CN107835547A - Led的电源供电电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED的电源供电电路，包括EMI滤波器、桥式整流电路、电压转换电路、恒流驱动电路、LED灯、控制器和电流采样电路，桥式整流电路的输入端与EMI滤波器的输出端连接，桥式整流电路的输出端与电压转换电路的一个输入端连接，电压转换电路的输出端与恒流驱动电路的输入端连接，恒流驱动电路的输出端与LED灯和电流采样电路的输入端连接，电流采样电路的输出端与控制器的输入端连接；电压转换电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电解电容、第二电容、第一二极管、第二二极管、第三稳压二极管、第四二极管和第一三极管。本发明电路结构较为简单、成本较低、电路的安全性和可靠性较高。

Description

LED的电源供电电路

技术领域

本发明涉及LED照明领域，特别涉及一种LED的电源供电电路。

背景技术

发光二极管简称为LED，它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能。与白炽灯泡和氖灯相比，发光二极管的特点是：工作电压很低(有的仅一点几伏)；工作电流很小(有的仅零点几毫安即可发光)；抗冲击和抗震性能好，可靠性高，寿命长；通过调制通过的电流的强弱，可以方便地调制发光的强弱。LED目前已广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源和普通照明等领域。目前的LED的供电部分的电路结构复杂，成本较高。另外，由于LED的供电部分缺少相应的电路保护功能，造成电路的安全性和可靠性不高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电路结构较为简单、成本较低、电路的安全性和可靠性较高的LED的电源供电电路。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种LED的电源供电电路，包括EMI滤波器、桥式整流电路、电压转换电路、恒流驱动电路、LED灯、控制器和电流采样电路，所述EMI滤波器的输入端连接220V交流电，所述桥式整流电路的输入端与所述EMI滤波器的输出端连接，所述桥式整流电路的输出端与所述电压转换电路的一个输入端连接，所述电压转换电路的输出端与所述恒流驱动电路的输入端连接，所述恒流驱动电路的输出端分别与所述LED灯和电流采样电路的输入端连接，所述电流采样电路的输出端与所述控制器的输入端连接，所述控制器的输出端与所述电压转换电路的另一个输入端连接；

所述电压转换电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电解电容、第二电容、第一二极管、第二二极管、第三稳压二极管、第四二极管和第一三极管，所述第一电阻的一端与所述桥式整流电路的输出端连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第三电阻的一端、第二二极管的阳极、第二电阻的一端和第一二极管的阴极连接，所述第三电阻的另一端与所述第一电解电容的正极连接，所述第一电解电容的负极分别与所述第一二极管的阳极和第一三极管的发射极连接，所述第二电阻的另一端与所述第一三极管的基极连接，所述第二二极管的阴极分别与所述第三稳压二极管的阴极和第四二极管的阳极连接，所述第三稳压二极管的阳极与所述第一三极管的集电极连接，所述第四二极管的阴极分别与所述第二电容的一端和恒流驱动电路的输入端连接，所述第二电容的另一端与所述第三稳压二极管的阳极连接并接地，所述第三电阻的阻值为1.3kΩ，所述第四二极管的型号为E-501。

在本发明所述的LED的电源供电电路中，所述电压转换电路还包括第五二极管，所述第五二极管的阳极与所述第一电阻的另一端连接，所述第五二极管的阴极与所述第二二极管的阳极连接，所述第五二极管的型号为E-501。

在本发明所述的LED的电源供电电路中，所述电压转换电路还包括第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第一二极管的阳极连接，所述第四电阻的另一端与所述第一三极管的发射极连接，所述第四电阻的阻值为1.6kΩ。

在本发明所述的LED的电源供电电路中，所述第一三极管为NPN型三极管。

在本发明所述的LED的电源供电电路中，所述恒流驱动电路包括第二三极管、第三三极管、第五电阻、第六电阻、第三电容和第四电容，所述第五电阻的一端和第二三极管的集电极均与所述电压转换电路的输出端连接，第五电阻的另一端分别与所述第二三极管的基极和第四电容的一端连接，所述第四电容的另一端与所述第三三极管的集电极连接，所述第二三极管的发射极分别与所述第三电容的一端和第六电阻的一端连接，所述第三电容的另一端与所述第三三极管的基极连接，所述第三三极管的发射极和第六电阻的另一端均与所述LED灯连接，所述第三电容的电容值为200pF，所述第四电容的电容值为220pF。

