CN105682298B - Led驱动电源 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种LED驱动电源，包括第一检测电路、第二检测电路、电流调节控制电路和电流输出电路，第一检测电路连接电流输出电路和电流调节控制电路，还用于连接第一LED模组；第二检测电路连接电流调节控制电路，还用于连接第二LED模组；电流输出电路接入市电，并连接所述第二LED模组和电流调节控制电路。第一检测电路和第二检测电路分别检测第一LED模组和第二LED模组的接入状态，反馈到电流调节控制电路，电流调节控制电路输出控制信号至电流输出电路，电流输出电路接收到控制信号时输出第一恒定电流，未接收到控制信号时输出第二恒定电流。通过采用简单的电子元件实现根据负载接入状态控制恒定电流的输出，成本低且结构简单。

Description

LED驱动电源

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别是涉及一种LED驱动电源。

背景技术

LED驱动电源是把电源供应转换为特定的电压电流以驱动LED发光的电压转换器。通常情况下，多路串联的LED模组采用同一个LED驱动电源进行驱动，例如图1所示。而由于传统的LED驱动电源采用的大多是恒流驱动电源，当多路LED模组中有一路LED模组出现损坏后，由于LED驱动电源输出的电流不变，导致流向其他LED模组的电流增加，容易造成其他LED模组过载而损坏，从而加速整个LED灯的损坏。

传统的解决上述多路LED模组之间相互影响的问题的方法有两种，一种为每一路LED模组采用独立的LED驱动电源，但是增加了使用的LED驱动电源数量，成本高昂；另一种为采用如图2所示采用更复杂的电源拓扑，前端采用恒压拓扑结构，后端针对每个LED模组设计一个恒流模块，但是成本高昂，电路复杂，且造成的故障率高。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种成本低且结构简单的LED驱动电源。

一种LED驱动电源，包括第一检测电路、第二检测电路、电流调节控制电路和电流输出电路，所述第一检测电路连接所述电流输出电路和所述电流调节控制电路，所述第一检测电路还用于连接第一LED模组；所述第二检测电路连接所述电流调节控制电路，所述第二检测电路还用于连接第二LED模组；所述电流输出电路接入市电，并连接所述第二LED模组和所述电流调节控制电路，

所述第一检测电路在检测到所述第一LED模组接入时，输出第一接入信号至所述电流调节控制电路；所述第二检测电路在检测到所述第二LED模组接入时，输出第二接入信号至所述电流调节控制电路；所述电流调节控制电路接收所述第一接入信号和所述第二接入信号后，输出控制信号至所述电流输出电路；所述电流输出电路在接收到所述控制信号时输出第一恒定电流至所述第一检测电路和所述第二LED模组，并在未接收到所述控制信号时输出第二恒定电流至所述第一检测电路和所述第二LED模组，所述第二恒定电流的电流值小于所述第一恒定电流的电流值。

上述LED驱动电源，通过第一检测电路和第二检测电路分别检测第一LED模组和第二LED模组的接入状态，并反馈到电流调节控制电路，电流调节控制电路输出控制信号至电流输出电路，电流输出电路在接收到控制信号时输出第一恒定电流，在未接收到控制信号时输出第二恒定电流。如此，通过采用简单的电子元件实现根据负载接入的状态控制恒定电流的输出，避免因输出电流过大而损坏负载，不需要另外增加大器件，成本低且结构简单。

附图说明

图1为现有技术中使用的一种LED驱动电路图；

图2为现有技术中使用的另一种LED驱动电路图；

图3为一实施例中本发明LED驱动电源的结构图；

图4为一实施例中LED驱动电源的局部电路图。

具体实施方式

参考图3，本发明一实施例中的一种LED驱动电源，包括第一检测电路110、第二检测电路130、电流调节控制电路150和电流输出电路170。第一检测电路110连接电流调节控制电路150和电流输出电路170，第一检测电路110还用于连接第一LED模组；第二检测电路130连接电流调节控制电路150，第二检测电路130还用于连接第二LED模组；电流输出电路170接入市电，并连接第二LED模组和电流调节控制电路150。具体地，第一检测电路110用于连接第一LED模组的正极，第一LED模组的负极接地；第二检测电路130用于连接第二LED模组的负极，电流输出电路170连接第二LED模组的正极。

