CN102307411A - 带关键元件过压保护功能的led灯具控制电路 - Google Patents

带关键元件过压保护功能的led灯具控制电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种结构简单、控制可靠、成本低的带关键元件过压保护功能的LED灯具控制电路，包括LED光源负载(6)、将交流电变为直流电的整流电路(4)、为所述LED光源负载(6)进行稳压、稳流的恒流电路(7)，所述LED光源负载(6)包括至少一组相串联的若干个LED，所述恒流电路(7)包括至少一组恒流源器件，每组所述恒流源器件包括至少一个耗尽型场效应晶体管，所述耗尽型场效应晶体管的漏极为一接点，所述耗尽型场效应晶体管的源极与栅极相短接构成另一接点，每组所述恒流源器件均并联接有稳压工作点为20～80V DC之间特定电压的第一稳压二极管。可应用于LED照明电路领域。

Description

带关键元件过压保护功能的LED灯具控制电路
技术领域
本发明涉及一种带关键元件过压保护功能的LED灯具控制电路。
背景技术
目前，LED的应用越来越广泛，用于日常室内和户外照明的LED灯具也正越来越普及。目前的LED照明一般需要采用恒流驱动电路，以对LED提供稳定的直流电，保证LED正常工作和使用寿命，目前的恒流驱动电路普遍结构复杂。
本申请人曾率先将耗尽型MOSFET器件应用于LED照明驱动电路中，以单器件提供电流的缓冲，保证LED电流稳定，不受冲击，在实际应用中取得了良好的效果。但是在多个LED灯具同时使用的环境中，如果多个灯具同时开启，会产生开关浪涌冲击，电压会瞬时在较大范围内波动，一旦瞬时电压过高，则可能会对恒流源造成冲击，超过恒流源器件的自身承受能力，则会导致恒流源器件损坏。
另外，本申请人还曾将散热风扇与LED灯具结合，利用散热风扇主动散热，带来了良好的效果。但是在在多个LED灯具的环境中，如果多个灯具同时开启，也会产生开关浪涌冲击，电压会瞬时在较大范围内波动，一旦瞬时电压过高，则可能会对风扇造成冲击，甚至造成风扇损坏。
综上所述，LED灯具照明电路中的关键元件可能会由于开关浪涌冲击造成损坏，导致LED灯具死灯报废。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、控制可靠、成本低的带关键元件过压保护功能的LED灯具控制电路。
本发明所采用的技术方案是：本发明包括LED光源负载、将交流电变为直流电的整流电路、为所述LED光源负载进行稳压、稳流的恒流电路，所述LED光源负载包括至少一组相串联的若干个LED，所述恒流电路包括至少一组恒流源器件，每组所述恒流源器件包括至少一个耗尽型场效应晶体管，所述耗尽型场效应晶体管的漏极为一接点，所述耗尽型场效应晶体管的源极与栅极相短接构成另一接点，每组所述恒流源器件均并联接有第一稳压二极管，所述第一稳压二极管的稳压工作点为20～80V DC之间的一个特定电压。
所述带关键元件过压保护功能的LED灯具控制电路还包括第一温控开关电路，所述第一温控开关电路接于电源的输入端，所述第一温控开关电路包括常闭温控开关，所述常闭温控开关装于所述LED灯具的散热器上或灯具内某一特定位置，当散热器温度或灯具内所述特定位置的温度高于所述常闭温控开关的断开温度时，所述常闭温控开关断开，切断所述LED光源负载的供电，所述常闭温控开关的断开温度为60～100℃之间的一个特定温度。
所述带关键元件过压保护功能的LED灯具控制电路还包括稳压及PFC电路，所述稳压及PFC电路接于所述整流电路之后、所述LED光源负载之前。
