CN102612225A - 一种可用于led驱动的电源电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可用于LED驱动的电源电路，包括整流电路、负阻特性恒流源、电容；整流电路把市电整流为脉动直流电，脉动直流电通过负阻特性恒流源向电容充电，电容再向后续的负载供电；在负阻特性恒流源自身工作电压较额定工作电压低时，提供较大的恒流电流；在负阻特性恒流源自身工作电压较额定工作电压高时，提供较小的恒流电流；在负阻特性恒流源自身工作电压和额定工作电压相同时，提供额定的恒流电流；在负阻特性恒流源自身工作电压不变时，负载变化时，负阻特性恒流源的输出电流恒流；本发明能够在小功率应用场合，摒弃体积大的高压无极性电容或高压电解电容，且在开机时没有冲击电流。

Description

一种可用于LED驱动的电源电路

技术领域

本发明涉及交流输入、直流输出电路，特别涉及小功率应用场合的LED 驱动的电源电路。

背景技术

LED即半导体发光二极管，LED节能灯是用高亮度白色发光二极管作为发光源，光效高、耗电少，寿命长、易控制、免维护、安全环保；是新一代固体冷光源，通常所说的LED驱动电路，一般泛指驱动高亮度白色发光二极管。

1998年发白光的LED开发成功后用途极广，由于其压降为3V左右，且需要恒流供电才能达到其使用寿命，因此，LED灯直接应用于市电上照明，都要经过降压、交流变直流的处理，一般说来，这种变换有以下几种：

1、电容降压式LED驱动电路

国内在这方面的实用新型专利很多，申请号为200920182050.0示出的正是这种电路，这个专利事实上向LED提供的电流是脉动直流电，LED的寿命短；申请号为200820201316.7的实用新型向LED提供的电流也是脉动直流电, LED的寿命短且有闪烁感。

2、采用AC/DC开关电源方案

使用交流(AC)变换为直流(DC)方案，向LED提供恒定的直流，一般电路采用开关电源中的反激变换器电路(Flyback Converter)，电路较复杂。也有采用更复杂的二级变换，第一级采用功率因数校正电路升压，功率因数校正电路简称为PFC电路，是Power Factor Correction的缩写，第二级采用正激或反激电路向LED供电。一般用在大功率场合。

上述的LED驱动电路，电容降压式LED驱动电路中，因为采用了电容降压，使用1uF的无极性电容只能在220VAC/50Hz下获得不到69mA的驱动电流，若想驱动单只1W的LED灯，则需要312mA的电流，那么降压用的电容高达4.5uF，4.5uF的无极性电容，能长期工作在220VAC/50Hz下，其造价不菲，且体积很大，给LED驱动电路的小型化带来困难。目前的市电中干扰、浪涌很多，对这种无极性电容的使用寿命是一种挑战。

使用这么大容量的电容，在首次开灯时，由于交流电不一定是刚好经过正弦波的过零点，会产生很大的冲击电流，即使采用了NTC热敏电阻串入回路，只是降低了冲击电流而已。给电容降压式LED驱动电路产生很大的损坏，同时给市电带来较大的浪涌，特别是很多这样的单元电路同时开灯时，强大的冲击给市电带来的浪涌不容忽视。如住宅小区中楼梯走道的LED节能灯同时打开，就是上述效果。实际监测到这种电容降压式LED驱动电路，每天平均使用4小时左右的，电容采用1uF/630V的CBB电容的，一年后，大部份产品中该电容容量下降了20%左右，原因就是浪涌电流引起该电容失效，失效模式就是容量逐步下降，直至开路。

而采用AC/DC开关电源方案的LED驱动电路，电路复杂，开关电源造价较高，且开关电源可靠性经常不如LED本身，目前各地的LED路灯都是这个方案，经常是使用15天至2、3个月后，LED路灯就大量损坏，而且这种损坏也多由高压滤波电容(高压电解电容)干涸，引起后续电路连带失效引起的。

