S极、G极连接，所述场效应晶体管Q1的G极上串接有一防震荡电阻R4。所述三极管Q2的基极与集电极之间串接有一抗纹波的无极性电容C4。5W、10W、15W、20W、30W或40W等多种不同功率、恒流输出的LED灯均适合应用于本发明。

上述的光电耦合器U1是以光为媒介传输电信号的一种电一光一电转换器件。它由发光源和受光器两部分组成。把发光器和受光器组装在同一密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离。发光器的引脚为输入端，受光器的引脚为输出端，常见的发光源为发光二极管，受光器为光敏二极管、光敏三极管Q2等。

本发明的电路结构简洁，使用材料少，没有驱动IC、不设变压器，可精细化，易于规模化生产及控制成本。电能利用率高，电能效率可达90%以上。电源电路本身耗电只占5%-15%内，能适合于各种照明要求，并可根据各地区的电压特点作适应性调整。电路工作稳定、可靠，本电路利用电子元件的固有电气特性、产生反向钳位电压，自动反馈、控制场效晶体管输出恒定电流，低压控制区与高压反馈区实行光电隔离，元件全选用最高耐压要求，整个电路只有轻微温漂。

本电路采用反向钳位式反馈的自动控制恒流原理，对LED灯的电流波动进行自动检测、反馈并修正为设定值，有效的抗纹波、抗干扰频率在20KHz以上，供电正常的情况下，LED灯绝无闪烁或光震动，能延长LED灯珠的使用寿命。由市电网220V交流电直接整流滤波，以整流滤波后310V高压直流电恒流驱动LED灯，不产生高频开关震荡（即不产生电磁辐射、不制造高频干扰），不产生震动噪音，无高频闪烁等不良状况。本电路带有软启动，在每次开灯通电时，能对整个电源及灯电路起到软保护、避免过冲电压冲击造成损坏，通电后0.3-0.5秒LED灯亮，时间短。还有对LED灯的过载保护，能避免由于雷击、过冲电压及电路损坏所造成的对LED灯珠过流过压的意外损害，全面保护LED灯。高压恒定电流设计，自带在出现个别LED灯击穿或灯板短路、反接等不良现象时，对其他正常LED灯起到保护，对短路漏电起到限流、减压，防止输出短路、反向错接而损坏电路的功效。

输入波动电压为±20% ，最大耐压交流283V，最小值要根据LED灯数量调整，市电网电压低于LED灯串联数要求的电压，LED灯不亮；选用耐压450V电源滤波电容，可增加波动电压上限值至+45%。

额定输入功率：最大50W /场效应晶体管Q1，电源的输出功率可根据实际LED需要的驱动功率作调整，场效应晶体管Q1选用75W以上，可接多个场效应晶体管Q1并联以增加驱动功率。

输出驱动电流：1至200毫安 /场效应晶体管Q1，输出电流可根据实际LED需要的驱动电流作调整，多场效应晶体管Q1并联可增大输出驱动电流。

空载输出电压：305V±5V，在输入电压为交流220V时。负载输出电压：0至290V ，输出电压可根据实际LED灯数量调整到最佳值，在工作电压范围内，电流输出恒定不变。空载功率：最大0.2W，空载指在电路通电、未接通点亮LED灯的情况。热稳定系数（温漂对输出电流的影响）：0.1-0.2% / C度（温度与电流的变动成反向值）。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种LED电源驱动电路，用于与外部交流电连接并控制LED灯，其特征在于，包括用于将交流电转换为直流电的整流桥，用于输出恒定电流并驱动LED灯的驱动功率模块，用于隔离、反馈或修正输出恒定电流的光电耦合器。

2.根据权利要求1所述的LED电源驱动电路，其特征在于，还包括用于LED灯过流或过压保护的过载保护模块。

3.根据权利要求2所述的LED电源驱动电路，其特征在于，所述光电耦合器包括发光器和受光器，所述发光器的一端与整流桥的电流输出端连接连接，其另一端分别与所述过载保护模块、LED灯的一电极连接；所述过载保护模块分别与LED灯的另一电极、所述驱动功率模块连接；所述受光器的输出端与所述驱动功率模块连接。

4.根据权利要求3所述的LED电源驱动电路，其特征在于，所述过载保护模块为可耐高压的NPN型三极管，所述驱动功率模块包括场效应晶体管、整流二极管、稳压二极管以及可控制LED灯亮时间的电解电容。

5.根据权利要求4所述的LED电源驱动电路，其特征在于，所述受光器的输出端与所述场效应晶体管的G极连接，所述发光器的负极输出端分别与所述三极管的集电极、LED灯的正极连接，所述三极管的基极通过一限流电阻与LED灯的负极连接，所述三极管的发射极与所述场效应晶体管的D极连接，所述场效应晶体管的S极与所述整流桥连接。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的LED电源驱动电路，其特征在于，所述电解电容的两端分别与所述场效应晶体管的S极、G极连接，所述场效应晶体管的G极上串接有一防震荡电阻。

7.根据权利要求6所述的LED电源驱动电路，其特征在于，所述三极管的基极与集电极之间串接有一抗纹波的无极性电容。

8.根据权利要求7所述的LED电源驱动电路，其特征在于，所述场效晶体管为金氧半场效晶体管。