所述带关键元件过压保护功能的LED灯具控制电路还包括过流保护电路，所述过流保护电路接于电源的输入端，所述过流保护电路包括过流保护保险管。
所述带关键元件过压保护功能的LED灯具控制电路还包括电源防雷电路，所述电源防雷电路接于所述过流保护电路和所述第一温控开关电路之后。
所述带关键元件过压保护功能的LED灯具控制电路还包括EMC电路，所述EMC电路接于所述整流电路之前，所述整流电路采用桥式整流。
每组所述恒流源器件与所述LED光源负载中的至少一组LED相串联连接。
所述带关键元件过压保护功能的LED灯具控制电路还包括灯具风扇电机、风扇分流电路、第二温控开关电路，所述第二温控开关电路与所述灯具风扇电机相串联后再与所述风扇分流电路相并联，所述风扇分流电路并联接有第二稳压二极管，所述第二稳压二极管的稳压工作点为6～24V DC之间的一个特定电压。
所述风扇分流电路包括至少一个与所述第二稳压二极管相并联的分流电阻。
所述第二温控开关电路包括常开温控开关，当温度高于所述常开温控开关的闭合温度时，所述常开温控开关闭合，为所述灯具风扇电机供电，所述常开温控开关的闭合温度为30～50℃之间的一个特定温度。
本发明的有益效果是：由于本发明包括LED光源负载、将交流电变为直流电的整流电路、为所述LED光源负载进行稳压、稳流的恒流电路，所述LED光源负载包括至少一组相串联的若干个LED，所述恒流电路包括至少一组恒流源器件，每组所述恒流源器件包括至少一个耗尽型场效应晶体管，所述耗尽型场效应晶体管的漏极为一接点，所述耗尽型场效应晶体管的源极与栅极相短接构成另一接点，每组所述恒流源器件均并联接有第一稳压二极管，所述第一稳压二极管的稳压工作点为20～80V DC之间的一个特定电压；所述恒流源器件作为一个独立的器件，方便替换现有其他电路的外围稳压及稳流电路，使得电路元件大大减少、电路简单、成本低；通过设置所述第一稳压二极管，使得所述恒流源器件的电压控制在一定范围内，避免多个灯具同时开启产生的开关浪涌冲击造成的瞬时电压过高，减少对恒流源造成冲击，避免恒流源器件损坏，保证整个电路的稳定运行，故本发明结构简单、控制可靠、成本低，带关键元件过压保护功能；
由于本发明还包括第一温控开关电路，所述第一温控开关电路接于电源的输入端，所述第一温控开关电路包括常闭温控开关，所述常闭温控开关装于所述LED灯具的散热器上或灯具内某一特定位置，当散热器温度或灯具内所述特定位置的温度高于所述常闭温控开关的断开温度时，所述常闭温控开关断开，切断所述LED光源负载的供电，所述常闭温控开关的断开温度为60～100℃之间的一个特定温度；通过设置所述第一温控开关电路接于电源的输入端，当散热器温度或灯具内某一特定位置高于所述常闭温控开关的断开温度时，所述常闭温控开关断开，切断所述LED光源负载的供电，当散热器温度低于所述常闭温控开关的断开温度时，所述常闭温控开关重新闭合，点亮LED进行照明，避免LED由于过热而影响寿命和报废，延长LED的使用寿命，保护LED免受高温破坏，故本发明结构简单、控制可靠、具有高温保护功能；
由于本发明还包括灯具风扇电机、风扇分流电路、第二温控开关电路，所述第二温控开关电路与所述灯具风扇电机相串联后再与所述风扇分流电路相并联，所述风扇分流电路并联接有第二稳压二极管，所述第二稳压二极管的稳压工作点为6～24V DC之间的一个特定电压，所述第二温控开关电路包括常开温控开关，当温度高于所述常开温控开关的闭合温度时，所述常开温控开关闭合，为所述灯具风扇电机供电，所述常开温控开关的闭合温度为30～50℃之间的一个特定温度；当温度高于所述常开温控开关的闭合温度时，所述常开温控开关闭合，为所述灯具风扇电机供电，使风扇运转，进行主动散热，当温度低于所述常开温控开关的闭合温度时，所述常开温控开关断开，所述灯具风扇电机不运转，避免浪费和噪音，还可避免特殊低温场合下风扇结冰强行启动带来的弊端；通过设置所述第二稳压二极管，使得所述灯具风扇电机的电压控制在一定范围内，避免多个灯具同时开启产生的开关浪涌冲击造成的瞬时电压过高，减少对灯具风扇电机造成冲击，避免风扇损坏，保证整个电路的散热稳定运行，故本发明还具有低温保护功能以及风扇过压保护功能。
