CN104320875A - Led灯驱动电源高效节能专用模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种LED灯驱动电源高效节能专用模块，包括与电源模块连接的自动保护电路以及内部驱动输出电路、补偿电路、锯齿波形成电路、线性控制电路、频能反馈电路、内部稳压电路。该LED灯高效节能专用模块具有设计科学、结构简单、节电效率和用电效率高、降低谐波含量和电流波峰比、适用性好的优点。

Description

LED灯驱动电源高效节能专用模块

技术领域

本发明涉及一种LED灯驱动电源附加模块，具体的说，涉及了一种LED灯驱动电源高效节能专用模块。

背景技术

目前，市场上供应的各种规格系列LED灯的驱动电源都是分立元件，包括启动模块、电源模块、整流模块以及恒压或恒流控制模块，这种LED灯驱动电源在电源电压较高时，由电源电压直接供电，当电源电压较低时，没有储能电源供电，因此电能利用率及转化率较低，并且这种驱动电源元器件多、生产工艺复杂、成本较高、发热量大，特别是电源安装在灯具内的结构，尤为重要，因为LED的发光效率随着LED温度的升高而下降，直接导致LED灯珠严重光衰，缩短LED灯珠寿命，同时，这种驱动电源无法匹配补偿电路、频能反馈电路以及谐波浪涌保护、过温保护、过压保护、过流保护等电路，而这些因素都直接影响着用电效率和LED灯的寿命。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种LED灯驱动电源高效节能专用模块。

为了实现上述目的，本发明所采用以下技术方案：

本发明所述的LED灯驱动电源高效节能专用模块，包括与电源模块连接的自动保护电路和驱动LED灯的驱动输出电路，所述的自动保护电路包括第一电阻R1以及过压保护电路U1、谐波滤波电路U4、欠压锁定电路U2、基准稳压电路U3、过温保护电路U5以及逻辑电路U6，第一电阻R1一端与电源模块连接，另一端分别与过压保护电路U1和欠压锁定电路U2输入端连接，过压保护电路(U1)输出端与谐波滤波电路U4输入端连接，谐波滤波电路U4的输出端和过温保护电路U5的输出端分别直接与逻辑电路U6的输入端连接，欠压锁定电路U2的输出端与基准稳压电路U3的输入端连接，基准稳压电路U3输出内部电路所需要的各种稳压电源。

驱动输出电路包括驱动器U7和第一二极管D1、第三电阻R3、第六电阻R6，第一二极管D1与第三电阻R3并联后，第一二极管D1负极一端连接驱动器U7的输出脚，正极一端连接第二引脚。

所述的LED灯驱动电源高效节能专用模块还包括过流保护电路U8和控制电路U9，所述的过流保护电路U8高电平输入端与第六引脚连接，输出端与控制电路U9连接，控制电路U9的输出端连接启动器U7的第四脚。

所述的LED灯驱动电源高效节能专用模块还包括电压抑制电路U1O、第一比较放大电路U12和第二比较放大电路U13，所述的电压抑制电路U10的一端与第六引脚连接，输出端与第一比较放大电路U12高电平输入端连接，第一比较放大电路U12的输出端与第二比较放大电路U13的高电平输入端相连，第二比较放大电路U13的输出端与控制电路U9相连，控制电路U9的输出端连接驱动器U7的第四脚。

所述的LED灯驱动电源高效节能专用模块还包括电流波形调制电路U11，所述的电流波形调制电路一端与第六引脚连接，输出端与第二比较放大电路U13低电平输入端连接，第二比较放大电路U13的输出端与控制电路U9相连，控制电路U9的输出端连接驱动器U7的第四脚。

所述的LED灯驱动电源高效节能专用模块包括补偿电路，该补偿电路包括第一电容C1，第一电容C1的一端与第一比较放大电路U12的输出端、第二比较放大电路U13的高电平输入端连接，另一端与第二电阻R2的一端和地连接，第二电阻R2的另一端与第六引脚。

所述的LED灯驱动电源高效节能专用模块包括锯齿波形成电路，所述的锯齿波形成电路包括锯齿波发生器U14，锯齿波发生器U14的输出端直接与控制电路U9连接，控制电路U9的输出端连接驱动器U7的第四脚。