第一检测电路110在检测到第一LED模组接入时，输出第一接入信号至电流调节控制电路150；第一检测电路110接收电流输出电路170输出的电流对第一LED模组供电；第二检测电路130在检测到第二LED模组接入时，输出第二接入信号至电流调节控制电路150；电流调节控制电路150接收第一接入信号和第二接入信号后，输出控制信号至电流输出电路170。电流输出电路170在接收到控制信号时输出第一恒定电流至第一检测电路110和第二LED模组，并在未接收到控制信号时输出第二恒定电流至第一检测电路110和第二LED模组。第二恒定电流的电流值小于第一恒定电流的电流值。

电流输出电路170接收到控制信号，表示第一LED模组和第二LED模组均接入，电流输出电路170输出第一恒定电流，供两路负载工作。电流输出电路170未接收到控制信号，表示第一LED模组和第二LED模组中至少有一路没有接入，即电流调节控制电路150只接收到第一接入信号和第二接入信号中的一种或均没有收到，电流输出电路170处于工作状态下输出第二恒定电流，满足一路负载工作需要的电流；而在第一LED模组和第二LED模组均没有接入时，电流输出电路170处于开路限压工作保护状态，无电流输出，电流输出电路170处于非工作状态。通过采用简单的电子元件实现根据负载接入的状态控制恒定电流的输出，避免因输出电流过大而损坏负载，成本低且结构简单。

本实施例中，第一LED模组和第二LED模组的额定功率相同，所需的工作电流相同，第一恒定电流为第二恒定电流的两倍。具体地，第一LED模组和第二LED模组的额定功率为20W，工作电压为36-42V。

在其中一实施例中，参考图4，第一检测电路110的第一连接端连接第二检测电路130的第二连接端。通过将第一检测电路110和第二检测电路130连接，减少使用外部电源接入端，从而降低成本。可以理解，在另一实施例中，第一检测电路110的第一连接端可以接地，对应地，第二检测电路130的第二连接端接入电源。

在其中一实施例中，继续参考图4，第一检测电路110包括检测电阻单元111、第一电阻R3、第二电阻R31、第三电阻R39、第四电阻R48、第一稳压管D6和第一开关管Q5。

检测电阻单元111一端连接电流输出电路170，本实施例中具体通过端口VCC连接电流输出电路170，检测电阻单元111另一端连接第一稳压管D6的负极，且公共端连接第一电阻R3的一端及用于连接第一LED模组LED1的正极，本实施例中，检测电阻单元111具体通过端口IN3连接第一LED模组LED1的正极。第一稳压管D6的正极连接第二电阻R31的一端，且公共端连接第三电阻R39的一端，第三电阻R39另一端作为第一检测电路110的第一连接端连接第二检测电路130。第一电阻R3的另一端连接第二电阻R31的另一端，且公共端连接第一开关管Q5的控制端，第一开关管Q5的输入端连接电流输出电路170，本实施例中具体通过端口VCC连接电流输出电路170，第一开关管Q5的输出端连接第四电阻R48的一端，第四电阻R48的另一端连接电流调节控制电路150。

第一检测电路110使用了第一开关管Q5配合第一稳压管D6进行检测，完美实现了用低成本完成低电压检测。第一LED模组LED1未接入时，电流输出电路170的输出电压通过检测电阻单元111，流过第一电阻R3，到达第一开关管Q5基极，形成偏置电压VQ5，偏置电压VQ5经过第二电阻R31达到第一稳压管D6的正极。由于第一稳压管D6的作用，使得第一稳压管D6两端的电压VD6被稳定，不管电流输出电路170的输出电压波动，在第一稳压管D6两端的电压始终稳定，从而与第一稳压管D6并联的第一开关管Q5的基极偏置电阻两端电压稳定，从而使得第一开关管Q5基极电压稳定。通过调整第一开关管Q5的偏置电阻阻值，可以精确设置第一开关管Q5的基极工作电压。本实施例中，在静态时，设定其工作电压为0.45V使得第一开关管Q5工作在截止状态。当第一LED模组LED1接入时，电流输出电路170的输出电流通过检测电阻单元111从第一LED模组LED1的正极接口流向第一LED模组LED1，电流流经检测电阻单元111时，在检测电阻单元111两端产生检测电压V1，当V1电压叠加到第一稳压管D6两端，使得第一开关管Q5的Vbe电压升高致使第一开关管Q5导通，本实施例中第一开关管Q5的Vbe电压达到5.6V，第一开关管Q5的输出电流经过第四电阻R48限流，流向电流调节控制电路150，此时，对应为输出第一接入信号至电流调节控制电路150。当第一LED模组LED1不接入时，检测电阻单元111并无负载大电流流过，检测电阻单元111两端电压叠加到第一稳压管D6两端时，不足以使第一开关管Q5导通，第一开关管Q5截止，使得第四电阻R48无电流流向电流调节控制电路150。

