CN107454707A - 一种可吸收金属基板漏电流的led照明线性恒流驱动电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可吸收金属基板漏电流的LED照明线性恒流驱动电路，包括：金属基板和LED照明线性恒流驱动电路；金属基板包括导电层，金属层和夹在导电层和金属层之间的绝缘层；导电层和金属层之间具有寄生电容，寄生电容上流过漏电流；LED照明线性恒流驱动电路全部或者部分焊接在金属基板的导电层上；LED照明线性恒流驱动电路，包括一整流器、一LED、一线性电流源、一过压保护电路和一二极管。其优点在于当漏电流导致线性电流源两端的电压超过过压保护电路两端的电压时，二极管导通，释放过电流能量到过压保护电路上，避免线性电流源击穿；当漏电流导致两端承受反压时，二极管导通，避免反向击穿。

Description

一种可吸收金属基板漏电流的LED照明线性恒流驱动电路
技术领域
本发明涉及一种线性恒流驱动电路和利用该线性恒流驱动电路的LED照明产品，适用于LED照明，尤其适用于金属外壳的照明产品。
背景技术
在LED照明产品上，线性恒流驱动方案被广泛采用。通常，在线性恒流驱动的LED照明设备上，线性恒流驱动电路的元件和LED颗粒均焊接在金属基板上，LED和线性恒流驱动电路产生的热量经由金属基板传导到外壳上。
金属基板由导电层，金属层和夹在导电层和金属层之间的绝缘层构成，为确保金属基板具有良好的导热性能，绝缘层通常很薄，这使得导电层和金属层之间具有较大的寄生电容。
在对LED照明产品进行耐压测试、雷击测试或其他抗扰度测试时，会在市电和外壳之间施加电信号，这导致金属基板的金属层和导电层之间的寄生电容上流过漏电流，该漏电流会在线性恒流驱动电路各元件上和LED上产生漏电电压，当该漏电电压超过线性恒流驱动电路各元件和LED的极限参数时，LED照明驱动电路或LED将损坏。
当金属基板的金属层与外壳为非绝缘电气连接时，该漏电尤为严重。
下面结合图1做原理性说明。
图1中，市电VAC2与整流器BD2的输入端相连，LED2与线性电流源I2串联后并联在整流器BD2的输出两端,构成了线性恒流驱动的LED照明方案的基本功能电路。
电信号VS2、寄生电容C2A、LED2和线性电流源I2构成第一个漏电回路；电信号VS2、寄生电容C2B和线性电流源I2构成第二个漏电回路。当漏电回路的漏电流足够大时，LED2和线性电流源I2将会损坏。
实际应用中，电信号VS2、寄生电容C2B和线性电流源I2构成的第二个漏电回路导致线性电流源I2损坏较常见。为改善该问题，通常的对策是在线性电流源I2两端并联电容，以抑制线性电流源I2两端的电压峰值，但该对策容易导致LED2不良，例如在外部扰动导致市电瞬变时，流过并联在I2两端电容的脉冲电流会导致LED2损坏。
因此，需要一种可以吸收漏电流的线性恒流驱动电路。
发明内容
本发明提供了一种可吸收金属基板漏电流的LED照明线性恒流驱动电路，从而克服现有技术的缺陷，解决上述技术问题。
本发明提供一种可吸收金属基板漏电流的LED照明线性恒流驱动电路，包括：金属基板和LED照明线性恒流驱动电路；金属基板包括导电层，金属层和夹在导电层和金属层之间的绝缘层；导电层和金属层之间具有寄生电容，寄生电容上流过漏电流；LED照明线性恒流驱动电路全部或者部分焊接在金属基板的导电层上；LED照明线性恒流驱动电路，包括一整流器、一LED、一线性电流源、一过压保护电路和一二极管；整流器包含两个输入端和两个输出端；LED的一端与整流器的一个输出端相连，另一端与线性电流源的一端相连，线性电流源的另一端连接到整流器的另一个输出端；过压保护电路并联在整流器的两个输出端上；二极管的一端连接到LED与线性电流源的交汇处，另一端连接到LED与整流器的交汇处。
进一步，本发明提供一种可吸收金属基板漏电流的LED照明线性恒流驱动电路，还具有以下特征：当漏电流导致线性电流源两端的电压超过过压保护电路两端的电压时，二极管导通；当漏电流导致线性电流源两端的电压未超过过压保护电路两端的电压时，二极管截止。
进一步，本发明提供一种可吸收金属基板漏电流的LED照明线性恒流驱动电路，还具有以下特征：当漏电流导致LED两端承受反压时，二极管导通。
进一步，本发明提供一种可吸收金属基板漏电流的LED照明线性恒流驱动电路，还具有以下特征：过压保护电路具有一过压门限，当过压保护电路两端的电压幅度超过过压门限时，流过过压保护电路的电流增加。