在本发明所述的LED的电源供电电路中，所述第二三极管和第三三极管均为NPN型三极管。

在本发明所述的LED的电源供电电路中，所述电流采样电路包括第一MOS管、运算放大器、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第五电容和第六二极管，所述第一MOS管的源极通过所述第七电阻与所述恒流驱动电路的输出端连接，所述第一MOS管的栅极与所述控制器连接，所述第一MOS管的漏极通过所述第十一电阻分别与所述第五电容的一端和第八电阻的一端连接，所述第五电容的另一端接地，所述第八电阻的另一端与所述运算放大器的同相输入端连接，所述运算放大器的反相输入端分别与所述第九电阻的一端和第十电阻的一端连接，所述第九电阻的另一端接地，所述运算放大器的输出端分别与所述第十电阻的另一端和第六二极管的阳极连接，所述第六二极管的阴极与所述控制器连接，所述第十一电阻的阻值为1.2kΩ，所述第六二极管的型号为S-562。

在本发明所述的LED的电源供电电路中，所述第七电阻的阻值和第八电阻的阻值均为180Ω，所述第九电阻的阻值为1.3kΩ，所述第十电阻的阻值为9.1kΩ，所述第五电容的电容值为750pF。

在本发明所述的LED的电源供电电路中，所述第一MOS管为N沟道MOS管。

实施本发明的LED的电源供电电路，具有以下有益效果：由于设有EMI滤波器、桥式整流电路、电压转换电路、恒流驱动电路、LED灯、控制器和电流采样电路，本发明与传统的LED的供电电路相比，其电路结构较为简单，这样可以降低硬件成本，另外，电压转换电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电解电容、第二电容、第一二极管、第二二极管、第三稳压二极管、第四二极管和第一三极管，第三电阻用于进行限流保护(过流保护)，第四二极管用于限流保护，因此电路结构较为简单、成本较低、电路的安全性和可靠性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明LED的电源供电电路一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中电压转换电路的电路原理图；

图3为所述实施例中恒流驱动电路的电路原理图；

图4为所述实施例中电流采样电路的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明LED的电源供电电路实施例中，该LED的电源供电电路的结构示意图如图1所示。图1中，该LED的电源供电电路包括EMI滤波器1、桥式整流电路2、电压转换电路3、恒流驱动电路4、LED灯5、控制器6和电流采样电路7，其中，EMI滤波器1的输入端连接220V交流电，用于降低LED电源中的电磁干扰，桥式整流电路2的输入端与EMI滤波器1的输出端连接，桥式整流电路2对220V交流电进行整流后得到直流电，桥式整流电路2的输出端与电压转换电路3的一个输入端连接，电压转换电路3的输出端与恒流驱动电路4的输入端连接，控制器6的输出端与电压转换电路3的另一个输入端连接，电压转换电路3用于接收控制器6的控制信号并根据控制信号调节该LED的电源供电电路的输出功率，从而使整个电路实现对LED灯5的亮度可调。本实施例中的控制器6采用单片机。

设置恒流驱动电路4和电流采样电路7，是为了保证该LED的电源供电电路的输出功率较为稳定，恒流驱动电路4的输出端分别与LED灯5和电流采样电路7的输入端连接，电流采样电路7的输出端与控制器6的输入端连接，电流采样电路7能将恒流驱动电路4的信号反馈到控制器6中，从而使控制器6能够根据接收到的反馈信号对电压转换电路3进行控制，从而能稳定该LED的电源供电电路的输出功率，避免造成因输出功率失常而烧坏该LED的电源供电电路，加强该LED的电源供电电路的安全可靠性。本发明与传统的LED的供电电路相比，其电路结构较为简单，这样可以降低硬件成本。

