CN102612197B - 一种led驱动电路及使用该电路的led灯具 - Google Patents

一种led驱动电路及使用该电路的led灯具 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种LED驱动电路及使用该电路的LED灯具;LED驱动电路包括恒流驱动单元、直流电源以及过压保护单元,过压保护单元的电源输入端与直流电源电连接,过压保护单元的电源输出端与恒流驱动单元电连接,恒流驱动单元的电源输出端与所述LED驱动电路的电源输出端电连接。本发明采用过压保护和恒流驱动的一体化的集成高频模块设计,通过过压保护,可以避免恒流驱动的恒流控制芯片因电源电压过大烧坏,从而确保了LED稳定可靠工作在恒定电流状态,同时降低了成本,经济效益高。

Description

—种LED驱动电路及使用该电路的LED灯具
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种LED驱动电路,尤其涉及一种LED恒流驱动电路。本发明还包括一种使用该电路的LED灯具
【背景技术】
[0002] 随着科学技术的不断发展,新产品新技术不断革新,LED作为新型光源,它有着节能、环保、高效的特点,技术已经成熟并应用于各个领域,LED作为光源被广泛使用,随之也出现了各种各样的LED驱动电路。
[0003]目前在低电压的场所都是采用DC-DC斩波技术来驱动LED,它有着功耗小、效率高、稳定可靠、单位功率体积小、重量轻等优点,但是其成本高、电路复杂、易损坏、有较强的高频干扰等缺点,给使用者带来了不便。
[0004] 因此,现有技术需要改进。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此,本发明提供一种设计简单且带有过压保护的LED驱动电路,该LED驱动电路可以提供安全可靠的恒定电流。
[0006] 本发明的一个技术方案是:
[0007] 一种LED驱动电路,包括恒流驱动单元和直流电源,其中,该LED驱动电路还包括过压保护单元,所述过压保护单元的电源输入端与所述直流电源电连接,所述过压保护单元的电源输出端与所述恒流驱动单元电连接,所述恒流驱动单元的电源输出端与所述LED驱动电路的电源输出端电连接。
[0008] 所述的LED驱动电路,其中,所述过压保护单元包括继电器K1、三极管Q3、第一分压电阻Rl以及第二分压电阻R2 ;所述继电器Kl的I脚和4脚分别与所述直流电源的正极电连接,所述继电器Kl的2脚与所述恒流驱动单元的电源输入端电连接,所述继电器Kl的3脚空置,所述继电器Kl的5脚与所述三极管Q3的集电极电连接,所述三极管Q3的基极通过所述第一分压电阻Rl与所述直流电源的正极电连接,所述三极管Q3的发射极和基极之间通过第二分压电阻R2电连接,且所述三极管Q3的发射极与所述第二分压电阻R2的电连接点与所述直流电源的负极电连接。
[0009] 所述的LED驱动电路,其中,所述三极管Ql的型号为D965型。
[0010] 所述的LED驱动电路,其中,所述恒流驱动单元包括储能电感L1、三极管Ql ,MOS管Q2、自锁开关S1、采样电阻R3、第三分压电阻R4和第四分压电阻R5以及恒流控制芯片Ul ;
[0011] 所述自锁开关S1、第三分压电阻R4以及第四分压电阻R5顺序串联连接,且自锁开关SI的另一端与所述过压保护单元的电源输出端电连接,所述第四分压电阻R5的另一端与所述直流电源的负极电连接; [0012] 所述恒流控制芯片Ul的工作电源输入脚与所述过压保护单元的电源输出端电连接;所述恒流控制芯片Ul的接地脚和电流检测脚之间通过采样电阻R3电连接;所述恒流控制芯片Ul的驱动脚与所述三极管Ql的基极电连接,且所述所述三极管Ql的发射极与所述恒流控制芯片Ul的电流检测脚电连接;
[0013] 所述三极管Ql的集电极与所述LED驱动电路电源输出端的负极电连接;
[0014] 所述储能电感LI的一端与所述过压保护单元的电源输出端电连接,另一端与所述LED驱动电路电源输出端的正极电连接;
[0015] 所述MOS管Q2的源极与所述恒流控制芯片Ul的接地脚电连接,所述MOS管Q2的漏极与所述直流电源的负极电连接,所述MOS管Q2的栅极与所述第三分压电阻R4和第四分压电阻R5之间的电连接点连接。
