CN103841716A - Led 驱动电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种LED驱动电路，其包括：一保护单元，连接一交流电源；一整流滤波单元，电性连接该保护单元；一控制单元，一端电性连接该整流滤波单元；一LED驱动单元，设有一发光二极管、一第一电容及一晶体管，该发光二极管与该第一电容并联，又该发光二极管具有一正电极及一负电极，该发光二极管的正电极电性连接该整流滤波单元及该控制单元；以及一侦测电流回授单元，设置于该LED驱动单元及该控制单元之间，由此，该侦测电流回授单元以形成保护电路，可避免交流电源的电压输入过高而导致功率上升的情况。

Description

LED 驱动电路

技术领域

本发明涉及一种LED驱动电路，特别指一种利用晶体管工作在线性区，没有切换频率，而无需使用电磁干扰的滤波器的LED驱动电路，且该侦测电流回授单元以形成高压回授补偿的保护电路，可避免交流电源的电压输入过高而导致功率上升的情况。 

背景技术

首先，请参阅图1所示，现有LED驱动电路是以返驰式电路72及脉波宽度调变(PWM)71的方式来提供电流及功率恒定的直流电源，其缺失在于：会有脉波宽度调变器及电磁干扰滤波器的所需零件的昂贵成本。 

再者，现有LED驱动电路，并没有使用高压回授补偿的保护电路，若其采用线性电源的方式，虽然没有电磁干扰的情况，但随着输入交流电源的电压愈高，相对回路上的晶体管跨压也越高，使得交流电源电压输入过高，导致功率(W)快速上升（如图2所示），因此无法保护LED，且容易过热而造成LED的损坏。 

有鉴于此，本发明人潜心研思、设计组制，期能提供一种LED驱动电路，利用晶体管工作在线性区，没有切换频率，而无需使用电磁干扰的滤波器的LED驱动电路，且具有高压回授补偿的保护电路，可避免交流电源的电压输入过高而导致功率上升的情况。 

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种LED驱动电路，利用晶体管工作在线性区，没有切换频率，而无需使 用电磁干扰的滤波器，使得电路架构简单，成本较低。 

本发明的另一目的在于，提出一种LED驱动电路，具有一侦测电流回授单元以形成保护电路，可避免交流电源的电压输入过高而导致功率上升的情况。 

为达上述目的，本发明提供一种LED驱动电路，其包括：一保护单元，连接一交流电源；一整流滤波单元，电性连接该保护单元；一控制单元，一端电性连接该整流滤波单元；一LED驱动单元，设有一发光二极管、一第一电容及一晶体管，该发光二极管与该第一电容并联，又该发光二极管具有一正电极及一负电极，该发光二极管的正电极电性连接该整流滤波单元及该控制单元；以及一侦测电流回授单元，设置于该LED驱动单元及该控制单元之间，该侦测电流回授单元设有：一第一电阻、一第二电阻、一第三电阻及一第四电阻，该第一电阻一端分别电性连接该第二电阻一端及该控制单元，该第一电阻另一端电性连接该发光二极管的负电极，该第二电阻另一端电性连接该晶体管、该第三电阻一端及该第四电阻一端，其中该第三电阻与该第四电阻并联，且该第三电阻的另一端与该第四电阻另一端接地。 

本发明的有益技术效果在于，本发明的LED驱动电路，利用晶体管工作在线性区，没有切换频率，而无需使用电磁干扰的滤波器，使得电路架构简单，成本较低，且该侦测电流回授单元以形成保护电路，可避免交流电源的电压输入过高而导致功率上升的情况。 

为了能够更进一步了解本发明的特征、特点和技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，所附图式仅提供参考与说明用，非用以限制本发明。 

附图说明

图1为现有LED驱动电路的电路示意图； 

图2为现有LED驱动电路的输入电压对应输出功率（W）测试示意图； 

图3为本发明LED驱动电路的方块示意图； 

图4为本发明LED驱动电路示意图； 

图5为本发明的控制单元内部方块示意图； 

图6为本发明LED驱动电路的输入电压对应输出功率（W）测试示意图。 

图中符号说明 

10保护单元 

11保险丝 

12热敏电阻(NTR） 

13压敏电阻(TVR) 

14第六电阻 

20整流滤波单元 

21桥式整流器 

211第一接脚 

212第二接脚 

213第三接脚 

214第四接脚 

22滤波电容 

30控制单元 

301电压调整器 

302温度保护单元 

303电压参考单元 

304运算放大器 

305正相输入端 

306反相输入端 

307输出端 

311高电压端(HV) 

312低电压端(VDD) 

313接地端(GND) 

314栅极端(GATE) 

315侦测端(CS) 

32第二电容 

33第五电阻 

40LED驱动单元 

41发光二极管 

411正电极 

412负电极 

42晶体管 

421漏极端 

422栅极端 

423源极端 

43第一电容 

50侦测电流回授单元 

51第一电阻 

52第二电阻 

53第三电阻 

54第四电阻 

60交流电源 

61火线端(L） 

62地线端(N) 

