CN103889089A - 一种驱动电路及灯具 - Google Patents

Abstract

公开了一种驱动电路，该驱动电路包括隔离变压器、整流模块、控制模块及两个第一开关模块，整流模块经隔离变压器连接至外界交流市电，以转换外界交流市电为低压直流电压，控制模块连接至所述整流模块，以接收直流电压，控制模块的两个输出端分别连接至两个第一开关模块的控制端，以控制第一开关模块的通断，两个第一开关模块的第一端均连接至整流模块以接收所述直流电压，两个第一开关模块的第二端分别连接至两个LED光源并接地，控制模块输出两个相位相反的方波电平控制信号，并分别经对应的第一开关模块发送至对应的LED光源，以使得两个LED光源交替闪烁发光。该驱动电路结构简单可靠，成本低，驱动功率大。另，还公开了具有上述驱动电路的灯具。

Description

一种驱动电路及灯具

技术领域

本发明涉及驱动电路领域，尤其涉及一种驱动电路及灯具。

背景技术

目前，机场飞机跑道或滑行道都安装有助航灯光，该助航灯光是确保飞机在夜间或低能见度情况下进出港正常起降的必要设施。助航灯系统的工作状态、可靠性对飞机的安全起降至关重要。

国内助航灯系统普遍采用卤钨灯串联，由恒流调光器供电。由于卤钨灯发光效率低，灯泡使用寿命短，需要频繁更换光源，给用户带来不便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种驱动电路及灯具，所述驱动电路结构简单可靠，成本低，驱动功率大，所述灯具节能、寿命长，而且无需频繁更换光源。

为了解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种驱动电路，用于驱动灯具中的两个LED光源交替闪烁发光，所述驱动电路包括隔离变压器、整流模块、控制模块及两个第一开关模块，所述整流模块的输入端经所述隔离变压器连接至外界交流市电，以转换所述外界交流市电为低压直流电压，所述控制模块的输入端连接至所述整流模块，以接收所述直流电压，所述控制模块的两个输出端分别连接至两个所述第一开关模块的控制端，以控制所述第一开关模块的通断，两个所述第一开关模块的第一端均连接至所述整流模块以接收所述直流电压，两个所述第一开关模块的第二端分别连接至两个所述LED光源并接地，所述控制模块输出两个相位相反的方波电平控制信号，并分别经对应的所述第一开关模块发送至对应的所述LED光源，以使得两个所述LED光源交替闪烁发光。

其中，所述驱动电路还包括隔离模块、滤波模块、高压保护模块及第二开关模块，所述控制模块经所述隔离模块连接至所述整流模块，以接收所述直流电压，所述隔离模块的正极连接至所述整流模块，所述滤波模块的正极连接至所述隔离模块的负极，所述滤波模块的负极接地，所述高压保护模块的第一端连接至所述隔离模块的负极，以接收所述直流电压，所述高压保护模块的第二端连接至所述第二开关模块的控制端，以控制所述第二开关模块的通断，所述高压保护模块的第三端连接至所述控制模块的输入端，所述高压保护模块的第四端接地，所述第二开关模块的第一端连接至所述隔离模块的正极以接收所述直流电压，所述第二开关模块的第二端接地，当所述滤波模块的电压高于预设值时，所述高压保护模块导通，并驱动所述第二开关模块导通，以将所述滤波模块短路，保护所述滤波模块，当所述滤波模块的电压低于所述预设值时，所述高压保护模块截止，使得所述第二开关模块截止，所述滤波模块充电，直至所述滤波模块达稳定电压。

其中，所述隔离模块包括隔离二极管，所述隔离二极管的正极连接至所述整流模块，所述隔离二极管的负极连接至所述滤波模块的正极。

其中，所述滤波模块包括第一电容和第二电容，所述第一电容的正极连接至所述隔离模块的负极，所述第二电容的负极接地，所述第二电容与所述第一电容并联。

其中，所述高压保护模块包括稳压管、第一电阻和第三电容，所述稳压管的正极为所述高压保护模块的第一端，所述稳压管的正极连接至所述隔离模块的负极，所述稳压管的负极连接至所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第一端为所述高压保护模块的第二端，所述第一电阻的第二端接地，所述第一电阻的第二端为所述高压保护模块的第三端，所述第三电容并联于所述第一电阻的两侧。

其中，所述控制模块的输入端经三端稳压源连接至所述高压保护模块的第三端，以接收所述直流电压，所述三端稳压源的输入端连接至所述高压保护模块的第三端，所述三端稳压源的输出端连接至所述控制模块的输入端，所述三端稳压源的接地端接地。