没有采用PFC的AC/DC开关电源方案的LED驱动电路，同样存在同时开灯时，由于每个单元电路都存在整流电流，向高压滤波电容充电同样产生很大的冲击电流，即使使用了NTC热敏电阻串入回路，只是降低了冲击电流而已；同时给市电带来较大的浪涌，特别是很多这样的单元电路同时开灯时，强大的冲击给市电带来的浪涌不容忽视。

综上所述，传统技术的电容降压式LED驱动电路，由于存在高压无极性电容，成本较高，开机时冲击电流较大，体积大；而传统技术的AC/DC开关电源方案的LED驱动电路复杂，特别是小功率场合，存在成本高，寿命较短、开机时冲击电流较大的缺点，同样也存在体积较大的高压电解电容。 

发明内容

有鉴如此，本发明要解决的技术问题是，一种可用于LED驱动的电源电路，在小功率应用场合，摒弃体积大的高压无极性电容或高压电解电容，且在开机时没有冲击电流；成本也低。

为解决上述技术问题，本发明一种可用于LED驱动的电源电路，包括整流电路、负阻特性恒流源、电容；整流电路把市电整流为脉动直流电，脉动直流电通过负阻特性恒流源向所述的电容充电，电容再向后续的负载如LED供电。在所述的负阻特性恒流源自身工作电压较额定工作电压低时，提供较大的恒流电流；在所述的负阻特性恒流源自身工作电压较额定工作电压高时，提供较小的恒流电流；在所述的负阻特性恒流源自身工作电压和额定工作电压相同时，提供额定的恒流电流；在所述的负阻特性恒流源自身工作电压不变时，负载变化时，所述的负阻特性恒流源的输出电流恒流。

进一步地，所述的负阻特性恒流源的特征为：当工作电压上升到预设值时，无输出电流。

作为上述技术方案的进一步改进，电容和负载之间存在一个开关电源，所述的电容向所述的开关电源供电，由所述的开关电源再向所述的负载供电。

本发明的工作原理是，整流电路把市电整流为脉动直流电，脉动直流电的波形见图1，脉动直流电通过负阻特性恒流源向所述的电容充电，电容再向后续的负载如LED供电，脉动直流电的峰值电压比较低时，负阻特性恒流源的工作电压较低，提供较大的恒流电流向电容充电；脉动直流电的峰值电压比较高时，由于电容的端电压变化较小，这时负阻特性恒流源的端电压也同步升高，负阻特性恒流源提供的电流很小或关断，负阻特性恒流源发热量很小。即实现了在交流电的峰值较低时充电，负阻特性恒流源的电流大，但其端电压低，电压、电流的乘积就是其发热量，反而较小；当交流电的峰值较高时，负阻特性恒流源的电流小，尽管端电压高，但电压电流的乘积仍可控制在很小的值，即功耗仍很低，以实现发明目的。电容上能量再对后续的负载如LED放电，LED获得较为连续的电流点亮。

相应地，若电容和负载如LED之间加入一个升、降压式开关电源，又称Buck、Boost电路或其它拓扑，同样可以实现对负载供电，也可以实现对LED精确的恒流供电。

相应地，若电容和负载之间加入一个隔离式DC/DC变换器，基于上述原理，隔离式DC/DC变换器的输入电压可以做得比较低，不使用高压无极性电容或高压电解电容，可以实现AC/DC小功率隔离电源，体积可以做得很小，且在开机时没有冲击电流。

由于本发明电路只在交流电的峰值较低时向负载如LED供电，由于负阻特性恒流源可以由电阻和晶体管组成，负阻特性恒流源中无任何电容、电感，可以实现集成化，在小功率应用场合，用较低成本实现可用于LED驱动的电源电路，摒弃高压无极性电容或高压电解电容，且在开机时没有冲击电流，多个本发明电路单元大量并联后，由一个开关控制，也不产生冲击电流，由于不存在体积大的高压无极性电容或高压电解电容，本发明的可用于LED驱动的电源电路容易实现小型化。

