CN104797050A

CN104797050A - 一种led驱动电源电路

Info

Publication number: CN104797050A
Application number: CN201510198950.4A
Authority: CN
Inventors: 姚晓龙; 靳子洋; 张彬; 陆永耕
Original assignee: Shanghai Dianji University
Current assignee: Shanghai Dianji University
Priority date: 2015-04-22
Filing date: 2015-04-22
Publication date: 2015-07-22

Abstract

一种LED驱动电源电路，包括：输入过压保护电路、整流滤波电路、钳位吸收电路、驱动控制电路、反激式功率变换电路及输出整流电路；输入过压保护电路用于接收来自电源的输入信号并对该输入信号进行过压保护处理；整流滤波电路与输入过压保护电路相连，用于将从输入过压保护电路接收到的信号进行电流整流滤波以将交流电转变成直流电，并随后将经过电流整流滤波后的信号传递给驱动控制电路；驱动控制电路在箝位吸收电路的保护下将从整流滤波电路接收到的信号传递给反激式功率变换电路；反激式功率变换电路对接收到的信号进行功率变换，随后将经过功率变换的信号传递给输出整流电路；输出整流电路对接收到的信号进行整流处理以保持输出电流的一致性。

Description

一种LED驱动电源电路

技术领域

本发明涉及LED技术领域，更具体地说，本发明涉及一种LED驱动电源电路。

背景技术

当前全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下，节约能源是我们未来面临的重要的问题，在照明领域，LED发光产品的应用正吸引着世人的目光，LED作为一种新型的绿色光源产品，必然是未来发展的趋势，二十一世纪将进入以LED为代表的新型照明光源时代。

LED以其固有的特点，如省电、寿命长、耐震动，响应速度快、冷光源等特点，广泛应用于指示灯、信号灯、显示屏、景观照明等领域，在我们的日常生活中处处可见，家用电器、电话机、仪表板照明、汽车防雾灯、交通信号灯等。

LED驱动电源寿数偏低的一个重要原因是驱动电源所需的铝电解电容的寿数缺乏，首要原因是长时间作业时LED灯内部的环境温度很高，致使铝电解电容的电解液很快被耗干，寿数大为缩短，通常只能作业5千小时左右。而LED光源的寿数是5万小时，因而铝电解电容的作业寿数就成为了LED驱动电源寿数的短肋。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种无电解电容的恒流驱动电路。

为了实现上述技术目的，根据本发明，提供了一种LED驱动电源电路，包括：输入过压保护电路、整流滤波电路、钳位吸收电路、驱动控制电路、反激式功率变换电路、以及输出整流电路；其中，输入过压保护电路用于接收来自电源的输入信号并对该输入信号进行过压保护处理；整流滤波电路与输入过压保护电路相连，用于将从输入过压保护电路接收到的信号进行电流整流滤波以将交流电转变成直流电，并随后将经过电流整流滤波后的信号传递给驱动控制电路；而且驱动控制电路在箝位吸收电路的保护下将从整流滤波电路接收到的信号传递给反激式功率变换电路；反激式功率变换电路对接收到的信号进行功率变换，随后将经过功率变换的信号传递给输出整流电路；输出整流电路对接收到的信号进行整流处理以保持输出电流的一致性。

优选地，输入过压保护电路包括：串联的第一固定电阻和压敏电阻；其中，第一固定电阻和压敏电阻的不相连的两端作为输入过压保护电路的输入端口以接收输入信号，压敏电阻的两端作为输入过压保护电路的输出端口。

优选地，整流滤波电路包括：整流桥、第一电容器、第二电容器和第一电感器；其中，整流桥的两个输入端连接输入过压保护电路的输出端口，整流桥的两个输出端口连接至第一电容器的两端，而且第一电容器的一端连接至第二电容器的一端，第一电容器的另一端连接至第一电感器的一端，第二电容器的另一端和第一电感器的另一端相连并接地，第二电容器的未接地端作为整流滤波电路的输出端口。

优选地，钳位吸收电路包括：第三电阻、第四电容器和第一二极管；其中，第三电阻和第四电容器并联，并且第三电阻和第四电容器的一个连接端连接至整流滤波电路的输出端口，第三电阻和第四电容器的另一个连接端连接至第一二极管的输出端。

优选地，驱动控制电路包括：LED驱动器、第二二极管、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第五电容器和第六电容器；其中，LED驱动器的第一引脚连接第六电阻器的一端，LED驱动器的第二引脚连接第二二极管的输出端和第五电阻的一端，LED驱动器的第三引脚连接第六电阻器的另一端并接地，LED驱动器的第四引脚连接第五电阻的一端，LED驱动器的第五引脚连接第六电容器的一端，LED驱动器的第六引脚悬空，LED驱动器的第七引脚和第八引脚连接第二二极管的输入端；第二二极管的输入端还连接至第四电阻的一端，第六电容器的另一端和第五电阻的另一端接地，第四电阻的另一端和第五电容器的另一端分别连接第一感应线圈。