本实施例中，检测电阻单元111的阻值为0.5欧姆，第一电阻R3为5.1K欧姆，第二电阻R31为13.5K欧姆，第三电阻R39为51K欧姆，第四电阻R48为150K欧姆；第一稳压管D6的稳定电压为2.4V。

其中，检测电阻单元111可以包括两个阻值相同的检测电阻，本实施例中具体为电阻R9和电阻R9A，电阻R9和电阻R9A的阻值为1欧姆。两个检测电阻并联之后一端连接电流输出电路170，另一端连接第一稳压管D6的负极和第一电阻R3。在找不到对应阻值的一个电阻作为检测电阻单元111时，采用两个电阻代替检测电阻单元111，提高便利性。可以理解，在其他实施例中，检测电阻单元111也可以为一个电阻。

本实施例中，第一开关管Q5为三极管。具体地，第一开关管Q5为TP9015型号的PNP三极管，封装形式为S0T23。可以理解，在其他实施例中，第一开关管Q5也可以为其他。

在其中一实施例中，继续参考图4，第二检测电路130包括电阻单元131、第五电阻R20、第六电阻R23、第二稳压管D7和第二开关管Q6。

电阻单元131一端连接第二稳压管D7的正极，且公共端连接第五电阻R20的一端以及用于连接第二LED模组LED2的负极，电阻单元131的另一端接地，本实施例中，电阻单元131具体通过端口IN2连接第二LED模组LED2的负极。第五电阻R20的另一端连接第六电阻R23的一端，且公共端连接第二开关管Q6的控制端，第六电阻R23和第二稳压管D7的负极连接，且公共端作为第二检测电路130的第二连接端连接第一检测电路110，本实施例中具体为连接第三电阻R39。第二开关管Q6的输入端连接电流调节控制电路150，第二开关管Q6的输出端接地。

同理，第二检测电路130使用了第二开关管Q6配合第二稳压管D7进行检测，完美实现了用低成本完成低电压检测。第一开关管Q5的偏置电压VQ5经过第二电阻R31，同时第一稳压管D6两端的电压VD6，两路电路汇合流过第三R39到第六电阻R23，从而为第二开关管Q6供电，同时给第二稳压管D7供电，在第二稳压管D7两端并联了第五电阻R20和第六电阻R23。由于第二稳压管D7的稳压特性，使得第二开关管Q6的基极电压稳定，最后电流通过电阻单元131到地。当第二LED模组LED2接通后，电流输出电路170输出电流通过第二LED模组LED2经过电阻单元131，在电阻单元131两端产生检测电压VR8，检测电压VR8叠加第二稳压管两端的电压VD7，使得第二开关管Q6的Vbe电压升高致使第二开关管Q6导通，本实施例中第二开关管Q6的Vbe电压达到5.6V。第二开关管Q6导通，电流调节控制电路150连接第二开关管Q6输入端的一端接通到地，此时对应为输出第二接入信号至电流调节控制电路150。

本实施例中，电阻单元的131的阻值为0.5欧姆，第五电阻R20为5.1K欧姆，第六电阻R23为13.5K欧姆；第二稳压管D7的稳定电压为2.4V。

其中，电阻单元131可以包括两个阻值相同的电阻，本实施例中具体为电阻R8和电阻R8A，电阻R9和电阻R9A的阻值为1欧姆。两个电阻并联之后一端连接第二LED模组LED2的负极、第二稳压管D7的正极和第五电阻R20，另一端接地。在找不到对应阻值的一个电阻作为电阻单元131时，采用两个电阻代替电阻单元131，提高便利性。可以理解，在其他实施例中，电阻单元131也可以为一个电阻。

本实施例中，第二开关管Q6为三极管。具体地，第二开关管Q6为TP9014型号的NPN三极管，封装形式为S0T23。可以理解，在其他实施例中，第二开关管Q6也可以为其他。

