CN103634990A - 抗机载80v浪涌及动态补偿的led恒流源电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗机载80V浪涌及动态补偿的LED恒流源电路，包括开关恒流源和LED阵列，所述开关恒流源和LED阵列相连，所述开关恒流源包括控制器芯片、MOS管、二极管、电感、热敏电阻、若干电阻；若干电容。本发明通过开关恒流源设计，可以有效抑制机载80V浪涌，通过热敏电阻自动感知温度变化，改变自身电阻，调整输出电压值VOUT，无论在何种条件下，使LED阵列始终工作在恒流状态，从而保证了LED灯高效。解决现有浪涌保护电路可靠性以及LED驱动效率的问题，提高了LED灯一致性和可靠性，通用性强，电路结构外围简单，极大降低了航空供电系统中80V/50ms的高压浪涌电压对后续电路的冲击，提高了产品可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种高压浪涌电压用电路，尤其涉及的是一种抗机载80V浪涌及动态补偿的LED恒流源电路。
背景技术
航空供电系统中，低压直流电源一般是28V，其中常伴有80V/50ms的高压浪涌电压。机载设备对电源浪涌电压有着严格的要求。按照GJB181-86中要求，使用28V供电的电子设备能承受80V/50ms过压浪涌，其电压高，时间长，实现较为困难。现有的保护电路，通常器件较多，电路复杂而且笨重，可靠性差以及效率低，并且通常采用电压钳位，开关式稳压电路以及专用芯片（凌特公司）等方法解决此问题。采用电压钳位这种方式，需要外部增加具有自恢复功能的保险丝（PTC），但现有PTC材料的环境温度变化很大，在军用温度环境下，起不到保护作用。因此，满足不了军用环境温度条件要求。而采用开关式稳压电路实现80V浪涌吸收器，需要选用导通电阻小，能承受大电流的开关MOS管器件。另外，为了正常工作，需要增加震荡电路以及倍压整流电路。采用这种方案设计成的抗80V浪涌吸收器，能够在24～32V间正常工作。此时，80V浪涌吸收器输出端输出一个幅值≤32V的脉动电压，该装置输出端增加滤波电容进行滤波，得到一个平稳的直流电，然后给系统供电。此方式搭建电路复杂，但成本较低，可靠性较难保证。而采用凌特公司的专用芯片搭建浪涌吸收电路，存在高低温下关断重启动等问题，且成本较高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种抗机载80V浪涌及动态补偿的LED恒流源电路，提高浪涌保护电路的可靠性以及LED的驱动效率。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括开关恒流源和LED阵列，所述开关恒流源和LED阵列相连，所述开关恒流源包括控制器芯片（U1）、MOS管（Q1、Q2）、二极管（VD1）、电感（L1）、热敏电阻（VR1）、若干电阻（R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8）；若干电容（C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9）；所述控制器芯片（U1）的输入端（VIN）接收输入电压并经由电容（C1）电性接地，控制器芯片（U1）的使能端（EN）经由电阻（R3）电性连接到输入端（VIN），控制器芯片（U1）的端口（RT/SYNC）经由电阻（R4）电性接地，控制器芯片（U1）的反馈端（FB）一路电性连接于两个电阻（R7、R8）之间，另一路电性连接于两个电容（C2、C3）之间，控制器芯片（U1）的端口（UVLO）电性连接于两个电阻（R1、R2）之间，控制器芯片（U1）的震荡端（SW）经由电感（L1）电性连接至LED阵列的阳极，控制器芯片（U1）的地端口（PGND、AGND、EP）电性接地，二极管（VD1）的阴极电性连接于控制器芯片（U1）的端口（HB），二极管（VD1）的阳极电性连接控制器芯片（U1）的端口（VCC），控制器芯片（U1）的端口（SS