优选地，LED驱动器是型号为IC--TK5401驱动器的LED驱动。

优选地，反激式功率变换电路包括：第一感应线圈、第二感应线圈和第三感应线圈；其中，第二感应线圈的一端连接至整流滤波电路的输出端口，第二感应线圈的另一端连接至第一二极管的输入端，第一感应线圈和第二感应线圈分别与第三感应线圈耦合。

优选地，输出整流电路包括：第三二极管、第二电感器、第七电容器和第八电容器；其中，第三二极管的输入端连接至第三感应线圈的一端，第三二极管的输出端连接至第二电感器的一端和第七电容器的一端，第二电感器的另一端连接至第八电容器的一端，第七电容器的另一端连接至第三感应线圈的另一端以及第八电容器的另一端。

附图说明

结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：

图1示意性地示出了根据本发明优选实施例的LED驱动电源电路的总体框图。

图2示意性地示出了根据本发明优选实施例的LED驱动电源电路的具体电路示例。

图3示意性地示出了根据本发明优选实施例的LED驱动电源电路的输入过压保护电路的具体电路示例。

图4示意性地示出了根据本发明优选实施例的LED驱动电源电路的整流滤波电路的具体电路示例。

图5示意性地示出了根据本发明优选实施例的LED驱动电源电路的钳位吸收电路的具体电路示例。

图6示意性地示出了根据本发明优选实施例的LED驱动电源电路的驱动控制电路的具体电路示例。

图7示意性地示出了根据本发明优选实施例的LED驱动电源电路的反激式功率变换电路的具体电路示例。

图8示意性地示出了根据本发明优选实施例的LED驱动电源电路的输出整流电路的具体电路示例。

需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。

具体实施方式

为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。

如图1所示，根据本发明优选实施例的LED驱动电源电路包括：输入过压保护电路10、整流滤波电路20、钳位吸收电路50、驱动控制电路30、反激式功率变换电路40、以及输出整流电路60。

其中，输入过压保护电路10用于接收来自电源的输入信号并对该输入信号进行过压保护处理(输入信号经过输入过压电路，从而保证电压的稳定和安全)；而且，整流滤波电路20与输入过压保护电路10相连，用于将从输入过压保护电路10接收到的信号进行电流整流滤波(具体地，将交流电转变成直流电，以供后级使用)，并随后将经过电流整流滤波后的信号传递给驱动控制电路30；而且驱动控制电路30在箝位吸收电路50的保护下将从整流滤波电路20接收到的信号传递给反激式功率变换电路40(即，箝位吸收电路50与驱动控制电路30相连，保护驱动控制电路30里面的mos管的安全)；反激式功率变换电路40对接收到的信号进行功率变换，随后将经过功率变换的信号传递给输出整流电路60；输出整流电路60对接收到的信号进行整流处理以保持输出电流的一致性。

图2示意性地示出了根据本发明优选实施例的LED驱动电源电路的具体电路示例。下面将参照图2至图8详细描述根据本发明优选实施例的LED驱动电源电路的具体电路示例。

1.输入过压保护电路

如图3所示，根据本发明优选实施例的LED驱动电源电路的输入过压保护电路包括：串联的第一固定电阻R1和压敏电阻R2；其中，第一固定电阻R1和压敏电阻R2的不相连的两端作为输入过压保护电路的输入端口用于接收输入信号，压敏电阻R2的两端作为输入过压保护电路的输出端口。

具体地，图3所示的输入过压保护电路10主要是防止雷击或者市冲击带来的浪涌。如果是DC电压从“+48V、GNG”两端进来通过第一固定电阻R1，此第一固定电阻R1的作用是限流，若后面的线路出现短路时，第一固定电阻R1流过的电流就会增大，随之两端压降跟着增大，当超过例如1W时就会自动断开，阻值增加至无穷大，从而达到保护输入电路+48V不受到负载的影响)限流后进入整流桥，R1与RV构成了一个简单的过压保护电路，RV是一个压敏元件，当电压高到一定的时候，压敏RV会显现短路状态，使后面的电路停止工作，从而保护了整个电路不被损坏。

2.、整流滤波模块

如图4所示，根据本发明优选实施例的LED驱动电源电路的整流滤波电路包括：整流桥11、第一电容器C1、第二电容器C2和第一电感器L1；其中，整流桥11的两个输入端连接输入过压保护电路的输出端口，整流桥11的两个输出端口连接至第一电容器C1的两端，而且第一电容器C1的一端连接至第二电容器C2的一端，第一电容器C1的另一端连接至第一电感器L1的一端，第二电容器C2的另一端和第一电感器L1的另一端相连并接地，第二电容器C2的未接地端作为整流滤波电路的输出端口。其中，

