CN106061022A - 一种过热保护式蓝光led用节能控制系统 - Google Patents

一种过热保护式蓝光led用节能控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种过热保护式蓝光LED用节能控制系统，其特征在于，主要由控制芯片U2，三极管VT2，过热保护电路，电压检测电路，整流滤波电路，串接在控制芯片U2的VDD与LN管脚之间的极性电容C5，串接在控制芯片U2的RT管脚与三极管VT2的基极之间的电阻R5，分别与三极管VT2的发射极和控制芯片U2的CS管脚相连接的电流限制电路，以及分别与控制芯片U2的OUT管脚和LN管脚相连接的栅极驱动电路组成。本发明具有超强的负载能力，其负载能力比现有的LED控制系统的负载能力提高了70％以上，同时能输出稳定的电流，有效的确保蓝光LED灯亮度的稳定性。

Description

一种过热保护式蓝光LED用节能控制系统
技术领域
本发明涉及电子节能领域，具体的说，是一种过热保护式蓝光LED用节能控制系统。
背景技术
LED灯作为新型节能光源，以其环保、节能、寿命长、体积小等特点，已经被人们广泛接纳和采用。由于LED是特性敏感的半导体器件，又具有负温度特性，因此在应用过程中，LED的控制系统对LED稳定、可靠的工作状态起着相当重要的作用。
随着人们生活水平不断的提高，无论在家里或商店里都对LED灯亮度的能耗提出了更高的要求，即人们需要在进一步提高LED灯亮度的同时，需要LED灯具有更低的能耗。然而，目前人们所采用的传统LED控制系统存在输出电流不稳定，负载能力低的问题，不能满足人们的要求。
因此，提供一种既能提高负载能力，又能确保输出电流稳定的LED控制系统便是当务之急。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的LED控制系统存在输出电流不稳定，负载能力低的缺陷，提供的一种过热保护式蓝光LED用节能控制系统。
本发明通过以下技术方案来实现：一种过热保护式蓝光LED用节能控制系统，主要由控制芯片U2，三极管VT2，整流滤波电路，串接在控制芯片U2的VDD与LN管脚之间的极性电容C5，串接在控制芯片U2的RT管脚与三极管VT2的基极之间的电阻R5，分别与三极管VT2的发射极和控制芯片U2的CS管脚相连接的电流限制电路，分别与控制芯片U2的OUT管脚和LN管脚相连接的栅极驱动电路，串接在整流滤波电路与栅极驱动电路之间的电压检测电路，以及串接在电压检测电路与控制芯片U2的DIM管脚之间的过热保护电路组成；所述电流限制电路与栅极驱动电路相连接；所述三极管VT2的集电极和控制芯片U2的GND管脚均接地。
所述过热保护电路由输入端与电压检测电路相连接的热感应电路，和输入端与热感应电路的输出端相连接的断电开关电路组成；所述断电开关电路的输出端与控制芯片U2的DIM管脚相连接。
所述热感应电路由放大器P，三极管VT5，负极与放大器P的正极输入端相连接、正极经电阻R19后与三极管VT5的发射极相连接的极性电容C8，N极经热敏电阻R17后与极性电容C8的正极相连接、P极经电阻R18后与放大器P的正极输入端相连接的二极管D6，正极与三极管VT5的基极相连接、负极与放大器P的输出端相连接的极性电容C9，正极顺次经电阻R20和电感L3后与放大器P的负极输入端相连接、负极接地的极性电容C7，以及N极经电阻R22后与放大器P的输出端相连接、P极经电阻R21后与极性电容C7的正极相连接的二极管D7组成；所述三极管VT5的集电极与放大器P的输出端共同形成热感应电路的输出端；所述二极管D6的N极作为热感应电路的输入端。