所述的LED灯驱动电源高效节能专用模块包括线性控制电路，该线性控制电路包括线性控制器U15以及周边元件第四电阻R4、第五电阻R5，第四电阻R4的一端与第四引脚连接，另一端分别与第五电阻R5和线性控制器U15的输入端连接，第五电阻R5的另一端与第五引脚连接，线性控制器U15输出端与第二比较放大器U13的低电平输入端连接。

所述的LED灯驱动电源高效节能专用模块还包括频能反馈电路，该频能反馈电路包括第二电容C2和第二二极管D2，第二电容C2的一端与第四引脚连接，另一端与第二二极管D2的正极连接，第二二极管D2负极与第三引脚连接。

所述的LED灯驱动电源高效节能专用模块还包括内部稳压电路，内部稳压电路包括第三二极管D3，第三二极管D3的正极与地连接，负极与第二二极管D2的负极连接，第三二极管D3的正极设有第五引脚。

本发明相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本发明设置过压、过流、过温、欠压锁定、谐波滤波、峰峰电压抑制等保护电路，使得输出电流恒定、电压和电流总谐波失真度降低、温度得以控制，延长了LED灯珠寿命；设置频能反馈电路，使得多余的电能储存起来，实现电能二次利用、提高电能转化率的目的；设置补偿电路，使得电路的用电效率提高。其具有设计科学、结构简单、节电效率和用电效率高、降低谐波含量、输出电流恒定、适用性好的优点。

      附图说明

图1是本发明中LED灯驱动电源高效节能专用模块的电路示意图。

图2是本发明中LED灯驱动电源高效节能专用模块的应用示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

如图1所示，一种灯LED驱动电源高效节能专用模块，包括自动保护电路、驱动输出电路、补偿电路、锯齿波形成电路、线性控制电路、频能反馈电路、内部稳压电路；

自动保护电路由过压保护电路U1、欠压锁定电路U2、基准稳压电路U3、谐波滤波电路U4、过温保护电路U5、逻辑电路U6、过流保护电路U8、控制电路U9、峰峰电压抑制电路U10、电流波形调制电路U11、第一比较放大电路U12和第二比较放大电路U13以及周边元件第一电阻R1和第二电阻R2组成，第一电阻R1的一端与电源模块相连，另一端连接欠压锁定电路U2的高电平输入端和过压保护电路U1的高电平输入端，欠压锁定电路U2的输出端连接基准稳压电路U3，过压保护电路U1的输出端连接谐波滤波电路U4，谐波滤波电路U4和过温保护电路U5分别连接逻辑电路U6。

过流保护电路U8的一端分别连接峰峰电压抑制电路U10和电流波形调制电路U11，另一端连接控制电路U9，峰峰电压抑制电路U10的另一端连接第一比较放大电路U12的高电平输入端，电流波形调制电路U11的另一端连接第二比较放大电路U13的低电平输入端，第一比较放大电路U12的输出端连接第二比较放大电路U13的高电平输入端，控制电路U9的一端连接驱动器U7的第四脚。

驱动输出电路由驱动器U7以及周边元件第一二极管D1、第三电阻R3、第六电阻R6组成，第一二极管（D1）与第三电阻（R3）并联后，第一二极管（D1）负极一端连接驱动器（U7）的输出脚，正极一端连接第二引脚；在本发明的一个实施例中，驱动器U7具有五个脚，输出脚即第一脚连接第一二极管D1和第三电阻R3的并联电路的第一二极管D1正极一侧，第二脚连接第一电阻R1的一端，第三脚连接逻辑电路U6的一端，第四脚连接控制电路U9的一端，第五脚接地。

补偿电路由第一电容C1组成，第一电容C1的一端连接第二比较放大电路U13的高电平输入端，另一端连接第二电阻R2的一端和接地线；

锯齿波形成电路由锯齿波发生器U14组成，锯齿波发生器U14连接控制电路U9；

线性控制电路由线性控制器U15以及周边元件第四电阻R4和第五电阻R5组成，第四电阻R4的一端与第四引脚连接，另一端分别与第五电阻R5和线性控制器U15的输入端连接，第五电阻R5的另一端与第五引脚连接，线性控制器U15输出端与第二比较放大器U13的低电平输入端连接；

