CN106102260A - Led恒流驱动电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种LED恒流驱动电路，包括AC‑DC变换电路、滤波电路、恒流驱动电路和参考基准电路；AC‑DC变换电路的输入端与电源相连接，滤波电路的输入端与AC‑DC变换电路的输出端相连接，恒流驱动电路的输入端滤波电路的输出端相连接，恒流驱动电路的输出端与负载相连接，参考基准电路与所述恒流驱动电路相连接。恒流驱动电路包括有晶体管，以利用晶体管输出特性中集电极和发射极间的电压降变化时集电极输出电流恒定不变的特性来实现恒流输出，或者源极和漏极间的电压降变化时漏极输出电流恒定不变的特性来实现恒流输出。该LED恒流驱动电路的恒流驱动电路抵抗外部电磁干扰即可实现该LED恒流驱动电路良好的电磁兼容性，并工作在准线性模式。

Description

LED恒流驱动电路

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，具体涉及一种LED恒流驱动电路。

背景技术

照明质量和水平时社会进步和现代化程度的一个标志，现下LED照明技术风靡全球，并且以能效高、寿命长、安全可靠的优异性能逐渐全方位地替代了传统照明技术。

由于LED器件本身的属性，必须采用恒流驱动，方能保证其安全可靠正常工作。因此恒流驱动电源是LED照明系统最关键的重要组成部分。申请公布号为CN104735867A(申请号为201510088871.8)的中国发明专利申请《一种新型恒流源驱动的LED照明灯驱动器》，其中公开的驱动电路中，采用改变可控硅导通角度的方式来控制输入能量，从而实现恒流驱动，这种恒流源电路在工作过程中自身会产生电磁辐射干扰，并且电路构成元器件的成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种成本低，工作过程中电路本身基本不产生电磁辐射干扰，并且能够实现准线性驱动的LED恒流驱动电路。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种LED恒流驱动电路，其特征在于：包括AC-DC变换电路、滤波电路、恒流驱动电路和参考基准电路；

所述AC-DC变换电路的输入端与电源相连接，所述滤波电路的输入端与所述AC-DC变换电路的输出端相连接，所述恒流驱动电路的输入端所述滤波电路的输出端相连接，所述恒流驱动电路的输出端与负载相连接，所述参考基准电路与所述恒流驱动电路相连接；

所述恒流驱动电路包括有晶体管，以利用晶体管输出特性中集电极和发射极间的电压降变化时集电极输出电流恒定不变的特性来实现恒流输出，或者源极和漏极间的电压降变化时漏极输出电流恒定不变的特性来实现恒流输出。

为了保证该LED恒流驱动电路具有较高的功率因数，还包括连接在所述AC-DC变换电路输出端和恒流驱动电路输入端之间的功率补偿电路。

为了抵抗外部电磁干扰，还包括连接在所述电源和所述AC-DC变换电路的输入端之间的无源滤波电路。

安全地，还包括连接在所述电源和所述无源滤波电路输入端之间的过压保护电路。

优选地，所述过压保护电路由第一电阻构成，所述第一电阻的两端分别与电源相连接；

所述无源滤波电路包括串联连接的共模抑制器和第一电容，所述共模抑制器的输入端与第一电阻的两端相连接，所述共模抑制器的输出端与第一电容的两端相连接；

所述AC-DC变换电路为桥式整流电路，所述桥式整流电路的两个输入端分别与第一电容的两端相连接；

所述功率补偿电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第二电容、第三电容和第二电阻；

所述第一二极管与所述第二电容串联连接在桥式整流电路的两个输出端之间，并且所述第二电容的正极与所述桥式整流电路的第一输出端相连接，所述第一二极管的正极与所述桥式整流电路的第二输出端相连接；

所述第三二极管和第三电容串联连接在桥式整流电路的两个输出端之间，并且所述第三二极管的负极与所述桥式整流电路的第一输出端相连接，所述第三电容的负极与所述桥式整流电路的第二输出端相连接；

