CN103298184A - 一种单路限流驱动双色led电路及led灯具 - Google Patents

Abstract

本发明适用于照明电路领域，尤其涉及一种单路限流驱动双色LED电路及LED灯具。在本发明实施例中，NPN型三极管Q4、NPN型三极管Q5和限流电阻R7以及PNP型三极管Q3、PNP型三极管Q6和限流电阻R9分别实现限流功能，在过流状态下，NPN型三极管Q4过流断开，第二LED灯组熄灭，同样，PNP型三极管Q3过流断开，第一LED灯组熄灭，防止LED灯过流工作而发热损坏。

Description

一种单路限流驱动双色LED电路及LED灯具

技术领域

本发明属于照明电路领域，尤其涉及一种单路限流驱动双色LED电路及LED灯具。

背景技术

目前照明工程中的夜景LED灯具的驱动电路基本都是LED灯与其驱动电路一一对应来实现驱动。为了节省成本，降低电路的复杂性，特推出单电路驱动双色LED电路，由于驱动电路从原来的两路精简为一路，其可靠性提高、成本降低、体积减小，特适用于小型电子产品。

但是，现有的单路驱动双色LED电路无限流功能，当电路的外接电源波动时会导致LED灯的工作电流增加，导致LED灯发热严重甚至损坏LED灯。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单路限流驱动双色LED电路，旨在解决现在的单路驱动双色LED电路存在因为没有限流功能，当电路的外接电源波动时会导致损坏LED灯的问题。

本发明是这样实现的，一种单路限流驱动双色LED电路，分别接不同颜色的第一LED灯组和第二LED灯组，所述单路限流驱动双色LED电路包括：

分压电阻R1、分压电阻R2、分压电阻R3、分压电阻R4、分压电阻R5、分压电阻R6、限流电阻R7、分压电阻R8、限流电阻R9、比较器U1、PNP型三极管Q3、NPN型三极管Q4、NPN型三极管Q5、PNP型三极管Q6、第一开关管和第二开关管；

所述比较器U1的正相输入端通过所述分压电阻R1接灯具亮灭控制信号源，所述分压电阻R2和分压电阻R3串接在电源和地之间，所述比较器U1的反相输入端接所述分压电阻R2和分压电阻R3的公共连接端，所述比较器U1的输出端接所述分压电阻R4的第一端，所述分压电阻R4的第二端分别接所述第一开关管的控制端和第二开关管的控制端，所述第一开关管的输入端、输出端连接在所述分压电阻R6的第一端和地之间，所述分压电阻R6的第二端同时接所述NPN型三极管Q4的基极和NPN型三极管Q5的集电极，所述NPN型三极管Q4的集电极接电源，所述分压电阻R5连接在所述NPN型三极管Q4的集电极和基极之间，所述NPN型三极管Q5的基极接所述NPN型三极管Q4的发射极，所述限流电阻R7连接在所述NPN型三极管Q5的基极和发射极之间，所述NPN型三极管Q5的发射极接所述第二LED灯组的正极，所述第二开关管的输入端、输出端连接在所述分压电阻R8的第一端和地之间，所述分压电阻R8的第二端同时接所述PNP型三极管Q3的基极和PNP型三极管Q6的集电极，所述PNP型三极管Q3的集电极接电源，所述PNP型三极管Q6的基极接所述PNP型三极管Q3的发射极，所述限流电阻R9连接在所述PNP型三极管Q6的基极和发射极之间，所述PNP型三极管Q6的发射极接所述第一LED灯组的负极，所述第一LED灯组的正极和第二LED灯组的负极均接地。

本发明的另一目的在于提供一种LED灯具，包括不同颜色的第一LED灯组和第二LED灯组，所述LED灯具还包括分别接所述第一LED灯组和第二LED灯组的单路限流驱动双色LED电路，所述单路限流驱动双色LED电路包括：

分压电阻R1、分压电阻R2、分压电阻R3、分压电阻R4、分压电阻R5、分压电阻R6、限流电阻R7、分压电阻R8、限流电阻R9、比较器U1、PNP型三极管Q3、NPN型三极管Q4、NPN型三极管Q5、PNP型三极管Q6、第一开关管和第二开关管；