频能反馈电路由第二电容C2和第二二极管D2组成，第二电容C2的一端与第四引脚连接，另一端与第二二极管D2的正极连接，第二二极管D2负极与第三引脚连接。；

内部稳压电路由第三二极管D3组成第三二极管D3的正极与地连接，负极与第二二极管D2的负极连接，第三二极管D3的正极设有第五引脚；

第一电阻R1的一端设有第一引脚1，所述的第一二极管D1的正极及第三电阻R3和第六电阻R6连接的一端设有第二引脚2，所述的第二二极管D2的负极及第三二极管D3的负极设有第三引脚3，所述的第二电容C2与第四电阻R4连接的一端设有第四引脚4，驱动电路U7的第五脚以及与该脚相连的第二电阻、第五电阻、第六电阻和第一电容一端设有第五引脚5，所述过流保护电路U8的第一脚、峰峰电压抑制电路U10第一脚、电流波形调制电路U11第一脚以及第二电阻R2一端相连的设有第六引脚6。

如图2所示，该电路为LED灯驱动电源高效节能专用模块的外围电路，与内部的高效节能专用模块组成完整的LED灯驱动电源电路。

该自动保护电路、补偿电路、线性控制电路、频能反馈电路以及锯齿波形成电路由驱动输出电路通过第二引脚输出驱动外围功放元件Q1，所述的自动保护电路其工作原理是：当电源电压发生突变或过高时，过压保护电路U1工作，经过谐波滤波电路U4滤波，并通过逻辑电路U6选择，保证后级工作电压正常；当电源电压过低时，欠压锁定电路U2可把工作电压锁定在正常范围之内，保证基准稳压电路U3输出的内部基准电压稳定；当温度过高时，过温保护电路U5工作，经逻辑电路U6选择，电路自动停止工作，以保护电路元件不受损坏；当工作电流过大时，经过过流保护电路U8限制，并经过控制电路U9控制，保证工作电流正常；当电路受到谐波干扰时，峰峰电压抑制电路U110限制，并经过比较放大电路U12和U13放大由控制电路U9控制，保证电路不受峰峰电压干扰；当工作电流波形出现畸形时，电流波形调制电路U11进行调制，并经过控制电路U9控制，以保证工作电流的波形正常；

补偿电路由C1组成，是通过移相原理，使电压和电流相位达到一致，达到降低无功损耗，提高用电效率的目的；

线性控制电路由U15及周边元件第四电阻R4、第五电阻R5组成，主要是使工作电压随工作电流的变化而变化，当负载功率升高时，工作电流增大，第四电阻R4、第五电阻R5给线性控制电路U15提供一个电流信号，由线性控制电路U15控制，然后经过比较放大器U12和U13放大，由控制电路U9控制，最后反馈到驱动输出电路自动升高工作电压，反之，自动降低工作电压；

频能反馈电路由C2和D2组成，当后级功率超过实际负载功率时，多余的电能通过第四引脚反馈到第二电容C2，并经过第二二极管D2整流后经过第三引脚和第五引脚给外围储能电容C20充电，形成工作电源，实现电能二次利用达到节约用电的目的；

锯齿波形成电路由锯齿波发生器U14组成，锯齿波发生器U14生成的交流电流经过控制电路U9控制，经过驱动输出电路由第二引脚给外围功放管Q1提供一个高频电流信号进行放大，以连续驱动LED灯珠。

该发明的具体工作过程：市电220V交流电经过整流二极管D10、D20、D30、D40整流后的脉动直流电压经过C10滤波后，由第一引脚给该高效节能模块提供电源电压，该电源电压经过过压保护电路U1、谐波滤波电路U4、欠压锁定电路U2锁定，基准稳压电路U3、过温保护电路U5、逻辑电路U6、过流保护电路U8、电压抑制电路U10、电流波形调制电路U11以及比较放大电路U12和U13、锯齿波形成电路U14、控制电路U9为内部电路提供恒定的电压、为外围功放电路Q1提供恒定的信号电流；补偿电路C1通过异相使电压电流同步工作，减少无功损耗达到节约能源目的；频能反馈电容C2把多余的电流反馈至二极管D2整流，分别给外围电容C20充电，形成供电电源，实现电能二次利用达到节约用电的目的。

应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (9)

