CN104427694A - 一种led恒流驱动模块和包含其的led恒流驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED恒流驱动模块和包含其的LED恒流驱动电路，其中，所述LED恒流驱动模块包括：整流桥电路，包括四个肖特基二极管，用于将来自交流电源的交流电压整流后转化为直流电压；恒流电路，用于将来自所述整流桥电路的直流电压转化为恒定大小的直流电流，并将所述恒定大小的直流电流提供给LED负载电路。本发明采用肖特基二极管组成整流桥电路，使得LED恒流驱动电路适用于低压输入环境，并且电路结构简单、成本低，适合市场推广。
Description
技术领域
本发明涉及电路技术领域，具体涉及一种LED恒流驱动模块和包含其的LED恒流驱动电路。
背景技术
发光二极管（Light-Emitting Diode，简称LED）是一种能发光的半导体电子元件。LED具有效率高、寿命长、不易破损、开关速度高、高可靠性等传统光源所不具有的优点，因此LED作为照明光源被广泛地应用于各个领域。
由于LED的发光特性通常都表述为电流的函数，而不是电压的函数，因此，采用恒流源驱动可以更好地控制LED的亮度。此外，LED的正向压降变化范围比较大(最大可达1V以上)，正向电压的微小变化会引起较大的正向电流变化，从而引起亮度的较大变化。所以,采用恒压源驱动不能保证LED亮度的一致性，并且影响LED的可靠性、寿命和光衰。因此，高亮LED通常采用恒流源驱动。
目前市场上绝大多数LED驱动装置都是接在电子变压器后级使用的，输入电压为12V交流电压，这些恒流驱动基本都是用IC(Integrated Circuit,集成电路）方案来做的，需要使用多个运放芯片、MOS管、电阻器、电容器等才能实现恒流功能，其器件多，成本高，线路复杂。
发明内容
本发明的目的在于提出一种LED恒流驱动模块和包含其的LED恒流驱动电路，以解决LED恒流驱动线路复杂、成本高的问题。
本发明公开了一种LED恒流驱动模块，包括：
整流桥电路，包括四个肖特基二极管，用于将来自交流电源的交流电压整流后转化为直流电压；
恒流电路，用于将来自所述整流桥电路的直流电压转化为恒定大小的直流电流，并将所述恒定大小的直流电流提供给LED负载电路。
进一步地，所述交流电压的电压值为12V。
进一步地，所述整流桥电路由四个肖特基二极管组成，其中，第一肖特基二极管的正极和第二肖特基二极管的正极相连，作为所述整流桥电路的负极；第三肖特基二极管的负极和第四肖特基二极管的负极相连，作为所述整流桥电路的正极；所述第一肖特基二极管的负极和所述第三肖特基二极管的正极相连，作为所述交流电源输入的一端；所述第二肖特基二极管的负极和所述第四肖特基二极管的正极相连，作为所述交流电源输入的另一端。
进一步地，所述整流桥电路和所述恒流电路共同封装在一个封装结构中。
进一步地，所述封装结构为DIP8型封装结构。
进一步地，所述恒流电路包括恒流二极管。
进一步地，所述恒流二极管的开启电压小于1V。
本发明还公开了一种LED恒流驱动电路，包括如上所述的LED恒流驱动模块，还包括电容器和LED负载电路，其中所述整流桥电路的正极分别连接到所述恒流电路的正极和所述电容器的正极，所述电容器的负极连接到所述整流桥电路的负极，所述恒流电路的负极连接到所述LED负载电路的正极。
进一步地，所述LED负载电路包括一个或多个LED负载，其中所述多个LED负载串联连接。
进一步地，所述电容器为电解电容器。
本发明采用低正向压降的肖特基二极管组成整流桥电路，并利用恒流电路为LED负载提供恒流驱动电流，使得整个LED恒流驱动电路可以直接连接在电子变压器的后级使用，适用于低压输出环境，并且电路结构简单、成本低，适合市场推广。
