CN102510605A - 一种新型的led驱动电路 - Google Patents

一种新型的led驱动电路 Download PDF

Info

Publication number
CN102510605A
CN102510605A CN201110314851XA CN201110314851A CN102510605A CN 102510605 A CN102510605 A CN 102510605A CN 201110314851X A CN201110314851X A CN 201110314851XA CN 201110314851 A CN201110314851 A CN 201110314851A CN 102510605 A CN102510605 A CN 102510605A
Authority
CN
China
Prior art keywords
led
control circuit
current
pin
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201110314851XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN102510605B (zh
Inventor
潘永雄
郑凌霄
贺倢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201110314851.XA priority Critical patent/CN102510605B/zh
Publication of CN102510605A publication Critical patent/CN102510605A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102510605B publication Critical patent/CN102510605B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于驱动电流脉冲幅度可控的大功率LED脉冲驱动控制方法及其实施电路:将线性恒流控制、过压自动减小脉冲电流幅度控制、过热检测控制以及驱动管等单元有机结合在一起,形成具有电流脉冲幅度可控的具有过热保护功能的LED脉冲驱动控制电路,以及由该脉冲驱动控制电路构成的无电容的LED脉冲驱动照明系统。

Description

一种新型的LED驱动电路
技术领域
本发明涉及LED照明驱动电路,具体涉及一种基于驱动电流脉冲幅度可控的非隔离式AC-DC照明LED脉冲电流驱动方式及电路,普遍适用于各种中、大功率LED照明灯具。
背景技术
LED光源具有环保、节能、使用寿命长、驱动电压低等优点,被公认为二十一世纪最有前途的照明光源,尤其适合于办公室、教室、商场、停车场、候车室、地铁、隧道、路灯等需要长时间照明的公共场所。
在现有市电供电的LED照明灯具中,多采用隔离或非隔离的AC/DC开关电源恒流驱动方式。在这种方式下,通过照明LED的电流始终维持在一定纹波范围内恒定值,使LED连续发光。一方面,这类型驱动电路复杂,占用PCB面积及空间大,成本高。特别是在灯泡、射灯和T8光管等灯具,占用大部分空间,容易导致散热不良;另一方面,在开关电源中多使用电解电容,致使驱动电源寿命远小于灯具内LED芯片寿命。尽管AC-LED芯片仅需4个电阻即可直接用市电驱动,但电源效率低,LED芯片利用率也不高,瞬态高压应变能力差,可靠性不高;而RC降压AC驱动方式只能用在5W以内LED灯具中,并使用了电解电容滤波,效率、功率因素不高。
