CN103139970A - Led驱动电路及led灯具 - Google Patents

Abstract

一种LED驱动电路，用于驱动LED光源，包括电压调节模块和恒流模块；所述电压调节模块的输出端为所述恒流模块提供可调的电压信号；所述恒流模块根据电压调节模块所提供的不同电压信号为LED光源提供不同的恒定电流。本发明还提供一种LED灯具，与直流电源相连，其包括LED光源及用于驱动所述LED光源的上述LED驱动电路。上述LED驱动电路通过电压调节模块和恒流模块，实现LED光源在工作电压低于额定工作电压时，通过调节电压调节模块，使恒流模块输出使LED光源满负荷工作的电流，解决了LED光源不能满负荷工作时给使用者带来的严重不便。

Description

LED驱动电路及LED灯具

【技术领域】

本发明涉及驱动电路领域，特别是涉及一种LED驱动电路及LED灯具。

【背景技术】

随着科学技术的不断发展，新产品不断更新，LED作为新型光源，它有着节能、环保、高效的特点。LED技术已经成熟并应用于各个领域，LED作为光源被广泛应用，随之也出现了各种各样的LED驱动电路，但是LED作为电流型负载，流过LED的电流必须保证在额定的电流内，否则会加速LED光衰、老化甚至损坏。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工作电流大幅波动，所以对LED要采用恒流的驱动方式。目前在锂电池供电的低压场所，人们喜欢采用降压恒流技术来驱动LED，它有着功耗小、效率高、重量轻等优点。但是，锂电池的电压会随着放电时间逐步降低，当锂电池的电压低于LED额定工作电压时，会导致LED工作电流降低，那么输出光通量也降低，LED不能满负荷工作，给使用者带来了严重不便。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种工作电压低于额定工作电压时，LED光源也能满负荷工作的LED驱动电路。

一种LED驱动电路，包括电压调节模块、恒流模块以及LED光源；

所述电压调节模块的输出端为所述恒流模块提供可调的电压信号；

所述恒流模块根据电压调节模块所提供的不同的电压信号为所述LED光源提供不同的恒定电流。

优选的，所述恒定电流对应所述电压信号呈线性关系。

优选的，所述电压调节模块包括稳压二极管U2、电位器R1以及第一分压电阻R2，所述第一分压电阻R2和所述电位器R1串联，所述电位器R1的另一端分别连接所述稳压二极管的正极和地，所述第一分压电阻R2的另一端分别连接所述稳压二极管的负极和直流电源，所述第一分压电阻R2和所述电位器R1之间引出一输出端，为所述恒流模块提供可调的电压信号。

优选的，所述直流电源和第一分压电阻R2之间还串联连接第二分压电阻R3。

优选的，所述恒流模块包括恒流芯片U1，电感L1，电阻R4，电容C1、C2、C3，储能电容C4，所述恒流芯片U1的补偿引脚通过所述电容C2接地，所述恒流芯片U1的输出电压检测引脚脚分别连接所述LED光源的正极和所述电容C3的一端，所述电容C3的另一端分别连接所述恒流芯片U1的电源地引脚和地，所述恒流芯片U1的控制引脚连接电压调节模块的输出端，所述恒流芯片U1的反馈引脚连接所述LED光源的负极，所述LED光源的负极通过所述电阻R4接地，直流电源经所述电容C1滤波后分别连接所述恒流芯片U1的电源引脚和所述电感L1，所述电感L1的另一端分别连接所述恒流芯片U1的输出引脚和所述LED光源的正极，所述LED光源的正极还连接所述储能电容C4的正极，所述储能电容C4的负极接地，当电压调节模块输出端为所述恒流芯片U1的控制引脚提供电压信号后，所述反馈引脚的采样电压和所述恒流芯片U1的控制引脚的内部分电压比较，所述恒流芯片自动调整在所述恒流芯片U1的输出引脚输出的恒定电流。