附图说明

图1为半波脉动直流电波形图；

图2 为本发明使用的负阻特性恒流源的电气符号；

图3 为本发明第一实施例的电路图；

图4 为本发明第一实施例中负阻特性恒流源的电路图；

图5为示波器检测电流的原理图；

图6 为本发明第一实施例实测相关波形；

图7为本发明第二实施例的电路图；

图8 为芯片QX5241组成的BUCK电路电路图；

图9 为本发明第三实施例的电路图；

图10 为本发明第三实施例中负阻特性恒流源的电路图；

图11 为芯片MP1591组成的BUCK电路电路图；

图12 为一种负阻特性恒流源路电路图；

图13 为另一种负阻特性恒流源电路图；

图14-1 为可用于负阻特性恒流源中102的电路图；

图14-2 为另一个可用于负阻特性恒流源中102的电路图；

图15为本发明提供的AC/DC小功率隔离电源电路拓扑。

具体实施方式

为方便描述实施例，本文使用图2示出的符号，作为本发明使用的负阻特性恒流源的电气符号，外特性为负阻特性的恒流源在以前没有电气符号，这个符号是按业界符号的建立思维，在原有的恒流源符号上，使用反斜杠上标上电压符号U来表示负阻特性恒流源。在图2的符号中，箭头尾部对应的端子为负阻特性恒流源的电流流入端，定义为负阻特性恒流源的阳极(Anode)，一般用A表示；箭头的箭头所指端子为负阻特性恒流源的电流流出端，定义为负阻特性恒流源的阴极(CATHODE)，一般用C表示。负阻特性恒流源由电压检测电路、恒流源、输出电路构成；电压检测电路和输出电路的电压正负输入端各自对应与输入电源的正负相连接；恒流源的一端连接输入电源的正或负，恒流源的另一端分别连接电压检测电路的吸收端和输出电路；输出电路把所述恒流源向所述的输出电路提供的电流放大输出。

为了方便说明，下述实施例中的负载都直接选用LED灯(含灯串)作为负载，若是稳压输出，则采用公知技术，在LED灯串入电阻实现恒流驱动。

事实上，把LED灯换为其它种类的负载也是可以正常工作的。

第一实施例

图3为第一实施例，如图3所示，负阻特性恒流源INR1和电容C1串联，负阻特性恒流源的阳极A接整流电路中整流桥U1的输出正，负阻特性恒流源INR1的阴极C连接电容C1，电容C1的另一端接整流桥U1的输出负，负阻特性恒流源INR1阳极与电容C1的连接点接电阻R1，连接至LED灯串D1～Dn的阳极，LED灯串D1～Dn的阴极连接至LED灯串D1～Dn的阳极。

在输入端口输入220VAC的市电，电路中100点波形如图1所示，100点的端电压从0V开始向上爬升时，负阻特性恒流源INR1取代了原电阻，负阻特性恒流源的工作电压较低时，提供较大的恒流电流向电源启动电路的电容C1充电，并同时通过电阻R1向LED灯串D1～Dn供电，点亮LED灯串D1～Dn；而100点的电压升得较高时，这时负阻特性恒流源INR1的端电压也升高，负阻特性恒流源提供的电流很小或关断，负阻特性恒流源INR1发热量很小。即实现了在电路的输入端电压较低时对电容C1充电，负阻特性恒流源INR1的电流大，但其端电压低，电压电流的乘积就是其发热量，反而较小；当电路的输入端电压升高后，负阻特性恒流源INR1的输出电流小，尽管端电压高，但电压电流的乘积仍可控制在很小的值，不会超过电路的最大承受能力。

下边以一组实验数据说明第一实施例的效果，负阻特性恒流源INR1采用图4的电路，其中A点连接图3中的100点，图4中的地线GND接图3中整流桥U1的输出负极，图4中三极管TR25的集电极就是负阻特性恒流源INR1的阳极，连接至电容C1。