附图说明
图1是本发明实施例一的电路原理框图；
图2是本发明实施例一的电路结构示意图；
图3是本发明实施例二的电路原理框图；
图4是本发明实施例二的电路结构示意图。
具体实施方式
实施例一：
如图1、图2所示，本实施例的带关键元件过压保护功能的LED灯具中包括用于被动散热的散热器，带关键元件过压保护功能的LED灯具控制电路包括第一温控开关电路1、过流保护电路11、电源防雷电路2、EMC电路3、稳压及PFC电路5、LED光源负载6、将交流电变为直流电的整流电路4、为所述LED光源负载6进行稳压、稳流的恒流电路7，所述过流保护电路11接于电源的输入端，所述过流保护电路11包括过流保护保险管F1，用于过流及短路保护之用，所述电源防雷电路2接于所述过流保护电路11和所述第一温控开关电路1之后，用于防雷保护之用，包括压敏电阻RV1、RV2、R2、热敏电阻RT、放电管DSA1，所述EMC电路3接于所述整流电路4之前，以使电路符合电磁兼容性要求，包括电阻R1、电容C1～C4、共模电感T1，所述整流电路4采用桥式整流，包括四个整流二极管D1～D4，当然也可以采用其他整流方式整流，所述稳压及PFC电路5是功率因数校正电路，接于所述整流电路4之后、所述LED光源负载6之前，用于为所述LED光源负载6提供电压稳定的直流电，并提高整个电路的功率因数，所述稳压及PFC电路5是开关电源，包括功率因数校正芯片U1，所述功率因数校正芯片U1采用ST公司生产的型号为L6561的电源PFC功率因数控制电路，其具有电路简单、效率高等优点，其外围元件包括电容C5～C8、C10、电阻R3～R11、二极管D5、D6、MOS管Q1、变压器T2，所述第一温控开关电路1接于电源的输入端，所述第一温控开关电路1包括常闭温控开关TH1，所述常闭温控开关TH1装于所述LED灯具的散热器上，当散热器温度高于所述常闭温控开关TH1的断开温度时，所述常闭温控开关TH1断开，切断所述LED光源负载6的供电，所述常闭温控开关TH1的断开温度为70℃，所述常闭温控开关TH1的断开温度范围可根据灯具的工作条件及实际电路的功率等因素选定为60～100℃之间的某个特定温度，通过设置所述第一温控开关电路1接于电源的输入端，当散热器温度高于所述常闭温控开关TH1的断开温度时，所述常闭温控开关TH1断开，切断所述LED光源负载6的供电，当散热器温度低于所述常闭温控开关TH1的断开温度时，所述常闭温控开关TH1重新闭合，点亮LED进行照明，避免LED由于过热而影响寿命和报废，延长LED的使用寿命，保护LED免受高温破坏，因此具有高温保护功能，所述LED光源负载6包括至少若干组LED，即LED 1a～LED(n)a、……、LED 1x～LED(n)x，各组之间相并联，各组内包括若干个相串联的LED，每组相串联的LED的个数n可视输入电压、额定功率的高低、光源照度的大小的要求而定，所述恒流电路7包括若干组恒流源器件，每组所述恒流源器件包括一个耗尽型场效应晶体管Qa、……、Qx，每个所述耗尽型场效应晶体管Qa、……、Qx的漏极为一接点，每个所述耗尽型场效应晶体管Qa、……、Qx的源极与栅极相短接构成另一接点，每组所述恒流源器件与所述LED光源负载6中的一组LED相串联连接，以使每组LED都能获得稳定的工作电流，避免过流烧毁，延长使用寿命，每组所述恒流源器件即耗尽型场效应晶体管Qa、……、Qx均并联接有第一稳压二极管Da、……、Dx，所述第一稳压二极管Da、……、Dx的稳压工作点可根据灯具的功率大小及实际电路的情况等因素选定为20～80V