1.一种LED灯驱动电源高效节能专用模块，其特征在于：包括与电源模块连接的自动保护电路和驱动LED灯的驱动输出电路，所述的自动保护电路包括第一电阻（R1）以及过压保护电路（U1）、谐波滤波电路（U4）、欠压锁定电路(U2)、基准稳压电路(U3)、过温保护电路(U5)以及逻辑电路(U6)，第一电阻(R1)一端与电源模块连接，另一端分别与过压保护电路(U1)和欠压锁定电路(U2)输入端连接，过压保护电路(U1)输出端与谐波滤波电路(U4)输入端连接，谐波滤波电路(U4)的输出端和过温保护电路(U5)的输出端分别直接与逻辑电路(U6)的输入端连接，欠压锁定电路(U2)的输出端与基准稳压电路(U3)的输入端连接，基准稳压电路(U3)输出内部电路所需要的各种稳压电源；

所述的驱动输出电路包括驱动器（U7）和第一二极管（D1）、第三电阻（R3）、第六电阻（R6），第一二极管（D1）与第三电阻（R3）并联后，第一二极管（D1）负极一端连接驱动器（U7）的输出脚，正极一端连接第二引脚。

2.根据权利要求1所述的LED灯驱动电源高效节能专用模块，其特征在于：还包括过流保护电路（U8）和控制电路（U9），所述的过流保护电路（U8）高电平输入端与第六引脚连接，输出端与控制电路（U9）连接，控制电路（U9）的输出端连接启动器（U7）的第四脚。

3. 根据权利要求1所述的LED灯驱动电源高效节能专用模块，其特征在于：还包括电压抑制电路（U1O）、第一比较放大电路（U12）和第二比较放大电路（U13），所述的电压抑制电路（U10）的一端与第六引脚连接，输出端与第一比较放大电路（U12）高电平输入端连接，第一比较放大电路（U12）的输出端与第二比较放大电路（U13）的高电平输入端相连，第二比较放大电路（U13）的输出端与控制电路（U9）相连，控制电路（U9）的输出端连接驱动器（U7）的第四脚。

4. 根据权利要求1所述的LED灯驱动电源高效节能专用模块，其特征在于：还包括电流波形调制电路（U11），所述的电流波形调制电路一端与第六引脚连接，输出端与第二比较放大电路（U13）低电平输入端连接，第二比较放大电路（U13）的输出端与控制电路（U9）相连，控制电路（U9）的输出端连接驱动器（U7）的第四脚。

5. 根据权利要求2或3或4所述的LED灯驱动电源高效节能专用模块，其特征在于：还包括补偿电路，该补偿电路包括第一电容（C1），第一电容（C1）的一端与第一比较放大电路（U12）的输出端、第二比较放大电路（U13）的高电平输入端连接，另一端与第二电阻（R2）的一端和地连接，第二电阻（R2）的另一端与第六引脚。

6. 根据权利要求5所述的LED灯驱动电源高效节能专用模块，其特征在于：还包括锯齿波形成电路，所述的锯齿波形成电路包括锯齿波发生器（U14），锯齿波发生器（U14）的输出端直接与控制电路（U9）连接，控制电路（U9）的输出端连接驱动器（U7）的第四脚。

7. 根据权利要求2或3或4所述的LED灯驱动电源高效节能专用模块，其特征在于：还包括线性控制电路，该线性控制电路包括线性控制器（U15）以及周边元件第四电阻（R4）、第五电阻(R5)，第四电阻(R4)的一端与第四引脚连接，另一端分别与第五电阻（R5）和线性控制器（U15）的输入端连接，第五电阻（R5）的另一端与第五引脚连接，线性控制器（U15）输出端与第二比较放大器(U13)的低电平输入端连接。

8. 根据权利要求7所述的LED灯驱动电源高效节能专用模块，其特征在于：还包括频能反馈电路，该频能反馈电路包括第二电容（C2）和第二二极管（D2），第二电容（C2）的一端与第四引脚连接，另一端与第二二极管（D2）的正极连接，第二二极管（D2）负极与第三引脚连接。

9. 根据权利要求8所述的LED灯驱动电源高效节能专用模块，其特征在于：还包括内部稳压电路，内部稳压电路包括第三二极管（D3），第三二极管(D3)的正极与地连接，负极与第二二极管（D2）的负极连接，第三二极管(D3)的正极设有第五引脚。