具体见图4，负阻特性恒流源INR1包括电压检测电路101、恒流源102、输出电路103；电压检测电路101由电阻R21、电阻R22、电阻R23，以及PNP型三极管TR21、PNP型三极管TR22组成，电压检测电路101在本实施例中用镜像恒流源实现，电阻R21和电阻R23一端相连接，连接点形成电压检测输入正，连拉至A点，电阻R21的另一端和三极管TR21的发射极相连，三极管TR21的基极、集电极相连接，且与三极管TR22的基极相连，该连接点连接电阻R22的一端，电阻R22的另一端形成电压检测输入负，连接至参考地GND；电阻R23的另一端和三极管TR22的发射极相连接，三极管TR22的集电极为电压检测吸收端； 

恒流源102由电阻R24和电阻R25以及PNP型三极管TR23和PNP型三极管TR24组成，这个电路的连接关系为公知技术，可参见由童诗白主编的《模拟电子技术基础》第二版，该书的ISBN号为7-04-000868-8/TN·53，在《模拟电子技术基础》中266页图P3-21、270页图P3-32，所以在这里不再详述，其恒流电流约为：

……………………………………………………………公式(1)

式中 I1为图4中三极管TR24的集电极的恒流电流，即图4中的I1，UBE为三极管TR23的基极、发射极压降，硅管一般取0.6V左右，也可以根据实测值代入，R₂₅为电阻R25的阻值。

当某种原因使得三极管TR24的集电极电流变大时，三极管TR24的发射极电流会同步变大，该电流在电阻R25上的压降变大，使得三极管TR23的基极电流变大，三极管TR23放大了该基极电流，其集电极电流变大，使得三极管TR24的基极电压上升，从而三极管TR24的集电极电流回复到公式(1)的数值。

当某种原因使得三极管TR24的集电极电流变小时，三极管TR24的发射极电流会同步变小，该电流在电阻R25上的压降变小，使得三极管TR23的基极电流变小，三极管TR23趋于截止，三极管TR23集电极电流变小，使得三极管TR24的基极电压下降，从而三极管TR24的集电极电流回复到公式(1)的数值。

电阻R24为3.3MΩ，电阻R25为5.1KΩ，三极管TR23为2N5551，三极管TR24为A92型号的PNP三极管；其特性实测如表一所示。

表一

表中工作电压指电阻R24的上端接A点至三极管TR23发射极电压，即A至GND的电压，从上表看出，基本实现恒流特性。

输出电路103由稳压二极管D21、NPN型三极管TR25组成，稳压二极管D21的阳极为输出电路的输入端口，连接至三极管TR24和三极管TR22的集电极，稳压二极管D21的阴极连接三极管TR25的基极，三极管TR25的发射级通过电阻R26连接至A点，形成负阻特性恒流源的阳极A ，三极管TR25的集电极级就是输出电路的输出端口C，即负阻特性恒流源的阴极；

除上述恒流源102外，电路的参数如下：

整流桥U1为四只二极管组成，均为1N4007；稳压二极管D21为3.3V稳压管；电容C1为470uF/25V电解电容，电阻R21为51KΩ，电阻R22为10MΩ，电阻R23为1KΩ，电阻R26为220Ω；三极管TR21、三极管TR22、三极管TR25为A92型号的PNP三极管，耐压300V，放大倍数在200至300之间；电阻R1为100Ω，LED灯串D1～Dn为最大工作电流50mA的白色发光二极管四只串联。

虚线框101内为电压检测电路，工作电压越高，其中三极管TR22的集电极电流越大，吸收了恒流源102的电流，这样经D21给输出电路中三极管TR25的基极电流就会变小，经三极管TR25放大后的输出电流也会减小，实测图4这个电路的静态性能如下表二：

表二

电路总装完成后，如图5所示，在电容C1的负极中串入一只68Ω的检测电阻Rt，利用示波器观察检测电阻Rt端电压，即可知道充电电流，如图5所示，示波器的1通道观察图5中104点波形，示波器的2通道观察图5中100点波形，电阻Rt不与电容C1连接的那一端，为105所指，连接至整流桥U1的输出负，示波器的型号为泰克(Tektronix)TDS3012C。

