CN103313453B - 一种led恒流取样电路及led灯具 - Google Patents

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管伟芳
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Abstract

本发明适用于照明电路领域,尤其涉及一种LED恒流取样电路及LED灯具。在本发明实施例中,通过采样电阻R4采集流过LED灯组的电流变化情况,光电耦合器U2将电流变化情况反馈给开关电源电路,开关电源电路调节PWM占空比,从而调节其输出电流,使得流过LED灯组的电流恒定,LED恒流取样电路包括1个三端可调分流基准源、数个电阻和电容,电路极为简单可靠,降低了产品成本,响应速度快。

Description

一种LED恒流取样电路及LED灯具
技术领域
[0001 ]本发明属于照明电路领域,尤其涉及一种LED恒流取样电路及LED灯具。
背景技术
[0002] 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,但其过流电路取样方式基本都是有较为复杂的电路构成,不仅成本高,并且可靠性也比较低。
发明内容
[0003]本发明的目的在于提供一种LED恒流取样电路,旨在解决现在的LED取样电路存在结构复杂、成本低、可靠性高的问题。
[0004]本发明是这样实现的,一种LED恒流取样电路,分别与依次连接的开关电源电路、电压变换电路和LED灯组连接,所述LED恒流取样电路包括:
[0005] 分压电阻Rl、分压电阻R2、分压电阻R3、米样电阻R4、分压电阻R5、分压电阻R6、抑波电容C4、三端可调分流基准源Ul和光电耦合器U2;
[0006]所述采样电阻R4的第一端接所述LED灯组的负极,所述采样电阻R4的第二端接地,所述分压电阻R6和分压电阻R3串接在所述LED灯组正极和所述采样电阻R4的第一端之间,所述三端可调分流基准源Ul的参考极接所述分压电阻R6和分压电阻R3的公共连接端,所述三端可调分流基准源Ul的阳极接地,所述抑波电容C4和分压电阻R5串接在所述三端可调分流基准源Ul的阴极和参考极之间,所述三端可调分流基准源Ul的阴极接所述光电耦合器U2的发光二极管的阴极,所述分压电阻Rl和分压电阻R2串接在所述电压变换电路的输出端和所述光电耦合器U2的发光二极管的阴极之间,所述光电耦合器U2的发光二极管的阳极接所述分压电阻Rl和分压电阻R2的公共连接端,所述光电耦合器U2的三极管的集电极和发射极分别接所述开关电源电路的控制端。
[0007]本发明的另一目的在于提供一种LED灯具,包括依次连接的开关电源电路、电压变换电路和LED灯组,所述LED灯具还包括分别与所述开关电源电路、电压变换电路和LED灯组连接的LED恒流取样电路,所述LED恒流取样电路包括:
[0008] 分压电阻Rl、分压电阻R2、分压电阻R3、米样电阻R4、分压电阻R5、分压电阻R6、抑波电容C4、三端可调分流基准源Ul和光电耦合器U2;
[0009]所述采样电阻R4的第一端接所述LED灯组的负极,所述采样电阻R4的第二端接地,所述分压电阻R6和分压电阻R3串接在所述LED灯组正极和所述采样电阻R4的第一端之间,所述三端可调分流基准源Ul的参考极接所述分压电阻R6和分压电阻R3的公共连接端,所述三端可调分流基准源Ul的阳极接地,所述抑波电容C4和分压电阻R5串接在所述三端可调分流基准源Ul的阴极和参考极之间,所述三端可调分流基准源Ul的阴极接所述光电耦合器U2的发光二极管的阴极,所述分压电阻Rl和分压电阻R2串接在所述电压变换电路的输出端和所述光电耦合器U2的发光二极管的阴极之间,所述光电耦合器U2的发光二极管的阳极接所述分压电阻Rl和分压电阻R2的公共连接端,所述光电耦合器U2的三极管的集电极和发射极分别接所述开关电源电路的控制端。
[0010]在本发明中,通过采样电阻R4采集流过LED灯组的电流变化情况,光电耦合器U2将电流变化情况反馈给开关电源电路,开关电源电路调节PWM占空比,从而调节其输出电流,使得流过LED灯组的电流恒定,LED恒流取样电路包括I个三端可调分流基准源、数个电阻和电容,电路极为简单可靠,降低了产品成本,响应速度快。