[0016] 所述的LED驱动电路,其中,所述恒流驱动单元还包括一续流二极管Dl,该续流二极管Dl的阴极与所述过压保护单元的电源输出端电连接,所述续流二极管Dl的阳极与所述三极管Ql的集电极电连接。
[0017] 所述的LED驱动电路,其中,所述恒流驱动单元还包括第一滤波电容Cl,所述第一滤波电容Cl并联连接在所述过压保护单元的电源输出端与所述恒流控制芯片Ul的接地脚之间。
[0018] 所述的LED驱动电路,其中,所述恒流控制芯片Ul的型号为ZXSC300型。
[0019] 所述的LED驱动电路,其中,所述MOS管的型号为IRF7413型;所述三极管Ql的型号为FMMT617型。
[0020] 所述LED驱动电路还包括一第二滤波电容C2,该第二滤波电容C2并联连接在所述LED驱动电路的电源输出端的正极和负极之间。
[0021 ] 一种LED灯具,其中,该LED灯具包括权利要求1至9任一所述的LED驱动电路。
[0022] 上述方案,采用过压保护和恒流驱动的一体化的集成高频模块设计,通过过压保护,可以避免恒流驱动的恒流控制芯片因电源电压过大烧坏,从而确保了 LED稳定可靠工作在恒定电流状态,同时降低了成本,经济效益高。
【附图说明】
[0023] 图1为本发明LED驱动电路的方框图;
[0024] 图2是一个实施例中的LED驱动电路原理图。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合附图,对本发明的具体实施方式进行详细描述。
[0026] 本发明提供的一种LED驱动电路,如图1所示,包括恒流驱动单元300、4~7V的直流电源100以及过压保护单元200 ;其中,过压保护单元200的电源输入端与直流电源100电连接,过压保护单元200的电源输出端与恒流驱动单元300电连接,且恒流驱动单元300的电源输出端作为整个LED驱动电路的电源输出端,也可是说,恒流驱动单元300的电源输出端与整个LED驱动电路的电源输出端电连接,整个LED驱动电路的电源输出端用于给负载LED400提供电源。直流电源可以为充电电池或一次性电池。
[0027] 上述LED驱动电路中,如图2所示,过压保护单元200包括继电器Kl、三极管Q3、第一分压电阻Rl以及第二分压电阻R2 ;恒流驱动单元300包括储能电感L1、三极管Ql、MOS管Q2、自锁开关S1、第一滤波电容Cl、采样电阻R3、第三分压电阻R4和第四分压电阻R5以及恒流控制芯片Ul。其中,三极管Q3的型号为D965型,且第一分压电阻Rl的值为第二分压电阻阻值的15倍,如Rl为150K,则R2为IOK ;继电器Kl的规格为DC12V/1A ;恒流控制芯片Ul的型号为ZXSC300型,MOS管的型号为IRF7413型,三极管Ql的型号为FMMT617型。
[0028] 如图2所示,过压保护单元200中,继电器Kl的I脚和4脚分别与直流电源100的正极电连接,继电器Kl的2脚与恒流驱动单元300的电源输入端,即恒流控制芯片Ul的工作电源输入脚I脚(VCC)电连接,继电器Kl的3脚空置,继电器Kl的5脚与三极管Q3的集电极电连接,三极管Q3的基极通过第一分压电阻Rl与直流电源100的正极电连接,三极管Q3的发射极和基极之间通过第二分压电阻R2电连接,且三极管Q3的发射极与第二分压电阻R2的电连接点与直流电源100的负极电连接。
[0029] 这样,当接通电源时,直流电源100电压经过第一、二分压电阻(R1、R2)分压后,如果三极管Q3基极上的电压低于该三极管Q3的导通电压(0.5V)时,即直流电源100电压低于过压保护单元200的保护电压(8.0V),三极管Q3不导通,继电器Kl常闭触点闭合(即I脚和2脚处于闭合状态),常开触点断开(即I脚和3脚处于断开状态),此时,直流电源100通过继电器Kl常闭触点给后续电路,如给恒流驱动单元300部分供电。
[0030] 当直流电源100电压高于过压保护单元200的保护电压8.0V时,三极管Q3基极电压达到其导通电压(0.6V),三极管Q3导通,继电器Kl常闭触点断开(即I脚和2脚处于断开状态),常开触点闭合(即I脚和3脚处于导通状态),此时,直流电源100通过继电器Kl常开触点的闭合,切断供电回路,后续电路也就处于断电状态,起到过压保护。