所述断电开关电路由与非门IC，继电器K，三极管VT6，一端与与非门IC的正极相连接、另一端与放大器P的输出端相连接的可调电阻R25，P极与三极管VT6的集电极相连接、N极顺次经电阻R24和电阻R23后与三极管VT5的集电极相连接的二极管D9，正极经电阻R7后与放大器P的输出端相连接、负极接地的极性电容C10，负极与三极管VT6的发射极相连接、正极经电阻R30后与极性电容C10的负极相连接的极性电容C11，N极经电阻R29后与三极管VT6的发射极相连接、P极经电阻R28后与极性电容C10的正极相连接的二极管D8，以及负极与三极管VT6的基极相连接、正极与与非门IC的输出端相连接的极性电容C12组成；所述二极管D8的P极与与非门IC的负极相连接；所述继电器K的一端与二极管D9的N极相连接，其另一端与三极管VT6的集电极相连接，同时其常开触点K-1作为断电开关电路的输出端并与控制芯片U2的DIM管脚相连接。
所述整流滤波电路由二极管整流器U1，和正极与二极管整流器U1的负极输出端相连接、负极与二极管整流器U1的正极输出端相连接的极性电容C1组成；所述二极管整流器U1的输入端作为整流滤波电路的输入端，其正极输出端与负极输出端共同形成整流滤波电路的输出端并与电压检测电路相连接。
所述电压检测电路由三极管VT1，N极与三极管VT1的基极相连接、P极经电阻R4后与二极管整流器U1的正极输出端相连接的二极管D1，负极与三极管VT1的基极相连接、正极经电阻R1后与二极管整流器U1的负极输出端相连接的极性电容C2，以及P极与二极管整流器U1的负极输出端相连接、N极顺次经电阻R2和电阻R3后与三极管VT1的发射极相连接的二极管D2组成；所述三极管VT1的集电极与二极管D6的N极相连接；所述二极管D2的P极作为电压检测电路的输出端并与栅极驱动电路相连接。
所述电流限制电路由三极管VT3，正极经电阻R6后与三极管VT2的发射极相连接、负极经电阻R7后与控制芯片U2的CS管脚相连接的极性电容C3，一端与控制芯片U2的CS管脚相连接、另一端与极性电容C3的负极相连接的电感L2，N极与三极管VT3的基极相连接、P极经电阻R8后与极性电容C3的负极相连接的二极管D3，以及负极经电阻R9后与极性电容C3的负极相连接、正极与三极管VT3的发射极共同形成电流限制电路的输出端并与栅极驱动电路相连接的极性电容C4组成；所述二极管D3的P极与控制芯片U2的CS管脚相连接；所述三极管VT3的集电极接地。
所述栅极驱动电路由场效应管MOS，三极管VT4，负极顺次经电阻R15和电阻R12后与场效应管MOS的漏极相连接、正极与三极管VT4的基极相连接的极性电容C6，P极经电感L1后与极性电容C6的负极相连接、N极与三极管VT4的集电极共同形成栅极驱动电路的输出端并与LED灯组相连接的稳压二极管D5，N极顺次经电阻R10和电阻R11后与场效应管MOS的栅极相连接、P极经电阻R14后与电阻R15与电阻R12的连接点相连接的二极管D4，一端与二极管D5的N极相连接、另一端与与二极管D4的N极相连接的电阻R16，以及一端与二极管D4的N极相连接、另一端与控制芯片U2的LN管脚相连接的电阻R13组成；所述场效应管MOS的源极与控制芯片U2的OUT管脚相连接，其栅极与三极管VT3的发射极相连接；所述二极管D4的N极与极性电容C4的正极相连接。
为了本发明的实际使用效果，所述控制芯片U2则优先采用AX20280集成芯片来实现。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)本发明具有较强的负载能力，能输出稳定的电流，同时本发明还具有电压锁定、过热保护和电流限制的功能，有效的确保了蓝光LED灯亮度的稳定性。
(2)本发明的负载能力比现有的LED控制系统的负载能力提高了70％以上，本发明能同时为多盏LED灯提供稳定的工作电流。
(3)本发明的电能损耗低，能节约30％以上的电能，从而满足了人们对LED灯控制系统在节能方面的需求。
(4)本发明的整体结构非常简单，不仅制作和使用非常方便，且能有效的延长LED的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的过热保护电路的电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示，本发明主要由控制芯片U2，三极管VT2，整流滤波电路，串接在控制芯片U2的VDD与LN管脚之间的极性电容C5，串接在控制芯片U2的RT管脚与三极管VT2的基极之间的电阻R5，分别与三极管VT2的发射极和控制芯片U2的CS管脚相连接的电流限制电路，分别与控制芯片U2的OUT管脚和LN管脚相连接的栅极驱动电路，串接在整流滤波电路与栅极驱动电路之间的电压检测电路，以及串接在电压检测电路与控制芯片U2的DIM管脚之间的过热保护电路组成；所述电流限制电路与栅极驱动电路相连接；所述三极管VT2的集电极和控制芯片U2的GND管脚均接地。