在其中一实施例中，继续参考图4，电流调节控制电路150包括第一电容C20、第二电容C21、第三电容C19、反馈电阻单元151、第七电阻R27、第八电阻R26、第三稳压管D5、光耦152和第三开关管Q2。本实施例中，光耦152为PC817光耦。

第三稳压管D5的正极连接光耦152的发光二极管的正极，第三稳压管D5的负极连接第一检测电路110，且公共端连接第一电容C20一端，本实施例中第三稳压管D5的负极具体连接第四电阻R48。光耦152的发光二极管的负极连接第二检测电路130，且公共端连接第一电容C20另一端，本实施例中，光耦152的发光二极管的负极具体连接第二开关管Q6的输入端。

光耦152的受光器件的输入端连接第七电阻R27一端，且公共端连接第二电容C21一端，第七电阻R27另一端连接直流电源输入端VDD。本实施例中，直流电源输入端VDD提供的电压为9-16V。第二电容C21另一端连接第三开关管Q2的控制端，且公共端连接第三电容C19一端，第三电容C19另一端接地。光耦152的受光器件的输出端连接第八电阻R26一端，且公共端连接第三开关管Q2的控制端，第八电阻R26另一端接地。第三开关管Q2的输入端连接反馈电阻单元151一端，第三开关管Q2的输出端接地，反馈电阻单元151的另一端连接电流输出电路170，本实施例中具体通过端口ISEN连接电流输出电路170。

电流调节控制电路150的工作状态为：当第一LED模组LED1接入且第二LED模组LED2接入时，第一开关管Q5的输出电流经过第四电阻R48限流，流向第三稳压管D5，第三稳压管D5降压后给光耦152供电；同时第二开关管Q6导通，将光耦152的发光二极管负极电流连通到地，光耦152工作，使得直流电源输入端VDD的电压通过第七电阻R27和第八电阻R26分压后提供给第三开关管Q2，第三开关管Q2得到正确的工作电压，正常导通，反馈电阻单元151连接到地。此时，对应为输出第一控制信号至电流输出电路170，电流输出电路170输出第一恒定电流，即输出第一LED模组LED1和第二LED模组LED2相加的恒定电流。当第一LED模组LED1和第二LED模组LED2中有一路开路或者断开不接时，光耦152不工作。此时，第三开关管Q2无偏置电压，第三开关管Q2工作在截止状态，反馈电阻单元151处于悬空状态，电流输出电路170输出第二恒定电流，供正常接入的负载工作。当第一LED模组LED1和第二LED模组LED2都不接入，电流输出电路170处于开路限压工作保护状态，无电流输出。

第一检测电路110、第二检测电路130和电流调节控制电路150构成与门的逻辑运算，逻辑关系表如表1所示，其中，端口IN3和端口IN2的输出状态中，“1”表示接入，“0”表示未接入；端口ISEN的输出状态中，“1”表示输出反馈电阻单元151接连到地，对应电流调节控制电路150输出第一控制信号；“0”表示反馈电阻单元151悬空，对应电流调节控制电路150输出第二控制信号。

表1

本实施例中，第一电容C20、第二电容C21和第三电容C19均为1uF，第七电阻R27和第八电阻R26为1M欧姆，第三稳压管D5的稳定电压为15V。

其中，反馈电阻单元151可以包括两个阻值相同的电阻，本实施例中具体为电阻R3A和电阻R3B。两个电阻并联之后一端连接电流输出电路170，另一端连接第三开关管Q2的输入端。在找不到对应阻值的一个电阻作为反馈电阻单元151时，采用两个电阻代替反馈电阻单元151，提高便利性。可以理解，在其他实施例中，反馈电阻单元151也可以为一个电阻。

本实施例中，Q2第三开关管为MOS管。具体地，第三开关管Q2为AO3400MOS管，封装形式为S0T23。可以理解，在其他实施例中，第三开关管Q2也可以为其他。

上述LED驱动电源，通过第一检测电路110和第二检测电路130分别检测第一LED模组LED1和第二LED模组LED2的接入状态，并反馈到电流调节控制电路150，电流调节控制电路150输出控制信号至电流输出电路170，电流输出电路170在接收到控制信号时输出第一恒定电流，在未接收到控制信号时输出第二恒定电流。如此，通过采用简单的电子元件实现根据负载接入的状态控制恒定电流的输出，避免因输出电流过大而损坏负载，不需要另外增加大器件，成本低且结构简单。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

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 (9)