所述比较器U1的正相输入端通过所述分压电阻R1接灯具亮灭控制信号源，所述分压电阻R2和分压电阻R3串接在电源和地之间，所述比较器U1的反相输入端接所述分压电阻R2和分压电阻R3的公共连接端，所述比较器U1的输出端接所述分压电阻R4的第一端，所述分压电阻R4的第二端分别接所述第一开关管的控制端和第二开关管的控制端，所述第一开关管的输入端、输出端连接在所述分压电阻R6的第一端和地之间，所述分压电阻R6的第二端同时接所述NPN型三极管Q4的基极和NPN型三极管Q5的集电极，所述NPN型三极管Q4的集电极接电源，所述分压电阻R5连接在所述NPN型三极管Q4的集电极和基极之间，所述NPN型三极管Q5的基极接所述NPN型三极管Q4的发射极，所述限流电阻R7连接在所述NPN型三极管Q5的基极和发射极之间，所述NPN型三极管Q5的发射极接所述第二LED灯组的正极，所述第二开关管的输入端、输出端连接在所述分压电阻R8的第一端和地之间，所述分压电阻R8的第二端同时接所述PNP型三极管Q3的基极和PNP型三极管Q6的集电极，所述PNP型三极管Q3的集电极接电源，所述PNP型三极管Q6的基极接所述PNP型三极管Q3的发射极，所述限流电阻R9连接在所述PNP型三极管Q6的基极和发射极之间，所述PNP型三极管Q6的发射极接所述第一LED灯组的负极，所述第一LED灯组的正极和第二LED灯组的负极均接地。

在本发明中，NPN型三极管Q4、NPN型三极管Q5和限流电阻R7以及PNP型三极管Q3、PNP型三极管Q6和限流电阻R9分别实现限流功能，在过流状态下，NPN型三极管Q4过流断开，第二LED灯组熄灭，同样，PNP型三极管Q3过流断开，第一LED灯组熄灭，防止LED灯过流工作而发热损坏。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的单路限流驱动双色LED电路的电路结构图；

图2是本发明第二实施例提供的单路限流驱动双色LED电路的电路结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案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示出了本发明第一实施例提供的单路限流驱动双色LED电路的电路结构，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：

一种单路限流驱动双色LED电路100，分别接不同颜色的第一LED灯组LED1和第二LED灯组LED2，单路限流驱动双色LED电路100包括：

分压电阻R1、分压电阻R2、分压电阻R3、分压电阻R4、分压电阻R5、分压电阻R6、限流电阻R7、分压电阻R8、限流电阻R9、比较器U1、PNP型三极管Q3、NPN型三极管Q4、NPN型三极管Q5、PNP型三极管Q6、第一开关管101和第二开关管102；

比较器U1的正相输入端通过分压电阻R1接灯具亮灭控制信号源，分压电阻R2和分压电阻R3串接在电源+VCC和地之间，比较器U1的反相输入端接分压电阻R2和分压电阻R3的公共连接端，比较器U1的输出端接分压电阻R4的第一端，分压电阻R4的第二端分别接第一开关管101的控制端和第二开关管102的控制端，第一开关管101的输入端、输出端连接在分压电阻R6的第一端和地之间，分压电阻R6的第二端同时接NPN型三极管Q4的基极和NPN型三极管Q5的集电极，NPN型三极管Q4的集电极接电源+HV，分压电阻R5连接在NPN型三极管Q4的集电极和基极之间，NPN型三极管Q5的基极接NPN型三极管Q4的发射极，限流电阻R7连接在NPN型三极管Q5的基极和发射极之间，NPN型三极管Q5的发射极接第二LED灯组LED2的正极，第二开关管102的输入端、输出端连接在分压电阻R8的第一端和地之间，分压电阻R8的第二端同时接PNP型三极管Q3的基极和PNP型三极管Q6的集电极，PNP型三极管Q3的集电极接电源-HV，PNP型三极管Q6的基极接PNP型三极管Q3的发射极，限流电阻R9连接在PNP型三极管Q6的基极和发射极之间，PNP型三极管Q6的发射极接第一LED灯组LED1的负极，第一LED灯组LED1的正极和第二LED灯组LED2的负极均接地。

作为本发明一实施例，第一开关管101采用NPN型三极管Q1，NPN型三极管Q1的基极为第一开关管101的控制端，NPN型三极管Q1的集电极接分压电阻R6的第一端，NPN型三极管Q1的发射极接地。

作为本发明一实施例，第二开关管102采用PNP型三极管Q2，PNP型三极管Q2的基极为第二开关管102的控制端，PNP型三极管Q2的集电极接分压电阻R8的第一端，PNP型三极管Q2的发射极接地。

图2示出了本发明第二实施例提供的单路限流驱动双色LED电路的电路结构，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：