附图说明
[0011]图1是本发明实施例提供的LED恒流取样电路的电路结构图。
具体实施方式
[0012]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。
[0013]图1示出了本发明实施例提供的LED恒流取样电路的电路结构,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:
[0014] 一种LED恒流取样电路400,分别与依次连接的开关电源电路100、电压变换电路200和LED灯组300连接,LED恒流取样电路400包括:
[0015] 分压电阻Rl、分压电阻R2、分压电阻R3、米样电阻R4、分压电阻R5、分压电阻R6、抑波电容C4、三端可调分流基准源Ul和光电耦合器U2;
[0016]采样电阻R4的第一端接LED灯组300的负极,采样电阻R4的第二端接地,分压电阻R6和分压电阻R3串接在LED灯组300正极和采样电阻R4的第一端之间,三端可调分流基准源Ul的参考极接分压电阻R6和分压电阻R3的公共连接端,三端可调分流基准源Ul的阳极接地,抑波电容C4和分压电阻R5串接在三端可调分流基准源Ul的阴极和参考极之间,三端可调分流基准源Ul的阴极接光电耦合器U2的发光二极管的阴极,分压电阻Rl和分压电阻R2串接在电压变换电路200的输出端和光电親合器U2的发光二极管的阴极之间,光电親合器U2的发光二极管的阳极接分压电阻Rl和分压电阻R2的公共连接端,光电耦合器U2的三极管的集电极和发射极分别接开关电源电路100的控制端。
[0017]作为本发明一实施例,LED恒流取样电路400还包括:
[0018] 滤波电容C2、滤波电容C3;
[0019]滤波电容C2和滤波电容C3分别连接在电压变换电路200的输出端和地之间。
[0020]作为本发明一实施例,三端可调分流基准源Ul采用TL431。
[0021]如图1,本发明实施例还提供一种LED灯具,包括依次连接的开关电源电路100、电压变换电路200和LED灯组300,LED灯具还包括分别与开关电源电路100、电压变换电路200和LED灯组300连接的LED恒流取样电路400,LED恒流取样电路400包括:
[0022] 分压电阻Rl、分压电阻R2、分压电阻R3、采样电阻R4、分压电阻R5、分压电阻R6、抑波电容C4、三端可调分流基准源Ul和光电耦合器U2;
[0023]采样电阻R4的第一端接LED灯组300的负极,采样电阻R4的第二端接地,分压电阻R6和分压电阻R3串接在LED灯组300正极和采样电阻R4的第一端之间,三端可调分流基准源Ul的参考极接分压电阻R6和分压电阻R3的公共连接端,三端可调分流基准源Ul的阳极接地,抑波电容C4和分压电阻R5串接在三端可调分流基准源Ul的阴极和参考极之间,三端可调分流基准源Ul的阴极接光电耦合器U2的发光二极管的阴极,分压电阻Rl和分压电阻R2串接在电压变换电路200的输出端和光电親合器U2的发光二极管的阴极之间,光电親合器U2的发光二极管的阳极接分压电阻Rl和分压电阻R2的公共连接端,光电耦合器U2的三极管的集电极和发射极分别接开关电源电路100的控制端。
[0024]作为本发明一实施例,LED恒流取样电路400还包括:
[0025] 滤波电容C2、滤波电容C3;
[0026]滤波电容C2和滤波电容C3分别连接在电压变换电路200的输出端和地之间。
[0027]作为本发明一实施例,三端可调分流基准源Ul采用TL431。
[0028]作为本发明一实施例,开关电源电路100的输入端接交流电源,开关电源电路100的控制端接光电耦合器U2的三极管的集电极和发射极,开关电源电路100的输出端接电压变换电路200的输入端。
[0029]作为本发明一实施例,电压变换电路200包括:
[0030] 变压器Tl、肖特基二极管Dl、电容Cl和电感LI;
