CN105873267A - 一种led驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种LED驱动装置，包括电性连接的输入保护电路、降压电路、整流滤波电路和分压限流电阻，分压限流电阻对LED光源电路进行限流，对LED进行限流保护，使LED在稳定的电压和电流驱动下工作，确保LED的使用寿命；整流滤波电路中的滤波电容为钽电解电容器，在相同耐压和电容量的条件下，滤波电容的体积较小，能降低LED驱动装置的体积，而且性能稳定，长时间工作仍能保持良好的电性能，能延长LED驱动电路的使用寿命。

Description

一种LED驱动装置

技术领域

本发明涉及LED驱动领域，特别涉及一种LED驱动装置。

背景技术

LED照明是近年来快速兴起发展的一种新型光源，它的许多良好特点使得它的应用面越来越广。LED是一种寿命极长的电光源，使用寿命可以达到10万小时，但在实际应用中，LED灯的实际使用寿命并不高，甚至有的不到一年就损坏了。这是由于LED的单向导电特性使LED必须配备LED驱动电路才能工作，而LED驱动电路的可靠性不高，驱动性能不好。在LED驱动电路中，特别是交流市电驱动LED灯时，LED驱动电路必须要有输入整流滤波电路和输出整流滤波电路。输入整流滤波电路需要相对较大的电容量才能将整流输出电压平滑到允许范围。输出整流滤波电路也需要足够的电容量来维持电路的稳定性和输出电流的平滑。相对于10万小时寿命和半永久寿命的半导体器件和无源元件来说，铝电解电容器是导致LED驱动电路寿命达不到要求的关键元件。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种能对LED进行限流保护，实现LED显示的亮度均匀、稳定，并且使用寿命长的LED驱动装置。

本发明提出一种LED驱动装置，包括PCB板、设置在PCB板上的电性连接的输入保护电路、降压电路和整流滤波电路，所述整流滤波电路为全波倍压整流电路，所述全波倍压整流电路包括两个整流二极管和两个滤波电容；所述滤波电容包括外壳和置于所述外壳内的电容器元件，所述电容器元件包括电容芯子、负极引线和正极引线，所述电容芯子包括由钽金属粉压制成块后高温烧结而成的多孔形钽粉烧结块正极基体，所述钽粉烧结块正极基体的表面经阳极氧化形成有TaO5膜，从所述钽粉烧结块正极基体内向正极端伸出一钽丝，所述正极引线与所述钽丝焊接，在所述钽粉烧结块正极基体的负极端通过浸渍硝酸锰再经高温烧结形成固体电解质MnO2层，在所述固体电解质MnO2层上覆盖有负极石墨层，在所述负极石墨层上喷涂有铅锡合金导电层，所述负极引线焊接在所述电容芯子的负极端，与所述固体电解质MnO2层电性连接；所述外壳为由添加有质量分数为7.5％Al 2 O 3的CaO-R 2O-ZrO 2基LTCC陶瓷材料在高温下烧结而成的陶瓷外壳，所述外壳为一端开口的外壳，在所述外壳的另一端开有负极引线孔，所述电容芯子从所述外壳的开口端装入所述外壳内，所述负极引线从所述负极引线孔伸出，在所述外壳内腔与所述电容器元件之间填充有环氧树脂，在所述外壳的开口端盖设橡胶密封塞，在所述橡胶密封塞上开有正极引线孔，所述正极引线从所述正极引线孔伸出；所述正极引线和所述负极引线焊接在所述PCB板上；

所述LED驱动电路还包括至少一个分压限流电阻，所述分压限流电阻串联在所述整流滤波电路的输出端。

优选地，所述输入保护电路由一熔断器组成。

优选地，所述降压电路由降压电容和第一泄放电阻组成，所述第一泄放电阻并联在所述降压电容的两端。

优选地，所述降压电容为聚丙烯薄膜电容。

本发明包括电性连接的输入保护电路、降压电路、整流滤波电路和分压限流电阻，外接交流电时，高压交流电经降压电路降压，再经整流滤波电路中的整流二极管整流和滤波电容滤波后输出平滑的直流电压，分压限流电阻用于限流，实现对LED进行限流保护，使LED在稳定的电压和电流驱动下工作，防止LED因电流过大而被烧坏，确保LED的使用寿命，并实现LED显示的亮度均匀、稳定。