所述第二二极管和第二电阻串联连接，并且所述第二二极管的正极与第一二极管的负极相连接，所述第二电阻的两端分别与第二二极管的负极和第三二极管的正极相连接；

所述滤波电路包括第四电容，所述第四电容的正极与所述桥式整流电路的第一输出端相连接，所述第四电容的负极与所述桥式整流电路的第二输出端相连接；

所述恒流驱动电路包括第一晶体管、第二晶体管、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻，所述第一晶体管的集电极与第四电容的正极相连接，所述第一晶体管的发射极与第二晶体管的基极相连接，所述第二晶体管的集电极与第四电容的正极相连接，所述第六电阻的第一端与所述二晶体管的发射极相连接，所述第六电阻的第二端与负载的一端相连接，所述负载的另一端与所述第四电容的负极相连接；所述第五电阻的第一端与所述第二晶体管的发射极相连接，所述第五电阻的第二端与所述第六电阻的第二端相连接；所述第三电阻的第一端与所述第一晶体管的基极相连接，所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第一端相连接，所述第四电阻的第二端与第一晶体管的集电极相连接。

所述参考基准电路包括集成电路稳压器，所述集成电路稳压器的阳极与所述第五电阻的第二端相连接，所述集成电路稳压器的阴极与所述第一晶体管的基极相连接，所述集成电路稳压器的取样极与所述第一晶体管的基极相连接。

为了在补偿恒流的基础上实现过热保护，所述第四电阻和第五电阻为正温度系数热敏电阻，所述第四电阻和第五电阻分别与所述负载的散热装置热传导连接。

为了能够在负载两端电压出现突变的情况下吸收峰压，所述负载的两端还连接有第五电容。

与现有技术相比，本发明的优点在于：该LED恒流驱动电路的恒流驱动电路采用晶体管实现对负载LED灯的线性恒流驱动，使得恒流驱动电路的阻抗特性基本为纯电阻，则该恒流驱动电路能够保证在工作过程中整个周期的完整导通，自身基本无电磁辐射。因此在该LED恒流驱动电路在需要时仅需设置抵抗外部电磁干扰的无源滤波电路，即可实现该LED恒流驱动电路良好的电磁兼容性，同时使恒流驱动电路工作在准线性模式。

附图说明

图1为本发明实施例中LED恒流驱动电路的电路图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，本实施例中的LED恒流驱动电路，包括过压保护电路8、无源滤波电路7、AC-DC变换电路1、功率补偿电路6、滤波电路2、恒流驱动电路3和参考基准电路4。

过压保护电路8的输入端与电源5相连接，无源滤波电路7输入端与过压保护电路8的输出端相连接，AC-DC变换电路1的输入端与无源滤波电路7的输出端相连接，功率补偿电路6的输入端与AC-DC变换电路1的输出端相连接，滤波电路2的输入端与功率补偿电路6的输出端相连接，恒流驱动电路3的输入端滤波电路2的输出端相连接，恒流驱动电路3的输出端与负载9相连接，参考基准电路4与恒流驱动电路3相连接。

其中，过压保护电路8由第一电阻R1构成，该第一电阻R1采用压敏电阻，第一电阻R1的两端分别与电源5相连接。当电源5电压出现异常高压时，保证对LED恒流驱动电路实现过压保护，以保证LED恒流驱动电路的安全工作。

无源滤波电路7包括串联连接的共模抑制器T和第一电容C1，共模抑制器T的输入端与第一电阻R1的两端相连接，共模抑制器T的输出端与第一电容C1的两端相连接。共模抑制器T能够抑制对外界电磁干扰信号的进入，特别对高频电磁干扰信号具有很好的滤除作用，第一电容C1能够滤除共模抑制器T未滤除的高频干扰信号，则共模抑制器T和第一电容C1可以配合使用能够有效滤除外界电磁干扰信号。

AC-DC变换电路1为桥式整流电路，桥式整流电路的两个输入端分别与第一电容C1的两端相连接。该AC-DC变换电路1可以将电源5输入的交流电变换为直流电。

为了提高该LED恒流驱动电路的功率因数设置了功率补偿电路6，该功率补偿电路6可将功率因数从0.6调高至0.9以上。该功率补偿电路6包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第二电容C2、第三电容C3和第二电阻R2。

第一二极管D1与第二电容C2串联连接在桥式整流电路的两个输出端之间，并且第二电容C2的正极与桥式整流电路的第一输出端相连接，第一二极管D1的正极与桥式整流电路的第二输出端相连接。

第三二极管D3和第三电容C3串联连接在桥式整流电路的两个输出端之间，并且第三二极管D3的负极与桥式整流电路的第一输出端相连接，第三电容C3的负极与桥式整流电路的第二输出端相连接。