其中，所述整流滤波电路由二极管整流器U1和极性电容C1组成。极性电容C1的正极与二极管整流器U1的负极输出端相连接、负极与二极管整流器U1的正极输出端相连接。所述二极管整流器U1的输入端作为整流滤波电路的输入端，其正极输出端与负极输出端共同形成整流滤波电路的输出端并与电压检测电路相连接。
同时，所述电压检测电路由三极管VT1，电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，极性电容C2，二极管D1，以及二极管D2组成。
连接时，二极管D1的N极与三极管VT1的基极相连接、P极经电阻R4后与二极管整流器U1的正极输出端相连接。极性电容C2的负极与三极管VT1的基极相连接、正极经电阻R1后与二极管整流器U1的负极输出端相连接。二极管D2的P极与二极管整流器U1的负极输出端相连接、N极顺次经电阻R2和电阻R3后与三极管VT1的发射极相连接。所述三极管VT1的集电极与二极管D6的N极相连接；所述二极管D2的P极作为电压检测电路的输出端并与栅极驱动电路相连接。
进一步地，所述电流限制电路由三极管VT3，电阻R6，电阻R7，电阻R8，电阻R9，极性电容C3，极性电容C4，二极管D3，以及电感L2组成。
连接时，极性电容C3的正极经电阻R6后与三极管VT2的发射极相连接、负极经电阻R7后与控制芯片U2的CS管脚相连接。电感L2的一端与控制芯片U2的CS管脚相连接、另一端与极性电容C3的负极相连接。二极管D3的N极与三极管VT3的基极相连接、P极经电阻R8后与极性电容C3的负极相连接。
其中，极性电容C4的负极经电阻R9后与极性电容C3的负极相连接、正极与三极管VT3的发射极共同形成电流限制电路的输出端并与栅极驱动电路相连接。所述二极管D3的P极与控制芯片U2的CS管脚相连接；所述三极管VT3的集电极接地。
同时，所述栅极驱动电路由场效应管MOS，三极管VT4，电阻R10，电阻R11，电阻R12，电阻R13，电阻R14，电阻R15，电阻R16，极性电容C6，电感L1，二极管D4，以及二极管D5组成。
连接时，极性电容C6的负极顺次经电阻R15和电阻R12后与场效应管MOS的漏极相连接、正极与三极管VT4的基极相连接。稳压二极管D5的P极经电感L1后与极性电容C6的负极相连接、N极与三极管VT4的集电极共同形成栅极驱动电路的输出端并与LED灯组相连接。
其中，二极管D4的N极顺次经电阻R10和电阻R11后与场效应管MOS的栅极相连接、P极经电阻R14后与电阻R15与电阻R12的连接点相连接。电阻R16的一端与二极管D5的N极相连接、另一端与与二极管D4的N极相连接。电阻R13的一端与二极管D4的N极相连接、另一端与控制芯片U2的LN管脚相连接。
所述场效应管MOS的源极与控制芯片U2的OUT管脚相连接，其栅极与三极管VT3的发射极相连接；所述二极管D4的N极与极性电容C4的正极相连接。
如图2所示，所述过热保护电路由热感应电路和断电开关电路组成。所述热感应电路由放大器P，三极管VT5，热敏电阻R17，电阻R18，电阻R19，电阻R20，电阻R21，电阻R22，极性电容C7，极性电容C8，极性电容C9，二极管D6，二极管D7，以及电感L3组成。
连接时，极性电容C8的负极与放大器P的正极输入端相连接、正极经电阻R19后与三极管VT5的发射极相连接。二极管D6的N极经热敏电阻R17后与极性电容C8的正极相连接、P极经电阻R18后与放大器P的正极输入端相连接。极性电容C9的正极与三极管VT5的基极相连接、负极与放大器P的输出端相连接。极性电容C7的正极顺次经电阻R20和电感L3后与放大器P的负极输入端相连接、负极接地。二极管D7的N极经电阻R22后与放大器P的输出端相连接、P极经电阻R21后与极性电容C7的正极相连接。