优选的，所述恒流芯片为EUP2561芯片，EUP2561芯片的GND引脚接地，COMP引脚通过所述电容C2接地，OUT引脚分别连接所述LED光源的正极和所述电容C3的一端，所述电容C3的另一端分别连接PGND引脚和地，CS引脚连接所述LED光源的负极，所述LED光源的负极通过电阻R4接地，CTRL引脚连接所述电压调节模块的输出端，直流电源通过所述电容C1滤波后分别连接所述EUP2561芯片的IN引脚和所述电感L1，所述电感L1的另一端分别连接LX引脚和所述LED光源的正极，所述LED光源的正极还连所述接储能电容C4的正极，所述储能电容C4的负极接地。

优选的，所述LX引脚和LED光源正极之间还串联连接二极管D1，所述二极管D1的正极连接所述EUP2561芯片的LX引脚，所述二极管D1的负极连接LED光源的正极。

优选的，所述恒流模块还包括电容C5和电阻R5，所述EUP2561芯片的CS引脚和LED光源负极之间还串联连接电阻R5，所述EUP2561芯片的CS引脚通过电容C5接地。

优选的，所述LED驱动电路还包括电容C6，所述电容C6与所述LED光源并联连接。

另外，本发明还提供一种LED灯具，与直流电源相连，其包括LED光源及用于驱动所述LED光源的上述LED驱动电路。

上述LED驱动电路通过电压调节模块和恒流模块，实现LED光源在工作电压低于额定工作电压时，通过调节电压调节模块，使恒流模块输出使LED光源满负荷工作的电流，解决了LED光源不能满负荷工作时给使用者带来的严重不便。

【附图说明】

图1为本实施方式的方框图；

图2为本实施方式的电路图。

【具体实施方式】

如图1、图2所示，本实施方式提供的一种LED驱动电路，用于驱动LED光源300。该LED驱动电路包括电压调节模块100和恒流模块200。电压调节模块100的输出端为恒流模块200提供可调的电压信号，恒流模块200根据电压调节模块100的不同的电压信号为LED光源300提供不同的恒定电流。

电压调节模块100可为外部提供可调的电压信号。电压调节模块100包括稳压二极管U2、电位器R1以及第一分压电阻R2。第一分压电阻R2和电位器R1串联，电位器R1的另一端连接稳压二极管U2的正极并同时接地，第一分压电阻R2的另一端分别连接稳压二极管U2的负极和第二分压电阻R3，第二分压电阻R3另一端连接直流电源，第一分压电阻R2和电位器R1之间引出一输出端，为恒流模块200提供可调的电压信号。使用时，调节电位器R1，就可以向外部提供从零开始的可调电压信号。

第二分压电阻R3把直流电源提供的电压分去一部分，使加载在第一分压电阻R2和电位器R1的电压不会偏大。第一分压电阻R2进一步把加载的直流电源分去一部分，使电位器R1具有一个合适的调压范围。当直流电源加载在第一分压电阻R2和电位器R1的电压超过稳压二极管U2的稳压值时，稳压二极管U2导通，使加载在第一分压电阻R2和电位器R1的电压不会随着直流电源电压的升高而增大。当然，在其他实施方式中，第二分压电阻R3、第一分压电阻R2以及稳压二极管U2都可以省略，电位器R1一端连接直流电源并作为电压调节模块的输出端，电位器R1的另一端接地。可以理解，电压调节模块100也可以是其他实施方式，从零电压开始，对外输出可调电压信号。

恒流模块200根据外部提供的可调电压信号对外提供恒定的电流，恒定电流对应电压信号呈线性关系。恒流模块200包括恒流芯片U1，电感L1，电阻R4、R5，电容C1、C2、C3、C5，储能电容C4，恒流芯片U1的补偿引脚通过电容C2接地，恒流芯片U1的输出电压检测引脚分别连接LED光源300的正极和电容C3的一端，电容C3的另一端分别连接恒流芯片U1的电源地引脚和地，恒流芯片U1的控制引脚连接电压调节模块100的输出端，恒流芯片U1的反馈引脚通过电阻R5连接LED光源300的负极，恒流芯片U1的反馈引脚还通过电容C5接地，LED光源300的负极通过电阻R4接地，直流电源经电容C1滤波后分别连接恒流芯片U1的电源引脚和电感L1，电感L1的另一端分别连接所述恒流芯片U1的输出引脚和LED光源300的正极，LED光源300的正极还连接储能电容C4的正极，储能电容C4的负极接地，当电压调节模块100输出端为恒流芯片U1的控制引脚提供电压信号后，反馈引脚的采样电压和所述恒流芯片U1的控制引脚的内部分电压比较，恒流芯片U1自动调整在恒流芯片U1的输出引脚输出的恒定电流。

