CN104427700B - 过热保护电路、led驱动电路及灯具 - Google Patents

Abstract

一种过热保护电路，用于检测灯具关键点温度并调节工作电路的输出电流，包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、可控精密电压源、第一开关管；串联的第二电阻和第三电阻与所述可控精密电压源并联后再通过所述第一电阻与外部驱动电源连接，所述第三电阻的一端接地；所述第一开关管的控制端连接在所述第二电阻和第三电阻的公共端，所述第一开关管的高电位端与LED光源连接，所述第一开关管的低电位端接地；其中，所述第二电阻为正温度系数热敏电阻。还公开一种应用上述过热保护电路的LED驱动电路及一种灯具。上述过热保护电路通过检测灯具温度，能自动调节灯具输出电流，降低灯具热量产生。上述灯具使用寿命长。

Description

过热保护电路、LED驱动电路及灯具

技术领域

本发明涉及电路保护，特别是涉及一种过热保护电路、一种LED驱动电路及一种灯具。

背景技术

由于LED具有节能、环保、高效的优点，且其基本不需要维护，发光效率高，因此LED作为照明光源越来越受到人们的青睐。但传统的LED灯具在温度过高时会引起光源光衰严重，导致其使用寿命会大幅降低。

发明内容

基于此，有必要针对工作温度过高而导致LED灯具使用寿命降低的问题，提供一种过热保护电路。

此外，还提供一种LED驱动电路。

最后，还提供一种灯具。

一种过热保护电路，用于检测灯具关键点温度并调节工作电路的输出电流，包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、可控精密电压源、第一开关管；串联的第二电阻和第三电阻与所述可控精密电压源并联后再通过所述第一电阻与外部的驱动电源连接，所述第三电阻的一端接地；所述第一开关管的控制端连接在所述第二电阻和第三电阻的公共端，所述第一开关管的高电位端与驱动电源之间连接所述灯具的LED光源，所述第一开关管的低电位端接地；其中，所述第二电阻为正温度系数热敏电阻，用于设在所述灯具的关键点处。

在其中一个实施例中，所述第一电容的正极连接在所述第二电阻和第三电阻的公共端，所述第一电容的负极接地。这样可以防止外界干扰误动作。

在其中一个实施例中，所述第一开关管为NPN型三极管，所述NPN型三极管的基极为所述第一开关管的控制端，所述NPN型三极管的集电极为所述第一开关管的高电位端，所述NPN型三极管的发射极为所述第一开关管的低电位端。

在其中一个实施例中，所述第一开关管为N型MOS管，所述N型MOS管的栅极为所述第一开关管的控制端，所述N型MOS管的漏极为所述第一开关管的高电位端，所述N型MOS管的源极为所述第一开关管的低电位端。

一种LED驱动电路，包括：降压电路，用于将输入的高压交流电变为低压交流电；整流滤波电路，用于实现交流到直流的变换；恒流驱动电路，将所述整流滤波电路输出的直流电转换成稳定的直流电，所述降压电路、整流滤波电路、恒流驱动电路依次连接；以及上述的过热保护电路；所述过热保护电路连接在所述恒流驱动电路与光源工作电路之间，用于检测灯具关键点温度并调节输出电流的大小：当灯具关键点温度低于设定的温度阈值时，保持电路正常工作，输出电流恒定；当灯具关键点温度高于设定的温度阈值时，通过调节降低输出电流。这样可以减少光源发热量，使光源温度降低。

在其中一个实施例中，所述降压电路包括变压器，所述变压器的初级线圈接市电，所述变压器的次级线圈接所述整流滤波电路的输入端。

在其中一个实施例中，所述整流滤波电路包括整流桥和电解电容，所述整流桥的输入端连接所述降压电路的输出端，所述电解电容连接在所述整流桥的输出端。

在其中一个实施例中，所述恒流驱动电路包括DC/DC稳压集成电路、恒流控制电路及其外围电路，所述DC/DC稳压集成电路的电压输入端连接所述整流滤波电路输出的低压直流电源，所述DC/DC稳压集成电路的电流反馈端与所述恒流控制电路的输出连接。

一种LED灯具，包括光源和光源工作电路，以及上述的LED驱动电路。

上述过热保护电路通过正温度系数热敏电阻随时检测灯具温度，并且能自动调节灯具输出电流，降低灯具热量产生。

上述灯具能够有效避免高温度引起的光源光衰，使用寿命长。

附图说明

图1为一实施例的过热保护电路原理图；

图2为一实施例的LED驱动电路模块图；

图3为图2所示实施例的LED驱动电路原理图。

具体实施方式

如图1所示，为一实施例的过热保护电路原理图。该过热保护电路，用于检测灯具关键点温度并调节工作电路的输出电流，包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、可控精密电压源U1、第一电容C1及第一开关管Q1。其中，第二电阻R2为正温度系数热敏电阻。

