CN102711309A - 一种led驱动电路及灯具 - Google Patents

Abstract

本发明适用于灯具领域，提供了一种LED驱动电路及灯具。LED驱动电路包括电源单元、恒流芯片U1、续流二极管D5、储能电感L1、NMOS管Q1、采样电阻R4、电阻R7和可调电阻R3。在本发明实施例中，通过调节可调电阻R3的阻值，改变恒流芯片U1的线性调光输入端的电压值，恒流芯片U1根据线性调光输入端的电压值，从驱动端输出PWM信号，控制NMOS管Q1的通断，从而调节流过LED的电流，实现对LED进行线性调光。

Description

一种LED驱动电路及灯具

技术领域

本发明属于灯具领域，尤其涉及一种LED驱动电路及灯具。

背景技术

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作为照明光源被广泛使用，随之也出现了各种各样的LED驱动电路。LED作为恒流工作负载，由于LED自身对工作电压要求比较苛刻，电压过高过低都会导致LED工作不正常，所以电源电压的供电质量直接影响着LED的可靠性。目前在交直流低压供电的场所都是采用恒流技术来驱动LED，它有着功耗小、效率高、单位功率体积小、重量轻等优点，但是输入电压范围都比较窄。

现有的LED驱动电路不能对LED进行线性调光。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种LED驱动电路，旨在解决现有的LED驱动电路存在不能对LED进行线性调光的问题。

本发明是这样实现的，一种LED驱动电路，所述LED驱动电路包括：

电源单元、恒流芯片U1、续流二极管D5、储能电感L1、NMOS管Q1、采样电阻R4、电阻R7和可调电阻R3；

所述电源单元的输入端接电源，所述电源单元的输出端接LED的正极和恒流芯片U1的电源端(Vin)，所述续流二极管D5的负极接所述LED的正极，所述续流二极管D5的正极通过储能电感L1接所述LED的负极，所述NMOS管Q1的漏极接所述续流二极管D5的正极，所述NMOS管Q1的源极接所述采样电阻R4的第一端，所述采样电阻R4的第二端接地，所述恒流芯片U1的驱动端(GATE)通过电阻R7接所述NMOS管Q1的栅极，所述恒流芯片U1的电流采样端(CS)接所述采样电阻R4的第一端，所述恒流芯片U1的线性调光输入端(LD)接所述可调电阻R3的第一端，所述可调电阻R3的第二端接地；

所述LED驱动电路还包括：

滤波电容C4和电阻R8；

所述电阻R8的第一端接所述采样电阻R4的第一端，所述电阻R8的第二端接所述恒流芯片U1的电流采样端(CS)，所述滤波电容C4连接于所述电阻R8的第二端与地之间。

本发明的另一目的在于提供一种包括上述LED驱动电路的灯具。

在本发明中，通过调节可调电阻R3的阻值，改变恒流芯片U1的线性调光输入端的电压值，恒流芯片U1根据线性调光输入端的电压值，从驱动端输出PWM信号，控制NMOS管Q1的通断，从而调节流过LED的电流，实现对LED进行线性调光。

附图说明

图1是本发明实施例中的LED驱动电路的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、原理及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了本发明实施例提供的LED驱动电路的示意结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下。

LED驱动电路包括：

电源单元100、恒流芯片U1、续流二极管D5、储能电感L1、NMOS管Q1、采样电阻R4、电阻R7和可调电阻R3；

电源单元100的输入端接电源，电源单元100的输出端接LED的正极和恒流芯片U1的电源端Vin，续流二极管D5的负极接LED的正极，续流二极管D5的正极通过储能电感L1接LED的负极，NMOS管Q1的漏极接续流二极管D5的正极，NMOS管Q1的源极接采样电阻R4的第一端，采样电阻R4的第二端接地，恒流芯片U1的驱动端GATE通过电阻R7接NMOS管Q1的栅极，恒流芯片U1的电流采样端CS接采样电阻R4的第一端，恒流芯片U1的线性调光输入端LD接可调电阻R3的第一端，可调电阻R3的第二端接地；

LED驱动电路还包括：

滤波电容C4和电阻R8；

电阻R8的第一端接采样电阻R4的第一端，电阻R8的第二端接恒流芯片U1的电流采样端CS，滤波电容C4连接于电阻R8的第二端与地之间。滤波电容C4和电阻R8组成RC滤波电路，可大大提高恒流芯片U1的电流采样端CS的抗干扰能力。

