CN105657891B - 一种led驱动电源电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED驱动电源电路，包括依次与外部交流电连接的电源模块、控制模块、驱动模块以及发光模块，所述电源模块给控制模块、驱动模块和发光模块提供直流工作电压；驱动模块包括有一路驱动电路或多路分别与所述控制模块连接的驱动电路。本发明的一种LED驱动电源电路通过同一款电源模块，可以应用于多种光源的LED灯珠，解决了目前农业照明灯具光源单一的不足，通过驱动电路上的LED恒流控制IC芯片，实现将恒压源转换成适合LED灯珠的恒流源，能够延长LED灯珠的寿命，同时，其是将发光模块直接集成形成一集成灯珠，避免了将光源分块或分列排列在基板上，使得光谱更均匀，更有利于农业植物的生长发育。

Description

一种LED驱动电源电路

技术领域

本发明涉及照明灯具领域，特别是一种LED驱动电源电路。

背景技术

目前，市面上的农业照明灯具大多数采用恒流源驱动整灯，使用恒流源或恒压源进行驱动存在以下缺陷：

采用恒流源进行驱动：

1、灯具LED灯珠的排布及灯珠的种类必须和恒流源匹配；

2、恒流源确定后，灯具LED灯珠电流功率确定，容易造成LED灯珠功率和散热器不匹配现象，导致需要重新设计散热器或定制恒流源；

3、恒流源驱动的LED灯具，亮度不可控，且一组恒流源只能驱动采用同一种相同排列的LED灯珠组成的灯具；

采用恒压源进行驱动：

1、恒压源驱动LED灯珠，电源电压微小的变动，将会引起LED灯珠电流较大变化，容易造成灯具LED灯珠亮度不一致；

2、恒压源驱动LED灯珠，LED灯珠驱动电流不稳定，大大影响灯具LED灯珠的寿命。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的现有的恒流源/恒压源驱动灯具LED灯珠光源单一、容易影响LED灯珠寿命的不足，本发明提供一种提高灯具LED灯珠使用寿命的LED驱动电源电路的设计方案。

一种LED驱动电源电路，包括依次与外部交流电连接的电源模块、控制模块、驱动模块以及发光模块，所述电源模块给控制模块、驱动模块和发光模块提供直流工作电压；所述驱动模块包括有一路驱动电路或多路分别与所述控制模块连接的驱动电路；其中，所述各路驱动电路包括LED恒流控制IC芯片U1、第一采样电阻R1、第二采样电阻R2、第三采样电阻R3、第四采样电阻R4、第五采样电阻R5、极性电容C1、电容C2、稳压管D1、MOS管Q1以及电感L1；所述LED恒流控制IC芯片U1包括调光端DIM、接地端GND、驱动输出端DRV、电源端VCC、电源输入端VIN、采样端CSN；所述调光端DIM与控制模块连接，所述电容C2的一端与电源端VCC连接，另一端接地，所述第一采样电阻R1、第二采样电阻R2、第三采样电阻R3、第四采样电阻R4、第五采样电阻R5并联后的一端分别与电源入端VIN、极性电容C1的正极以及稳压管D1的负极连接，所述极性电容C1的负极接地，所述稳压管D1的正极与电感L1的一端连接，所述第一采样电阻R1、第二采样电阻R2、第三采样电阻R3、第四采样电阻R4、第五采样电阻R5并联后的另一端与采样端CSN连接，所述MOS管Q1的栅极与驱动输出端DRV连接、漏极与所述稳压管D1的正极连接、源极接地，所述采样端CSN、电感L1的另一端与发光模块电性连接。

优选的，所述电源模块包括与外部交流电的火线端ACL电性连接的火线输入端L、与外部交流电的零线端ACN电性连接零线输入端N、正极输出端以及负极输出端，所述电源模块通过所述正极输出端以及负极输出端给控制模块、驱动模块和发光模块提供直流工作电压。

优选的，若所述驱动模块包括有一路驱动电路，则所述发光模块包括有第一集成灯珠；若所述驱动模块包括有多路驱动电路，则所述发光模块包括有第M个集成灯珠。

优选的，所述LED恒流控制IC芯片U1的型号为PT4121。

优选的，所述MOS管Q1为NMOS。

优选的，所述控制模块采用PWM开关型稳压芯片。

综上所述，本发明具有以下有益效果：本发明的一种LED驱动电源电路通过同一款电源模块，可以应用于多种光源的LED灯珠，解决了目前农业照明灯具光源单一的不足，通过驱动电路上的LED恒流控制IC芯片，实现将恒压源转换成适合LED灯珠的恒流源，能够延长LED灯珠的寿命，同时，其是将发光模块直接集成形成一集成灯珠，避免了将光源分块或分列排列在基板上，使得光谱更均匀，更有利于农业植物的生长发育。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种LED驱动电源电路结构示意图。