图6为实测波形，图中106所指的为示波器1通道，也是图5中104点的波形，图中107所指的为示波器2通道，2通道的波形为市电经整流后的半波脉动直流电，峰值为141V，即输入交流约为100VAC，这个波形很不标准，这是因为发明人所在地的市电污染比较严重，经隔离、降压形状没有变；示波器1通道的波形即为本发明的第三实施例的充电波形，可以看到，其峰值为1.37V，除以检测电阻Rt，即为电流值，约为20mA，完全验证了上述的工作原理。

图4 的电路全部采用贴片元件构成，在图3电路中，点亮LED灯串D1～Dn以9mA的平均电流工作，图4中三极管TR25其温升实测在6度左右，图4中其它三极管的温升都在2度以下。 

使用图3这种电路十个并联工作，用一只开关作为电源开关，反复测试，对市电的最大冲击电流峰均在200mA及以下，这个电流与工作电流相同。即实现了：多个本发明电路单元大量并联后，由一个开关控制，也不产生冲击电流。

可见，本发明无论从原理上，还是从实验上，都验证了可以实现发明目的。

第二实施例

    图7为第二实施例，如图7所示，是在第一实施例的基础上进行了改进，在第一实施例中，使用电阻R1串入LED灯串D1～Dn，用于平滑流过LED灯串D1～Dn的电流，即使如此，由于负阻特性恒流源INR1的充电特性，引起电容C1的端电压变化很大。图7电路采用了一级开关电源中常见的BUCK电路进行降压，再对LED灯串D1～Dn恒流供电，这样可以实现效率提升。当然，图7中的BUCK电路要调整为恒流式输出，若BUCK是恒压式输出，需要在LED灯串D1～Dn串入小阻值电阻以实现恒流驱动。图7中电容C2是BUCK电路的输出滤波电容。

下边以一组实验数据说明第二实施例的效果，负阻特性恒流源INR1仍采用图4的电路，其原理和第一实施例中的说明相同，这里不再赘述。其中A点接图7中的100点，图4中的地线GND接图7中整流桥U1的输出负极，图4中三极管TR25的集电极就是负阻特性恒流源INR1的阴极C，连接至电容C1。

电路的参数如下：

整流桥U1为四只二极管组成，均为1N4007；稳压二极管D21为3.3V稳压管；电容C1为100uF/35V电解电容，电阻R21为51KΩ，电阻R22为10MΩ，电阻R23为1KΩ，电阻R24为3.3MΩ，电阻R25为5.1KΩ，电阻R26为220Ω；三极管TR21、三极管TR22、三极管TR25为A92型号的PNP三极管，耐压300V，放大倍数在200至300之间；三极管TR23、三极管TR24为A42型号的NPN三极管，耐压300V，放大倍数在150至200之间。LED灯串D1～Dn为最大工作电流50mA的白色发光二极管二只串联，电容C2为4.7uF电解电容。

BUCK电路采用图8所示的电路，为了方便和图7电路连接，图8和图7都对应地标出连接端108、109、110、111，图7中的BUCK电路用图8中的虚线框112直接替代即可，其中，电阻R27为68Ω，二极管D22为RB160，电感L21为47uH，三极管TR26为RHP020N06，电容C21为1.0uF，集成电路IC21为QX5241，集成电路在很多文献中又称为芯片。

电路总装完成后，在85VAC至220VAC的市电输入下，都可以良好地点亮LED灯串D1～Dn，实测驱动LED灯串D1～Dn的电流为29.3mA，由于图4中所用的晶体管的耐压只有300V，对220VAC以上的电压，没有作进一步的测试。

在220VAC输入电压下，测试第二实施例在首次上电时的峰值冲击电流，都小于20mA，实现了前文所述的有益效果：在开机时没有冲击电流。

使用图7这种电路十个并联工作，用一只开关作为电源总开关，反复测试，对市电的最大冲击电流峰均在200mA及以下，这个电流与正常工作电流相同。即实现了：多个本发明电路单元大量并联后，由一个开关控制，也不产生冲击电流。

