CN102281669B - 市电led恒流驱动电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种市电LED恒流驱动电路，包括输入及整流滤波电路、开关控制电路、恒流反馈控制电路和输出电路，所述输入作为整流滤波电路（1）的输入端，整流滤波电路（1）的输出端与开关控制电路（2）的输入端连接，开关控制电路（2）的输出端与恒流反馈控制电路（3）的输入端连接、恒流反馈控制电路（3）的输出端与输出电路（4）连接。本发明解决了现有LED恒流驱动技术中需要特定电源供电，而且驱动电路体积大、成本高等问题，提供了一种电压范围为85V-256V的市电直接供电、应用范围广、效率高、结构简单的市电LED恒流驱动电路。

Description

市电LED恒流驱动电路

技术领域

本发明涉及一种恒流源，具体涉及一种市电LED恒流驱动电路，属于电源领域。

背景技术

由于LED（Light Emitting Diode，即发光二极管）是特性敏感的半导体器件，又具有负温度特性，因而在应用过程中需要稳定其工作状态，从而产生了驱动的概念。LED器件对驱动电源的要求近乎于苛刻，它是低电压驱动，必须要设计复杂的变换电路，不同用途的LED灯，要配备不同的电源适配器。随着市场需求的变化，对LED驱动电源的效率转换、有效功率、恒流精度、电源寿命、电磁兼容的要求越来越高，设计一款好的电源必须要综合考虑这些因素。LED是电流型器件，但是LED在发光过程中会发出热量，导致工作电流发生变化，进而影响了LED的显色及寿命，而恒流驱动可以改善这一情况。现在的LED驱动器虽然大多数已经是恒流驱动，但是却需要特定的电源来供电，增加了电路的体积及成本。

而且现有的为数不多的市电LEＤ驱动电路也大多采用价格比较昂贵的集成电路芯片，且只能针对我国的220Ｖ的市电输入，应用也因此受到限制。

发明内容

为了解决现有LED恒流驱动技术中需要特定电源供电，而且驱动电路体积大、成本高等问题，本发明提供了一种电压范围为85V-256V的市电直接供电、应用范围广、效率高、结构简单的市电LED恒流驱动电路。

为了解决现有技术中的这些问题，本发明所采取的技术方案是：

一种市电LED恒流驱动电路，包括输入及整流滤波电路（1）和输出电路（4），其特征在于：还包括开关控制电路（2）和恒流反馈控制电路（3）；所述输入作为整流滤波电路（1）的输入端，整流滤波电路（1）的输出端与开关控制电路（2）的输入端连接，开关控制电路（2）的输出端与恒流反馈控制电路（3）的输入端连接、恒流反馈控制电路（3）的输出端与输出电路（4）连接。

前述的一种市电LED恒流驱动电路，其特征在于：所述输入及整流滤波电路（1）包括市电输入AC，自恢复熔断器FU，电容C1、电容C6，共模扼流圈L2，整流桥BR；市电输入AC的一端与自恢复熔断器FU的一端相连，自恢复熔断器FU的另一端与电容C6的一端相连；电容C6与自恢复熔断器FU相连的一端同时与共模扼流圈L2输入的一端相连，电容C6的另一端同时与市电输入AC的另一端、共模扼流圈L2输入的另一端相连接；共模扼流圈L2输出DE 两个端点分别与整流桥BR的两个输入端相连接；整流桥BR输出的正电极同时与电容C1的正电极、开关控制电路（2）的正输入端相连接；整流桥BR输出的负电极同时与电容C1的负电极、开关控制电路（2）的负输入端相连接。

前述的一种市电LED恒流驱动电路，其特征在于：所述开关控制电路（2）包括集成电路U1，瞬态电压抑制器DZ1，超快恢复二极管D1，二极管D3，电容C4、电容C5、电容C7，电阻R2和有3个线圈的高频变压器；开关控制电路（2）的正输入端同时与瞬态电压抑制器DZ1的正电极、高频变压器的初级线圈L3的1端相连接；高频变压器的初级线圈L3的2端与集成电路U1的漏极引脚D相连；集成电路U1的源极引脚S同时与电容C5的负电极、高频变压器的反馈绕组L4的４端、输入及整流滤波电路（1）的负输出端相连接；集成电路U1的控制引脚C同时与电容C5的正电极、恒流反馈控制电路（3）的反馈输出端相连接；高频变压器的反馈绕组L4的3端与二极管D3的正电极相连，二极管D3的负电极同时与电容C4、恒流反馈控制电路（3）的一个输入端相连，电容C4的另一端同时与高频变压器的反馈绕组L4的4端、电容C7的一端相连接，电容C7的另一端同时与高频变压器的次级线圈L5的5端、恒流反馈控制电路（3）的负输入电路端相连接；电阻R2的一端与高频变压器的反馈绕组L4的4端相连，另一端与高频变压器的次级线圈L5的5端相连；高频变压器的次级线圈L5的6端与恒流反馈控制电路（3）的正输入端相连接。