国内外研究文献指出:对于中小功率LED芯片,在脉冲参数选择得当情况下,脉冲驱动效果优于恒流驱动方式。因此,现有部分市电高压LED驱动电路采用了脉冲驱动方式,但这类电路(芯片)内部只有线性恒流控制部件,仅实现了脉冲驱动电流幅度不随输入电压升高而升高,如附图1所示。在附图1中,电压Ui波形为交流电经过如附图3的整流桥BR整流输出后的一个直流脉动电压波形,U1为欠压波形,U2为正常电压波形,U3为过压波形。该类型电路的缺点是,由于缺少过压降低脉冲电流幅度控制电路与过热保护电路,当输入电压长时间处在过压(由U2变成U3)状态时,尽管电流幅度保持恒定,但LED的导通时间由T2增加到T3,导致LED芯片及其驱动电路功耗增加,引起过热,缩短LED芯片寿命,甚至损坏。可见,现有脉冲恒流驱动电路只能在输入电压稳定度较高的环境中使用。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有LED脉冲驱动技术的不足,提供了一种基于驱动电流脉冲幅度受输入电压控制的LED脉冲驱动控制方式,以及由该脉冲驱动控制电路构成的无电容的LED脉冲驱动照明系统。
本发明技术方案:将线性恒流控制、过压降低脉冲电流幅度控制、过热检测控制以及驱动管等单元有机结合在一起,形成驱动电流脉冲幅度可控的具有过热保护的LED脉冲驱动控制电路。脉冲驱动控制电路内部结构如附图2所示,由LED电流检测控制器A1、过压减流控制器A2、过热检测控制器A3、内部稳压、基准电源、高压驱动管Q、偏置电路等部分组成,具有恒流、过压减流、过热保护三重功能。过压控制部分由电压取样、比较、控制电路组成。其中的驱动管可以是双极型晶体管,也可以是MOS管;电阻R6可以内置,也可以外置。
当控制电路内的驱动管为NPN型或N沟MOS管时,则由该脉冲驱动控制电路构成的驱动电流脉冲幅度可控的无电容的LED驱动照明电路如附图3所示:220V/110V市电分别接整流桥BR的交流输入端,整流桥BR正极VCC接串联LED芯片组的正极,控制电路的CD引脚接串联LED芯片组的负极;电流采样电阻R1一端接控制电路的电流采样输入端CS引脚,另一端接整流桥BR的负极;电阻R2一端接VCC,另一端接控制电路的VDD引脚;电压取样电路由R3、R4组成,R3一端接VCC,另一端与电阻R4相连并接到控制电路的电压取样输入端VCH,电阻R4另一端与控制电路GND引脚并联后接整流桥BR的负极,输入过压最小LED电流控制电阻R6一端接控制电路VDD引脚,另一端接控制电路过压减流控制器A2的输出端VCHO引脚;热感应电阻R5一端接VDD引脚,另一端接控制电路GND引脚。为防止LED串联支路中某一LED芯片开路后,造成整个串联支路数十只LED芯片不亮现象,可选择在一定数量串联LED芯片两端并联一只稳压二极管VDZ,以减小LED芯片开路后灯具黑斑面积。
进一步的,当控制电路内的驱动管为PNP型或P沟MOS管时,电流采样电阻R1一端接整流桥BR正极VCC,另一端接控制电路的CS引脚;串联LED芯片组正极接控制电路的CD引脚,其负极与整流桥负极相连;电阻R2一端接控制电路的VDD引脚,另一端接控制电路的GND引脚;而热敏电阻R5一端接VCC,另一端接控制电路的VDD引脚。
再进一步的,可由多个包含了该控制电路的串联LED芯片组并联,构成不同输出功率的无电容LED驱动照明电路,如附图4所示。
更进一步的,在整流桥BR的正负极并联滤波电容C1、C2后,获得有电容滤波的LED恒流驱动电路,如附图5所示。
本发明工作原理:
220V/110V市电经BR整流后获得单向脉动电压VCC,直接加到串联LED芯片组的正极。
脉冲电流幅度稳定过程:当VCC从0增加到nVT(其中n为串联LED芯片个数,VT为LED开启电压)时,LED未导通,IF为0;当VCC从nVT增加到nVF时,LED导通,IF从0逐渐增加到峰值电流Ipeak,此时电流取样电阻R1端电压也从0开始增加到VB1,在R2选择得当情况下,驱动管Q饱和(对双极型来说)或处于可变电阻区(对MOS管来说),CD引脚对地电压<1.0V,VCC电压几乎全部施加到串联LED芯片组上,即在脉冲电流IF的上升沿及下降沿,电源利用率很高;当VCC达到nVF后,驱动管进入放大区(对双极型来说)或恒流区(对MOS管来说),在电流控制器A1控制下,VCC增加或温度升高将触发如下负反馈过程,结果VCC增量几乎全部降落到驱动管C-E(或D-S)极,而LED脉冲电流Ipeak维持恒定。