其中，所述第二开关模块为P沟道场效应管，所述第二开关模块的控制端、第一及第二端分别为所述P沟道场效应管的栅极，漏极和源极。

其中，所述控制模块包括单片机，所述单片机的供电端和输出端分别为所述控制模块的输入端和输出端，所述单片机的接地端接地。

其中，所述整流模块包括整流桥，所述整流桥的两输入端连接至所述隔离变压器的两输出端，所述整流桥的第一输出端连接至所述隔离二极管的正极，所述整流桥的第二输出端接地，所述第一开关模块包括PNP型三极管，所述第一开关模块的控制端、第一及第二端分别为所述PNP型三极管的基极，发射极和集电极。

另，本发明实施例还提供了一种灯具，包括上述驱动电路及两个LED光源，所述驱动电路用于驱动两个所述LED光源闪烁发光。

综上，本发明实施例提供了一种基于LED光源的助航灯的驱动电路，其不仅节能、寿命长，而且无需频繁更换LED光源。另，上述驱动电路还通过采用单片机控制所述LED光源闪烁频率，使其严格按照标准要求。该驱动电路结构简单可靠，成本低，驱动功率大。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种驱动电路的原理框图；

图2是本发明实施例提供的基于图1所示的驱动电路的具体原理框图；

图3是本发明实施例提供的基于图2所示的驱动电路的具体电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面参考附图对本发明的实施例进行描述。本发明实施例提供一种灯具，所述灯具包括驱动电路100及两个LED光源200，所述驱动电路100用于驱动两个所述LED光源200闪烁发光。

参见图1，为本发明实施例提供的一种驱动电路100的原理框图。该驱动电路100用于驱动所述灯具中的两个所述LED光源200交替闪烁发光。所述驱动电路100包括隔离变压器10、整流模块20、控制模块30及两个第一开关模块40。所述整流模块20的输入端经所述隔离变压器10连接至外界交流市电，以转换所述外界交流市电为低压直流电压，所述控制模块30的输入端连接至所述整流模块20，以接收所述直流电压，所述控制模块30的两个输出端分别连接至两个所述第一开关模块40的控制端，以分别控制所述第一开关模块40的通断，两个所述第一开关模块40的第一端均连接至所述整流模块20以接收所述直流电压，两个所述第一开关模块40的第二端分别连接至两个所述LED光源200并接地。所述控制模块30输出两个相位相反的方波电平控制信号，并经对应的所述第一开关模块40发送至对应的所述LED光源200，以使得两个所述LED光源200交替闪烁发光。

请参见图2，进一步的，为使得所述驱动电路100安全使用，所述驱动电路100还包括了隔离模块50、滤波模块60、高压保护模块70及第二开关模块80。所述控制模块30经所述隔离模块50连接至所述整流模块20，以接收所述直流电压，所述隔离模块50的正极连接至所述整流模块20，所述滤波模块60的正极连接至所述隔离模块50的负极，所述滤波模块60的负极接地，所述高压保护模块70的第一端连接至所述隔离模块50的负极，以接收所述直流电压，所述高压保护模块70的第二端连接至所述第二开关模块80的控制端，以控制所述第二开关模块80的通断，所述高压保护模块70的第三端连接至所述控制模块30的输入端，所述高压保护模块70的第四端接地，所述第二开关模块80的第一端连接至所述隔离模块50的正极以接收所述直流电压，所述第二开关模块80的第二端接地。当所述滤波模块60的电压高于预设值时，所述高压保护模块70导通，并驱动所述第二开关模块80导通，以将所述滤波模块60短路，保护所述滤波模块60，当所述滤波模块60的电压低于所述预设值时，所述高压保护模块70截止，使得所述第二开关模块80截止，所述滤波模块60充电，直至所述滤波模块60达稳定电压。所述驱动电路100通过添加所述隔离模块50、滤波模块60、高压保护模块70及第二开关模块80，避免烧毁所述滤波模块60及所述控制模块30，使得所述驱动电路100更加稳定。

参见图3，为本发明实施例提供的所述驱动电路100的具体电路图。所述隔离模块50包括隔离二极管D1，所述隔离二极管D1的正极连接至所述整流模块20，所述隔离二极管D1的负极连接至所述滤波模块60的正极。

所述滤波模块60包括第一电容C1和第二电容C2，所述第一电容C1的正极连接至所述隔离模块50的负极，所述第二电容C2的负极接地，所述第二电容C2与所述第一电容C1并联。

所述高压保护模块70包括稳压管D2、第一电阻R1和第三电容C3。所述稳压管D3的正极为所述高压保护模块70的第一端，所述稳压管D3的正极连接至所述隔离模块50的负极，所述稳压管D3的负极连接至所述第一电阻R1的第一端，所述第一电阻R1的第一端为所述高压保护模块70的第二端，所述第一电阻R1的第二端接地，所述第一电阻R1的第二端为所述高压保护模块70的第三端，所述第三电容C3并联于所述第一电阻R1的两侧。