当交流电从AC端输入时，利用桥式整流电路IC模块将交流电转变为直流电。无论输入是上正下负还是上负下正都不会损坏驱动电源，通过C1，C2，L1进行滤波，图3是一个LCΠ型滤波电路，目的是将整流后的电压波形平滑的直流电。

3、箝位吸收模块

如图5，所示，根据本发明优选实施例的LED驱动电源电路的钳位吸收电路包括：第三电阻R3、第四电容器C4和第一二极管D1；其中，第三电阻R3和第四电容器C4并联，并且第三电阻R3和第四电容器C4的一个连接端连接至整流滤波电路的输出端口，第三电阻R3和第四电容器C4的另一个连接端连接至第一二极管D1的输出端。

图5为箝位吸收电路。箝路电路存在的作用其实就是保护IC里面的MOS管，其过程为：整流滤波以后的电压分成2路，一路通过变压器绕组后进入U1的TK5401的第7、8脚，箝位这一路是通过R3、C4、D1然后也连到7、8脚，这个R3、C4、D1就组成了一个简单的箝位电路，主要功能就是用来吸收尖峰和浪涌的，和RV压敏电阻作用不同的是，RV主要是防止打雷或者市电冲击起到保护作用，箝位功能是吸收变压器绕组两端的反向电动势，消除自激振荡，起到快速复位作用，为变压器一个周期做准备，如果变压器得不到复位就会饱和，会失去感抗，R4和C3组成了一个RC充放电回路，用来反向积累的电动势，D1主要是隔离作用，变压器在正半周的时，感应电动势为上正下负时，使整过环路处于断开状态，而变压器进入负半周时，给箝位电路提供通路，快速将电动势环路处于断开状态，而等变压器进入负半周时，给箝位电路提供通路，快速将电动势释放，从而达到保护IC里头的MOS管不被尖峰击穿而损坏。

4、LED驱动控制模块

如图6所示，根据本发明优选实施例的LED驱动电源电路的驱动控制电路包括：LED驱动器31、第二二极管D2、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第五电容器C5和第六电容器C6；其中，LED驱动器31的第一引脚连接第六电阻器R6的一端，LED驱动器31的第二引脚连接第二二极管D2的输出端和第五电阻R5的一端，LED驱动器31的第三引脚连接第六电阻器R6的另一端并接地，LED驱动器31的第四引脚连接第五电阻R5的一端，LED驱动器31的第五引脚连接第六电容器C6的一端，LED驱动器31的第六引脚悬空，LED驱动器31的第七引脚和第八引脚连接第二二极管D2的输入端；第二二极管D2的输入端还连接至第四电阻R4的一端，第六电容器C6的另一端和第五电阻R5的另一端接地，第四电阻R4的另一端和第五电容器C5的另一端分别连接第一感应线圈。

具体地，LED驱动器31可以是LED驱动IC--TK5401驱动器，主要的特点是为无需在应用电路上使用电解电容器而设计的。该IC的主要特点是高低电压过流保护补偿，不需要电解电容的高PF值。内置高电压功率MOS管650/1.9欧姆，支持通用交流输入电压AC85V--265V,该IC的驱动电路通过脉冲检测漏电流峰值，在D/ST(7脚，8脚)端电压高于OCP电压时关闭功率MOS管，漏电流保护连接在s/ocp(1脚)和GND(3脚)间的电流采样电阻。当采样电阻的压降达到OCP电压阀值，就关闭功率MSG管。

5、反击式功率变换模块

如图7所示，根据本发明优选实施例的LED驱动电源电路的反激式功率变换电路包括：第一感应线圈T0、第二感应线圈T2和第三感应线圈T3。

其中，第二感应线圈T2的一端连接至整流滤波电路的输出端口，第二感应线圈T2的另一端连接至第一二极管的输入端，第一感应线圈T0和第二感应线圈T2分别与第三感应线圈T3耦合。

整流滤波后通过变压器绕组然后进到IC的7、8脚，整个电源电压的变换都由D极和S极两个引脚的接通和断开来实现，就是它们工作时会一直处在接通和不接通状态，反复的接通和断开使变压器实现在电--磁-电的变换，从而产生电压。当变压器下面的绕组产生电动势以后，通过D2整流，R4限流，再经C5滤波后分成二路进行供电，一路给U1的第2脚供电，另一路给光电耦合器件PC817供电，当第2脚开始供电时，U1内部的整个PWM供电控制系统将自动转到由正反馈绕组供电，使内部振荡电路继续工作，从而输出第2个脉冲控制信息，使MOS管开次开通，如此周而复始的使用MOS不断的处理开和关状态进而让变压器工作在电-磁-电的转换状态。