VCC↑→IF↑→VCS↑→恒流控制器A1输出端(驱动管基极或栅极)电位↓→驱动管VBE↓→IB↓→IC(IF)↓
显然,输入电压ui增加会使LED电流IF脉冲宽度增加,如附图1所示。一方面,会使LED输出功率增加;另一方面,驱动管Q功耗也会增加——导致LED灯具温度迅速上升,降低了LED芯片的光效与电源效率。为此,有必要设置过压自动减流控制电路。
输入过压脉冲电流下降控制过程:单向脉动电压VCC经电阻R3、R4分压后施加到VCH引脚(即过压减流控制器反相输入端),当VCC最大值超过设定值,如311V后,VCC增加会使控制器A2输出端电位下降→驱动管Q基极(对应双极型)或栅极(对应MOS)电位下降,使LED工作电流IF随VCC的增加而减小,其过程如附图6所示,结果LED消耗功率随VCC的增加仅略为增加或基本不变;当VCC再进一步增加时,LED工作电流IF迅速下降到设定的最小值Imin(由R6确定),使LED芯片消耗功率减到最小值,避免了LED灯具因输入电压ui升高出现过热损坏现象;同时也提高了LED照明灯具电路系统对电网瞬态高压的应变能力。
过热保护:当某种原因,如环境温度升高时,灯具内温度升高,NTC电阻R5阻值下降,使VDD引脚电位下降,过热控制器A3输出端(接驱动管Q的基极或栅极)电位下降,结果IF下降,限制了LED芯片功耗的进一步增加。
本发明的有益效果是:
1.本发明提供的电流脉冲幅度可控AC驱动方式在参数匹配条件下,效率、功率因素PFC达到甚至超过非隔离式AC/DC恒流驱动方式。而且光效高。
2.可靠、寿命长。本发明可以组成的无电容LED脉冲驱动电路没有电解电容。理论上,该新型LED脉冲驱动电路寿命和LED芯片寿命相当。
3.对电网瞬态高压应变能力强;具有完善的过压过热保护功能。
4.整个驱动外围元件少,占用空间小,成本低廉,可嵌入LED灯具光模PCB板内,极大地提高了LED灯具的生产效率。
实践表明本发明提供的驱动方式工作稳定、可靠。在LED照明灯具中具有广泛的应用前景和推广价值,对节能减排将起到积极的推动作用。
附图说明
附图1是现有脉冲驱动方式电流随输入电压变化而变化示意图
附图2是本发明驱动控制芯片的内部框图。
附图3是本发明的原理图,也是说明书摘要用图。
附图4~5是本发明衍生应用电路。
附图6是本发明过压控制原理解释用图。
具体实施方式
现结合附图3给一实例,对本发明做进一步说明。
实施例:
220V市电分别接整流桥BR的交流输入端,整流桥BR正极VCC接串联LED芯片组的正极,电流脉冲幅度可控电路的CD引脚接串联LED芯片组的负极;电流采样电阻R1一端接控制电路电流采样输入端CS引脚,另一端接整流桥BR的负极;电阻R2一端接VCC,另一端接控制电路的VDD引脚;电压取样电路由R3、R4组成,R3一端接VCC,另一端与电阻R4相连并且接到控制电路的电压取样输入端VCH,电阻R4另一端与控制电路GND引脚并联后接整流桥BR的负极,输入过压最小LED电流控制电阻R6一端接控制电路的VDD引脚,另一端接控制电路过压减流控制器输出端VCHO引脚;NTC电阻R5一端接VDD引脚,另一端接控制电路的GND引脚。对于65mW白光LED芯片,可根据VF大小选择串联LED芯片个数n,例如驱动电流为20mA时,VF为3.0~3.2V,则n取值范围在80~82之间;外围元件参数如下:
Figure BSA00000592711300051
Figure BSA00000592711300061
在市电非隔离式LED驱动方式中,由于串联的LED芯片数较多,为避免某一LED芯片开路后,整串LED芯片不工作的弊端,可选在一定数量串联LED芯片两端并联一只稳压二极管,稳定电压VZ大小与LED芯片工作电压VF有关。
上述提供了本发明的较佳实施案例的描述,以使本领域内的技术人员可以了解本发明。对这些实施例的各种修改对本领域内的技术人员是显而易见的,可把这里所述的总原理应用到其他实施例而不具备创造性。因而,本发明将不限于这里所示的实施例,而应依据符合这里所揭示的原理方法和新特征的最佳范围。