在本实施方式中，恒流芯片U1采用的是EUP2561芯片。EUP2561芯片的GND引脚接地，COMP引脚通过电容C2接地，OUT引脚分别连接LED光源300的正极和电容C3的一端，电容C3的另一端分别连接PGND引脚和地，CS引脚通过电阻R5连接LED光源300的负极，LED光源300的负极通过电阻R4接地，CS引脚还通过电容C5接地，CTRL引脚连接电压调节模块100的输出端。直流电源通过电容C1滤波后分别连接EUP2561芯片的IN引脚和电感L1，电感L1的另一端分别连接LX引脚和二极管D1的正极，二极管D1的负极连接LED光源300的正极，LED光源300的正极还连接储能电容C4的正极，储能电容C4的负极接地。

以下简述一下恒流模块200的工作原理，EUP2561芯片的工作原理就是根据电阻R4上面的压降自动调整内部N沟道MOS管的占空比。内部N沟道MOS管开关频率很高，在一个周期内，当内部N沟道MOS管开通，直流电源电压经过电感L1、内部N沟道MOS管和GND形成通路，对电感L1储存能量，此时储能电容C4、LED光源300、电阻R4形成工作回路，LED光源300的工作电流依靠储能电容C4来维持；当内部N沟道MOS关闭，电源电压经过电感L1、二极管D1、LED光源300、电阻R4形成工作回路，电感L1中的能量和直流电源能量进行叠加，从而实现升压的功能，LED光源300的工作电流依靠直流电源和电感L1共同维持，直到下一个周期内部N沟道MOS管开通，从而达到稳定电流和升压的目的，即只要电阻R4和电压调节模块100提供给CTRL引脚的电压值确定，芯片EUP2561输出的电流即确定。CS引脚和CTRL引脚形成一个比较器，CS引脚根据电阻R4的压降和电压调节模块100提供给CTRL引脚的电压比较后，EUP2561芯片内部自动调整控制内部N沟道MOS管开通、关闭脉冲的占空比，如果电阻R4上的压降大于电压调节模块100提供给CTRL引脚的电压，说明输出电流大于设定值，那么内部N沟道MOS管导通的占空比就升高，减小输出电流到设定值，如果电阻R4上的压降小于电压调节模块100提供给CTRL引脚的电压，说明输出电流小于设定值，那么内部N沟道MOS管导通的占空比就降低，增大输出电流到设定值。EUP2561芯片根据电压调节模块100提供给CTRL引脚的电压输出恒定的电流，恒定电流对应电压信号呈线性关系。由于恒流模块200根据电压调节模块100的不同的电压信号为LED光源300提供不同的恒定电流。所以当恒定电流对应电压信号呈线性关系时，本实施方式可以对LED光源300实现线性调光。可以理解，恒流芯片U1还可以是具有上述功能的对外输出恒定电流的其他恒流芯片。

本实施方式中，二极管D1起整流作用，电容C5滤波，电阻R5限流，保护CS引脚。在其他实施方式中，二极管D1、电容C5以及电阻R5可省略。

本实施方式中，电压调节模块100和恒流模块200共用一个直流电源，即电压调节模块100也连接在直流电源经电容C1滤波后的输出端上，在直流电源和电容C1之间串联连接一开关S1，控制整个LED驱动电路的闭合或关断。

LED光源300为多个发光二极管串联而成、多个发光二极管并联而成或多个发光二极管串并联结合的阵列。在LED光源300的正负极之间并联一个电容C6，滤除恒流模块200提供的恒定的电流中的纹波。