由于没有使用高压无极性电容或高压电解电容，第二实施例中体积最大的电容C1为100uF/35V电解电容，其体积也比较小，远小于常见的4.7uF/400V的现在技术中使用最小的滤波电容。本发明第二实施例很容易实现小型化，极容易装入标准的卡口或螺口灯炮座中，实现安装方便。

若把图8的IC21整体方案归结为换为升压的BOOST拓扑，一样可以实现本发明的目的。

若把图8的IC21整体方案更为换为恒压式输出，本发明可以实现微型化的非隔离小功率的稳压电源输出。第三实施例给出的正是这种方案。

第三实施例

图9为第三实施例，如图9所示，采用了开关电源中常见的BUCK电路进行降压，再对LED灯D1恒流供电，这样可以实现效率提升。当然，图8中的BUCK电路要调整恒压式输出，所以在LED灯D1前串入小阻值电阻R1以实现恒流驱动。

下边以一组实验数据说明第三实施例的效果，负阻特性恒流源INR1采用图10的电路，与图4不同的地方，输出级改为复合管，这样输出电流很大，其原理和第一实施例中的相关说明相似，这里不再赘述。其中Vin+接图9中的100点，图10中的113接图9中整流桥U1的输出负极，图10中三极管TR25a和TR25b的集电极就是负阻特性恒流源INR1的阳极，连接至图9中电容C1。

电路的参数如下：

整流桥U1为四只二极管组成，均为1N4007；稳压二极管D21为3.3V稳压管；电容C1为220uF/35V电解电容，电阻R21为51KΩ，电阻R22为10MΩ，电阻R23为1KΩ，电阻R24为3.3MΩ，电阻R25为5.1KΩ，电阻R26为22Ω；三极管TR21、三极管TR22、三极管TR25a、TR25b均为A92型号的PNP三极管，耐压300V，放大倍数在150至200之间；三极管TR23、三极管TR24为A42型号的NPN三极管，耐压300V，放大倍数在150至200之间。R1为电阻1.6Ω，LED灯D1为最大工作电流300mA的白色发光二极管，电容C2为22uF/10V低ESR电解电容。

BUCK电路采用图11所示的电路，为了方便和图9电路连接，图11和图9都对应地标出连接端108、109、111，图9中的BUCK电路用图11中的虚线框112直接替代即可，其中，电阻R31为3.9KΩ，电阻R32为10KΩ，电阻R33为27KΩ，二极管D31为RB160，电感L31为22uH，电容C31为0.1uF贴片电容，电容C32为472贴片电容，集成电路IC31为MP1591(芯源系统有限公司)，其中集成电路IC31的第7、8脚悬空。

电路总装完成后，在85VAC至220VAC的市电输入下，都可以良好地点亮LED灯D1，实测驱动LED灯D1的电流为197mA，即实现了0.6W的LED驱动。由于图10中所用的晶体管的耐压只有300V，对220VAC以上的电压，没有作进一步的测试。

在220VAC输入电压下，测试第三实施例在首次上电时的冲击电流，都小于47mA，和实际工作中的峰值电流相当，实现了前文所述的有益效果：在开机时没有冲击电流。

由于没有使用高压无极性电容或高压电解电容，第三实施例中体积较大的电容C1为220uF/35V电解电容，其体积也比较小，本发明第三实施例很容易实现小型化，极容易装入标准的卡口或螺口灯炮座中，实现安装方便。

若把图11中电阻R33阻值改大，本实施例一样可以驱动多只LED灯。

若把图9的电阻R1和发光二极管D1拆除，本发明可以实现微型化的非隔离小功率的稳压电源输出，图9电路采用上述参数，实测输出3.32V直流电压，最大负载电流实测为370mA，即实现了3.3V/1.2W的小功率电源。