进一步，本发明提供一种可吸收金属基板漏电流的LED照明线性恒流驱动电路，还具有以下特征：过压保护电路为齐纳二极管、瞬态抑制二极管、压敏电阻中的一个或多个组合。
进一步，本发明提供一种可吸收金属基板漏电流的LED照明线性恒流驱动电路，还具有以下特征：过压保护电路为一电容。
进一步，本发明提供一种可吸收金属基板漏电流的LED照明线性恒流驱动电路，还具有以下特征：还包括第一防雷电路和第二防雷电路，第一防雷电路包含两个输入端和两个输出端，两个输入端连接市电，两个输出端与整流器的输入端相连；第二防雷电路包含三个端子，其中第一端子、第二端子分别连接市电，第三端子与金属基板的金属层相连。
进一步，本发明提供一种可吸收金属基板漏电流的LED照明线性恒流驱动电路，还具有以下特征：第一防雷电路用以吸收市电两端的雷击能量，第二防雷电路用以吸收市电与金属层之间的雷击能量。
进一步，本发明提供一种可吸收金属基板漏电流的LED照明线性恒流驱动电路，还具有以下特征：第一防雷电路至少包含一压敏电阻。
进一步，本发明提供一种可吸收金属基板漏电流的LED照明线性恒流驱动电路，还具有以下特征：第二防雷电路至少包含两个压敏电阻和一气体放电管，两个压敏电阻串联后并联在第二防雷电路的第一端子和第二端子，两个压敏电阻的交汇点与气体放电管的一端相连，气体放电管的另一端与第三端子相连。
附图说明
图1是传统的LED照明线性恒流驱动电路。
图2金属基板的结构示意图。
图3是本发明的可吸收金属基板漏电流的LED照明线性恒流驱动电路的原理图。
图4是实施例一的可吸收金属基板漏电流的LED照明线性恒流驱动电路图。
图5是实施例二的可吸收金属基板漏电流的LED照明线性恒流驱动电路图。
图6是实施例三的可吸收金属基板漏电流的LED照明线性恒流驱动电路图。
图7是实施例三的第二防雷电路图。
具体实施方式：
以下结合附图和具体实施例，对本发明做进一步说明。
图2金属基板的结构示意图。
图3是本发明的可吸收金属基板漏电流的LED照明线性恒流驱动电路的原理图。
如图2和图3所示，本发明的可吸收金属基板漏电流的LED照明线性恒流驱动电路，包括金属基板和LED照明线性恒流驱动电路。金属基板包括导电层，金属层和夹在导电层和金属层之间的绝缘层；导电层和金属层之间具有寄生电容，寄生电容上流过漏电流。
LED照明线性恒流驱动电路，包括：整流器BD3、LED3,线性电流源I3、过压保护电路SPD3、二极管D3。整流器BD3包含两个输入端和两个输出端。LED3的一端与整流器BD3的一个输出端相连，另一端与线性电流源I3的一端相连，线性电流源I3的另一端连接到整流器BD3的另一个输出端。线性电流源I3用以限制流过LED3的电流。过压保护电路SPD3并联在整流器BD3的两个输出端上。二极管D3的一端连接到LED3与线性电流源I3的交汇处，另一端连接到LED3与整流器BD3的交汇处。
其工作原理为：
当漏电流导致线性电流源I3两端的电压超过过压保护电路SPD3两端的电压时，二极管D3导通，释放过电流能量到过压保护电路SPD3上，避免线性电流源I3击穿。当漏电流导致LED3两端承受反压时，二极管D3导通，避免LED3反向击穿。
实施例一
图4是实施例一的可吸收金属基板漏电流的LED照明线性恒流驱动电路图。
如图2和图4所示，实施例一的可吸收金属基板漏电流的LED照明线性恒流驱动电路，包括金属基板和LED照明线性恒流驱动电路。
LED照明线性恒流驱动电路，包括：整流器BD4、LED4、线性电流源I4、过压保护电路SPD4、二极管D4。整流器BD4包含两个输入端和两个输出端，两个输出端分为正极和负极。
LED4的阳极与整流器BD4的正极输出端相连，阴极与线性电流源I4的正极相连，线性电流源I4的负极连接到整流器BD4的负极输出端。线性电流源I4用以限制流过LED4的电流。本实施例中，过压保护电路SPD4为一瞬态抑制二极管或者压敏电阻或者齐纳二极管，并联在整流器BD4的两个输出端上。二极管D4的阳极连接到LED4与线性电流源I4的交汇处，阴极连接到LED4与整流器BD4的交汇处。
其工作原理为：
当漏电流导致线性电流源I4两端的电压超过过压保护电路SPD4两端的电压时，二极管D4导通，释放过电流能量到过压保护电路SPD4上，避免线性电流源I4击穿。当漏电流导致LED4两端承受反压时，二极管D4导通，避免LED4反向击穿。