6、输出整流模块

如图8所示，根据本发明优选实施例的LED驱动电源电路的输出整流电路包括：第三二极管D3、第二电感器L2、第七电容器C7和第八电容器C8；其中，第三二极管D3的输入端连接至第三感应线圈T3的一端，第三二极管D3的输出端连接至第二电感器L2的一端和第七电容器C7的一端，第二电感器L2的另一端连接至第八电容器C8的一端，第七电容器C7的另一端连接至第三感应线圈T3的另一端以及第八电容器C8的另一端。

如图8为输出整流电路。变压器工作以后，次级就会输出一个电压通过D3整流，C7和L2进行滤波，然后给LED灯进行供电，L2除了能够滤波，还有续流的作用，保持输出电流的一致性。

本发明所涉及的LED驱动电路集成度高、动态响应快，降低了成本，具有广阔的市场前景。

需要说明的是，图2中示出了上述电路模块中未包含的其它电阻、电容器、二极管等元件，这些元件被示出以更有利地实现本发明，但是它们并非本发明的必要结构。此外，需要说明的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims

1.一种LED驱动电源电路，其特征在于包括：输入过压保护电路、整流滤波电路、钳位吸收电路、驱动控制电路、反激式功率变换电路、以及输出整流电路；其中，输入过压保护电路用于接收来自电源的输入信号并对该输入信号进行过压保护处理；而且，整流滤波电路与输入过压保护电路相连，用于将从输入过压保护电路接收到的信号进行电流整流滤波以将交流电转变成直流电，并随后将经过电流整流滤波后的信号传递给驱动控制电路；而且驱动控制电路在箝位吸收电路的保护下将从整流滤波电路接收到的信号传递给反激式功率变换电路；反激式功率变换电路对接收到的信号进行功率变换，随后将经过功率变换的信号传递给输出整流电路；输出整流电路对接收到的信号进行整流处理以保持输出电流的一致性。

2.根据权利要求1所述的LED驱动电源电路，其特征在于，输入过压保护电路包括：串联的第一固定电阻和压敏电阻；其中，第一固定电阻和压敏电阻的不相连的两端作为输入过压保护电路的输入端口以接收输入信号，压敏电阻的两端作为输入过压保护电路的输出端口。

3.根据权利要求2所述的LED驱动电源电路，其特征在于，整流滤波电路包括：整流桥、第一电容器、第二电容器和第一电感器；其中，整流桥的两个输入端连接输入过压保护电路的输出端口，整流桥的两个输出端口连接至第一电容器的两端，而且第一电容器的一端连接至第二电容器的一端，第一电容器的另一端连接至第一电感器的一端，第二电容器的另一端和第一电感器的另一端相连并接地，第二电容器的未接地端作为整流滤波电路的输出端口。

4.根据权利要求3所述的LED驱动电源电路，其特征在于，钳位吸收电路包括：第三电阻、第四电容器和第一二极管；其中，第三电阻和第四电容器并联，并且第三电阻和第四电容器的一个连接端连接至整流滤波电路的输出端口，第三电阻和第四电容器的另一个连接端连接至第一二极管的输出端。

5.根据权利要求4所述的LED驱动电源电路，其特征在于，驱动控制电路包括：LED驱动器、第二二极管、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第五电容器和第六电容器；其中，LED驱动器的第一引脚连接第六电阻器的一端，LED驱动器的第二引脚连接第二二极管的输出端和第五电阻的一端，LED驱动器的第三引脚连接第六电阻器的另一端并接地，LED驱动器的第四引脚连接第五电阻的一端，LED驱动器的第五引脚连接第六电容器的一端，LED驱动器的第六引脚悬空，LED驱动器的第七引脚和第八引脚连接第二二极管的输入端；第二二极管的输入端还连接至第四电阻的一端，第六电容器的另一端和第五电阻的另一端接地，第四电阻的另一端和第五电容器的另一端分别连接第一感应线圈。

6.根据权利要求5所述的LED驱动电源电路，其特征在于，LED驱动器是型号为IC--TK5401驱动器的LED驱动。

7.根据权利要求6所述的LED驱动电源电路，其特征在于，反激式功率变换电路包括：第一感应线圈、第二感应线圈和第三感应线圈；其中，第二感应线圈的一端连接至整流滤波电路的输出端口，第二感应线圈的另一端连接至第一二极管的输入端，第一感应线圈和第二感应线圈分别与第三感应线圈耦合。

8.根据权利要求7所述的LED驱动电源电路，其特征在于，输出整流电路包括：第三二极管、第二电感器、第七电容器和第八电容器；其中，第三二极管的输入端连接至第三感应线圈的一端，第三二极管的输出端连接至第二电感器的一端和第七电容器的一端，第二电感器的另一端连接至第八电容器的一端，第七电容器的另一端连接至第三感应线圈的另一端以及第八电容器的另一端。