[0031] 如图2所示,恒流驱动单元300中,自锁开关S1、第三分压电阻R4以及第四分压电阻R5顺序串联连接,且自锁开关SI的另一端与过压保护单元200的电源输出端,即继电器Kl的2脚(常闭触点)电连接,第四分压电阻R5的另一端与直流电源100的负极电连接。这样,当电路通电时,电流依次通过自锁开关S1、以及第三、四分压电阻(R4、R5)构成的分压电路连接到MOS管Q2栅极,给MOS管Q2提供导通和关断的控制信号。
[0032] 恒流控制芯片Ul的工作电源输入脚I脚(VCC)与过压保护单元100的电源输出端,即继电器Kl的2脚(常闭触点)电连接;恒流控制芯片Ul的接地脚3脚(GND)和电流检测脚4脚(Isense)之间通过采样电阻R3电连接;恒流控制芯片Ul的3脚(NC)空置,不做任何定义;恒流控制芯片Ul的驱动脚5脚(DRIVE)与三极管Ql的基极电连接,且所述三极管Ql的发射极与恒流控制芯片Ul的电流检测脚4脚(Isense)电连接;三极管Ql的集电极与LED驱动电路电源输出端的负极电连接;储能电感LI的一端与过压保护单元200的电源输出端,即继电器Kl的2脚(常闭触点)电连接,另一端与LED驱动电路电源输出端的正极电连接;M0S管Q2的源极与恒流控制芯片Ul的接地脚3脚(GND)电连接,MOS管Q2的漏极与直流电源100的负极电连接,MOS管Q2的栅极与第三分压电阻R4和第四分压电阻R5之间的电连接点连接;第一滤波电容Cl并联连接在所述过压保护单元的电源输出端及所述恒流控制芯片Ul的接地脚之间,用以滤除杂波干扰并保证恒流驱动单元的输入电源稳定。
[0033] 如图2所示,所述恒流驱动单元100还包括续流二极管D1,该续流二极管Dl的阴极与继电器Kl的2脚(常闭触点)电连接,续流二极管Dl的正极与三极管Ql集电极电连接。在LED驱动电路出现断电时,储能电感L1、LED400及续流二极管Dl组成一个电流回路,用以延长LED400的照明。[0034] 所述LED驱动电路还包括第二滤波电容C2,该第二滤波电容C2并连接在LED400的正负极两端,与储能电感LI组成π型滤波电路。
[0035] 上述恒流驱动单元300中,第四分压电阻R5的阻值为第三分压电阻R4的阻值10倍设置;例如,R4阻值为IkQ,则R5阻值为IOkQ。
[0036] 恒流集成芯片Ul的工作原理:
[0037] 根据采样电阻R3上面的压降(为恒定值? V),自动调整恒流集成芯片Ul的5脚(DRIVE)输出脉冲的开关占空比,在一个周期内,当5脚(DRIVE)输出高电平,三极管Ql开通,电流回路经过储能电感L1、LED、三极管Q1、采样电阻R3、MOS管Q2对直流电源100的负极形成电流回路,为LED提供电流且储能电感LI储存能量;当恒流集成芯片Ul的5脚输出低电平,三极管Ql关断,电源回路关闭,根据电感器件的工作特性,储能电感LI储存了电能,经过储能电感L1、LED、续流二极管Dl形成回路,为LED提供工作电流,直到下一个周期三极管Ql导通,从而达到恒定电流的目的。
[0038] 因此,只要采样电阻R3阻值确定,那么输出恒定电流即确定。恒流集成芯片Ul的4脚采样脚和恒流集成芯片Ul内部的基准电压源形成一个比较器,采样脚4脚根据采样电阻R3的采用电压和基准电压的比较后,恒流集成芯片Ul内部自动调整控制三极管Ql开通、关闭脉冲的占空比;如果采样电压大于基准电压,说明输出电流大于设定值,那么脉冲的占空比就减小,减小输出电流到设定值,如果采样电压小于基准电压,说明输出电流小于设定值,那么脉冲的占空比就增大,增大输出电流到设定值。
[0039] 故,当电源接通(即过压保护单元200的继电器Kl常闭触点闭合)且自锁开关SI闭合,通过第三、四分压电阻(R4、R5)给MOS管Q2栅极提供工作电压,MOS管Q2导通,采样电阻R3有电压信号;恒流集成芯片Ul根据采样电阻R3的采样电压信号输出连续变化的脉冲信号,驱动三极管Ql导通,电源电压则通过储能电感L1、LED、三极管Q1、采样电阻R3、MOS管Q2及直流电源负极形成电流通路,LED开始恒流工作。