实施例二
图5是实施例二的可吸收金属基板漏电流的LED照明线性恒流驱动电路图。
如图2和图4所示，实施例二的可吸收金属基板漏电流的LED照明线性恒流驱动电路，包括金属基板和LED照明线性恒流驱动电路。
LED照明线性恒流驱动电路，包括：整流器BD5、LED5,线性电流源I5、过压保护电路SPD5、二极管D5。整流器BD5包含两个输入端和两个输出端，两个输出端分别为正极和负极。
LED5的阴极与整流器BD5的负极输出端相连，阳极与线性电流源I5的负极相连，线性电流源I5的正极连接到整流器BD5的正极输出端。线性电流源I5用以限制流过LED5的电流。本实施例中，过压保护电路SPD5为一电容，二极管D5的阴极连接到LED5与线性电流源I5的交汇处，阳极连接到LED5与整流器BD5的交汇处。
其工作原理为：
当漏电流导致线性电流源I5两端的电压超过过压保护电路SPD5两端的电压时，二极管D5导通，释放过电流能量到过压保护电路SPD5上，避免线性电流源I5击穿。当漏电流导致LED5两端承受反压时，二极管D5导通，避免LED5反向击穿。
过压保护电路SPD5两端电压在二极管D5导通时会上升，电容的容量需要足够大，确保在二极管导通期间，其两端电压的最大值不超过线性电流源I5的击穿电压。
实施例三
图6是实施例三的可吸收金属基板漏电流的LED照明线性恒流驱动电路图。
如图2和图6所示，实施例三的可吸收金属基板漏电流的LED照明线性恒流驱动电路，包括金属基板和LED照明线性恒流驱动电路。
LED照明线性恒流驱动电路，包括：整流器BD6、LED6,线性电流源I6、过压保护电路SPD6、二极管D6、第一防雷电路SPD7和第二防雷电路第二防雷电路SPD8。
整流器BD6包含两个输入端和两个输出端。LED6的一端与整流器BD6的一个输出端相连，另一端与线性电流源I6的一端相连，线性电流源I6的另一端连接到整流器BD6的另一个输出端。线性电流源I6用以限制流过LED6的电流。过压保护电路SPD6并联在整流器BD6的两个输出端上。二极管D6的一端连接到LED6与线性电流源I6的交汇处，另一端连接到LED6与整流器BD6的交汇处。
第一防雷电路SPD7包含两个输入端1、2和两个输出端3、4，两个输入端1、2连接市电，两个输出端3、4与整流器BD6的输入端相连。
图7是实施例三的第二防雷电路图。
如图7所示，第二防雷电路SPD8包含三个端子5、6、7；其中第一端子5、第二端子6分别连接市电，端子7与金属基板的金属层E相连。第一防雷电路SPD7用以吸收市电L、N之间的雷击能量，第二防雷电路SPD8用以吸收市电与金属层E之间的雷击能量。第一防雷电路SPD7至少包含一压敏电阻。第二防雷电路SPD8包含两个压敏电阻M1、M2和一气体放电管GT1。两个压敏电阻M1、M2串联后并联在所述第二防雷电路SPD8的第一端子5和第二端子6，两个压敏电阻M1、M2的交汇点与气体放电管GT1的一端相连，气体放电管GT1的另一端与第三端子7相连。
其工作原理为：
当漏电流导致线性电流源I6两端的电压超过过压保护电路SPD6两端的电压时，二极管D6导通，释放漏电流能量到过压保护电路SPD6上，避免线性电流源I6击穿。当漏电流导致LED6两端承受反压时，二极管D6导通，避免LED6反向击穿。
当市电两端L-N之间有雷击能量时，SPD7内的压敏电阻击穿，使流入整流器BD6的电压在安全范围内。当市电L或N任一端与金属层E之间有雷击能量时，SPD8内的压敏电阻和/或气体放电管击穿，使金属基板的金属层E与导电层之间的电压在安全范围内，避免金属基板的绝缘层被击穿。
由上述实施例可知，本发明为金属基板的漏电流提供了泄放通道，避免了金属基板上的LED和线性恒流驱动电路被漏电能量击穿，使得基于本发明的LED照明产品不再对金属基板的寄生电容敏感，提高了产品稳定性。
以上具体实施例仅描述了本方案的主要特征和创新点。本领域的技术人员应该了解，本方案不受上述实施例的限制。在不脱离本创新点和保护范围的前提下，本方案还会有各种变化，这些变化和改进都将落入本方案要求保护的范围内。本方案要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物限定。