滤波电容采用颗粒很细的钽粉压制成块后高温烧结成多孔形的钽粉烧结块正极基体，其单体积内的有效面积大，使用温度范围宽；钽粉烧结块正极基体的表面经阳极氧化形成有TaO5膜，TaO5膜的介电常数比铝氧化膜的介电常数大；在钽粉烧结块正极基体的负极端通过浸渍硝酸锰再经高温烧结形成固体电解质MnO2层，在固体电解质MnO2层上覆盖有负极石墨层，在负极石墨层上喷涂有铅锡合金导电层；因此在相同耐压和电容量的条件下，滤波电容的体积较小，能降低LED驱动装置的体积，而且性能稳定，长时间工作仍能保持良好的电性能，能延长LED驱动电路的使用寿命。

外壳为由添加有质量分数为7.5％Al 2 O 3的CaO-R 2 O-ZrO 2基LTCC陶瓷材料在高温下烧结而成的陶瓷外壳，其中添加的Al2 O 3起构造与修饰陶瓷结构作用，随着Al2 O 3含量增加，陶瓷外壳的相对介电常数呈递增规律，降低了电容器的介电损耗，且提高了抗弯强度，使其外形坚固，不易变形。在外壳内腔与电容器元件之间填充有环氧树脂，能将外壳撑起，而且绝缘效果好，还能保护电容器元件，防止短路或漏电，使LED驱动装置更加安全。

附图说明

图1为本发明的LED驱动装置的电路图；

图2为本发明的LED驱动装置中的滤波电容的电容芯子的剖视图；

图3为本发明的LED驱动装置中的滤波电容的剖视图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1至图3，提出本发明的LED驱动装置的一实施例：

本LED驱动装置包括PCB板、设置在PCB板上的电性连接的输入保护电路、降压电路1和整流滤波电路2。交流电输入端与输入保护电路连接，该输入保护电路由一熔断器F组成，熔断器F的作用是提供电路安全保护，在电路短路或严重过载的情况下，熔断器F自动熔断来使电路断开，从而实现短路保护或严重过载保护。降压电路1的输入端与输入保护电路的输出端相连，用于将输入的高压交流电进行降压。降压电路1由降压电容C1和第一泄放电阻R1组成，降压电容C1在一定的交流信号频率下会产生容抗，从而限制LED驱动电路的最大工作电流，实现限流降压。降压电容C1为CBB22聚丙烯薄膜电容，体积小、经济、可靠、效率高。第一泄放电阻R1并联在降压电容C1的两端，用于给降压电容C1提供泄放通路，以便在降压电容C1停止工作后，泄放掉降压电容C1两端存储的电能。

整流滤波电路2的输入端与降压电路1的输出端相连，降压电路1将高压交流电进行降压后输出给整流滤波电路2，由整流滤波电路2进行整流滤波。整流滤波电路2为全波倍压整流电路，包括两个整流二极管D1、D2、两个滤波电容C2、C3以及第二泄放电阻R2，两滤波电容C2、C3串联，两整流二极管D1、D2串联，串联的两整流二极管D1、D2与串联的两滤波电容C2、C3并联，第二泄放电阻R2并联在串联的两滤波电容C2、C3的两端，构成一个全波倍压整流电路。第二泄放电阻R2用于给滤波电容C2、C3提供一个泄放通路，以便在滤波电容C2、C3停止工作后，泄放掉其两端存储的电能。降压电路输出端连接在两整流二极管D1、D2之间与两滤波电容C2、C3之间，电路工作时，两个整流二极管Dl、D2与两个电容C2、C3组成的全波倍压整流电路对输入的交流电压进行整流、滤波，得到一个平滑的直流电压并输出。

在整流滤波电路的输出端串联有至少一个分压限流电阻R3，用于降低电流，起限流作用。分压限流电阻R3设有四个，分压限流电阻R3之间相互串联，分压限流电阻R3的阻值为22～68Ω。