图2为本实施例中电压转换电路的电路原理图，图2中，该电压转换电路3包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电解电容C1、第二电容C2、第一二极管D1、第二二极管D2、第三稳压二极管ZD3、第四二极管D4和第一三极管Q1，其中，第一电阻R1的一端Vin与桥式整流电路2的输出端连接，第一电阻R1的另一端分别与第三电阻R3的一端、第二二极管D2的阳极、第二电阻R2的一端和第一二极管D1的阴极连接，第三电阻R3的另一端与第一电解电容C1的正极连接，第一电解电容C1的负极分别与第一二极管D1的阳极和第一三极管Q1的发射极连接，第二电阻R2的另一端与第一三极管Q1的基极连接，第二二极管D2的阴极分别与第三稳压二极管ZD3的阴极和第四二极管D4的阳极连接，第三稳压二极管ZD3的阳极与第一三极管Q1的集电极连接，第四二极管D4的阴极作为该电压转换电路3的输出端Vout，第四二极管D4的阴极分别与第二电容C2的一端和恒流驱动电路4的输入端连接，第二电容C2的另一端与第三稳压二极管ZD3的阳极连接并接地。

该电压转换电路3相对于传统的升降压电路，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，这样可以降低硬件成本。另外，第三电阻R3用于进行限流保护，第四二极管D4用于进行限流保护，因此电路的安全性和可靠性较高。值得一提的是，本实施例中，第三电阻R3的阻值为1.3kΩ，第四二极管D4的型号为E-501，当然，在实际应用中，第三电阻R3的阻值可以根据具体情况进行相应调整，第四二极管D4的型号也可以选择其他型号具有类似功能的二极管。该电压转换电路3能在控制器6的控制下调整输出的电压值，从而能稳定该LED的电源供电电路的输出功率。

本实施例中，该电压转换电路3还包括第五二极管D5，第五二极管D5的阳极与第一电阻R1的另一端连接，第五二极管D5的阴极与第二二极管D2的阳极连接。第五二极管D5为限流二极管，用于进行限流保护，以进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第五二极管D5的型号为E-501，当然，在实际应用中，第五二极管D5也可以选择其他型号具有类似功能的二极管。

本实施例中，该电压转换电路3还包括第四电阻R4，第四电阻R4的一端与第一二极管D1的阳极连接，第四电阻R4的另一端与第一三极管Q1的发射极连接。第四电阻R4为限流电阻，用于对第一三极管Q1的发射极电流进行限流保护，以更进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第四电阻R4的阻值为1.6kΩ，当然，在实际应用中，第四电阻R4的阻值可以根据具体情况进行相应调整。

值得一提的是，本实施例中，第一三极管Q1为NPN型三极管，当然，在实际应用中，第一三极管Q1也可以为PNP型三极管，但这时电压转换电路3的电路结构也要相应发生变化。

图3为本实施例中恒流驱动电路的电路原理图，图3中，该恒流驱动电路4包括第二三极管Q2、第三三极管Q3、第五电阻R5、第六电阻R6、第三电容C3和第四电容C4，其中，第五电阻R5的一端和第二三极管Q2的集电极均与电压转换电路3的输出端Vout连接，第五电阻R5的另一端分别与第二三极管Q2的基极和第四电容C4的一端连接，第四电容C4的另一端与第三三极管Q3的集电极连接，第二三极管Q2的发射极分别与第三电容C3的一端和第六电阻R6的一端连接，第三电容C3的另一端与第三三极管Q3的基极连接，第三三极管Q3的发射极和第六电阻R6的另一端均与LED灯5连接。

该恒流驱动电路相对于传统的LED恒流驱动电路，其使用的元器件较少，进一步减少电路的复杂性，这样可以进一步降低硬件成本。另外，第三电容C3为耦合电容，用于防止第二三极管Q2与第三三极管Q3之间的干扰。第四电容C4为耦合电容，用于进一步防止第二三极管Q2与第三三极管Q3之间的干扰，这样可以提高电路的稳定性。值得一提的是，本实施例中，第三电容C3的电容值为200pF，第四电容C4的电容值为220pF，当然，在实际应用中，第三电容C3的电容值和第四电容C4的电容值可以根据具体情况进行相应调整。