第二二极管D2和第二电阻R2串联连接，并且第二二极管D2的正极与第一二极管D1的负极相连接，第二电阻R2的两端分别与第二二极管D2的负极和第三二极管D3的正极相连接。

滤波电路2包括第四电容C4，第四电容C4的正极与桥式整流电路的第一输出端相连接，第四电容C4的负极与桥式整流电路的第二输出端相连接。

恒流驱动电路3包括第一晶体管Q1、第二晶体管Q2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6，第一晶体管Q1的集电极与第四电容C4的正极相连接，第一晶体管Q1的发射极与第二晶体管Q2的基极相连接，第二晶体管Q2的集电极与第四电容C4的正极相连接，第六电阻R6的第一端与二晶体管的发射极相连接，第六电阻R6的第二端与负载9的一端相连接，负载9的另一端与第四电容C4的负极相连接。第五电阻R5的第一端与第二晶体管Q2的发射极相连接，第五电阻R5的第二端与第六电阻R6的第二端相连接。第三电阻R3的第一端与第一晶体管Q1的基极相连接，第三电阻R3的第二端与第四电阻R4的第一端相连接，第四电阻R4的第二端与第一晶体管Q1的集电极相连接。第四电阻R4和第五电阻R5为正温度系数热敏电阻，第四电阻R4和第五电阻R5分别与负载9的散热装置热传导连接。如果驱动电流变大，将出现温度上升的情况，第四电阻R4的阻值变大，使得基准电压下降，导致驱动电流减小。同时第五电阻R5的阻值也会变大，第五电阻R5的电压降变大，使得驱动电流减小。如此能够驱动电流达到一个平衡态，从而使得驱动电流保持不变。

本实施例中第一晶体管Q1和第二晶体管Q2根据负载9LED灯的驱动情况，可以选择使用双极型晶体管、场效应晶体管或VMOS型场效应晶体管，具体元件参数相应变化。如第一晶体管Q1选用双极型晶体管，第二晶体管Q2也选用双极型晶体管。或者第一晶体管Q1选用场效应晶体管，第二晶体管Q2选用双极型晶体管。再或者第一晶体管Q1选用双极型晶体管，第二晶体管Q2选用场效应晶体管。还可以第一晶体管Q1选用双极型晶体管，第二晶体管Q2选用VMOS型场效应晶体管。

由于采用晶体管作为恒流驱动电路3，实现对负载9LED灯的线性恒流驱动，使得恒流驱动电路3的阻抗特性基本为纯电阻。相应地，恒流驱动电路3的前端则仅需要使用无源滤波电路7对外部干扰进行处理，则该恒流驱动电路3能够保证在工作过程中整个周期的完整导通，自身基本无电磁辐射。因此在该LED恒流驱动电路在需要时仅需设置抵抗外部电磁干扰的无源滤波电路7，即可实现该LED恒流驱动电路良好的电磁兼容性，使得恒流驱动电路3工作在准线性模式。

参考基准电路4包括集成电路稳压器U，集成电路稳压器U的阳极与第六电阻R6的第二端相连接，集成电路稳压器U的阴极与第一晶体管Q1的基极相连接，集成电路稳压器U的取样极与第一晶体管Q1的基极相连接，稳压电容的两端分别连接在第六电阻R6的第二端和第四电容C4的负极之间。集成电路稳压器U的阳极电流能够在0.1mA-100mA范围内，保持阳极和阴极之间的电压恒定，从而使得恒流驱动电路3的驱动电流值保持不变。

负载9的两端还可以并联连接第五电容C5，能够在负载9两端电压出现突变的情况下吸收峰压。

Claims (7)

1.一种LED恒流驱动电路，其特征在于：包括AC-DC变换电路(1)、滤波电路(2)、恒流驱动电路(3)和参考基准电路(4)；

所述AC-DC变换电路(1)的输入端与电源(5)相连接，所述滤波电路(2)的输入端与所述AC-DC变换电路(1)的输出端相连接，所述恒流驱动电路(3)的输入端所述滤波电路(2)的输出端相连接，所述恒流驱动电路(3)的输出端与负载(9)相连接，所述参考基准电路(4)与所述恒流驱动电路(3)相连接；