应当注意，上述实施例是为了说明而不是限制本发明，那些本领域技术人员将能够在不背离所附权利要求的范围的条件下设计许多可选实施例。词语“包含”不排除那些与权利要求中列出的元件或步骤不同的元件或步骤的存在。元件前的词语“一”或“一个”不排除多个这种元件的存在，在列举几种电路权利要求中，这些装置中的几个可以由一个来表现，硬件项也是同样，仅仅因为某些方法是在不同的从属权利要求中描述的，并不说明这些方法的组合不能用来获利。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序，而且，术语“包含”、“包括”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括那些明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素，术语“相连”、“连接”、“连接到”或者其他变体，不仅仅包括将两个实体直接相连接，也包括通过具有有益改善效果的其他实体间接相连接。

Claims (10)

1.一种可吸收金属基板漏电流的LED照明线性恒流驱动电路，其特征在于：包括金属基板和LED照明线性恒流驱动电路；
所述金属基板包括导电层，金属层和夹在所述导电层和所述金属层之间的绝缘层；所述导电层和金属层之间具有寄生电容，所述寄生电容上流过漏电流；
所述LED照明线性恒流驱动电路全部或者部分焊接在所述金属基板的导电层上；
所述LED照明线性恒流驱动电路，包括一整流器、一LED、一线性电流源、一过压保护电路和一二极管；
所述整流器包含两个输入端和两个输出端；
所述LED的一端与所述整流器的一个输出端相连，另一端与所述线性电流源的一端相连，所述线性电流源的另一端连接到所述整流器的另一个输出端；
所述过压保护电路并联在所述整流器的两个输出端上；
所述二极管的一端连接到所述LED与所述线性电流源的交汇处，另一端连接到所述LED与所述整流器的交汇处。
2.根据权利要求1所述的可吸收金属基板漏电流的LED照明线性恒流驱动电路，其特征在于：
当所述漏电流导致所述线性电流源两端的电压超过所述过压保护电路两端的电压时，所述二极管导通；
当所述漏电流导致所述线性电流源两端的电压未超过所述过压保护电路两端的电压时，所述二极管截止。
3.根据权利要求1所述的可吸收金属基板漏电流的LED照明线性恒流驱动电路，其特征在于：当所述漏电流导致LED两端承受反压时，所述二极管导通。
4.根据权利要求1所述的可吸收金属基板漏电流的LED照明线性恒流驱动电路，其特征在于：所述过压保护电路具有一过压门限，当所述过压保护电路两端的电压幅度超过所述过压门限时，流过所述过压保护电路的电流增加。
5.根据权利要求1所述的可吸收金属基板漏电流的LED照明线性恒流驱动电路，其特征在于：所述过压保护电路为齐纳二极管、瞬态抑制二极管、压敏电阻中的一个或多个组合。
6.根据权利要求1所述的可吸收金属基板漏电流的LED照明线性恒流驱动电路，其特征在于：所述过压保护电路为一电容。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的可吸收金属基板漏电流的LED照明线性恒流驱动电路，其特征在于：还包括第一防雷电路和第二防雷电路，所述第一防雷电路包含两个输入端和两个输出端，两个输入端连接市电，两个输出端与所述整流器的输入端相连；所述第二防雷电路包含三个端子，其中第一端子、第二端子分别连接市电，第三端子与所述金属基板的金属层相连。
8.根据权利要求7所述的可吸收金属基板漏电流的LED照明线性恒流驱动电路，其特征在于：所述第一防雷电路用以吸收所述市电两端的雷击能量，所述第二防雷电路用以吸收所述市电与金属层之间的雷击能量。
9.根据权利要求7所述的可吸收金属基板漏电流的LED照明线性恒流驱动电路，其特征在于：所述第一防雷电路至少包含一压敏电阻。
10.根据权利要求7所述的可吸收金属基板漏电流的LED照明线性恒流驱动电路，其特征在于：所述第二防雷电路至少包含两个压敏电阻和一气体放电管，所述两个压敏电阻串联后并联在所述第二防雷电路的第一端子和第二端子，所述两个压敏电阻的交汇点与所述气体放电管的一端相连，所述气体放电管的另一端与第三端子相连。
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