DC之间的某个特定电压，使得所述恒流源器件的电压控制在一定范围内，避免多个灯具同时开启产生的开关浪涌冲击造成的瞬时电压过高，减少对恒流源造成冲击，避免恒流源器件损坏，保证整个电路的稳定运行，因此具有关键元件过压保护功能。
实施例二：
如图3、图4所示，本实施例的带关键元件过压保护功能的LED灯具控制电路可应用于冷库的工矿灯中，LED灯具中包括用于主动散热的散热风扇和用于被动散热的散热器，其与实施例一的区别在于：本实施例还包括灯具风扇电机10、风扇分流电路8、第二温控开关电路9，所述第二温控开关电路9与所述灯具风扇电机10相串联后再与所述风扇分流电路8相并联，所述风扇分流电路8并联接有第二稳压二极管Dfan，所述第二稳压二极管Dfan的稳压工作点可根据灯具的功率大小及实际电路的情况等因素选定为6～24V DC之间的某个特定电压，所述风扇分流电路8包括两个与所述第二稳压二极管Dfan相并联的分流电阻R12，用于大功率电路的分流，避免单个电阻带来的高温，所述第二温控开关电路9包括常开温控开关TH2，当温度高于所述常开温控开关TH2的闭合温度时，所述常开温控开关TH2闭合，为所述灯具风扇电机10供电，使风扇运转，进行主动散热，当温度低于所述常开温控开关TH2的闭合温度时，所述常开温控开关TH2断开，所述灯具风扇电机10不运转，避免浪费和噪音，还可避免特殊低温场合下风扇结冰强行启动带来的弊端，所述常开温控开关TH2的闭合温度为30℃，所述常开温控开关TH2的闭合温度范围可可根据灯具的使用环境的温度情况等因素选定为30～50℃之间的一个特定温度，通过设置所述第二稳压二极管Dfan，使得所述灯具风扇电机10的电压控制在一定范围内，避免多个灯具同时开启产生的开关浪涌冲击造成的瞬时电压过高，减少对灯具风扇电机10造成冲击，避免风扇损坏，保证整个电路的散热稳定运行。本实施例的带关键元件过压保护功能的LED灯具控制电路可用于高温保护、低温保护和过压保护。
本实施例的其余特征同实施例一相同。
当然，以上实施例中所述常闭温控开关TH1装于所述LED灯具的散热器上不是所述常闭温控开关TH1安装的唯一位置，也可以根据灯具的功率情况及电路发热情况将所述常闭温控开关TH1安装于灯具内某一其他特定位置，比如安装于发热较大的三极管上，当灯具内所述特定位置的温度高于所述常闭温控开关TH1的断开温度时，所述常闭温控开关TH1断开，切断所述LED光源负载6的供电，实现保护的作用。
本发明中，所述恒流源器件作为一个独立的器件，方便替换现有其他电路的外围稳压及稳流电路，使得电路元件大大减少、电路简单、成本低；通过设置所述第一稳压二极管和所述第二稳压二极管，使得所述恒流源器件及风扇的电压控制在一定范围内，避免多个灯具同时开启产生的开关浪涌冲击造成的瞬时电压过高，减少对电路中关键元件造成冲击，避免关键元件损坏，保证整个电路的稳定运行，因此本发明结构简单、控制可靠、成本低，带关键元件过压保护功能。
本发明可广泛应用于LED照明电路领域。

Claims (10)