Claims (5)

1.一种基于驱动电流脉冲幅度可控的LED脉冲驱动控制电路,其特征在于:将线性恒流控制、过压减小脉冲电流幅度控制、过热检测控制以及驱动管等单元有机结合在一起,外部直流电压施加到由驱动管与串联LED芯片组构成的串联支路两端,形成具有电流脉冲幅度受输入电压控制的的具有过热保护功能的LED脉冲驱动控制电路。其中的驱动管可以是NPN双极型晶体管,也可以是N沟MOS管。
2.如权利1所述的输入过压自动减小LED脉冲电流幅度的LED脉冲驱动控制方式,其特征在于:该输入过压自动减小脉冲电流幅度控制电路由输入电压取样、比较、控制、驱动等环节组成。当输入电压超过设定值后,LED电流随输入电压升高而减小,使LED灯具消耗功率受输入电压控制,不仅提高了LED芯片对输入瞬态高压的应变能力,也避免了输入电压偏高造成LED芯片过热,降低LED光效,甚至损坏的现象。
3.如权利1、权利2所述的LED脉冲驱动控制电路,其特征在于借助整流器件、电阻、LED串联芯片以及稳压二极管(可选)组构成一个无电容的LED脉冲驱动照明电路:220V/110V市电分别接整流桥BR的交流输入端,整流桥BR正极VCC接串联LED芯片组的正极,控制电路的CD引脚接串联LED芯片组的负极;电流采样电阻R1一端接控制电路的电流采样输入端CS引脚,另一端接整流桥BR的负极;电阻R2一端接VCC,另一端接控制电路的VDD引脚;电压取样电路由R3、R4组成,R3一端接VCC,另一端与电阻R4相连并接到控制电路的电压取样输入端VCH,电阻R4另一端与控制电路GND引脚并联后接整流桥BR的负极,输入过压最小LED电流控制电阻R6一端接控制电路VDD引脚,另一端接控制电路过压减流控制放大器输出端VCHO引脚;热感应电阻R5一端接VDD引脚,另一端接控制电路GND引脚。
4.如权利3所述的无电容的LED脉冲驱动照明电路,其特征在于:控制电路内驱动管采用PNP管或P沟MOS管;电流采样电阻R1一端接整流桥BR正极VCC,另一端接控制电路的CS引脚;串联LED芯片组正极接控制电路的CD引脚,而串联LED芯片组负极与整流桥负极相连;电阻R2一端接VDD引脚,另一端接控制电路GND引脚;而热敏电阻R5一端接VCC,另一端接控制电路的VDD引脚。
5.如权利要求3所述的LED脉冲驱动照明电路,其特征在于:在整流输出端并联滤波电容后,即构成电压正常恒流而过压减流,且具有过热保护的LED驱动电路。
CN201110314851.XA 2011-10-17 2011-10-17 一种新型的led脉冲驱动照明电路及驱动方法 Expired - Fee Related CN102510605B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110314851.XA CN102510605B (zh) 2011-10-17 2011-10-17 一种新型的led脉冲驱动照明电路及驱动方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110314851.XA CN102510605B (zh) 2011-10-17 2011-10-17 一种新型的led脉冲驱动照明电路及驱动方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102510605A true CN102510605A (zh) 2012-06-20
CN102510605B CN102510605B (zh) 2014-03-26