电压转换电路3的输出端Vout连接到第二三极管Q2的集电极，第五电阻R5是第二三极管Q2的偏置电阻，为第二三极管Q2的基极提供合适的偏置电流，第二三极管Q2的发射极通过第六电阻R6将放大后的电流提供给LED灯5。第六电阻R6是第三三极管Q3的取样电阻，电流通过时，将在第六电阻R6的两端产生一个电压降，这个电压的大小跟第六电阻R6的阻值和所通过的电流有关，将第六电阻R6的阻值与通过的电流相乘，就可以得到第六电阻R6上的电压值。在第六电阻R6的阻值为固定的情况下，通第六电阻R6的电流越大，其两端所产生的电压就越高，这个电压被直接连接到第三三极管Q3的基极，并被第三三极管Q3放大，使得第三三极管Q3的集电极C的电位下降，从而降低了第二三极管Q2的基极偏置电压，使第二三极管Q2降低输出电流，第二三极管Q2的输出电流的下降，又使第六电阻R6上的电压同样下降，这个信号又通过第三三极管Q3反馈到第二三极管Q2的基极，这样，第二三极管Q2和第三三极管Q3互相牵制，反复循环，使得第二三极管Q2上的电流稳定在一个合适的值，输出电流的大小可以通过调节第五电阻R5和第六电阻R6的阻值取得。

值得一提的是，本实施例中，第二三极管Q2和第三三极管Q3均为NPN型三极管。当然，实际应用中，第二三极管Q2和第三三极管Q3也可以均为PNP型三极管，但这时恒流驱动电路4的结构也要相应发生变化。

图4为本实施例中电流采样电路的电路原理图，图4中，该电流采样电路7包括第一MOS管M1、运算放大器U1、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第五电容C5和第六二极管D6，其中，第一MOS管M1的源极通过第七电阻R7与恒流驱动电路4的输出端连接，第一MOS管M1的栅极与控制器6连接，第一MOS管M1的漏极通过第十一电阻R11分别与第五电容C5的一端和第八电阻R8的一端连接，第五电容C5的另一端接地，第八电阻R8的另一端与运算放大器U1的同相输入端连接，运算放大器U1的反相输入端分别与第九电阻R9的一端和第十电阻R10的一端连接，第九电阻R9的另一端接地，运算放大器U1的输出端分别与第十电阻R10的另一端和第六二极管D6的阳极连接，第六二极管D6的阴极与控制器6连接。

该电流采样电路7相对于传统的电流采样电路，其使用的元器件较少，更进一步减少电路的复杂性，也能更进一步降低硬件成本。另外，第十一电阻R11为限流电阻，用于对第一MOS管M1与运算放大器U1之间的支路进行限流保护。第六二极管D6为限流二极管，用于对运算放大器U1与控制器6之间的支路进行限流保护，以进一步提高电路的稳定性。值得一提的是，本实施例中，第十一电阻R11的阻值为1.2kΩ，第六二极管D6的型号为S-562。当然，在实际应用中，第十一电阻R11的阻值也可以根据具体情况进行相应调整，第六二极管D6也可以选择其他型号具有类似功能的二极管。

采用第一MOS管M1和第五电容C5构成采样保持，当有电流输入到第七电阻R7时，第一MOS管M1被打开，然后通过对第五电容C5的充电对所采集的信号进行保持，最后通过运算放大器U1将保持信号进行放大并输出至控制器6。

值得一提的是，本实施例中，第七电阻R7的阻值和第八电阻R8的阻值均为180Ω，第七电阻R7用于采样输入侧抗干扰，第九电阻R9的阻值为1.3kΩ，第十电阻R10的阻值为9.1kΩ，第九电阻R9和第十电阻R10均属于运算放大器U1的调整电阻，第五电容C5的电容值为750pF。当然，在实际应用中，第七电阻R7的阻值、第八电阻R8的阻值、第九电阻R9的阻值和第十电阻R10的阻值可以根据具体情况进行相应调整，第五电容C5的电容值也可以根据具体情况进行相应调整。

值得一提的是，本实施例中，第一MOS管M1为N沟道MOS管。当然，在实际应用中，第一MOS管M1也可以为P沟道MOS管，但这时电流采样电路7的电路结构也要相应发生变化。