附图说明
图1是本发明第一实施例的LED恒流驱动模块的电路结构示意图；
图2是本发明第二实施例的LED恒流驱动模块的电路图；
图3是本发明第二实施例的LED恒流驱动模块的封装结构图；
图4是本发明第三实施例的LED恒流驱动电路的电路图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
实施例一
图1是本发明第一实施例的LED恒流驱动模块的电路结构示意图。如图1所示，本实施例的LED恒流驱动模块，包括：
整流桥电路11，包括四个肖特基二极管，用于将来自交流电源的交流电压整流后转化为直流电压。
整流是通过二极管的单向导通原理来完成工作的，通俗的来说二极管它是正向导通和反向截止，也就是说，二极管只允许它的正极进正电和负极进负电。二极管只允许电流单向通过，所以将其接入交流电路时它能使电路中的电流只按单向流动，即所谓“整流”，用两只二极管是半波整流，四只二极管就是全波整流。
肖特基二极管是以其发明人肖特基博士（Schottky）命名的，是肖特基势垒二极管（Schottky Barrier Diode，缩写成SBD）的简称。肖特基二极管不是利用P型半导体与N型半导体接触形成PN结原理制作的，而是利用金属与半导体接触形成的金属－半导体结原理制作的。因此，肖特基二极管也称为金属－半导体（接触）二极管或表面势垒二极管，它是一种热载流子二极管。由于肖特基二极管反向恢复时间极短（可以小到几纳秒），正向导通压降很低（仅0.4V左右），而整流电流却可达到几千毫安，并且结构坚固，杂波小，所以被广泛地应用在高频电路、低电压高电流的电源电路及交流转直流的变换电路中。
在本发明实施例中，使用四个肖特基二极管组成整流桥电路，由于肖特基二极管的正向压降很低，因此所述整流桥电路可以直接连接在低压电源后面使用，将来自所述交流电源的交流电压整流后转化为直流电压提供给恒流电路。
恒流电路12，用于将来自所述整流桥电路的直流电压转化为恒定大小的直流电流，并将所述恒定大小的直流电流提供给LED负载电路。所述恒流电路可以包括恒流二极管，也可以包括恒流IC。
本发明第一实施例的LED恒流驱动模块采用低正向压降的肖特基二极管组成整流桥电路，并利用恒流电路为LED负载提供恒流驱动电流，使得整个恒流驱动电路可以直接连接在电子变压器的后级使用，适用于低压输出环境，并且电路结构简单、成本低，适合市场推广。
实施例二
图2是本发明第二实施例的LED恒流驱动模块的电路图。如图2所示，本实施例的LED恒流驱动模块，包括：
整流桥电路，包括四个肖特基二极管，用于将来自交流电源的交流电压整流后转化为直流电压，其中，所述交流电压的电压值为12V。
具体地说，所述整流桥电路由四个肖特基二极管D1、D2、D3和D4组成，其中，第一肖特基二极管D1的正极和第二肖特基二极管D2的正极相连，作为所述整流桥电路的负极；第三肖特基二极管D3的负极和第四肖特基二极管D4的负极相连，作为所述整流桥电路的正极；所述第一肖特基二极管D1的负极和所述第三肖特基二极管D3的正极相连，作为所述交流电源输入的一端；所述第二肖特基二极管D2的负极和所述第四肖特基二极管D4的正极相连，作为所述交流电源输入的另一端。所述整流桥电路的基本原理与第一实施例一致，这里不再赘述。
恒流电路，用于将来自所述整流桥电路的直流电压转化为恒定大小的直流电流，并将所述恒定大小的直流电流提供给LED负载电路。
优选地，所述恒流电路包括恒流二极管CRD1，所述整流桥电路的正极连接到所述恒流二极管CRD1的正极，所述恒流二极管CRD1的负极连接到所述LED负载电路的正极。