第二电阻R2与第三电阻R3串联后再与可控精密电压源U1并联，最后再通过第一电阻R1与外部驱动电源连接，所述第三电阻R3的一端接地。第一电容C1的正极连接在第二电阻R2和第三电阻R3的公共端，第一电容C1的负极接地，用于防止外界干扰误动作。第一开关管Q1的控制端连接在第二电阻R2和第三电阻R3的公共端，第一开关管Q1的高电位端与LED光源连接，第一开关管Q1的低电位端接地。在本实施例中，第一开关管Q1为NPN型三极管，所述NPN型三极管的基极为第一开关管Q1的控制端，所述NPN型三极管的集电极为第一开关管Q1的高电位端，所述NPN型三极管的发射极为第一开关管Q1的低电位端。

可以理解，在其他实施例中，第一开关管Q1还可以为N型MOS管，所述N型MOS管的栅极为第一开关管Q1的控制端，所述N型MOS管的漏极为第一开关管Q1的高电位端，所述N型MOS管的源极为第一开关管Q1的低电位端。

可以理解，在其他实施例中，可控精密电压源U1还可以用稳压管代替。

请参照图2，为一实施例的LED驱动电路模块图。该LED驱动电路包括依次连接的降压电路10、整流滤波电路20、恒流驱动电路30、过热保护电路40以及光源工作电路50。

降压电路10用于将输入的高压交流电变为低压交流电。整流滤波电路20用于实现交流到直流的变换。恒流驱动电路30将所述整流滤波电路20输出的直流电转换成稳定的直流电。过热保护电路40连接在恒流驱动电路30与光源工作电路50之间，用于检测灯具关键点温度并调节输出电流的大小：

当灯具关键点温度低于设定的温度阈值时，保持电路正常工作，输出电流恒定；

当灯具关键点温度高于设定的温度阈值时，通过调节降低输出电流，减少光源发热量，使光源温度降低。

请参照图3，为图2所示实施例的LED驱动电路原理图。

降压电路10包括保险丝F1和变压器T1，电路接通后，各电路元件处于工作状态，市电经降压电路10的变压器T1实现电压变换，市电由高压交流电变为了低压交流电。

整流滤波电路20包括整流桥DB1和电解电容C1，所述整流桥DB1的输入端用于连接交流电源，对交流电进行全波整流。所述电解电容C1连接在所述整流桥DB1的输出端进行滤波处理。降压电路10输出的低压交流电经整流滤波电路20整流后变为低压直流电V+。

恒流驱动电路30包括DC/DC稳压集成电路U1、恒流控制电路U2及其外围电路。具体所需的器件和连接方式示于图3中。整流滤波电路20输出的低压直流电V+通过DC/DC稳压集成电路U1，并由外围电阻R4、R5、R6共同调整得到驱动电压V0，V0的具体计算公式为V0=1.25V×(R4+R5+R6)/（R4+R5）。其中，1.25V为基准电压，是恒定不变的，只要R4、R5、R6的值稳定，则驱动电压V0的值是稳定的。所述恒流控制电路U2的输出端与DC/DC稳压集成电路U1的引脚3连接，主要用来反馈电流，随时检测电流的大小并进行调节，这样可以保证输出的电流恒定。在本实施例中，DC/DC稳压集成电路U1型号为MC34063，恒流控制电路U2型号为LM2904A。可以理解，在其他实施例中，DC/DC稳压集成电路U1和恒流控制电路U2可以用其他功能相似的器件代替。

过热保护电路40包括电阻R10、电阻R11、电阻R12、可控精密电压源U3、电容C6及开关管Q2。其中，电阻R11为正温度系数热敏电阻。

电阻R11与电阻R12串联后再与可控精密电压源U3并联，最后再与电阻R10进行串联，并通过电阻R10与恒流驱动电路30输出的驱动电源连接，R12的一端接地。电容C6的正极连接在电阻R11和电阻R12的公共端，电容C6的负极接地，用于防止外界干扰误动作。开关管Q2的控制端连接在电阻R11和电阻R12的公共端，开关管Q2的高电位端与LED光源连接，开关管Q2的低电位端接地。在本实施例中，开关管Q2为NPN型三极管，所述NPN型三极管的基极为开关管Q2的控制端，所述NPN型三极管的集电极为开关管Q2的高电位端，所述NPN型三极管的发射极为开关管Q2的低电位端。

可控精密电压源U3提供一基准电压供电阻R11和电阻R12分压，且保证电阻R11和电阻R12的总电压稳定不变。因为电阻R11为正温度系数热敏电阻，所以它的阻值会随温度的变化而发生变化。当电阻R11的阻值发生变化，其分得的电压也相应地发生变化，从而可以调节开关管Q2的导通。