作为本发明一实施例，第一开关管101采用N型MOS管Q7，N型MOS管Q7的栅极为第一开关管101的控制端，N型MOS管Q7的漏极接分压电阻R6的第一端，N型MOS管Q7的源极接地。

作为本发明一实施例，第二开关管102采用P型MOS管Q8，P型MOS管Q8的栅极为第二开关管102的控制端，P型MOS管Q8的漏极接分压电阻R8的第一端，P型MOS管Q8的源极接地。

另外，如图1所示，本发明还提供一种LED灯具，包括不同颜色的第一LED灯组LED1和第二LED灯组LED2，LED灯具还包括分别接第一LED灯组LED1和第二LED灯组LED2的单路限流驱动双色LED电路100，单路限流驱动双色LED电路100包括：

分压电阻R1、分压电阻R2、分压电阻R3、分压电阻R4、分压电阻R5、分压电阻R6、限流电阻R7、分压电阻R8、限流电阻R9、比较器U1、PNP型三极管Q3、NPN型三极管Q4、NPN型三极管Q5、PNP型三极管Q6、第一开关管101和第二开关管102；

比较器U1的正相输入端通过分压电阻R1接灯具亮灭控制信号源，分压电阻R2和分压电阻R3串接在电源+VCC和地之间，比较器U1的反相输入端接分压电阻R2和分压电阻R3的公共连接端，比较器U1的输出端接分压电阻R4的第一端，分压电阻R4的第二端分别接第一开关管101的控制端和第二开关管102的控制端，第一开关管101的输入端、输出端连接在分压电阻R6的第一端和地之间，分压电阻R6的第二端同时接NPN型三极管Q4的基极和NPN型三极管Q5的集电极，NPN型三极管Q4的集电极接电源+HV，分压电阻R5连接在NPN型三极管Q4的集电极和基极之间，NPN型三极管Q5的基极接NPN型三极管Q4的发射极，限流电阻R7连接在NPN型三极管Q5的基极和发射极之间，NPN型三极管Q5的发射极接第二LED灯组LED2的正极，第二开关管102的输入端、输出端连接在分压电阻R8的第一端和地之间，分压电阻R8的第二端同时接PNP型三极管Q3的基极和PNP型三极管Q6的集电极，PNP型三极管Q3的集电极接电源-HV，PNP型三极管Q6的基极接PNP型三极管Q3的发射极，限流电阻R9连接在PNP型三极管Q6的基极和发射极之间，PNP型三极管Q6的发射极接第一LED灯组LED1的负极，第一LED灯组LED1的正极和第二LED灯组LED2的负极均接地。

作为本发明一实施例，第一开关管101采用NPN型三极管Q1，NPN型三极管Q1的基极为第一开关管101的控制端，NPN型三极管Q1的集电极接分压电阻R6的第一端，NPN型三极管Q1的发射极接地。

作为本发明一实施例，第二开关管102采用PNP型三极管Q2，PNP型三极管Q2的基极为第二开关管102的控制端，PNP型三极管Q2的集电极接分压电阻R8的第一端，PNP型三极管Q2的发射极接地。

如图2所示，作为本发明一实施例，第一开关管101采用N型MOS管Q7，N型MOS管Q7的栅极为第一开关管101的控制端，N型MOS管Q7的漏极接分压电阻R6的第一端，N型MOS管Q7的源极接地。

作为本发明一实施例，第二开关管102采用P型MOS管Q8，P型MOS管Q8的栅极为第二开关管102的控制端，P型MOS管Q8的漏极接分压电阻R8的第一端，P型MOS管Q8的源极接地。

以第一开关管101采用NPN型三极管Q1、第二开关管102采用PNP型三极管Q2为例，对单路限流驱动双色LED电路100的工作原理进行说明：

灯具亮灭控制信号源输出的信号可以是正弦波或PWM等波形，在PWM低电平到来时，为了使比较器U1输出端可靠地输出负电压，所以在反相输入端设置比PWM低电平稍高的基准电压，其值由分压电阻R2和分压电阻R3设定＝Vcc*R2/(R2+R3)。分压电阻R1的阻值为分压电阻R2和分压电阻R3的并联计算值，R1＝R2*R3/(R2+R3)。当输入端是PWM高电平或正选波的上半周到来，且值大于比较器U1的反相输入端的基准电压Vref值时，比较器U1的输出端输出的高电平通过分压电阻R4使NPN型三极管Q1导通，再使NPN型三极管Q4导通后，电源+HV的高压通过限流电阻R7限流后驱动第二LED灯组LED2。而此时PNP型三极管Q2和PNP型三极管Q3截止，第二LED灯组LED1不亮。