恒流二极管(Current Regulative Diode，简称CRD)，属于两端结型场效应恒流器件。恒流二极管能在很宽的电压范围内输出恒定的电流，并具有很高的动态阻抗。它可用于稳定和限制电流，是一种能为电路提供持续电流的二极管，即使出现电源电压供应不稳定或是负载电阻变化很大的情况，恒流二极管都能确保电路电流的稳定。由于恒流二极管的恒流性能好、价格较低、使用简便，主要应用在低功率方面，如恒流源、稳压源、放大器、电子仪器的保护电路等电路中。
在本发明实施例中，所述恒流二极管CRD1用于给所述LED负载电路提供恒定电流。在本实施例的一个优选实施方式中，所述恒流二极管CRD1的开启电压小于1V，工作电流恒定在300mA。
图3是本发明第二实施例的LED恒流驱动模块的封装结构图，在本实施例的一个优选实施方式中，所述整流桥电路的四个肖特基二极管D1、D2、D3、D4和所述恒流二极管CRD1共同封装在一个封装结构中，所述封装结构为DIP8型封装结构。DIP(Dual Inline-pin Package）是指采用双列直插形式封装的集成电路芯片，绝大多数中小规模集成电路均采用这种封装形式，其引脚数从6到64不等。采用DIP封装的IC芯片有两排引脚，需要插入到具有DIP结构的芯片插座上。当然，也可以直接插在有相同焊孔数和几何排列的电路板上进行焊接。DIP封装结构形式有：多层陶瓷双列直插式DIP，单层陶瓷双列直插式DIP，引线框架式DIP（含玻璃陶瓷封接式，塑料包封结构式，陶瓷低熔玻璃封装式）等。
在本发明实施例中，所述DIP8型封装结构有8个管脚，如图3所示，第一管脚1和第七管脚7作为所述交流电源的两个输入端，第二管脚2为所述整流桥电路的正极和所述恒流二极管CRD1的正极，第八管脚8为所述整流桥电路的负极，第三管脚3为所述恒流二极管CRD1的负极，而第四管脚4、第五管脚5和第六管脚6在本实施例中未被使用，均处于悬空状态。
本发明第二实施例的LED恒流驱动模块使用低正向压降的肖特基二极管组成整流桥电路，并且同时使用低正向开启电压的恒流二极管为LED负载电路提供恒流驱动电流，解决了在低压输入的恒流驱动电路中，由于恒流二极管开启电压高而无法正常提供恒定电流的问题，进一步保证了恒流驱动电路在低压环境下的正常工作。并且本发明实施例将整流桥电路和低正向开启电压的恒流二极管共同封装起来，得到一个恒流驱动模块，极大地简化了电路，使其应用更加方便。
第三实施例
图4是本发明第三实施例的LED恒流驱动电路的电路图。如图4所示，本实施例的LED恒流驱动电路，包括：
整流桥电路，包括四个肖特基二极管D1、D2、D3和D4，用于将来自交流电源的交流电压整流后转化为直流电压，其中所述交流电压的电压值为12V，所述四个肖特基二极管D1、D2、D3和D4的连接方式与第二实施例完全一致，这里不再赘述。
恒流电路，用于将来自所述整流桥电路的直流电压转化为恒定大小的直流电流，并将所述恒定大小的直流电流提供给LED负载电路。所述恒流电路包括恒流二极管CRD1，在本实施例的一个优选实施方式中，所述恒流二极管CRD1的开启电压小于1V，工作电流恒定在300mA。
优选地，所述整流桥电路和所述恒流二极管CRD1共同封装在一个封装结构中，所述封装结构为DIP8型封装结构，其具体封装形式与第二实施例完全一致，这里不再赘述。
电容器C1，用于滤波，就是将经过所述整流桥电路整流以后的锯齿波变为平滑的脉动波。优选地，所述电容器C1是电解电容器。
LED负载电路包括一个或多个LED负载，其中所述多个LED负载串联连接。
所述整流桥电路的正极分别连接到所述恒流二极管CRD1的正极和所述电容器C1的正极，所述电容器C1的负极连接到所述整流桥电路的负极，所述恒流二极管CRD1的负极连接到所述LED负载电路的正极。