）经由电容（C4）电性接地，控制器芯片（U1）的端口（RAMP）经由电容（C5）电性接地，控制器芯片（U1）的端口（COMP）经由电容（C2）和电阻（R5）后电性连接，控制器芯片（U1）的端口（HO）经由MOS管（Q1）电性连接于MOS管（Q1）的栅极，控制器芯片（U1）的端口（LO）经由MOS管（Q2）电性连接于MOS管（Q2）的栅极，控制器芯片（U1）的端口（VCCX）经由电容C9后电性接地，控制器芯片（U1）的端口（CSG）经由电阻（R6）后电性接地，控制器芯片（U1）的端口（CS）电性接地，控制器芯片（U1）的端口（VOUT）经由电容（C7）电性输出LED阵列所需的恒流源，热敏电阻（VR1）一端电性连接电阻（R8），另一端电性接地，控制器芯片（U1）的端口（DEMB）电性接地。
作为本发明的优选方式之一，所述LED阵列为多排并联的LED灯串。
作为本发明的优选方式之一，所述控制器芯片（U1）为LM5116MHX。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明通过开关恒流源设计，可以有效抑制机载80V浪涌，通过热敏电阻自动感知温度变化，改变自身电阻，调整输出电压值VOUT，无论在何种条件下，使LED阵列始终工作在恒流状态，从而保证了LED灯高效。解决现有浪涌保护电路可靠性以及LED驱动效率的问题，提高了LED灯一致性和可靠性，通用性强、成本低，电路结构外围简单，极大降低了航空供电系统中80V/50ms的高压浪涌电压对后续电路的冲击，提高了产品可靠性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
符号说明：
| 电阻 | R1～R8 |
| 电容 | C1～C9 |
| 控制器芯片 | U1 |
| MOS管 | Q1、Q2 |
| 二极管 | VD1 |
| 热敏电阻 | VR1 |
| 电感 | L1 |
| 开关恒流源 | 1 |
| LED阵列 | 2 |
| 电源输入端 | VIN |
| 恒流源输出端 | VOUT |
| 欠压自锁端 | UVLO |
| 使能端 | EN |
| 频率设置端 | RT/SYNC |
| 补偿端 | COMP |
| 设置软启动时间端 | SS |
| 地端口 | PGND、AGND、EP |
| 斜率控制端 | RAMP |
| 场效应管源极电压监测端 | DEMB |
| MOS管栅极驱动端 | HO、LO |
| 震荡端 | SW |
| 门驱动供电端 | HB |
| VCC辅助端 | VCCX |
| 电流检测端 | CSG、CS |
| 反馈端 | FB |
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例包括开关恒流源1和LED阵列2，所述开关恒流源1和LED阵列2相连，所述开关恒流源1包括控制器芯片U1、MOS管Q1和Q2、二极管VD1、电感L1、热敏电阻VR1、若干电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8；若干电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9；所述控制器芯片U1的输入端VIN接收输入电压并经由电容C1电性接地，控制器芯片U1的使能端EN经由电阻R3电性连接到输入端VIN，控制器芯片U1的端口RT/SYNC经由电阻R4电性接地，控制器芯片U1的反馈端FB一路电性连接于两个电阻R7、R8之间，另一路电性连接于两个电容C2、C3之间，控制器芯片U1的端口UVLO电性连接于两个电阻R1、R2之间，控制器芯片U1的震荡端SW经由电感L1电性连接至LED阵列2的阳极，控制器芯片U1的地端口PGND、AGND、EP电性接地，二极管VD1的阴极电性连接于控制器芯片U1的端口HB，二极管VD1的阳极电性连接控制器芯片U1的端口VCC，控制器芯片U1的端口SS经由电容C4电性接地，控制器芯片U1的端口RAMP经由电