作为本发明一实施例，恒流芯片U1采用型号为PT4107的芯片。

作为本发明一实施例，LED驱动电路还包括负温度系数热敏电阻R6，负温度系数热敏电阻R6连接于恒流芯片U1的温度感应端Rotp与地之间。恒流芯片U1的端口保护电压设置为1V，恒流芯片U1内部有一个30uA的恒流源对负温度系数热敏电阻R6提供电流，当随着系统温度的升高，负温度系数热敏电阻R6会变小，当30uA的电流源在负温度系数热敏电阻R6上形成的压降小于等于1V的保护点时，恒流芯片U1会认为工作温度过高而停止工作，待温度降低后会自动启动工作，起到温度保护作用。

作为本发明一实施例，LED驱动电路还包括振荡电阻R5，振荡电阻R5连接于恒流芯片U1的振荡端Rosc与地之间，振荡电阻R5的作用是产生振荡频率，让恒流芯片U1工作。

作为本发明一实施例，LED驱动电路还包括储能电容C3，储能电容C3连接于恒流芯片U1的电源端Vin与地之间，储能电容C3的作用是为了保证电源质量、滤除干扰杂波。

作为本发明一实施例，LED驱动电路还包括连接在LED正极和LED负极之间的滤波电容C5，滤波电容C5可保证LED工作不受外界干扰。

作为本发明一实施例，电源单元100包括整流桥101、滤波模块102和电压发生器103；

整流桥101的输入端接电源，整流桥101的输出端接滤波模块102的输入端，滤波模块102的输出端接LED的正极，电压发生器103的输入端接滤波模块102的输出端，电压发生器103的输出端接恒流芯片U1的电源端Vin。

作为本发明一实施例，滤波模块102包括：

储能电容C1和滤波电容C2；

储能电容C1的第一端接整流桥101的输出端，储能电容C1的第二端接地，滤波电容C2的第一端同时接储能电容C1的第一端和LED的正极，滤波电容C2的第二端接地。

作为本发明一实施例，电压发生器103包括：

限流电阻R2和稳压二极管ZD1；

限流电阻R2的第一端接滤波电容C2的第一端，限流电阻R2的第二端接恒流芯片U1的电源端Vin，稳压二极管ZD1的负极接限流电阻R2的第二端，稳压二极管ZD1的正极接地。电压发生器103为恒流芯片U1提供工作电压。

作为本发明一实施例，电源单元100还包括快熔保险丝F1和负温度系数热敏电阻R1，快熔保险丝F1和负温度系数热敏电阻R1分别连接在整流桥101的输入端和电源之间。设置快熔保险丝F1的目的是为了在电路出现短路故障时，保证故障面不扩大且能与大电源可靠断开；设置负温度系数热敏电阻R1的目的是为了防止电路上电瞬间产生很大的冲击电流，在上电瞬间热敏电阻R1阻值较大，可以大大抑制冲击电流不至于过大，随着热敏电阻R1温度升高，阻值逐渐降低，这样就降低了热敏电阻R1的功耗，提高工作效率，可以是限制输入冲击电流的最简单实用的方法。

本发明实施例还提供一种包括上述LED驱动电路的灯具。

LED驱动电路的工作原理为：

当接通电源后，电源经过快熔保险丝F1和负温度系数热敏电阻R1由整流桥101转换成直流电源，经过储能电容C1储能斩波，通过储能电感L1、续流二极管D5、NMOS管Q1、电阻R7，在恒流芯片U1的控制下为LED提供工作电流。通过调节可调电阻R3的阻值，改变恒流芯片U1的线性调光输入端的电压值，恒流芯片U1根据线性调光输入端的电压值，从驱动端输出PWM信号，控制NMOS管Q1的通断，从而调节流过LED的电流，从而实现对LED进行线性调光。