所述三极管VT5的集电极与放大器P的输出端共同形成热感应电路的输出端并与断电开关电路相连接；所述二极管D6的N极作为热感应电路的输入端并与电压检测电路相连接。
同时，所述断电开关电路由与非门IC，继电器K，三极管VT6，电阻R23，电阻R24，可调电阻R25，电阻R26，电阻R27，电阻R28，电阻R29，电阻R30，极性电容C10，极性电容C11，极性电容C12，二极管D8，以及二极管D9组成。
连接时，可调电阻R25的一端与与非门IC的正极相连接、另一端与放大器P的输出端相连接。二极管D9的P极与三极管VT6的集电极相连接、N极顺次经电阻R24和电阻R23后与三极管VT5的集电极相连接。极性电容C10的正极经电阻R7后与放大器P的输出端相连接、负极接地。极性电容C11的负极与三极管VT6的发射极相连接、正极经电阻R30后与极性电容C10的负极相连接。二极管D8N极经电阻R29后与三极管VT6的发射极相连接、P极经电阻R28后与极性电容C10的正极相连接。极性电容C12的负极与三极管VT6的基极相连接、正极与与非门IC的输出端相连接。
所述二极管D8的P极与与非门IC的负极相连接；所述继电器K的一端与二极管D9的N极相连接，其另一端与三极管VT6的集电极相连接，同时其常开触点K-1作为断电开关电路的输出端并与控制芯片U2的DIM管脚相连接。
运行时，本发明具有较强的负载能力，能对LED灯提供稳定的工作电流，同时本发明还能将输入的高电压电流锁定，并将其进行降压降流处理。本发明能对输入的电压电流的温度进行检测，当输入的电压电流过高时，本发明能进行自动断电保护，在输入的电压电流的温度降低后，该发明能自动导通，使LED恢复亮度。同时，本发明能对输出电流的高脉冲频率进行限制，使电流的脉冲频率保持平稳，有效的确保蓝光LED灯亮度的稳定性。本发明的负载能力比现有的LED控制系统的负载能力提高了70％以上，且本发明能同时为多盏LED灯提供稳定的工作电流。
本发明的电能损耗低，能节约30％以上的电能，从而满足了人们对LED灯控制系统在节能方面的需求。为了本发明的实际使用效果，所述控制芯片U2则优先采用了性能稳定的AX20280集成芯片来实现。
按照上述实施例，即可很好的实现本发明。

Claims (8)

1.一种过热保护式蓝光LED用节能控制系统，其特征在于，主要由控制芯片U2，三极管VT2，整流滤波电路，串接在控制芯片U2的VDD与LN管脚之间的极性电容C5，串接在控制芯片U2的RT管脚与三极管VT2的基极之间的电阻R5，分别与三极管VT2的发射极和控制芯片U2的CS管脚相连接的电流限制电路，分别与控制芯片U2的OUT管脚和LN管脚相连接的栅极驱动电路，串接在整流滤波电路与栅极驱动电路之间的电压检测电路，以及串接在电压检测电路与控制芯片U2的DIM管脚之间的过热保护电路组成；所述电流限制电路与栅极驱动电路相连接；所述三极管VT2的集电极和控制芯片U2的GND管脚均接地；所述过热保护电路由输入端与电压检测电路相连接的热感应电路，和输入端与热感应电路的输出端相连接的断电开关电路组成；所述断电开关电路的输出端与控制芯片U2的DIM管脚相连接。
2.根据权利要求1所述的一种过热保护式蓝光LED用节能控制系统，其特征在于，所述热感应电路由放大器P，三极管VT5，负极与放大器P的正极输入端相连接、正极经电阻R19后与三极管VT5的发射极相连接的极性电容C8，N极经热敏电阻R17后与极性电容C8的正极相连接、P极经电阻R18后与放大器P的正极输入端相连接的二极管D6，正极与三极管VT5的基极相连接、负极与放大器P的输出端相连接的极性电容C9，正极顺次经电阻R20和电感L3后与放大器P的负极输入端相连接、负极接地的极性电容C7，以及N极经电阻R22后与放大器P的输出端相连接、P极经电阻R21后与极性电容C7的正极相连接的二极管D7组成；所述三极管VT5的集电极与放大器P的输出端共同形成热感应电路的输出端；所述二极管D6的N极作为热感应电路的输入端。