图2为本发明实施例提供的一种LED驱动电源电路示例电路示意图。

具体实施方式

为了让本领域的技术人员能够更好地了解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步的阐述。

如图1所示，本发明实施例提供了一种LED驱动电源电路，该电路包括依次与外部交流电10连接的电源模块20、控制模块30、驱动模块40以及发光模块50，电源模块20给控制模块30、驱动模块40和发光模块50提供直流工作电压；驱动模块40包括有一路驱动电路或多路分别与控制模块30连接的驱动电路，其中，外部交流电10包括但不只限于市电，电源模块20主要用于将市电中的交流电压转换为可为控制模块30、驱动模块40以及发光模块50提供工作电压的直流电压，控制模块30采用PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)开关型稳压芯片控制驱动模块40的驱动电路使发光模块50发光。

需要说明的是，本发明实施例中的驱动模块40具体包括一路驱动电路401、二路驱动电路402直至N路驱动电路40N，发光模块50对应驱动模块40的各路驱动电路具体包括第一集成灯珠501、第二集成灯珠502直至第M集成灯珠50M。

请参阅图2，图2示出了本发明实施例的一种LED驱动电源电路的示例电路图，为了方便描述，图2的示例电路图只是包括了两路驱动电路401、402，图中的每路驱动电路包括LED恒流控制IC芯片U1、第一采样电阻R1、第二采样电阻R2、第三采样电阻R3、第四采样电阻R4、第五采样电阻R5、极性电容C1、电容C2、稳压管D1、MOS管Q1以及电感L1；LED恒流控制IC芯片U1包括调光端DIM、接地端GND、驱动输出端DRV、电源端VCC、电源输入端VIN、采样端CSN；调光端DIM与控制模块连接，电容C2的一端与电源端VCC连接，另一端接地，第一采样电阻R1、第二采样电阻R2、第三采样电阻R3、第四采样电阻R4、第五采样电阻R5并联后的一端分别与电源入端VIN、极性电容C1的正极以及稳压管D1的负极连接，极性电容C1的负极接地，稳压管D1的正极与电感L1的一端连接，第一采样电阻R1、第二采样电阻R2、第三采样电阻R3、第四采样电阻R4、第五采样电阻R5并联后的另一端与采样端CSN连接，MOS管Q1的栅极与驱动输出端DRV连接、漏极与稳压管D1的正极连接、源极接地，采样端CSN、电感L1的另一端与发光模块50电性连接。

具体的，对应上述的两路驱动电路401、402，发光模块50包括有第一集成灯珠501和第二集成灯珠502，第一集成灯珠501和第二集成灯珠502设计成多串灯珠并联，且每串灯珠中的排列一致，通过该设计排列的集成灯珠有效地降低设计成本，并使得光谱更均匀，更有利于农业植物的生长发育。需要说明的是，根据驱动电路的增加，集成灯珠的数量也相应增加，且根据需要，集成灯珠的串数可以做相应的增减。

更具体的，电源模块20为开关电源，该开关电源包括与外部交流电10的火线端ACL电性连接的火线输入端L、与外部交流电10的零线端ACN电性连接零线输入端N、正极输出端以及负极输出端，电源模块20通过正极输出端以及负极输出端给控制模块30、驱动模块40和发光模块50提供直流工作电压。

值得一提的是，上述LED恒流控制IC芯片U1的型号为PT4121，上述MOS管Q1为NMOS，且选择上述每路驱动电路中使用到第一采样电阻R1、第二采样电阻R2、第三采样电阻R3、第四采样电阻R4、第五采样电阻R5时的各参数可以相同，亦可以不同。

下面是该LED驱动电源电路的示例电路图的具体工作原理，因为两路驱动电路401、402的差别不大，以下工作原理只考虑一路驱动电路401和其所驱动的第一集成灯珠501进行说明：