前述的一种市电LED恒流驱动电路，其特征在于：所述恒流反馈控制电路（3）包含二极管D2，电感L1，光耦合器U2，三极管Q1、三极管Q2，电容C2、电容C8，电阻R1、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7；开关控制电路（2）的正输出与二极管D2的正电极相连接，开关控制电路（2）的负输出端同时与电容C2的负电极、三极管Q1的发射极、电阻R3的一端相连接，二极管D2的负电极同时与电容C2的正电极、电感L1的一端相连接，电感L1的另一端同时与输出电路（４）的正输入端、电阻R5的一端、电阻R6一端相连；电阻R5的另一端与三极管Q2的发射极相连，三极管Q2的基极与电阻R4的一端相连，三极管Q2的集电极与电阻R1的一端相连，电阻R1的另一端与光耦合器U2的阳极相连；电阻R6的另一端同时与三极管Q1的集电极、电阻R4的另一端、电容C8的正电极相连接，三极管Q1的基极同时与电容C8的负电极、电阻R7的一端相连接，电阻R7的另一端同时与电阻R3的另一端、光耦合器U2的阴极、输出电路（４）的负输入端相连接；光耦合器U2的集电极与开关控制电路（2）的一个输出端相连，光耦合器U2的发射极与开关控制电路（2）的反馈输入端相连接。

前述的一种市电LED恒流驱动电路，其特征在于：所述输出电路（4）包含电容C3，电容C3的正电极同时与恒流反馈控制电路（3）的正输出端、输出正电极相连接，电容C3的负电极同时与恒流反馈控制电路（3）的负输出端、输出负电极相连接。

前述的任意一种市电LED恒流驱动电路，其特征在于：所述集成电路U1采用的是TOPSwitch-II系列。

本发明的有益效果是：本发明利用市电直接供电的方式，通过开关控制电路和恒流反馈控制电路提供了精度高且可调的恒定电流。而且提供了短路、断路及过载保护，提高了电路的可靠性。电路结构简单，体积小，成本低，输入电压范围广，应用范围广。

附图说明

图1是本发明市电LED恒流驱动电路的电路原理图；

图2是本发明市电LED恒流驱动电路模块图。

具体实施方式

以下结合附图给出的实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，一种市电LED恒流驱动电路，包括输入及整流滤波电路1、开关控制电路2、恒流反馈控制电路3和输出电路4，所述输入及整流滤波电路1、开关控制电路2、恒流反馈控制电路3和输出电路4依次电连接。

在上述技术方案中，如图1所示，所述输入及整流滤波电路包括市电输入AC，自恢复熔断器FU，电容C1、电容C6，共模扼流圈L2，整流桥BR。市电交流输入电压经过由电容C6和共模扼流圈L2组成的EMI滤波器滤波，滤除掉了外界电网的高频脉冲对电源的干扰，同时也起到减少开关电源本身对外界的电磁干扰。然后再经过整流桥BR的整流以及输入滤波电容C1的滤波后,得到直流高压。当电路发生短路或者过载时，自恢复熔断器FU呈高阻态，电流被迅速夹断，从而对电路进行快速，准确的限制和保护，其微小的电流使熔断器一直处于保护状态，当断电和故障排除后，自恢复熔断器FU恢复为正常状态，无需人工更换。

在上述技术方案中，如图1所示，所述开关控制电路2包括集成电路U1，瞬态电压抑制器DZ1，超快恢复二极管D1，二极管D2，电容C4、电容C5、电容C7，电阻R2和有3个线圈的高频变压器。直流高压UI，再通过初级绕组接集成电路的漏极。由DZ1和D1构成的漏极箝位保护电路,将高频变压器漏感形成的尖峰电压限定在安全范围之内。反馈绕组的输出电压经过D3、C4整流滤波后,得到的反馈电压给光敏三极管提供偏压。C5为旁路电容,兼作频率补偿电容并决定自动重启频率。R2为反馈绕组的假负载, 空载时能限制反馈电压不致升高。

在上述技术方案中，如图1所示，所述恒流反馈控制电路以及输出电路包含二极管D2，电感L1，光耦合器U2，三极管Q1、三极管Q2，电容C2、电容C3、电容C8，电阻R1、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7。三极管Q1和Q2、电阻R3、光耦合器U2、电阻R4～R7、电容C8构成了电流控制环。其中，电阻R3专用于检测输出电流值。R6、R5分别用于设Q1、Q2的集电极电流值IC1、IC2，R5还决定了电流控制环的直流增益。C8为频率补偿电容,防止环路产生自激振荡。在刚通电或自动重新启动时,瞬态峰值电压可使Q1导通,利用R7对其发射结电流进行限制；R4的作用是将Q1的导通电流经Q2旁路掉,使之不通过R1。C7为安全电容,能滤除由初、次级耦合电容产生的共模干扰。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的内容只是说明了本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界。