在本发明具体实施例中，当所述第一电容C1和所述第二电容C2的两端电压高于所述预设值时，所述稳压二极管D2击穿导通，所述第一电阻R1的两端产生电压以驱动所述第二开关模块80导通，从而将所述第一电容C1和所述第二电容C2短路，所述第一电容C1及第二电容C2不再充电，进而避免烧毁所述第一电容C1、第二电容C2及所述控制模块30。当所述第一电容C1和所述第二电容C2的两端电压高于所述预设值时，所述稳压二极管D2截止，所述第一电阻R1两端电压较低，使得所述第二开关模块80截止，所述第一电容C1和所述第二电容C2充电，直至所述第一电容C1和所述第二电容C2达稳定电压。本实施方式中，所述预设值为所述稳压二极管D2的稳压值，即5V。

另外，为了使得所述驱动电路100更加稳定，使得所述第一电容C1和所述第二电容C2两端的电荷在所述第二开关模块80导通时缓慢释放，以避免工作电压下降太快而烧毁所述第二开关模块80。本实施方式中，在放电所述第二开关模块80与所述第一电容C1之间，接入所述隔离二极管D1。

所述控制模块30的输入端经三端稳压源VR连接至所述高压保护模块70的第三端，以接收所述直流电压，所述三端稳压源VR的输入端连接至所述高压保护模块70的第三端，所述三端稳压源VR的输出端连接至所述控制模块30的输入端，所述三端稳压源VR的接地端接地。所述三端稳压源VR用于提供稳定的电压给所述控制模块30。

所述第二开关模块80为P沟道场效应管Q2，所述第二开关模块80的控制端、第一及第二端分别为所述P沟道场效应管Q2的栅极，漏极和源极。在其他实施方式中，所述第二开关模块80可为N沟道场效应管或三极管，及其他能达到开关管的目的器件。

所述控制模块30包括单片机U，所述单片机U的供电端VDD为所述控制模块30的输入端，所述单片机U的第一输出端ANO及第二输出端AN1均为所述控制模块30的输出端，所述单片机U的接地端VSS接地。所述单片机U的控制端OSC1、OSC2及复位端RES悬空。

所述整流模块20包括整流桥D3，所述整流桥D3的两输入端经连接至所述隔离变压器10的两输出端，所述整流桥D3的第一输出端连接至所述隔离二极管D1的正极，所述整流桥D3的第二输出端接地。

所述第一开关模块40包括PNP型三极管Q1，所述第一开关模块40的控制端、第一及第二端分别为所述PNP型三极管Q1的基极，发射极和集电极。在其他实施方式中，所述第一开关模块40可为NPN型三极管或场效应管及其他能达到开关管目的的器件。在本实施方式中，两个所述PNP型三极管Q1的发射极与基极之间均连接限流电阻R2，两个所述PNP型三极管的基极均经限流电阻R3分别连接至所述单片机U的第二输出端AN1及第一输出端ANO。

本实施方式中，在所述单片机U的上半个周期中，所述单片机U的第一输出端ANO输出高电平时，所述单片机U的第二输出端AN1输出低电平，使得连接至所述单片机U第一输出端ANO的所述PNP型三极管Q1导通，连接至所述单片机U的第二输出端AN1的所述PNP型三极管Q1截止，从而使得所述LED光源200一个发亮，另一个熄灭。所述单片机U的下半个周期则相反，所述单片机U的第一输出端ANO输出低电平，所述单片机U的第二输出端AN1输出高电平，使得连接至所述单片机U第一输出端ANO的所述PNP型三极管Q1截止，连接至所述单片机U的第二输出端AN1的所述PNP型三极管Q1导通，从而使得所述LED光源200一个熄灭，另一个发亮。单片机U如此工作循环，按程序设定的频率交替闪烁。在本实施方式中，单片机U控制程序关键在于两个所述LED光源200的切换过程。切换时，应尽可能减少延时，以防止电压文波过大，避免所述LED光源200过压冲击而损坏。

本发明实施例提供的驱动电路100采用所述隔离变压器10，将输入外界交流市电的大电流转换成小电流，并经所述整流模块20将所述外界交流市电转换为直流电压，以直接供电给两个所述LED光源200。所述控制模块30输出两个相位相反的方波电平信号至所述LED光源200，从而达到机场助航灯的标准要求。

在所述驱动电路100中，当LED光源200空载时，由于所述驱动电路100消耗功率小。所述第一电容C1及第二电容C2两端电压会不断上升，最后导致损坏。为了保护所述第一电容C1及第二电容C2不受损坏，同时使电路工作性能更加稳定，即使LED光源200空载，所述驱动电路100也能正常工作，在所述驱动电路100中还提供了所述高压保护模块30。