当灯具亮灭控制信号源输出的信号是PWM低电平或正选波的下半周到来，且值小于比较器U1的反相输入端的基准电压Vref值时，比较器U1的输出端输出的低电平通过分压电阻R4使PNP型三极管Q2、PNP型三极管Q3导通，由于此回路为负电源供电，所以第一LED灯组LED1的电流走向为：地-LED1-R10-Q3--HV。

限流功能：当通过限流电阻R7上的电压降超过0.7V时，NPN型三极管Q5饱和导通，即NPN型三极管Q5的Vce电压约为0.3V，而此Vce即为NPN型三极管Q4的Vbe，基本等同为0.3V，使NPN型三极管Q4截止，电路无电流输出。在过流状态下，NPN型三极管Q4过流断开第二LED灯组LED2熄灭，不至于让第二LED灯组LED2过流工作而发热损坏。PNP型三极管Q3、PNP型三极管Q6和限流电阻R9与NPN型三极管Q4、NPN型三极管Q5和限流电阻R7一样实现同样的过流保护功能。

驱动LED的数量由电源+HV和电源-HV决定，电流由R7/R10决定等于0.7/R7或0.7/R10，合适对中、小功率的LED驱动。第一LED灯组LED1和第二LED灯组LED2点亮和熄灭的时间是互补的，PWM波由其占空比决定，如占空比设为60％，那么第二LED灯组LED2点亮即为PWM波周期的60％，熄灭时间为40％，第一LED灯组LED1刚好相反；正弦波可以由基准电压Vref设定，如Vref越高，第一LED灯组LED1点亮时间就越短，熄灭时间越长。

在本发明实施例中，NPN型三极管Q4、NPN型三极管Q5和限流电阻R7以及PNP型三极管Q3、PNP型三极管Q6和限流电阻R9分别实现限流功能，在过流状态下，NPN型三极管Q4过流断开，第二LED灯组熄灭，同样，PNP型三极管Q3过流断开，第一LED灯组熄灭，防止LED灯过流工作而发热损坏。

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 (10)

1.一种单路限流驱动双色LED电路，分别接不同颜色的第一LED灯组和第二LED灯组，其特征在于，所述单路限流驱动双色LED电路包括：

分压电阻R1、分压电阻R2、分压电阻R3、分压电阻R4、分压电阻R5、分压电阻R6、限流电阻R7、分压电阻R8、限流电阻R9、比较器U1、PNP型三极管Q3、NPN型三极管Q4、NPN型三极管Q5、PNP型三极管Q6、第一开关管和第二开关管；

所述比较器U1的正相输入端通过所述分压电阻R1接灯具亮灭控制信号源，所述分压电阻R2和分压电阻R3串接在电源和地之间，所述比较器U1的反相输入端接所述分压电阻R2和分压电阻R3的公共连接端，所述比较器U1的输出端接所述分压电阻R4的第一端，所述分压电阻R4的第二端分别接所述第一开关管的控制端和第二开关管的控制端，所述第一开关管的输入端、输出端连接在所述分压电阻R6的第一端和地之间，所述分压电阻R6的第二端同时接所述NPN型三极管Q4的基极和NPN型三极管Q5的集电极，所述NPN型三极管Q4的集电极接电源，所述分压电阻R5连接在所述NPN型三极管Q4的集电极和基极之间，所述NPN型三极管Q5的基极接所述NPN型三极管Q4的发射极，所述限流电阻R7连接在所述NPN型三极管Q5的基极和发射极之间，所述NPN型三极管Q5的发射极接所述第二LED灯组的正极，所述第二开关管的输入端、输出端连接在所述分压电阻R8的第一端和地之间，所述分压电阻R8的第二端同时接所述PNP型三极管Q3的基极和PNP型三极管Q6的集电极，所述PNP型三极管Q3的集电极接电源，所述PNP型三极管Q6的基极接所述PNP型三极管Q3的发射极，所述限流电阻R9连接在所述PNP型三极管Q6的基极和发射极之间，所述PNP型三极管Q6的发射极接所述第一LED灯组的负极，所述第一LED灯组的正极和第二LED灯组的负极均接地。