把图10的负阻恒流源应用于第一实施例图3中，以及第二实施例图7中，一样可以实现发明目的，反过来，把图4的负阻恒流源应用于第三实施例图9中，一样可以实现发明目的。

不仅如此，把图12的负阻恒流源、图13的负阻恒流源应用于第一实施例、第二实施例、第三实施例中，都可以实现发明目的。对于图4、图10、图12、图13的负阻恒流源，它们的工作原理是一致的，用一个小电流的恒流源102向电压检测电路101和输出电路103供电，电压检测电路101随着工作电压上升，其吸收电流也上升，当这个电流等于恒流源102的恒流电流时，输出电路103因为无输入电流，其输出端子C是比例放大了输入电流，也没有电流输出，实现当工作电压上升到预设值时，输出电流为零。

图12示出的负阻恒流源，就是用图12中电压检测电路101更换图10中的101，图12中电压检测电路101由电阻R21、电阻R22、电阻R23、二极管D26，以及PNP型三极管TR22组成，电阻R21和电阻R23一端相连接，连接点形成电压检测输入正109，电阻R21的另一端和二极管D26的阳极相连，二极管D26的阴极与三极管TR22的基极相连，该连接点连接电阻R22的一端，电阻R22的另一端形成电压检测输入负；电阻R23的另一端和三极管TR22的发射极相连接，三极管TR22的集电极为电压检测吸收端；其它连接图10中连接。

当A点至113的电压升高，电阻R21的端电压也升高，那么，电阻R23的端电压也会同步升高，即TR22的发射级电流升高，相应地，实现了：电压检测电路101随着工作电压上升，其吸收电流也上升。那么图12示出的电路就可以实现负阻恒流源的功能。图12电路用于第一实施例、第二实施例、第三实施例中，都可以实现发明目的。

图13示出了另一种负阻恒流源，包括电压检测电路101、恒流源102、输出电路103；电压检测电路101由电阻R21、电阻R22、电阻R23，以及NPN型三极管TR21、NPN型三极管TR22组成，电压检测电路101用镜像恒流源实现，电阻R21和电阻R23一端相连接，连接点形成电压检测输入负，连接至113，电阻R21的另一端和三极管TR21的发射极相连，三极管TR21的基极、集电极相连接，且与三极管TR22的基极相连，该连接点连接电阻R22的一端，电阻R22的另一端形成电压检测输入正；电阻R23的另一端和三极管TR22的发射极相连接，三极管TR22的集电极为电压检测吸收端；三极管TR22的集电极连接至三极管TR24的集电极；

恒流源102和第一实施例中图4电路中102部份的工作原理相同。当然把102中三极管换为两只二极管也是可以工作的，图14-1示出了这种电路，把102中三极管换为稳压二极管也是可以工作的，图14-2示出了这种电路，这两个电路都是公知技术，这里不再说明其原理。

输出电路103由稳压二极管D21、以及NPN型三极管TR25、PNP型三极管TR26组成，稳压二极管D21的阴极为输出电路的输入端口，连接至三极管TR24的集电极，稳压二极管D21的阳极连接三极管TR25的基极，三极管TR25的发射级连接至113，三极管TR25的集电极级连接三极管TR26的基极，三极管TR26的发射极为负阻恒流源的A极，连接至电压检测输入正，三极管TR26的集电极就是负阻恒流源的C极。

当三极管TR25的集电极出现电流时，注入三极管TR26的基极，经三极管TR26放大后经三极管TR26的集电极输出， 

当A点至113之间电压升高，电阻R21的端电压也升高，那么，电阻R23的端电压也会同步升高，即TR22的发射级电流增大，相应地，实现了：电压检测电路101随着工作电压上升，其吸收电流也上升。所不同的是，输出电路102的输出端口经三极管TR26演变为正输出。那么图13示出的电路就可以实现负阻恒流源的功能。图13电路用于第一实施例、第二实施例、第三实施例中，都可以实现发明目的。