另外，本发明还提供一LED灯具，与直流电源相连，其包括LED光源及用于驱动所述LED光源的上述LED驱动电路。

上述LED驱动电路通过电压调节模块100和恒流模块200，实现LED光源300在工作电压低于额定工作电压时，通过调节电压调节模块100，使恒流模块200输出使LED光源300满负荷工作的电流，解决了LED光源300不能满负荷工作时给使用者带来的严重不便。

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。应当指出的是，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 (10)

1.一种LED驱动电路，用于驱动LED光源，其特征在于，包括电压调节模块和恒流模块；

所述电压调节模块的输出端为所述恒流模块提供可调的电压信号；

所述恒流模块根据所述电压调节模块所提供的不同电压信号为所述LED光源提供不同的恒定电流。

2.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特在在于，所述恒定电流对应所述电压信号呈线性关系。

3.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述电压调节模块包括稳压二极管U2、电位器R1以及第一分压电阻R2，所述第一分压电阻R2和所述电位器R1串联，所述电位器R1的另一端分别连接所述稳压二极管U2的正极和地，所述第一分压电阻R2的另一端分别连接所述稳压二极管U2的负极和直流电源，所述第一分压电阻R2和所述电位器R1之间引出一输出端，为所述恒流模块提供可调的电压信号。

4.根据权利要求3所述的LED驱动电路，其特征在于，所述直流电源和所述第一分压电阻R2之间还串联连接第二分压电阻R3。

5.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述恒流模块包括恒流芯片U1，电感L1，电阻R4，电容C1、C2、C3，储能电容C4，所述恒流芯片U1的补偿引脚通过所述电容C2接地，所述恒流芯片U1的输出电压检测引脚脚分别连接所述LED光源的正极和所述电容C3的一端，所述电容C3的另一端分别连接所述恒流芯片U1的电源地引脚和地，所述恒流芯片U1的控制引脚连接电压调节模块的输出端，所述恒流芯片U1的反馈引脚连接所述LED光源的负极，所述LED光源的负极通过所述电阻R4接地，直流电源经所述电容C1滤波后分别连接所述恒流芯片U1的电源引脚和所述电感L1，所述电感L1的另一端分别连接所述恒流芯片U1的输出引脚和所述LED光源的正极，所述LED光源的正极还连接所述储能电容C4的正极，所述储能电容C4的负极接地，当电压调节模块输出端为所述恒流芯片U1的控制引脚提供电压信号后，所述反馈引脚的采样电压和所述恒流芯片U1的控制引脚的内部分电压比较，所述恒流芯片自动调整在所述恒流芯片U1的输出引脚输出的恒定电流。

6.根据权利要求5所述的LED驱动电路，其特征在于，所述恒流芯片U1为EUP2561芯片，EUP2561芯片的GND引脚接地，COMP引脚通过所述电容C2接地，OUT引脚分别连接所述LED光源的正极和所述电容C3的一端，所述电容C3的另一端分别连接PGND引脚和地，CS引脚连接所述LED光源的负极，所述LED光源的负极通过所述电阻R4接地，CTRL引脚连接所述电压调节模块的输出端，直流电源通过所述电容C1滤波后分别连接所述EUP2561芯片的IN引脚和所述电感L1，所述电感L1的另一端分别连接LX引脚和所述LED光源的正极，所述LED光源的正极还连接所述储能电容C4的正极，所述储能电容C4的负极接地。

7.根据权利要求6所述的LED驱动电路，其特征在于，所述LX引脚和所述LED光源正极之间还串联连接二极管D1，所述二极管D1的正极连接所述EUP2561芯片的LX引脚，所述二极管D1的负极连接所述LED光源的正极。

8.根据权利要求6所述的LED驱动电路，其特征在于，所述恒流模块还包括电容C5和电阻R5，所述EUP2561芯片的CS引脚和所述LED光源负极之间还串联连接电阻R5，所述EUP2561芯片的CS引脚通过电容C5接地。

9.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述LED驱动电路还包括电容C6，所述电容C6与所述LED光源并联连接。

10.一种LED灯具，与直流电源相连，其特征在于，包括LED光源及用于驱动所述LED光源工作的如权利要求1-9中任一项所述的LED驱动电路。

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