CN102711309A - 一种led驱动电路及灯具 - Google Patents
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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
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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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20121003 |