如果想改变LED最大工作电流，只需改变电阻R7的阻值就可以对电流进行设计。

恒流芯片U1的工作原理就是根据采样电阻R4上面的压降(为恒定值，0.275V)自动调整NMOS管Q1的开关占空比，在一个周期内，当NMOS管Q1开通时，电源电压经过LED、储能电感L1、NMOS管Q1、采样电阻R4对地开通，形成工作回路，LED的工作电流由电源提供，储能电感L1储存能量；当NMOS管Q1关闭时，工作回路被关闭，电流回路由储能电感L1、续流二极管D5、LED形成回路，LED的工作电流由储能电感L1储存的能量提供，直到下一个周期NMOS管Q1开通，如此循环反复，从而达到恒定电流的目的，即只要电阻R7电阻值确定，那么输出恒定电流即确定。恒流芯片U1的电流采样端CS和恒流芯片U1内部的基准电压源形成一个比较器，电流采样端CS根据采样电压和基准电压的比较后，恒流芯片U1内部自动调整控制NMOS管Q1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，那么LED的工作电流就会减小，直到输出电流到设定值；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，那么LED的工作电流就会增大，直到输出电流达到设定值。LED稳定工作主要是要保证额定工作电流，而不是额定工作电压。

在本发明实施例中，通过调节可调电阻R3的阻值，改变恒流芯片U1的线性调光输入端的电压值，恒流芯片U1根据线性调光输入端的电压值，从驱动端输出PWM信号，控制NMOS管Q1的通断，从而调节流过LED的电流，实现对LED进行线性调光。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种LED驱动电路，其特征在于，所述LED驱动电路包括：

电源单元、恒流芯片U1、续流二极管D5、储能电感L1、NMOS管Q1、采样电阻R4、电阻R7和可调电阻R3；

所述电源单元的输入端接电源，所述电源单元的输出端接LED的正极和恒流芯片U1的电源端(Vin)，所述续流二极管D5的负极接所述LED的正极，所述续流二极管D5的正极通过储能电感L1接所述LED的负极，所述NMOS管Q1的漏极接所述续流二极管D5的正极，所述NMOS管Q1的源极接所述采样电阻R4的第一端，所述采样电阻R4的第二端接地，所述恒流芯片U1的驱动端(GATE)通过电阻R7接所述NMOS管Q1的栅极，所述恒流芯片U1的电流采样端(CS)接所述采样电阻R4的第一端，所述恒流芯片U1的线性调光输入端(LD)接所述可调电阻R3的第一端，所述可调电阻R3的第二端接地；

所述LED驱动电路还包括：

滤波电容C4和电阻R8；

所述电阻R8的第一端接所述采样电阻R4的第一端，所述电阻R8的第二端接所述恒流芯片U1的电流采样端(CS)，所述滤波电容C4连接于所述电阻R8的第二端与地之间。

2.如权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述LED驱动电路还包括负温度系数热敏电阻R6，所述负温度系数热敏电阻R6连接于所述恒流芯片U1的温度感应端(Rotp)与地之间。

3.如权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述LED驱动电路还包括振荡电阻R5，所述振荡电阻R5连接于所述恒流芯片U1的振荡端(Rosc)与地之间。

4.如权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述LED驱动电路还包括储能电容C3，所述储能电容C3连接于所述恒流芯片U1的电源端(Vin)与地之间。

5.如权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述电源单元包括：

整流桥、滤波模块和电压发生器；

所述整流桥的输入端接电源，所述整流桥的输出端接所述滤波模块的输入端，所述滤波模块的输出端接所述LED的正极，所述电压发生器的输入端接所述滤波模块的输出端，所述电压发生器的输出端接所述恒流芯片U1的电源端(Vin)。

6.如权利要求5所述的LED驱动电路，其特征在于，所述滤波模块包括：

储能电容C1和滤波电容C2；

所述储能电容C1的第一端接所述整流桥的输出端，所述储能电容C1的第二端接地，所述滤波电容C2的第一端同时接所述储能电容C1的第一端和所述LED的正极，所述滤波电容C2的第二端接地。

7.如权利要求6所述的LED驱动电路，其特征在于，所述电压发生器包括：

限流电阻R2和稳压二极管ZD1；

所述限流电阻R2的第一端接所述滤波电容C2的第一端，所述限流电阻R2的第二端接所述恒流芯片U1的电源端(Vin)，所述稳压二极管ZD1的负极接所述限流电阻R2的第二端，所述稳压二极管ZD1的正极接地。

8.如权利要求5所述的LED驱动电路，其特征在于，所述电源单元还包括快熔保险丝F1和负温度系数热敏电阻R1，所述快熔保险丝F1和负温度系数热敏电阻R1分别连接在所述整流桥的输入端和电源之间。

9.一种灯具，其特征在于，所述灯具包括如权利要求1-8所述的LED驱动电路。

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