上述BUCK电路还可采用其它现有技术中的电路形式，不一一例举。另外若把图11的电路替换为隔离功能的DC/DC电路，如自激推挽变换器、RCC(Ringing Choke Converter)变换器、反激变换器电路(Flyback Converter)、正激变换器等，就可以实现AC/DC小功率隔离电源，包括稳压输出和非稳压输出。对于本技术领域的人来说，这是轻而易举的事。第四实施例示出的正是这种方案。

第四实施例

图15为第四实施例，图15的电路拓扑，在图9的电路基础上，将BUCK电路替换为隔离功能的DC/DC变换器电路，如自激推挽变换器、RCC(Ringing Choke Converter)变换器、反激变换器电路(Flyback Converter)、正激变换器等，就可以实现AC/DC小功率隔离电源，包括稳压输出和非稳压输出。其中的114可以为任一种隔离式DC/DC变换器，同样，由于没有使用高压无极性电容或高压电解电容，本发明的AC/DC小功率隔离电源同样可以实现小型化，且在开机时不存在冲击电流。

在上述的实施例中，图4、图10、图12或图13的电路中，电阻R23若换成光敏电阻，则可以实现光控LED灯，当环境光较强时，电阻R23阻值较小，三极管TR22的集电极电流在相同的工作电压下，会增大很多倍，吸收了102恒流源的电流，这样输出电路中103中的三极管TR25因为没有基极电流而一直不工作，三极管TR25无输出电流，因此LED灯D1或LED灯串D1～Dn不工作，实现当环境光较强时，LED灯不发光；当环境光较弱时，LED灯发光。

在上述的实施例中，图4、图10、图12或图13的电路中，在三极管TR23的集电极至基极之间关联一个可控器件，如一个光耦，如另一只三极管，如继电器。当可控器件导通时，由于电阻R24提供的电流很小，相当于三极管TR23的集电极至基极之间的电压降到0.5V以下，则三极管TR24相应地处于截止状态，102恒流源无输出电流，这样输出电路中103中的三极管TR25因为没有基极电流而一直不工作，三极管TR25无输出电流，则本发明的可用于LED驱动的电源电路停止工作，实现了良好的外部关断功能。可控器件若外接红外线控制电路，则实现红外遥控可用于LED驱动的电源电路；可控器件若通过光耦接单片机等控制电路，则实现可关断的AC/DC电源电路。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，如采用公知的三极管复合管代替相应的三极管；用PNP型三极管代替NPN型三极管，而把电源输入电压极性反过来，使用压电陶瓷技术作为隔离的DC/DC变换器；其他具有上述负阻特性恒流源的电路形式等。这些改进、润饰和等效替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种可用于LED驱动的电源电路，其特征在于： 

包括整流电路、负阻特性恒流源、电容；

所述的整流电路把市电整流为脉动直流电，所述的脉动直流电通过所述的负阻特性恒流源向所述的电容充电，所述的电容再向后续的负载供电；

在所述的负阻特性恒流源自身工作电压较额定工作电压低时，提供较大的恒流电流；在所述的负阻特性恒流源自身工作电压较额定工作电压高时，提供较小的恒流电流；在所述的负阻特性恒流源自身工作电压和额定工作电压相同时，提供额定的恒流电流；在所述的负阻特性恒流源自身工作电压不变时，负载变化时，所述的负阻特性恒流源的输出电流恒流。

2.根据权利要求1所述的可用于LED驱动的电源电路，其特征在于：所述的负阻特性恒流源在工作电压上升到预设值时，无输出电流。

3.根据权利要求1所述的可用于LED驱动的电源电路，其特征在于：所述的电容和所述的负载之间连接一个开关电源，所述的电容向所述的开关电源供电，所述的开关电源向所述的负载供电。

4.根据权利要求3所述的可用于LED驱动的电源电路，其特征在于：所述开关电源为一个升压式开关电源或降压式开关电源。

5.根据权利要求1所述的可用于LED驱动的电源电路，其特征在于：所述的电容和所述的负载之间连接一个隔离式DC/DC变换器。

Images