1.一种LED驱动电源，其特征在于，包括第一检测电路、第二检测电路、电流调节控制电路和电流输出电路，所述第一检测电路连接所述电流输出电路和所述电流调节控制电路，所述第一检测电路还用于连接第一LED模组；所述第二检测电路连接所述电流调节控制电路，所述第二检测电路还用于连接第二LED模组；所述电流输出电路接入市电，并连接所述第二LED模组和所述电流调节控制电路，

所述第一检测电路在检测到所述第一LED模组接入时，输出第一接入信号至所述电流调节控制电路；所述第二检测电路在检测到所述第二LED模组接入时，输出第二接入信号至所述电流调节控制电路；所述电流调节控制电路接收所述第一接入信号和所述第二接入信号后，输出控制信号至所述电流输出电路；所述电流输出电路在接收到所述控制信号时输出第一恒定电流至所述第一检测电路和所述第二LED模组，并在未接收到所述控制信号时输出第二恒定电流至所述第一检测电路和所述第二LED模组，所述第二恒定电流的电流值小于所述第一恒定电流的电流值；

所述电流调节控制电路包括第一电容、第二电容、第三电容、反馈电阻单元、第七电阻、第八电阻、第三稳压管、光耦和第三开关管，所述反馈电阻单元包括两个并联且阻值相同的电阻；

所述第三稳压管的正极连接所述光耦的发光二极管的正极，所述第三稳压管的负极连接所述第一检测电路，且公共端连接所述第一电容一端，所述光耦的所述发光二极管的负极连接所述第二检测电路，且公共端连接所述第一电容另一端，

所述光耦的受光器件的输入端连接所述第七电阻一端，且公共端连接所述第二电容一端，所述第七电阻另一端连接直流电源输入端，所述第二电容另一端连接所述第三开关管的控制端，且公共端连接所述第三电容一端，所述第三电容另一端接地，所述光耦的所述受光器件的输出端连接所述第八电阻一端，且公共端连接所述第三开关管的控制端，所述第八电阻另一端接地，所述第三开关管的输入端连接所述反馈电阻单元一端，所述第三开关管的输出端接地，所述反馈电阻单元的另一端连接所述电流输出电路。

2.根据权利要求1所述的LED驱动电源，其特征在于，所述第一检测电路的第一连接端连接所述第二检测电路的第二连接端。

3.根据权利要求2所述的LED驱动电源，其特征在于，所述第一检测电路包括检测电阻单元、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一稳压管和第一开关管，

所述检测电阻单元一端连接所述电流输出电路，另一端连接所述第一稳压管的负极，且公共端连接所述第一电阻的一端及用于连接所述第一LED模组的正极，所述第一稳压管的正极连接所述第二电阻的一端，且公共端连接所述第三电阻的一端，所述第三电阻另一端作为所述第一检测电路的第一连接端连接所述第二检测电路，所述第一电阻的另一端连接所述第二电阻的另一端，且公共端连接所述第一开关管的控制端，所述第一开关管的输入端连接所述电流输出电路，所述第一开关管的输出端连接所述第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端连接所述电流调节控制电路。

4.根据权利要求3所述的LED驱动电源，其特征在于，所述第一开关管为三极管。

5.根据权利要求3所述的LED驱动电源，其特征在于，所述检测电阻单元包括两个阻值相同的检测电阻，两个所述检测电阻并联之后一端连接所述电流输出电路，另一端连接所述第一稳压管的负极和所述第一电阻。

6.根据权利要求2所述的LED驱动电源，其特征在于，所述第二检测电路包括电阻单元、第五电阻、第六电阻、第二稳压管和第二开关管，

所述电阻单元一端连接所述第二稳压管的正极，且公共端连接所述第五电阻的一端以及用于连接所述第二LED模组的负极，所述电阻单元的另一端接地，所述第五电阻的另一端连接所述第六电阻的一端，且公共端连接所述第二开关管的控制端，所述第六电阻另一端连接和所述第二稳压管的负极连接，且公共端作为所述第二检测电路的第二连接端连接所述第一检测电路，所述第二开关管的输入端连接所述电流调节控制电路，所述第二开关管的输出端接地。

7.根据权利要求6所述的LED驱动电源，其特征在于，所述第二开关管为三极管。

8.根据权利要求1所述的LED驱动电源，其特征在于，所述第三开关管为MOS管。

9.根据权利要求1所述的LED驱动电源，其特征在于，所述光耦为PC817光耦。