可以理解，在其他实施例中，开关管Q2还可以为N型MOS管，所述N型MOS管的栅极为开关管Q2的控制端，所述N型MOS管的漏极为开关管Q2的高电位端，所述N型MOS管的源极为开关管Q2的低电位端。

可以理解，在其他实施例中，可控精密电压源U3还可以用稳压管代替。

光源工作电路50包括保险丝F2和光源LED1、LED2、LED3、LED4。所述光源工作电路50的输入端与驱动电源连接，所述光源工作电路50的输出端与开关管Q2高低电位端连接。

以下参照图3说明上述电路的工作原理。

电路接通后，各电路元件处于工作状态，市电经降压电路10的变压器T1实现电压变换，市电由高压交流电变为了低压交流电。低压交流电再通过整流滤波电路20的整流桥DB1和电解电容C1的整流、滤波，实现了低压交流电到低压直流电V+的变换。直流电V+再经过恒流驱动电路30就变成了稳定的直流电。所述直流电经过过热保护电路40再供电给光源。

过热保护电路40中的可控精密电压源U3提供一基准电压供电阻R11和电阻R12分压，且保证电阻R11和电阻R12的总电压稳定不变。当灯具关键点温度较低时，电阻R11阻值不变，通过电阻R11和电阻R12分压，开关管Q2基极的电压正常，开关管Q2饱和导通，输出电流恒定。当灯具关键点温度升高并超过设定的温度阈值时，电阻R11的阻值并相应地升高，通过电阻R11和电阻R12分压后使开关管Q2基极的电压降低，开关管Q2变为不饱和导通，从而导致输出电流也降低，那么光源发量相应地减少，灯具的温度就会降低。

如此往复调节，灯具会处于一个恒定的温度状态，这样就有效避免高温度引起的光源光衰，灯具的使用寿命也会因此而大幅延长。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种过热保护电路，用于检测灯具关键点温度并调节工作电路的输出电流，包括：

第一电阻、第二电阻、第三电阻、可控精密电压源、第一开关管；

串联的第二电阻和第三电阻与所述可控精密电压源并联后再通过所述第一电阻与外部的驱动电源连接，所述第三电阻的一端接地；

所述第一开关管的控制端连接在所述第二电阻和第三电阻的公共端，所述第一开关管的高电位端与驱动电源之间连接所述灯具的LED光源，所述第一开关管的低电位端接地；

其中，所述第二电阻为正温度系数热敏电阻，用于设在所述灯具的关键点处；

所述过热保护电路还包括用于防止外界干扰误动作的第一电容，所述第一电容的正极连接在所述第二电阻和第三电阻的公共端，所述第一电容的负极接地。

2.根据权利要求1所述的过热保护电路，其特征在于，所述第一开关管为NPN型三极管，所述NPN型三极管的基极为所述第一开关管的控制端，所述NPN型三极管的集电极为所述第一开关管的高电位端，所述NPN型三极管的发射极为所述第一开关管的低电位端。

3.根据权利要求1所述的过热保护电路，其特征在于，所述第一开关管为N型MOS管，所述N型MOS管的栅极为所述第一开关管的控制端，所述N型MOS管的漏极为所述第一开关管的高电位端，所述N型MOS管的源极为所述第一开关管的低电位端。

4.一种LED驱动电路，包括：

降压电路，用于将输入的高压交流电变为低压交流电；

整流滤波电路，用于实现交流到直流的变换；

恒流驱动电路，将所述整流滤波电路输出的直流电转换成稳定的直流电，所述降压电路、整流滤波电路、恒流驱动电路依次连接；

其特征在于，还包括：

如权利要求1～3任一项所述的过热保护电路；

所述过热保护电路连接在所述恒流驱动电路与光源工作电路之间，用于检测灯具关键点温度并调节输出电流的大小：

当灯具关键点温度低于设定的温度阈值时，保持电路正常工作，输出电流恒定；

当灯具关键点温度高于设定的温度阈值时，通过调节降低输出电流。

5.根据权利要求4所述的LED驱动电路，其特征在于，所述降压电路包括变压器，所述变压器的初级线圈接市电，所述变压器的次级线圈接所述整流滤波电路的输入端。

6.根据权利要求4所述的LED驱动电路，其特征在于，所述整流滤波电路包括整流桥和电解电容，所述整流桥的输入端连接所述降压电路的输出端，所述电解电容连接在所述整流桥的输出端。

7.根据权利要求4所述的LED驱动电路，其特征在于，所述恒流驱动电路包括DC/DC稳压集成电路、恒流控制电路及其外围电路，所述DC/DC稳压集成电路的电压输入端连接所述整流滤波电路输出的低压直流电源，所述DC/DC稳压集成电路的电流反馈端与所述恒流控制电路的输出连接。

8.一种LED灯具，包括光源和光源工作电路，其特征在于，还包括如权利要求4～7任一项所述的LED驱动电路。