[0031]变压器Tl的初级绕组的两端分别接开关电源电路100的输出端,变压器Tl的次级绕组的第一端接肖特基二极管Dl的阳极,变压器Tl的次级绕组的第二端接地,肖特基二极管Dl的阴极接电感LI的第一端,电感LI的第二端为电压变换电路200的输出端,电容Cl连接在肖特基二极管Dl的阴极与地之间。
[0032] LED恒流取样电路400的工作原理为:
[0033] LED恒流取样电路400的恒流原理为:当流过LED灯组300的电流1增加时,采样电阻R4上的压降增加,三端可调分流基准源TL431的基准电压有上升趋势,使三端可调分流基准源TL431的工作电流增加,继而使光电耦合器U2的输出端阻抗变下,去控制开关电源电路100,调节PffM占空比,从而调节其输出电流,使得流过LED灯组300的电流恒定。
[0034]此电路同样是利用了三端可调分流基准源TL431的2.495V的基准来做恒流,只要合适设计分压电阻R3、采样电阻R4和分压电阻R6的值,就可以起到恒流作用。1是流过LED灯组300的电流,Ir是流过三端可调分流基准源TL431的工作电流,1与Ir的关系为:1 ={2.5-(R3+R4)Ir]/R4,在三端可调分流基准源TL431的运用中一般取1mA。由于分压电阻R3、分压电阻R6支路电阻值远远大于采样电阻R4的阻值,所以Ir流过采样电阻R4的压降可以忽略不计。那么1与Ir的关系简化为:1 = (2.5-(R3*Ir)/R4。由于Ir为ImA为一定值,那么1就由分压电阻R3、采样电阻R4决定。
[0035] 空载时输入到LED灯组300的电压Vcc = 2.5[R6/(R3+R4) + l],由于采样电阻R4阻值相对分压电阻R3的数千欧来说可以忽略不计,公式可简化为¥(^ = 2.5(1?6/1«+1),由此可知空载时电压主要由分压电阻R3、分压电阻R6决定。带载时Vcc = 2.5+R6(2.5-1o)/(R3+R4),由于采样电阻R4阻值与分压电阻R3比较可以忽略不计,公式同样简化为:Vcc = 2.5+R6(2.5-1o) /R3,所以带载时的输入到LED灯组300的电压Vcc不仅由分压电阻R3、分压电阻R6决定,还由1值决定。
[0036] 通过以上分析,流过LED灯组300的电流I ο只需设定采样电阻R4、分压电阻R3的值即可实现恒流功能。由于1已选定,那么输入到LED灯组300的电压Vcc也仅由分压电阻R3和分压电阻R6设定。
[0037] 分压电阻R2与光电耦合器U2并联,是为了提高三端可调分流基准源TL431的死区电流,抑波电容C4和分压电阻R5用来抑制低频纹波和提高输出调整率。
[0038]在本发明实施例中,通过采样电阻R4采集流过LED灯组的电流变化情况,光电耦合器U2将电流变化情况反馈给开关电源电路,开关电源电路调节PffM占空比,从而调节其输出电流,使得流过LED灯组的电流恒定,LED恒流取样电路包括I个三端可调分流基准源、数个电阻和电容,电路极为简单可靠,降低了产品成本,响应速度快。
[0039]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 (8)

1.一种LED恒流取样电路,分别与依次连接的开关电源电路、电压变换电路和LED灯组连接,其特征在于,所述LED恒流取样电路包括:分压电阻R1、分压电阻R2、分压电阻R3、采样电阻R4、分压电阻R5、分压电阻R6、抑波电容C4、三端可调分流基准源Ul和光电耦合器U2;所述采样电阻R4的第一端接所述LED灯组的负极,所述采样电阻R4的第二端接地,所述分压电阻R6和分压电阻R3串接在所述LED灯组正极和所述采样电阻R4的第一端之间,所述三端可调分流基准源Ul的参考极接所述分压电阻R6和分压电阻R3的公共连接端,所述三端可调分流基准源Ul的阳极接地,所述抑波电容C4和分压电阻R5串接在所述三端可调分流基准源Ul的阴极和参考极之间,所述三端可调分流基准源Ul的阴极接所述光电耦合器U2的发光二极管的阴极,所述分压电阻Rl和分压电阻R2串接在所述电压变换电路的输出端和所述光电耦合器U2的发光二极管的阴极之间,所述光电耦合器U2的发光二极管的阳极接所述分压电阻Rl和分压电阻R2的公共连接端,所述光电耦合器U2的三极管的集电极和发射极分别接所述开关电源电路的控制端; 