所述恒流驱动电路(3)包括有晶体管，以利用晶体管输出特性中集电极和发射极间的电压降变化时集电极输出电流恒定不变的特性来实现恒流输出，或者源极和漏极间的电压降变化时漏极输出电流恒定不变的特性来实现恒流输出。

2.根据权利要求1所述的LED恒流驱动电路，其特征在于：还包括连接在所述AC-DC变换电路(1)输出端和恒流驱动电路(3)输入端之间的功率补偿电路(6)。

3.根据权利要求2所述的LED恒流驱动电路，其特征在于：还包括连接在所述电源(5)和所述AC-DC变换电路(1)的输入端之间的无源滤波电路(7)。

4.根据权利要求3任一权利要求所述的LED恒流驱动电路，其特征在于：还包括连接在所述电源(5)和所述无源滤波电路(7)输入端之间的过压保护电路(8)。

5.根据权利要求4所述的LED恒流驱动电路，其特征在于：所述过压保护电路(8)由第一电阻(R1)构成，所述第一电阻(R1)的两端分别与电源(5)相连接；

所述无源滤波电路(7)包括串联连接的共模抑制器(T)和第一电容(C1)，所述共模抑制器(T)的输入端与第一电阻(R1)的两端相连接，所述共模抑制器(T)的输出端与第一电容(C1)的两端相连接；

所述AC-DC变换电路(1)为桥式整流电路，所述桥式整流电路的两个输入端分别与第一电容(C1)的两端相连接；

所述功率补偿电路(6)包括第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第二电容(C2)、第三电容(C3)和第二电阻(R2)；

所述第一二极管(D1)与所述第二电容(C2)串联连接在桥式整流电路的两个输出端之间，并且所述第二电容(C2)的正极与所述桥式整流电路的第一输出端相连接，所述第一二极管(D1)的正极与所述桥式整流电路的第二输出端相连接；

所述第三二极管(D3)和第三电容(C3)串联连接在桥式整流电路的两个输出端之间，并且所述第三二极管(D3)的负极与所述桥式整流电路的第一输出端相连接，所述第三电容(C3)的负极与所述桥式整流电路的第二输出端相连接；

所述第二二极管(D2)和第二电阻(R2)串联连接，并且所述第二二极管(D2)的正极与第一二极管(D1)的负极相连接，所述第二电阻(R2)的两端分别与第二二极管(D2)的负极和第三二极管(D3)的正极相连接；

所述滤波电路(2)包括第四电容(C4)，所述第四电容(C4)的正极与所述桥式整流电路的第一输出端相连接，所述第四电容(C4)的负极与所述桥式整流电路的第二输出端相连接；

所述恒流驱动电路(3)包括第一晶体管(Q1)、第二晶体管(Q2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)和第六电阻(R6)，所述第一晶体管(Q1)的集电极与第四电容(C4)的正极相连接，所述第一晶体管(Q1)的发射极与第二晶体管(Q2)的基极相连接，所述第二晶体管(Q2)的集电极与第四电容(C4)的正极相连接，所述第六电阻(R6)的第一端与所述二晶体管的发射极相连接，所述第六电阻(R6)的第二端与负载(9)的一端相连接，所述负载(9)的另一端与所述第四电容(C4)的负极相连接；所述第五电阻(R5)的第一端与所述第二晶体管(Q2)的发射极相连接，所述第五电阻(R5)的第二端与所述第六电阻(R6)的第二端相连接；所述第三电阻(R3)的第一端与所述第一晶体管(Q1)的基极相连接，所述第三电阻(R3)的第二端与所述第四电阻(R4)的第一端相连接，所述第四电阻(R4)的第二端与第一晶体管(Q1)的集电极相连接。

所述参考基准电路(4)包括集成电路稳压器(U)，所述集成电路稳压器(U)的阳极与所述第五电阻(R5)的第二端相连接，所述集成电路稳压器(U)的阴极与所述第一晶体管(Q1)的基极相连接，所述集成电路稳压器(U)的取样极与所述第一晶体管(Q1)的基极相连接。

6.根据权利要求5所述的LED恒流驱动电路，其特征在于：所述第四电阻(R4)和第五电阻(R5)为正温度系数热敏电阻，所述第四电阻(R4)和第五电阻(R5)分别与所述负载(9)的散热装置热传导连接。

7.根据权利要求1～6任一权利要求所述的LED恒流驱动电路，其特征在于：所述负载(9)的两端还连接有第五电容(C5)。