2.如权利要求1所述的单路限流驱动双色LED电路，其特征在于，所述第一开关管采用NPN型三极管Q1，所述NPN型三极管Q1的基极为第一开关管的控制端，所述NPN型三极管Q1的集电极接所述分压电阻R6的第一端，所述NPN型三极管Q1的发射极接地。

3.如权利要求1所述的单路限流驱动双色LED电路，其特征在于，所述第二开关管采用PNP型三极管Q2，所述PNP型三极管Q2的基极为第二开关管的控制端，所述PNP型三极管Q2的集电极接所述分压电阻R8的第一端，所述PNP型三极管Q2的发射极接地。

4.如权利要求1所述的单路限流驱动双色LED电路，其特征在于，所述第一开关管采用N型MOS管Q7，所述N型MOS管Q7的栅极为第一开关管的控制端，所述N型MOS管Q7的漏极接所述分压电阻R6的第一端，所述N型MOS管Q7的源极接地。

5.如权利要求1所述的单路限流驱动双色LED电路，其特征在于，所述第二开关管采用P型MOS管Q8，所述P型MOS管Q8的栅极为第二开关管的控制端，所述P型MOS管Q8的漏极接所述分压电阻R8的第一端，所述P型MOS管Q8的源极接地。

6.一种LED灯具，包括不同颜色的第一LED灯组和第二LED灯组，其特征在于，所述LED灯具还包括分别接所述第一LED灯组和第二LED灯组的单路限流驱动双色LED电路，所述单路限流驱动双色LED电路包括：

分压电阻R1、分压电阻R2、分压电阻R3、分压电阻R4、分压电阻R5、分压电阻R6、限流电阻R7、分压电阻R8、限流电阻R9、比较器U1、PNP型三极管Q3、NPN型三极管Q4、NPN型三极管Q5、PNP型三极管Q6、第一开关管和第二开关管；

所述比较器U1的正相输入端通过所述分压电阻R1接灯具亮灭控制信号源，所述分压电阻R2和分压电阻R3串接在电源和地之间，所述比较器U1的反相输入端接所述分压电阻R2和分压电阻R3的公共连接端，所述比较器U1的输出端接所述分压电阻R4的第一端，所述分压电阻R4的第二端分别接所述第一开关管的控制端和第二开关管的控制端，所述第一开关管的输入端、输出端连接在所述分压电阻R6的第一端和地之间，所述分压电阻R6的第二端同时接所述NPN型三极管Q4的基极和NPN型三极管Q5的集电极，所述NPN型三极管Q4的集电极接电源，所述分压电阻R5连接在所述NPN型三极管Q4的集电极和基极之间，所述NPN型三极管Q5的基极接所述NPN型三极管Q4的发射极，所述限流电阻R7连接在所述NPN型三极管Q5的基极和发射极之间，所述NPN型三极管Q5的发射极接所述第二LED灯组的正极，所述第二开关管的输入端、输出端连接在所述分压电阻R8的第一端和地之间，所述分压电阻R8的第二端同时接所述PNP型三极管Q3的基极和PNP型三极管Q6的集电极，所述PNP型三极管Q3的集电极接电源，所述PNP型三极管Q6的基极接所述PNP型三极管Q3的发射极，所述限流电阻R9连接在所述PNP型三极管Q6的基极和发射极之间，所述PNP型三极管Q6的发射极接所述第一LED灯组的负极，所述第一LED灯组的正极和第二LED灯组的负极均接地。

7.如权利要求6所述的LED灯具，其特征在于，所述第一开关管采用NPN型三极管Q1，所述NPN型三极管Q1的基极为第一开关管的控制端，所述NPN型三极管Q1的集电极接所述分压电阻R6的第一端，所述NPN型三极管Q1的发射极接地。

8.如权利要求6所述的LED灯具，其特征在于，所述第二开关管采用PNP型三极管Q2，所述PNP型三极管Q2的基极为第二开关管的控制端，所述PNP型三极管Q2的集电极接所述分压电阻R8的第一端，所述PNP型三极管Q2的发射极接地。

9.如权利要求6所述的LED灯具，其特征在于，所述第一开关管采用N型MOS管Q7，所述N型MOS管Q7的栅极为第一开关管的控制端，所述N型MOS管Q7的漏极接所述分压电阻R6的第一端，所述N型MOS管Q7的源极接地。

10.如权利要求6所述的LED灯具，其特征在于，所述第二开关管采用P型MOS管Q8，所述P型MOS管Q8的栅极为第二开关管的控制端，所述P型MOS管Q8的漏极接所述分压电阻R8的第一端，所述P型MOS管Q8的源极接地。

Images