Family

ID=46222648

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110314851.XA Expired - Fee Related CN102510605B (zh) 2011-10-17 2011-10-17 一种新型的led脉冲驱动照明电路及驱动方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102510605B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103079320A (zh) * 2013-01-21 2013-05-01 成都启臣微电子有限公司 一种led恒流控制器及led恒流驱动电路
CN103327669A (zh) * 2013-06-08 2013-09-25 成都成电硅海科技股份有限公司 Led驱动电路
CN106097986A (zh) * 2016-08-23 2016-11-09 深圳市华星光电技术有限公司 一种背光驱动电路
CN108141946A (zh) * 2015-09-04 2018-06-08 卢特龙电子公司 用于高效负载的负载控制设备
CN110250573A (zh) * 2019-05-21 2019-09-20 西安拓尔微电子有限责任公司 一种新型的电子烟控制系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201075827Y (zh) * 2007-08-15 2008-06-18 李世煌 输出功率稳定的开关电源
CN201523469U (zh) * 2009-11-07 2010-07-07 桂林电子科技大学 一种智能化led脉冲驱动电路
CN201957310U (zh) * 2011-02-22 2011-08-31 刘冰冰 高精度led恒流驱动器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201075827Y (zh) * 2007-08-15 2008-06-18 李世煌 输出功率稳定的开关电源
CN201523469U (zh) * 2009-11-07 2010-07-07 桂林电子科技大学 一种智能化led脉冲驱动电路
CN201957310U (zh) * 2011-02-22 2011-08-31 刘冰冰 高精度led恒流驱动器

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103079320A (zh) * 2013-01-21 2013-05-01 成都启臣微电子有限公司 一种led恒流控制器及led恒流驱动电路
CN103327669A (zh) * 2013-06-08 2013-09-25 成都成电硅海科技股份有限公司 Led驱动电路
CN108141946A (zh) * 2015-09-04 2018-06-08 卢特龙电子公司 用于高效负载的负载控制设备
CN108141946B (zh) * 2015-09-04 2020-04-07 路创技术有限责任公司 用于高效负载的负载控制设备
CN106097986A (zh) * 2016-08-23 2016-11-09 深圳市华星光电技术有限公司 一种背光驱动电路
CN110250573A (zh) * 2019-05-21 2019-09-20 西安拓尔微电子有限责任公司 一种新型的电子烟控制系统
CN110250573B (zh) * 2019-05-21 2024-02-23 杭州拓尔微电子有限公司 一种新型的电子烟控制系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN102510605B (zh) 2014-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN200997700Y (zh) Led灯大功率驱动芯片
CN102711329A (zh) 自适应led日光灯
CN102932989B (zh) 一种led驱动装置及其驱动方法
CN201374838Y (zh) 一种led驱动电源
CN203399353U (zh) 一种新型的led交流驱动电路
CN108966430B (zh) 一种led照明灯具线性驱动电路
CN101527983B (zh) 基于电流型电荷泵的白光led照明驱动电路
CN102510605B (zh) 一种新型的led脉冲驱动照明电路及驱动方法
CN104703358A (zh) 宽电压led灯的开关调光驱动电路及led灯调光控制系统
CN201274590Y (zh) 市电led驱动装置
CN204598411U (zh) 一种led驱动过温降流电路
CN204392656U (zh) Led驱动电路及led开关驱动电源
CN103517524B (zh) Led应急控制器
CN202679701U (zh) 一种新型的led驱动电路
CN202374531U (zh) 一种无电解电容白光led驱动电路
CN204539556U (zh) 宽电压led灯的开关调光驱动电路及led灯调光控制系统
TWI429315B (zh) AC light emitting diode drive
CN202026504U (zh) Led恒流源驱动电路
CN205142616U (zh) 一种led恒流驱动电路
CN205299186U (zh) 一种led球泡灯
CN204206569U (zh) 一种高功率因子的线性led驱动电路
CN204598365U (zh) 一种led照明设备和led灯具电源驱动电路
CN202818729U (zh) 一种led驱动装置
CN203884040U (zh) 一种脉冲式线性恒流驱动led电路
CN202773124U (zh) Led路灯驱动电路

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20140326

Termination date: 20141017

EXPY Termination of patent right or utility model