在本实施例的一个具体实施方式中，所述LED负载电路包括三个额定功率为1W的LED负载，即LED1、LED2和LED3，并且所述三个LED负载串联连接，电容器C1大小为200uF，其耐压值为25V。
此时，所述交流电源提供12V的交流电压输入到所述整流桥电路中，经过整流，再经所述电解电容C1滤波后，输出约为16V的直流电压，经过所述恒流二极管CRD1恒流后输出稳定的300mA的直流电流，驱动三个大功率（1W）的LED负载，即LED1、LED2和LED3。在整个电路中，所述整流桥电路上分担了0.4V左右的电压，即所述肖特基二极管D1、D2、D3或D4的正向压降。所述恒流二极管CRD1上有大约5V左右的电压，由于所述恒流二极管CRD1的正向开启电压小于1V，所以所述恒流二极管CRD1保持在正常工作状态，可以稳定地输出300mA的电流。此时，所述LED负载电路上分担了10V左右的电压，而所述恒流二极管CRD1又为所述LED负载电路提供了300mA的恒定电流，这样每个所述LED负载，即LED1、LED2和LED3上分担的电压都约为3.3V，并且通过每个所述LED负载的电流均为300mA，则每个所述LED负载的功率都为1W，达到了额定功率。
本发明第三实施例的LED恒流驱动电路，使用低正向压降的肖特基二极管组成整流桥电路，同时使用低正向开启电压的恒流二极管为LED负载电路提供恒流驱动电流，并且引入电容器进行滤波，能够给一个或多个LED负载提供恒定的驱动电流，其电路结构简单、成本低，适合市场推广。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种LED恒流驱动模块，其特征在于，包括：
整流桥电路，包括四个肖特基二极管，用于将来自交流电源的交流电压整流后转化为直流电压；
恒流电路，用于将来自所述整流桥电路的直流电压转化为恒定大小的直流电流，并将所述恒定大小的直流电流提供给LED负载电路。
2.如权利要求1所述的LED恒流驱动模块，其特征在于，所述交流电压的电压值为12V。
3.如权利要求1所述的LED恒流驱动模块，其特征在于，所述整流桥电路由四个肖特基二极管组成，其中，第一肖特基二极管的正极和第二肖特基二极管的正极相连，作为所述整流桥电路的负极；第三肖特基二极管的负极和第四肖特基二极管的负极相连，作为所述整流桥电路的正极；所述第一肖特基二极管的负极和所述第三肖特基二极管的正极相连，作为所述交流电源输入的一端；所述第二肖特基二极管的负极和所述第四肖特基二极管的正极相连，作为所述交流电源输入的另一端。
4.如权利要求1所述的LED恒流驱动模块，其特征在于，所述整流桥电路和所述恒流电路共同封装在一个封装结构中。
5.如权利要求1所述的LED恒流驱动模块，其特征在于，所述封装结构为DIP8型封装结构。
6.权利要求1所述的LED恒流驱动模块，其特征在于，所述恒流电路包括恒流二极管。
7.权利要求1所述的LED恒流驱动模块，其特征在于，所述恒流二极管的开启电压小于1V。
8.一种LED恒流驱动电路，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的LED恒流驱动模块，还包括电容器和LED负载电路，其中所述整流桥电路的正极分别连接到所述恒流电路的正极和所述电容器的正极，所述电容器的负极连接到所述整流桥电路的负极，所述恒流电路的负极连接到所述LED负载电路的正极。
9.如权利要求8所述的LED恒流驱动电路，其特征在于，所述LED负载电路包括一个或多个LED负载，其中所述多个LED负载串联连接。
10.如权利要求8所述的LED恒流驱动电路，其特征在于，所述电容器为电解电容器。
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