当LED恒流控制IC芯片U1的调光端DIM输入2.5V-5V电压时，该驱动电路实现对第一集成灯珠501恒流驱动；

当LED恒流控制IC芯片U1的取样端CSN检测采样电阻两端电压低于170mV时，NMOS管导通，形成电流回路，即电流通过DC+、采样电阻、第一集成灯珠501、电感L1、NMOS管Q1形成回路；导通过程中，由于电感的存在，电流逐渐增大；

当LED恒流控制IC芯片U1的取样端CSN检测采样电阻两端电压高于230mV时，NMOS管关闭，形成电流回路,即电流通过DC+、采样电阻、第一集成灯珠501、电感L1、稳压管D1形成回路；由于电感的存在，电流逐渐减小。

值得一提的是，根据用户可以根据驱动电路401的电流输出公式Iout＝0.2V/采样电阻阻值，通过改变采样电阻阻值，从而调节驱动电流的大小；

当LED恒流控制IC芯片U1的调光端DIM输入+5V电压时，实现输出恒定电流；

当LED恒流控制IC芯片U1的调光端DIM输入0V或低于0.5V时，NMOS管Q1始终处于关闭状态，输出电流为0；

当LED恒流控制IC芯片U1的调光端DIM输入0V或+5V的PWM信号，输出电流在0或0.2V/采样电阻阻值之间跳变，改变+5V脉冲在脉冲周期内保持时间(占空比)，调节第一集成灯珠501的亮度。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明的一种LED驱动电源电路通过同一款电源模块，即同一开关电源，可以应用于多种光源的LED灯珠，解决了目前农业照明灯具光源单一的不足，通过驱动电路上的LED恒流控制IC芯片，实现将恒压源转换成适合LED灯珠的恒流源，能够延长LED灯珠的寿命，同时，其是将发光模块直接集成形成一集成灯珠，避免了将光源分块或分列排列在基板上，使得光谱更均匀，更有利于农业植物的生长发育。

本实施例只是本发明的较优实施方式，未进行详细描述的部分均采用公知的成熟技术。需要说明的是，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种LED驱动电源电路，其特征在于，包括依次与外部交流电连接的电源模块、控制模块、驱动模块以及发光模块，所述电源模块给控制模块、驱动模块和发光模块提供直流工作电压；所述驱动模块包括有一路驱动电路或多路分别与所述控制模块连接的驱动电路；其中，所述各路驱动电路包括LED恒流控制IC芯片U1、第一采样电阻R1、第二采样电阻R2、第三采样电阻R3、第四采样电阻R4、第五采样电阻R5、极性电容C1、电容C2、稳压管D1、MOS管Q1以及电感L1；所述LED恒流控制IC芯片U1包括调光端DIM、接地端GND、驱动输出端DRV、电源端VCC、电源输入端VIN、采样端CSN；所述调光端DIM与控制模块连接，所述电容C2的一端与电源端VCC连接，另一端接地，所述第一采样电阻R1、第二采样电阻R2、第三采样电阻R3、第四采样电阻R4、第五采样电阻R5并联后的一端分别与电源入端VIN、极性电容C1的正极以及稳压管D1的负极连接，所述极性电容C1的负极接地，所述稳压管D1的正极与电感L1的一端连接，所述第一采样电阻R1、第二采样电阻R2、第三采样电阻R3、第四采样电阻R4、第五采样电阻R5并联后的另一端与采样端CSN连接，所述MOS管Q1的栅极与驱动输出端DRV连接、漏极与所述稳压管D1的正极连接、源极接地，所述采样端CSN、电感L1的另一端与发光模块电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种LED驱动电源电路，其特征在于，所述电源模块包括与外部交流电的火线端ACL电性连接的火线输入端L、与外部交流电的零线端ACN电性连接零线输入端N、正极输出端以及负极输出端，所述电源模块通过所述正极输出端以及负极输出端给控制模块、驱动模块和发光模块提供直流工作电压。

3.根据权利要求2所述的一种LED驱动电源电路，其特征在于，若所述驱动模块包括有一路驱动电路，则所述发光模块包括有第一集成灯珠；若所述驱动模块包括有多路驱动电路，则所述发光模块包括有第M个集成灯珠。

4.根据权利要求3所述的一种LED驱动电源电路，其特征在于，所述LED恒流控制IC芯片U1的型号为PT4121。

5.根据权利要求4所述的一种LED驱动电源电路，其特征在于，所述MOS管Q1为NMOS。

6.根据权利要求1-5任一所述的一种LED驱动电源电路，其特征在于，所述控制模块采用PWM开关型稳压芯片。