Claims (4)

1.一种市电LED恒流驱动电路，包括输入及整流滤波电路（1）和输出电路（4），其特征在于：还包括开关控制电路（2）和恒流反馈控制电路（3）；所述输入作为整流滤波电路（1）的输入端，整流滤波电路（1）的输出端与开关控制电路（2）的输入端连接，开关控制电路（2）的输出端与恒流反馈控制电路（3）的输入端连接、恒流反馈控制电路（3）的输出端与输出电路（4）连接；所述输入及整流滤波电路（1）包括市电输入AC，自恢复熔断器FU，电容C1、电容C6，共模扼流圈L2，整流桥BR；市电输入AC的一端与自恢复熔断器FU的一端相连，自恢复熔断器FU的另一端与电容C6的一端相连；电容C6与自恢复熔断器FU相连的一端同时与共模扼流圈L2输入的一端相连，电容C6的另一端同时与市电输入AC的另一端、共模扼流圈L2输入的另一端相连接；共模扼流圈L2输出的两个端点分别与整流桥BR的两个输入端相连接；整流桥BR输出的正电极同时与电容C1的正电极、开关控制电路（2）的正输入端相连接；整流桥BR输出的负电极同时与电容C1的负电极、开关控制电路（2）的负输入端相连接；所述开关控制电路（2）包括集成电路U1，瞬态电压抑制器DZ1，超快恢复二极管D1，二极管D3，电容C4、电容C5、电容C7，电阻R2和有3个线圈的高频变压器；开关控制电路（2）的正输入端同时与瞬态电压抑制器DZ1的正电极、高频变压器的初级线圈L3的1端相连接；高频变压器的初级线圈L3的2端与集成电路U1的漏极引脚D相连；集成电路U1的源极引脚S同时与电容C5的负电极、高频变压器的反馈绕组L4的４端、输入及整流滤波电路（1）的负输出端相连接；集成电路U1的控制引脚C同时与电容C5的正电极、恒流反馈控制电路（3）的反馈输出端相连接；高频变压器的反馈绕组L4的3端与二极管D3的正电极相连，二极管D3的负电极同时与电容C4、恒流反馈控制电路（3）中的光耦合器U2的集电极相连，电容C4的另一端同时与高频变压器的反馈绕组L4的4端、电容C7的一端相连接，电容C7的另一端同时与高频变压器的次级线圈L5的5端、恒流反馈控制电路（3）的负输入电路端相连接；电阻R2的一端与高频变压器的反馈绕组L4的4端相连，另一端与高频变压器的次级线圈L5的5端相连；高频变压器的次级线圈L5的6端与恒流反馈控制电路（3）的正输入端相连接。

2.根据权利要求1所述的一种市电LED恒流驱动电路，其特征在于：所述恒流反馈控制电路（3）包含二极管D2，电感L1，光耦合器U2，三极管Q1、三极管Q2，电容C2、电容C8，电阻R1、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7；开关控制电路（2）的正输出与二极管D2的正电极相连接，开关控制电路（2）的负输出端同时与电容C2的负电极、三极管Q1的发射极、电阻R3的一端相连接，二极管D2的负电极同时与电容C2的正电极、电感L1的一端相连接，电感L1的另一端同时与输出电路（４）的正输入端、电阻R5的一端、电阻R6一端相连；电阻R5的另一端与三极管Q2的发射极相连，三极管Q2的基极与电阻R4的一端相连，三极管Q2的集电极与电阻R1的一端相连，电阻R1的另一端与光耦合器U2的阳极相连；电阻R6的另一端同时与三极管Q1的集电极、电阻R4的另一端、电容C8的正电极相连接，三极管Q1的基极同时与电容C8的负电极、电阻R7的一端相连接，电阻R7的另一端同时与电阻R3的另一端、光耦合器U2的阴极、输出电路（４）的负输入端相连接；光耦合器U2的集电极与开关控制电路（2）中的二极管D3的负电极以及与二极管D3负电极相连接的电容C4的一端相连，光耦合器U2的发射极与开关控制电路（2）的反馈输入端相连接。

3.根据权利要求2所述的一种市电LED恒流驱动电路，其特征在于：所述输出电路（4）包含电容C3，电容C3的正电极同时与恒流反馈控制电路（3）的正输出端、输出正电极相连接，电容C3的负电极同时与恒流反馈控制电路（3）的负输出端、输出负电极相连接。

4.根据权利要求1所述的一种市电LED恒流驱动电路，其特征在于：所述集成电路U1采用的是TOPSwitch-II系列。

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