综上，本发明实施例提供了一种基于所述LED光源200的助航灯的驱动电路100，其不仅节能、寿命长，而且无需频繁更换LED光源200。另，上述驱动电路100还通过采用单片机U控制所述LED光源200闪烁频率，使其严格按照标准要求。该驱动电路100电路结构简单可靠，成本低，驱动功率大。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种驱动电路，用于驱动灯具中的两个LED光源交替闪烁发光，其特征在于，所述驱动电路包括隔离变压器、整流模块、控制模块及两个第一开关模块，所述整流模块的输入端经所述隔离变压器连接至外界交流市电，以转换所述外界交流市电为低压直流电压，所述控制模块的输入端连接至所述整流模块，以接收所述直流电压，所述控制模块的两个输出端分别连接至两个所述第一开关模块的控制端，以控制所述第一开关模块的通断，两个所述第一开关模块的第一端均连接至所述整流模块以接收所述直流电压，两个所述第一开关模块的第二端分别连接至两个所述LED光源并接地，所述控制模块输出两个相位相反的方波电平控制信号，并分别经对应的所述第一开关模块发送至对应的所述LED光源，以使得两个所述LED光源交替闪烁发光。

2.如权利要求1所述的一种驱动电路，其特征在于，所述驱动电路还包括隔离模块、滤波模块、高压保护模块及第二开关模块，所述控制模块经所述隔离模块连接至所述整流模块，以接收所述直流电压，所述隔离模块的正极连接至所述整流模块，所述滤波模块的正极连接至所述隔离模块的负极，所述滤波模块的负极接地，所述高压保护模块的第一端连接至所述隔离模块的负极，以接收所述直流电压，所述高压保护模块的第二端连接至所述第二开关模块的控制端，以控制所述第二开关模块的通断，所述高压保护模块的第三端连接至所述控制模块的输入端，所述高压保护模块的第四端接地，所述第二开关模块的第一端连接至所述隔离模块的正极以接收所述直流电压，所述第二开关模块的第二端接地，当所述滤波模块的电压高于预设值时，所述高压保护模块导通，并驱动所述第二开关模块导通，以将所述滤波模块短路，保护所述滤波模块，当所述滤波模块的电压低于所述预设值时，所述高压保护模块截止，使得所述第二开关模块截止，所述滤波模块充电，直至所述滤波模块达稳定电压。

3.如权利要求2所述的一种驱动电路，其特征在于，所述隔离模块包括隔离二极管，所述隔离二极管的正极连接至所述整流模块，所述隔离二极管的负极连接至所述滤波模块的正极。

4.如权利要求2所述的一种驱动电路，其特征在于，所述滤波模块包括第一电容和第二电容，所述第一电容的正极连接至所述隔离模块的负极，所述第二电容的负极接地，所述第二电容与所述第一电容并联。

5.如权利要求2所述的一种驱动电路，其特征在于，所述高压保护模块包括稳压管、第一电阻和第三电容，所述稳压管的正极为所述高压保护模块的第一端，所述稳压管的正极连接至所述隔离模块的负极，所述稳压管的负极连接至所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第一端为所述高压保护模块的第二端，所述第一电阻的第二端接地，所述第一电阻的第二端为所述高压保护模块的第三端，所述第三电容并联于所述第一电阻的两侧。

6.如权利要求2所述的一种驱动电路，其特征在于，所述控制模块的输入端经三端稳压源连接至所述高压保护模块的第三端，以接收所述直流电压，所述三端稳压源的输入端连接至所述高压保护模块的第三端，所述三端稳压源的输出端连接至所述控制模块的输入端，所述三端稳压源的接地端接地。

7.如权利要求2所述的一种驱动电路，其特征在于，所述第二开关模块为P沟道场效应管，所述第二开关模块的控制端、第一及第二端分别为所述P沟道场效应管的栅极，漏极和源极。

8.如权利要求1所述的一种驱动电路，其特征在于，所述控制模块包括单片机，所述单片机的供电端和输出端分别为所述控制模块的输入端和输出端，所述单片机的接地端接地。

9.如权利要求1所述的一种驱动电路，其特征在于，所述整流模块包括整流桥，所述整流桥的两输入端连接至所述隔离变压器的两输出端，所述整流桥的第一输出端连接至所述隔离二极管的正极，所述整流桥的第二输出端接地，所述第一开关模块包括PNP型三极管，所述第一开关模块的控制端、第一及第二端分别为所述PNP型三极管的基极，发射极和集电极。

10.一种灯具，其特征在于，包括权利要求1~9任一项所述的驱动电路，及两个LED光源，所述驱动电路用于驱动两个所述LED光源闪烁发光。

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