总之，该发明相对于传统的LED的供电电路相比，其电路结构较为简单，这样可以降低硬件成本，另外，电压转换电路3中设有限流电阻和限流二极管，能对电路进行限流保护，因此电路的安全性和可靠性较高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种LED的电源供电电路，其特征在于，包括EMI滤波器、桥式整流电路、电压转换电路、恒流驱动电路、LED灯、控制器和电流采样电路，所述EMI滤波器的输入端连接220V交流电，所述桥式整流电路的输入端与所述EMI滤波器的输出端连接，所述桥式整流电路的输出端与所述电压转换电路的一个输入端连接，所述电压转换电路的输出端与所述恒流驱动电路的输入端连接，所述恒流驱动电路的输出端分别与所述LED灯和电流采样电路的输入端连接，所述电流采样电路的输出端与所述控制器的输入端连接，所述控制器的输出端与所述电压转换电路的另一个输入端连接；

所述电压转换电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电解电容、第二电容、第一二极管、第二二极管、第三稳压二极管、第四二极管和第一三极管，所述第一电阻的一端与所述桥式整流电路的输出端连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第三电阻的一端、第二二极管的阳极、第二电阻的一端和第一二极管的阴极连接，所述第三电阻的另一端与所述第一电解电容的正极连接，所述第一电解电容的负极分别与所述第一二极管的阳极和第一三极管的发射极连接，所述第二电阻的另一端与所述第一三极管的基极连接，所述第二二极管的阴极分别与所述第三稳压二极管的阴极和第四二极管的阳极连接，所述第三稳压二极管的阳极与所述第一三极管的集电极连接，所述第四二极管的阴极分别与所述第二电容的一端和恒流驱动电路的输入端连接，所述第二电容的另一端与所述第三稳压二极管的阳极连接并接地，所述第三电阻的阻值为1.3kΩ，所述第四二极管的型号为E-501。

2.根据权利要求1所述的LED的电源供电电路，其特征在于，所述电压转换电路还包括第五二极管，所述第五二极管的阳极与所述第一电阻的另一端连接，所述第五二极管的阴极与所述第二二极管的阳极连接，所述第五二极管的型号为E-501。

3.根据权利要求2所述的LED的电源供电电路，其特征在于，所述电压转换电路还包括第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第一二极管的阳极连接，所述第四电阻的另一端与所述第一三极管的发射极连接，所述第四电阻的阻值为1.6kΩ。

4.根据权利要求3所述的LED的电源供电电路，其特征在于，所述第一三极管为NPN型三极管。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的LED的电源供电电路，其特征在于，所述恒流驱动电路包括第二三极管、第三三极管、第五电阻、第六电阻、第三电容和第四电容，所述第五电阻的一端和第二三极管的集电极均与所述电压转换电路的输出端连接，第五电阻的另一端分别与所述第二三极管的基极和第四电容的一端连接，所述第四电容的另一端与所述第三三极管的集电极连接，所述第二三极管的发射极分别与所述第三电容的一端和第六电阻的一端连接，所述第三电容的另一端与所述第三三极管的基极连接，所述第三三极管的发射极和第六电阻的另一端均与所述LED灯连接，所述第三电容的电容值为200pF，所述第四电容的电容值为220pF。

6.根据权利要求5所述的LED的电源供电电路，其特征在于，所述第二三极管和第三三极管均为NPN型三极管。

7.根据权利要求1至4任意一项所述的LED的电源供电电路，其特征在于，所述电流采样电路包括第一MOS管、运算放大器、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第五电容和第六二极管，所述第一MOS管的源极通过所述第七电阻与所述恒流驱动电路的输出端连接，所述第一MOS管的栅极与所述控制器连接，所述第一MOS管的漏极通过所述第十一电阻分别与所述第五电容的一端和第八电阻的一端连接，所述第五电容的另一端接地，所述第八电阻的另一端与所述运算放大器的同相输入端连接，所述运算放大器的反相输入端分别与所述第九电阻的一端和第十电阻的一端连接，所述第九电阻的另一端接地，所述运算放大器的输出端分别与所述第十电阻的另一端和第六二极管的阳极连接，所述第六二极管的阴极与所述控制器连接，所述第十一电阻的阻值为1.2kΩ，所述第六二极管的型号为S-562。

8.根据权利要求7所述的LED的电源供电电路，其特征在于，所述第七电阻的阻值和第八电阻的阻值均为180Ω，所述第九电阻的阻值为1.3kΩ，所述第十电阻的阻值为9.1kΩ，所述第五电容的电容值为750pF。

9.根据权利要求8所述的LED的电源供电电路，其特征在于，所述第一MOS管为N沟道MOS管。