1.一种带关键元件过压保护功能的LED灯具控制电路，包括LED光源负载(6)、将交流电变为直流电的整流电路(4)、为所述LED光源负载(6)进行稳压、稳流的恒流电路(7)，其特征在于：所述LED光源负载(6)包括至少一组相串联的若干个LED，所述恒流电路(7)包括至少一组恒流源器件，每组所述恒流源器件包括至少一个耗尽型场效应晶体管，所述耗尽型场效应晶体管的漏极为一接点，所述耗尽型场效应晶体管的源极与栅极相短接构成另一接点，每组所述恒流源器件均并联接有第一稳压二极管，所述第一稳压二极管的稳压工作点为20～80V DC之间的一个特定电压。
2.根据权利要求1所述的带关键元件过压保护功能的LED灯具控制电路，其特征在于：所述带关键元件过压保护功能的LED灯具控制电路还包括第一温控开关电路(1)，所述第一温控开关电路(1)接于电源的输入端，所述第一温控开关电路(1)包括常闭温控开关(TH1)，所述常闭温控开关(TH1)装于所述LED灯具的散热器上或灯具内某一特定位置，当散热器温度或灯具内所述特定位置的温度高于所述常闭温控开关(TH1)的断开温度时，所述常闭温控开关(TH1)断开，切断所述LED光源负载(6)的供电，所述常闭温控开关(TH1)的断开温度为60～100℃之间的一个特定温度。
3.根据权利要求1所述的带关键元件过压保护功能的LED灯具控制电路，其特征在于：所述带关键元件过压保护功能的LED灯具控制电路还包括稳压及PFC电路(5)，所述稳压及PFC电路(5)接于所述整流电路(4)之后、所述LED光源负载(6)之前。
4.根据权利要求1所述的带关键元件过压保护功能的LED灯具控制电路，其特征在于：所述带关键元件过压保护功能的LED灯具控制电路还包括过流保护电路(11)，所述过流保护电路(11)接于电源的输入端，所述过流保护电路(11)包括过流保护保险管(F1)。
5.根据权利要求4所述的带关键元件过压保护功能的LED灯具控制电路，其特征在于：所述带关键元件过压保护功能的LED灯具控制电路还包括电源防雷电路(2)，所述电源防雷电路(2)接于所述过流保护电路(11)和所述第一温控开关电路(1)之后。
6.根据权利要求1所述的带关键元件过压保护功能的LED灯具控制电路，其特征在于：所述带关键元件过压保护功能的LED灯具控制电路还包括EMC电路(3)，所述EMC电路(3)接于所述整流电路(4)之前，所述整流电路(4)采用桥式整流。
7.根据权利要求1所述的带关键元件过压保护功能的LED灯具控制电路，其特征在于：每组所述恒流源器件与所述LED光源负载(6)中的至少一组LED相串联连接。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的带关键元件过压保护功能的LED灯具控制电路，其特征在于：所述带关键元件过压保护功能的LED灯具控制电路还包括灯具风扇电机(10)、风扇分流电路(8)、第二温控开关电路(9)，所述第二温控开关电路(9)与所述灯具风扇电机(10)相串联后再与所述风扇分流电路(8)相并联，所述风扇分流电路(8)并联接有第二稳压二极管(Dfan)，所述第二稳压二极管(Dfan)的稳压工作点为6～24V DC之间的一个特定电压。
9.根据权利要求8所述的带关键元件过压保护功能的LED灯具控制电路，其特征在于：所述风扇分流电路(8)包括至少一个与所述第二稳压二极管(Dfan)相并联的分流电阻(R12)。
10.根据权利要求8所述的带关键元件过压保护功能的LED灯具控制电路，其特征在于：所述第二温控开关电路(9)包括常开温控开关(TH2)，当温度高于所述常开温控开关(TH2)的闭合温度时，所述常开温控开关(TH2)闭合，为所述灯具风扇电机(10)供电，所述常开温控开关(TH2)的闭合温度为30～50℃之间的一个特定温度。
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