71脉冲宽度调变（PWM） 

72返驰式电路 

具体实施方式

请同时参阅图3～5所示，本发明为一种LED驱动电路，其包括：一保护单元10，连接一交流电源60；一整流滤波单元20，电性连接该保护单元10；一控制单元30，一端电性连接该整流滤波单元20；一 LED驱动单元40，设有一发光二极管41、一第一电容43及一晶体管42，该发光二极管41与该第一电容43并联，又该发光二极管41具有一正电极411及一负电极412，该发光二极管41的正电极411电性连接该整流滤波单元20及该控制单元30；以及一侦测电流回授单元50，设置于该LED驱动单元40及该控制单元30之间，该侦测电流回授单元50设有：一第一电阻51、一第二电阻52、一第三电阻53及一第四电阻54，该第一电阻51一端分别电性连接该第二电阻52一端及该控制单元30，该第一电阻51另一端电性连接该发光二极管的负电极412，该第二电阻52另一端电性连接该晶体管42、该第三电阻53一端及该第四电阻54一端，其中该第三电阻53与该第四电阻54并联，且该第三电阻53的另一端与该第四电阻54另一端接地。借助该第一电阻51、第二电阻52、第三电阻53及该第四电阻54以提供侦测电流回授以及达到高低压补偿保护的效果，且该控制单元30以线性定电流方式来驱动发光二极管。 

其中，该控制单元30内部包含：一电压调整器301、一电压参考单元302、一运算放大器304及一温度保护单元，又该控制单元30外部具有一高电压端（HV）311、一低电压端(VDD)312、一侦测端(CS)315、一接地端(GND)313及一栅极端(GATE)314；该电压调整器301一端连接该高电压端(HV)311，该电压调整器301另一端连接该低电压端(VDD)312，该运算放大器304具有一正相输入端305、一反相输入端306及一输出端307，该正相输入端305连接该电压参考单元303，该反相输入端306连接该侦测端(CS)315，而该输出端307连接该温度保护单元302及该栅极端(GATE)314。又，该控制单元30的栅极端(GATE)314电性连接该LED驱动单元40的晶体管42，该高电压端(HV)311经由一第五电阻33电性连接该整流滤波单元20，该低电压端(VDD)312与该接地端313之间连接一第二电容32，该侦测端(CS)315电性连接该第一电阻51及该第二电阻52的一端。借助该第五电阻33用以控制高压启动限流，而该第二电容32以提供滤除噪声。 

再者，该LED驱动单元的晶体管42具有一漏极端421、一栅极端422及一源极端423，该晶体管42的栅极端422连接该控制单元30的栅极端(GATE)314，该漏极端421连接该发光二极管41的负电极412，该源极端423连接第二电阻52的另一端及该第三电阻53及第四电阻54的一端。其中该晶体管42为一金属氧化层半导体场效晶体管（MOSFET），借助该控制单元30及该侦测电流回授单元315，使得该晶体管42操作在线性区，并将晶体管42发热源跟发光二极管41的灯板（图未揭示）结合以提供散热。又该发光二极管41与该第一电容43并联，借助该第一电容43可降低发光二极管41电压电流涟波而具有稳压的效果。 

其中，该保护单元10包含：一保险丝11、一热敏电阻(NTC)12及一压敏电阻(TVR)13，又该交流电源60具有一火线端（L）61及一地线端(N)62，该保险丝11一端连接该交流电源60的火线端61，该保险丝11另一端连接该热敏电阻(NTC)12及该压敏电阻(TVR)13的一端，又该压敏电阻(TVR)13另一端连接该交流电源60的地线端(N)62及该整流滤波单元20。由此，该保险丝11用以提供短路保护，该热敏电阻（NTC）12提供保护涌浪电流，该压敏电阻（TVR）13提供保护突波电压。 

又，该整流滤波单元20包括：一桥式整流器21及一滤波电容22，又该桥式整流器21具有一第一接脚211、一第二接脚212、一第三接脚213及一第四接脚214；该第一接脚211以一第六电阻14连接该保护单元10的热敏电阻(NTC)12的另一端，该第二接脚212接地，该第三接脚213连接该交流电源的地线端（N）62及该压敏电阻(TVR)13另一端，该第四接脚214电性连接该滤波电容22、该控制单元30及该LED驱动单元40。由此，通过该桥式整流器21对应交流电源60进行整流，且利用该滤波电容22进行滤除高频噪声。 

最后，请参阅图6所示，其为本发明LED驱动电路的输入电压对 应输出功率（W）测试示意图，亦请配合参阅图3～5所示，当输入交流电源电压越低时，相对输出发光二极管41回路上的晶体管42跨压也越低，利用第一电阻51及第二电阻52去侦测晶体管42上的跨压，相对回授电压ΔV也越低，而第三电阻53并联第四电阻54所侦测的电压也越低，会将发光二极管41输出电流往下降，以形成保护电路。 