当流过所述LED灯组的电流1增加时,所述采样电阻R4上的压降增加,使所述三端可调分流基准源的工作电流增加,继而使光电耦合器U2的输出端阻抗变下,控制所述开关电源电路调节PffM占空比,调节其输出电流使得流过所述LED灯组的电流恒定; 流过所述LED灯组的电流1与流过所述三端可调分流基准源Ir的关系为:1 = (2.5-(R3*Ir)/R4,其中,分压电阻R3、分压电阻R6支路电阻值远远大于采样电阻R4的阻值,Ir为一定值; 带载时输入到所述LED灯组的电压Vcc为:Vcc = 2.5+R6 (2.5_1 )/R3。
2.如权利要求1所述的LED恒流取样电路,其特征在于,所述LED恒流取样电路还包括:滤波电容C2、滤波电容C3;所述滤波电容C2和滤波电容C3分别连接在所述电压变换电路的输出端和地之间。
3.如权利要求1所述的LED恒流取样电路,其特征在于,所述三端可调分流基准源Ul采用TL431。
4.一种LED灯具,包括依次连接的开关电源电路、电压变换电路和LED灯组,其特征在于,所述LED灯具还包括分别与所述开关电源电路、电压变换电路和LED灯组连接的LED恒流取样电路,所述LED恒流取样电路包括:分压电阻R1、分压电阻R2、分压电阻R3、采样电阻R4、分压电阻R5、分压电阻R6、抑波电容C4、三端可调分流基准源Ul和光电耦合器U2;所述采样电阻R4的第一端接所述LED灯组的负极,所述采样电阻R4的第一端接地,所述分压电阻R6和分压电阻R3串接在所述LED灯组正极和所述采样电阻R4的第一端之间,所述三端可调分流基准源Ul的参考极接所述分压电阻R6和分压电阻R3的公共连接端,所述三端可调分流基准源Ul的阳极接地,所述抑波电容C4和分压电阻R5串接在所述三端可调分流基准源Ul的阴极和参考极之间,所述三端可调分流基准源Ul的阴极接所述光电耦合器U2的发光二极管的阴极,所述分压电阻Rl和分压电阻R2串接在所述电压变换电路的输出端和所述光电耦合器U2的发光二极管的阴极之间,所述光电耦合器U2的发光二极管的阳极接所述分压电阻Rl和分压电阻R2的公共连接端,所述光电耦合器U2的三极管的集电极和发射极分别接所述开关电源电路的控制端; 当流过所述LED灯组的电流1增加时,所述采样电阻R4上的压降增加,使所述三端可调分流基准源的工作电流增加,继而使光电耦合器U2的输出端阻抗变下,控制所述开关电源电路调节PffM占空比,调节其输出电流使得流过所述LED灯组的电流恒定; 流过所述LED灯组的电流1与流过所述三端可调分流基准源Ir的关系为:1 = (2.5-(R3*Ir)/R4,其中,分压电阻R3、分压电阻R6支路电阻值远远大于采样电阻R4的阻值,Ir为一定值; 带载时输入到所述LED灯组的电压Vcc为:Vcc = 2.5+R6 (2.5_1 )/R3。
5.如权利要求4所述的LED灯具,其特征在于,所述LED恒流取样电路还包括:滤波电容C2、滤波电容C3;所述滤波电容C2和滤波电容C3分别连接在所述电压变换电路的输出端和地之间。
6.如权利要求4所述的LED灯具,其特征在于,所述三端可调分流基准源Ul采用TL431。
7.如权利要求4所述的LED灯具,其特征在于,所述开关电源电路的输入端接交流电源,所述开关电源电路的控制端接所述光电耦合器U2的三极管的集电极和发射极,所述开关电源电路的输出端接所述电压变换电路的输入端。
8.如权利要求4所述的LED灯具,其特征在于,所述电压变换电路包括:变压器Tl、肖特基二极管D1、电容Cl和电感LI;所述变压器Tl的初级绕组的两端分别接所述开关电源电路的输出端,所述变压器Tl的次级绕组的第一端接所述肖特基二极管Dl的阳极,所述变压器Tl的次级绕组的第二端接地,所述肖特基二极管Dl的阴极接所述电感LI的第一端,所述电感LI的第二端为所述电压变换电路的输出端,所述电容Cl连接在所述肖特基二极管Dl的阴极与地之间。
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