滤波电容C2、C3包括外壳10和置于外壳10内的电容器元件，电容器元件包括电容芯子20、负极引线50和正极引线40。电容芯子20包括由钽金属粉压制成块后高温烧结而成的多孔形钽粉烧结块正极基体21，其单体积内的有效面积大，使用温度范围宽。钽粉烧结块正极基体21的表面经阳极氧化形成有TaO5膜22，TaO5膜22的介电常数比铝氧化膜的介电常数大。从钽粉烧结块正极基体21内向正极端伸出一钽丝26，正极引线40与钽丝26焊接，正极引线为镍丝。在钽粉烧结块正极基体21的负极端通过浸渍硝酸锰再经高温烧结形成固体电解质MnO2层23，在固体电解质MnO2层23上覆盖有负极石墨层24，在负极石墨层24上喷涂有铅锡合金导电层25，负极引线50焊接在电容芯子20的负极端，与固体电解质MnO2层23电性连接。负极引线50为铜丝。

外壳10的一端开口，在外壳10的另一端开有负极引线孔，电容芯子20从外壳10的开口端装入外壳10内，负极引线50从负极引线孔伸出。在外壳10的开口端盖设橡胶密封塞30，在橡胶密封塞30上开有正极引线孔，正极引线40从正极引线孔伸出。伸出的正极引线和负极引线焊接在PCB板上。

外壳10为由添加有质量分数为7.5％Al 2 O 3的CaO-R 2 O-ZrO 2基LTCC陶瓷材料在高温下烧结而成的陶瓷外壳，其中添加的Al2 O 3起构造与修饰陶瓷结构作用，随着Al2 O 3含量增加，陶瓷外壳的相对介电常数呈递增规律，降低了电容器的介电损耗，且提高了抗弯强度，使其外形坚固，不易变形。在外壳10内腔与电容器元件之间填充有环氧树脂60，能将外壳撑起，使其不易变形，而且绝缘效果好，还能保护电容器元件，防止短路或漏电，使LED驱动装置更加安全。

本滤波电容在相同耐压和电容量的条件下，其体积较小，能降低LED驱动装置的体积，而且性能稳定，长时间工作仍能保持良好的电性能，能延长LED驱动电路的使用寿命。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种LED驱动装置，包括PCB板、设置在PCB板上的电性连接的输入保护电路、降压电路和整流滤波电路，其特征在于，所述整流滤波电路为全波倍压整流电路，所述全波倍压整流电路包括两个整流二极管和两个滤波电容；所述滤波电容包括外壳和置于所述外壳内的电容器元件，所述电容器元件包括电容芯子、负极引线和正极引线，所述电容芯子包括由钽金属粉压制成块后高温烧结而成的多孔形钽粉烧结块正极基体，所述钽粉烧结块正极基体的表面经阳极氧化形成有TaO5膜，从所述钽粉烧结块正极基体内向正极端伸出一钽丝，所述正极引线与所述钽丝焊接，在所述钽粉烧结块正极基体的负极端通过浸渍硝酸锰再经高温烧结形成固体电解质MnO2层，在所述固体电解质MnO2层上覆盖有负极石墨层，在所述负极石墨层上喷涂有铅锡合金导电层，所述负极引线焊接在所述电容芯子的负极端，与所述固体电解质MnO2层电性连接；所述外壳为由添加有质量分数为7.5％Al 2 O 3的CaO-R 2 O-ZrO 2基LTCC陶瓷材料在高温下烧结而成的陶瓷外壳，所述外壳为一端开口的外壳，在所述外壳的另一端开有负极引线孔，所述电容芯子从所述外壳的开口端装入所述外壳内，所述负极引线从所述负极引线孔伸出，在所述外壳内腔与所述电容器元件之间填充有环氧树脂，在所述外壳的开口端盖设橡胶密封塞，在所述橡胶密封塞上开有正极引线孔，所述正极引线从所述正极引线孔伸出；所述正极引线和所述负极引线焊接在所述PCB板上；

所述LED驱动装置还包括至少一个分压限流电阻，所述分压限流电阻串联在所述整流滤波电路的输出端。

2.根据权利要求1所述的LED驱动装置，其特征在于，所述输入保护电路由一熔断器组成。

3.根据权利要求1所述的LED驱动装置，其特征在于，所述降压电路由降压电容和第一泄放电阻组成，所述第一泄放电阻并联在所述降压电容的两端。

4.根据权利要求3所述的LED驱动装置，其特征在于，所述降压电容为聚丙烯薄膜电容。