当交流电源的输入电压越高时，相对输出发光二极管41回路上的晶体管42跨压也越高，利用第一电阻51及第二电阻52去侦测晶体管42上的跨压，相对回授电压ΔV也越高，加上第三电阻53并联第四电阻54上面的分压会将发光二极管41输出电流往下降，以形成保护电路，可避免交流电源电压输入过高而导致功率(W)上升。 

本发明的特点如下： 

1.本发明LED驱动电路使用线性电源，由于不是脉冲宽度调变(PWM)的方式，而无电磁干扰(EMI)的问题。 

2.本发明LED驱动电路没有电磁干扰(EMI)，可以减少安规零件成本。 

3.本发明LED驱动电路线性电源功率因素，PF=0.7~0.9，因为没有大电容放在桥式整流之后，而是并联在发光二极管的正、负电极两端稳压兼做保护发光二极管。 

4.当输入交流电源电压越低时，相对输出发光二极管回路上的晶体管跨压也越低，利用第一电阻及第二电阻去侦测晶体管上的跨压，相对回授电压ΔV也越低，而第三电阻并联第四电阻所侦测的电压也越低，会将发光二极管输出电流往下降，以形成保护电路。 

5.当交流电源的输入电压越高时，相对输出发光二极管回路上的晶体管跨压也越高，利用第一电阻及第二电阻去侦测晶体管上的跨压，相对回授电压ΔV也越高，加上第三电阻并联第四电阻上面的分压会将发光二极管输出电流往下降，以形成保护电路，可避免交流电源电压输入过高而导致功率(W)上升。 

以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，非因此即局限本发明的专利范围，举凡运用本发明说明书及附图内容所为之等效结构变化，均理同包含于本发明的范围内。 

Claims (6)

1.一种LED驱动电路，其特征在于，包括：

一保护单元，连接一交流电源；

一整流滤波单元，电性连接该保护单元；

一控制单元，一端电性连接该整流滤波单元；

一LED驱动单元，设有一发光二极管、一第一电容及一晶体管，该发光二极管与该第一电容并联，又该发光二极管具有一正电极及一负电极，该发光二极管的正电极电性连接该整流滤波单元及该控制单元；以及

一侦测电流回授单元，设置于该LED驱动单元及该控制单元之间，该侦测电流回授单元设有：一第一电阻、一第二电阻、一第三电阻及一第四电阻，该第一电阻一端分别电性连接该第二电阻一端及该控制单元，该第一电阻另一端电性连接该发光二极管的负电极，该第二电阻另一端电性连接该晶体管、该第三电阻一端及该第四电阻一端，其中该第三电阻与该第四电阻并联，且该第三电阻的另一端与该第四电阻另一端接地。

2.如权利要求1所述的LED驱动电路，其中，该控制单元内部包含：一电压调整器、一电压参考单元、一运算放大器及一温度保护单元，又该控制单元外部具有一高电压端、一低电压端、一侦测端、一接地端及一栅极端；该电压调整器一端连接该高电压端，该电压调整器另一端连接该低电压端，该运算放大器具有一正相输入端、一反相输入端及一输出端，该正相输入端连接该电压参考单元，该反相输入端连接该侦测端，而该输出端连接该温度保护单元及该栅极端。

3.如权利要求2所述的LED驱动电路，其中，该控制单元的栅极端电性连接该LED驱动单元的晶体管，该高电压端经由一第五电阻电性连接该整流滤波单元，该控制单元的低电压端与该接地端之间连接一第二电容，该侦测端电性连接该第一电阻及该第二电阻的一端。

4.如权利要求3所述的LED驱动电路，其中，该LED驱动单元的晶体管具有一漏极端、一栅极端及一源极端，该晶体管的栅极端连接该控制单元的栅极端，该漏极端连接该发光二极管的负电极，该源极端连接第二电阻的另一端及该第三电阻及第四电阻的一端。

5.如权利要求1所述的LED驱动电路，其中，该保护单元包含：一保险丝、一热敏电阻及一压敏电阻，又该交流电源具有一火线端及一地线端，该保险丝一端连接该交流电源的火线端，该保险丝另一端连接该热敏电阻及该压敏电阻的一端，又该压敏电阻另一端连接该交流电源的地线及该整流滤波单元。

6.如权利要求5所述的LED驱动电路，其中，该整流滤波单元包括：一桥式整流器及一滤波电容，又该桥式整流器具有一第一接脚、一第二接脚、一第三接脚及一第四接脚；该第一接脚以一第六电阻连接该保护单元的热敏电阻的另一端，该第二接脚接地，该第三接脚连接该交流电源的地线端及该压敏电阻另一端，该第四接脚电性连接该滤波电容、该控制单元及该LED驱动单元。

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