容C5电性接地，控制器芯片U1的端口COMP经由电容C2和电阻R5后电性连接，控制器芯片U1的端口HO经由MOS管Q1电性连接于MOS管Q1的栅极，控制器芯片U1的端口LO经由MOS管Q2电性连接于MOS管Q2的栅极，控制器芯片U1的端口VCCX经由电容C9后电性接地，控制器芯片U1的端口CSG经由电阻R6后电性接地，控制器芯片U1的端口CS电性接地，控制器芯片U1的端口VOUT经由电容C7电性输出LED阵列2所需的恒流源，热敏电阻VR1一端电性连接电阻R8，另一端电性接地，控制器芯片U1的端口DEMB电性接地。
本实施例中，LED阵列2为多排并联的LED灯串，分别为：D11、D12、D33……、D1m；D1n、D2b、……、Dnm。
本实施例的控制器芯片U1为LM5116MHX。本实施例的热敏电阻VR1为PT100。
LED阵列2在不同温度环境下，通过VR1自动感知温度变化，改变自身电阻，从而改变并调整输出电压值VOUT，VOUT为调整后LED阵列2所需的电压。根据LED阵列2的LED灯串联数目，通过R7，R8设定输出电压VOUT，可以很精确地控制LED灯所需电压VOUT。在全温度环境下，VOUT电压值有3种类型的值，即常温、低温以及高温电压值，从而保证了在高温、低温、常温下LED灯由于本身特性所造成的差异,提高LED驱动效率，实现高效功能。
Claims (3)
1.一种抗机载80V浪涌及动态补偿的LED恒流源电路，其特征在于，包括开关恒流源和LED阵列，所述开关恒流源和LED阵列相连，所述开关恒流源包括控制器芯片（U1）、MOS管（Q1、Q2）、二极管（VD1）、电感（L1）、热敏电阻（VR1）、若干电阻（R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8）；若干电容（C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9）；所述控制器芯片（U1）的输入端（VIN）接收输入电压并经由电容（C1）电性接地，控制器芯片（U1）的使能端（EN）经由电阻（R3）电性连接到输入端（VIN），控制器芯片（U1）的端口（RT/SYNC）经由电阻（R4）电性接地，控制器芯片（U1）的反馈端（FB）一路电性连接于两个电阻（R7、R8）之间，另一路电性连接于两个电容（C2、C3）之间，控制器芯片（U1）的端口（UVLO）电性连接于两个电阻（R1、R2）之间，控制器芯片（U1）的震荡端（SW）经由电感（L1）电性连接至LED阵列的阳极，控制器芯片（U1）的地端口（PGND、AGND、EP）电性接地，二极管（VD1）的阴极电性连接于控制器芯片（U1）的端口（HB），二极管（VD1）的阳极电性连接控制器芯片（U1）的端口（VCC），控制器芯片（U1）的端口（SS）经由电容（C4）电性接地，控制器芯片（U1）的端口（RAMP）经由电容（C5）电性接地，控制器芯片（U1）的端口（COMP）经由电容（C2）和电阻（R5）后电性连接，控制器芯片（U1）的端口（HO）经由MOS管（Q1）电性连接于MOS管（Q1）的栅极，控制器芯片（U1）的端口（LO）经由MOS管（Q2）电性连接于MOS管（Q2）的栅极，控制器芯片（U1）的端口（VCCX）经由电容C9后电性接地，控制器芯片（U1）的端口（CSG）经由电阻（R6）后电性接地，控制器芯片（U1）的端口（CS）电性接地，控制器芯片（U1）的端口（VOUT）经由电容（C7）电性输出LED阵列所需的恒流源，热敏电阻（VR1）一端电性连接电阻（R8），另一端电性接地，控制器芯片（U1）的端口（DEMB）电性接地。
2.根据权利要求1所述的抗机载80V浪涌及动态补偿的LED恒流源电路，其特征在于，所述LED阵列为多排并联的LED灯串。
3.根据权利要求1所述的抗机载80V浪涌及动态补偿的LED恒流源电路，其特征在于，所述控制器芯片（U1）为LM5116MHX。
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