3.根据权利要求2所述的一种过热保护式蓝光LED用节能控制系统，其特征在于，所述断电开关电路由与非门IC，继电器K，三极管VT6，一端与与非门IC的正极相连接、另一端与放大器P的输出端相连接的可调电阻R25，P极与三极管VT6的集电极相连接、N极顺次经电阻R24和电阻R23后与三极管VT5的集电极相连接的二极管D9，正极经电阻R7后与放大器P的输出端相连接、负极接地的极性电容C10，负极与三极管VT6的发射极相连接、正极经电阻R30后与极性电容C10的负极相连接的极性电容C11，N极经电阻R29后与三极管VT6的发射极相连接、P极经电阻R28后与极性电容C10的正极相连接的二极管D8，以及负极与三极管VT6的基极相连接、正极与与非门IC的输出端相连接的极性电容C12组成；所述二极管D8的P极与与非门IC的负极相连接；所述继电器K的一端与二极管D9的N极相连接，其另一端与三极管VT6的集电极相连接，同时其常开触点K-1作为断电开关电路的输出端并与控制芯片U2的DIM管脚相连接。
4.根据权利要求3所述的一种过热保护式蓝光LED用节能控制系统，其特征在于，所述整流滤波电路由二极管整流器U1，和正极与二极管整流器U1的负极输出端相连接、负极与二极管整流器U1的正极输出端相连接的极性电容C1组成；所述二极管整流器U1的输入端作为整流滤波电路的输入端，其正极输出端与负极输出端共同形成整流滤波电路的输出端并与电压检测电路相连接。
5.根据权利要求4所述的一种过热保护式蓝光LED用节能控制系统，其特征在于，所述电压检测电路由三极管VT1，N极与三极管VT1的基极相连接、P极经电阻R4后与二极管整流器U1的正极输出端相连接的二极管D1，负极与三极管VT1的基极相连接、正极经电阻R1后与二极管整流器U1的负极输出端相连接的极性电容C2，以及P极与二极管整流器U1的负极输出端相连接、N极顺次经电阻R2和电阻R3后与三极管VT1的发射极相连接的二极管D2组成；所述三极管VT1的集电极与二极管D6的N极相连接；所述二极管D2的P极作为电压检测电路的输出端并与栅极驱动电路相连接。
6.根据权利要求5所述的一种过热保护式蓝光LED用节能控制系统，其特征在于，所述电流限制电路由三极管VT3，正极经电阻R6后与三极管VT2的发射极相连接、负极经电阻R7后与控制芯片U2的CS管脚相连接的极性电容C3，一端与控制芯片U2的CS管脚相连接、另一端与极性电容C3的负极相连接的电感L2，N极与三极管VT3的基极相连接、P极经电阻R8后与极性电容C3的负极相连接的二极管D3，以及负极经电阻R9后与极性电容C3的负极相连接、正极与三极管VT3的发射极共同形成电流限制电路的输出端并与栅极驱动电路相连接的极性电容C4组成；所述二极管D3的P极与控制芯片U2的CS管脚相连接；所述三极管VT3的集电极接地。
7.根据权利要求6所述的一种过热保护式蓝光LED用节能控制系统，其特征在于，所述栅极驱动电路由场效应管MOS，三极管VT4，负极顺次经电阻R15和电阻R12后与场效应管MOS的漏极相连接、正极与三极管VT4的基极相连接的极性电容C6，P极经电感L1后与极性电容C6的负极相连接、N极与三极管VT4的集电极共同形成栅极驱动电路的输出端并与LED灯组相连接的稳压二极管D5，N极顺次经电阻R10和电阻R11后与场效应管MOS的栅极相连接、P极经电阻R14后与电阻R15与电阻R12的连接点相连接的二极管D4，一端与二极管D5的N极相连接、另一端与与二极管D4的N极相连接的电阻R16，以及一端与二极管D4的N极相连接、另一端与控制芯片U2的LN管脚相连接的电阻R13组成；所述场效应管MOS的源极与控制芯片U2的OUT管脚相连接，其栅极与三极管VT3的发射极相连接；所述二极管D4的N极与极性电容C4的正极相连接。
8.根据权利要求7所述的一种过热保护式蓝光LED用节能控制系统，其特征在于，所述控制芯片U2为AX20280集成芯片。
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