[0040] 当电源关断(即过压保护单元200的继电器Kl常开触点闭合)或自锁开关SI闭合,第三、四分压电阻(R4、R5)无电压提供给MOS管Q2栅极,MOS管Q2断开,采样电阻R3也没有电压信号;恒流集成芯片Ul根据采样电阻R3的采样电压信号输出连续变化的脉冲信号,驱动三极管Ql断开,储能电感L1、LED、三极管Ql、采样电阻R3、M0S管Q2及直流电源负极形成断路;此时,储能电感L1、LED以及续流二极管Dl之间形成电流通路,LED开始恒流工作并等待下一个脉冲周期。
[0041 ] 一种使用上述LED驱动电路的LED灯具。
[0042] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制;并且,上面列出的各个技术特征,其相互组合所能够形成各个实施方案,应被视为属于本发明说明书记载的范围。对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种LED驱动电路,包括恒流驱动单元和直流电源,其特征在于,该LED驱动电路还包括过压保护单元,所述过压保护单元的电源输入端与所述直流电源电连接,所述过压保护单元的电源输出端与所述恒流驱动单元电连接,所述恒流驱动单元的电源输出端与所述LED驱动电路的电源输出端电连接; 所述恒流驱动单元包括储能电感L1、三极管Ql、MOS管Q2、自锁开关S1、采样电阻R3、第三分压电阻R4和第四分压电阻R5以及恒流控制芯片Ul ; 所述自锁开关S1、第三分压电阻R4以及第四分压电阻R5顺序串联连接,且自锁开关SI的另一端与所述过压保护单元的电源输出端电连接,所述第四分压电阻R5的另一端与所述直流电源的负极电连接; 所述恒流控制芯片Ul的工作电源输入脚与所述过压保护单元的电源输出端电连接;所述恒流控制芯片Ul的接地脚和电流检测脚之间通过采样电阻R3电连接;所述恒流控制芯片Ul的驱动脚与所述三极管Ql的基极电连接,且所述三极管Ql的发射极与所述恒流控制芯片Ul的电流检测脚电连接; 所述三极管Ql的集电极与所述LED驱动电路电源输出端的负极电连接; 所述储能电感LI的一端与所述过压保护单元的电源输出端电连接,另一端与所述LED驱动电路电源输出端的正极电连接; 所述MOS管Q2的源极与所述恒流控制芯片Ul的接地脚电连接,所述MOS管Q2的漏极与所述直流电源的负极电连接,所 述MOS管Q2的栅极与所述第三分压电阻R4和第四分压电阻R5之间的电连接点连接。
2.根据权利要求1所述的LED驱动电路,其特征在于,所述过压保护单元包括继电器K1、三极管Q3、第一分压电阻Rl以及第二分压电阻R2 ;所述继电器Kl的I脚和4脚分别与所述直流电源的正极电连接,所述继电器Kl的2脚与所述恒流驱动单元的电源输入端电连接,所述继电器Kl的3脚空置,所述继电器Kl的5脚与所述三极管Q3的集电极电连接,所述三极管Q3的基极通过所述第一分压电阻Rl与所述直流电源的正极电连接,所述三极管Q3的发射极和基极之间通过第二分压电阻R2电连接,且所述三极管Q3的发射极与所述第二分压电阻R2的电连接点与所述直流电源的负极电连接。
3.根据权利要求2所述的LED驱动电路,其特征在于,所述三极管Ql的型号为D965型。
4.根据权利要求1所述的LED驱动电路,其特征在于,所述恒流驱动单元还包括一续流二极管D1,该续流二极管Dl的阴极与所述过压保护单元的电源输出端电连接,所述续流二极管Dl的阳极与所述三极管Ql的集电极电连接。
5.根据权利要求1所述的LED驱动电路,其特征在于,所述恒流驱动单元还包括第一滤波电容Cl,所述第一滤波电容Cl并联连接在所述过压保护单元的电源输出端与所述恒流控制芯片Ul的接地脚之间。
6.根据权利要求1所述的LED驱动电路,其特征在于,所述恒流控制芯片Ul的型号为ZXSC300 型。
7.根据权利要求1所述的LED驱动电路,其特征在于,所述MOS管的型号为IRF7413型;所述三极管Ql的型号为FMMT617型。
8.根据权利要求1所述的LED驱动电路,其特征在于,所述LED驱动电路还包括一第二滤波电容C2,该第二滤波电容C2并联连接在所述LED驱动电路的电源输出端的正极和负极之间。
9.一种LED灯具 ,其特征在于,该LED灯具包括权利要求1至8任一所述的LED驱动电路。
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