CN108184288A - 一种自启动的恒流led电源电路及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自启动的恒流LED电源电路，包括保险电阻、防雷压敏电阻、整流桥堆、两滤波电容以及两滤波电感的输入电路，在输入模块的输出端通过电源芯片连接LED供电端，在整流桥堆的正极输入端上连接有市电正常时进行充电，市电故障时进行放电的自供电电路，在供电电路的输出通过升压电路连接LED供电端，在供电电路与升压电路之间连接有带常闭触点的继电器开关，且继电器开关的线圈连接在自供电电路内且当自供电电路检测到市电故障断开时，控制线圈断电，使得常闭触点处于闭合状况，让蓄电池升压后给LED供电端供电。本结构电路更加稳定，安全，而自供电电路实现对电路的储蓄供电的作用，避免突发状况的产生。

Description

一种自启动的恒流LED电源电路及控制方法

技术领域

本发明涉及一种LED电源电路，特别是一种自启动的恒流LED电源电路及控制方法。

背景技术

LED灯是一块电致发光的半导体材料芯片，用银胶或白胶固化到支架上，然后用银线或金线连接芯片和电路板，四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，最后安装外壳，所以 LED 灯的抗震性能好。 LED的内在特征决定了它是最理想的光源去代替传统的光源，它有着广泛的用途。LED灯具有以下优点：体积小；耗电量低，LED耗电相当低，一般来说LED的工作电压是2-3.6V。工作电流是0.02-0.03A。这就是说：它消耗的电能不超过0.1W；使用寿命长，在恰当的电流和电压下，LED的使用寿命可达10万小时；高亮度、低热量， LED使用冷发光技术，发热量比普通照明灯具低很多；环保，LED是由无毒的材料作成，不像荧光灯含水银会造成污染，同时LED也可以回收再利用坚固耐用，因此被广泛地应用，例如：客厅内，而目前的LED灯驱动电源存在以下问题：1、现有的客厅LED灯电源均是通过市电连接一个开关进行供电的，每次供电时需要手动进行按键处理，而按键开关的使用寿命不长，导致按键容易损坏，需要进行更换，且晚上到家天黑时容易开关位置很难找到，因此不方便操作，且目前的LED驱动电源稳定性不高，因此需要改进。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种结构简单、供电更安全、且能够实现自启动的一种自启动的恒流LED电源电路及控制方法。

为了实现上述目的，本发明所设计的一种自启动的恒流LED电源电路，包括与市电输出端连接的输入模块，输入模块包括保险电阻F1、防雷压敏电阻RV1、整流桥堆D111、第一EMI滤波电容C11和第二EMI滤波电容C22、第一滤波电感L22以及第二滤波电感L11，在输入模块的输出端连接有电源芯片U1以及外围电路，电源芯片U1的输出作为LED供电端，在整流桥堆D111与保险电阻F1之间连接有当感应到人体信号以及亮度过低时控制市电与整流桥堆D111连接供电的自启动电路。

为了使电路更加简单，所述的自启动电路包括继电器、单片机U3、运算放大器U2、单片机晶振电路、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、光感电阻RG、第五电容C5、第一NPN三极管Q2、第三PNP三极管Q1和人体红外感应电路，其中，所述单片机U3的两个XTAL端连接单片机晶振电路，所述单片机U3的VCC端连接+5V电压，所述单片机U3的VCC端与单片机U3的VSS端串联有第五电容C5和第五电阻R5，第五电容C5和第五电阻R5的公共端连接单片机U3的RST端，单片机U3的P1.0端连接运算放大器U2的同相输入端，+5V电压与单片机U3的VSS端之间串联有第三电阻R3和第四电阻R4，所述第三电阻R3和第四电阻R4的公共端连接运算放大器U2的反相输入端，运算放大器U2的输出端通过第一电阻R1连接第一NPN三极管Q2的基极，第一NPN三极管Q2的集电极通过第二电阻R2连接第三PNP三极管Q1的基极，第三PNP三极管Q1的发射极连接+12V供电电压，第三PNP三极管Q1的集电极连接继电器的线圈J1一端，第一NPN三极管Q2的发射极连接继电器的线圈J1另一端，第一NPN三极管Q2的发射极还与单片机U3的VSS端连接，+5V电压与地之间串联有连接有光感电阻RG和第六电阻R6，单片机U3的P1.2端连接光感电阻RG和第六电阻R6的公共端，单片机U3的P1.1端连接有人体红外感应电路。

为了使电路更加稳定，实现恒流控制，上述电源芯片U1以及外围电路的具体电路结构是：电源芯片U1的FB端通过串联的第七七电阻R77和第八八电阻R88连接LED供电端的正极端，且电源芯片U1的FB端还通过第六六电阻R66连接接地端，电源芯片U1的vcc脚通过第二二电阻R22和第三三电阻R33连接输入模块的正极输出端，电源芯片U1的vcc脚通过串联的第四四电阻R44、第五五电阻R55和第二十二二极管D22连接LED供电端的正极端，且LED供电端的正极端与第二十二二极管D22的正极连接，LED供电端的正极端与LED供电端的负极端之间连接有第四电容C4，电源芯片U1的两个Drain脚相连后与输入模块的正极输出端连接，输入模块的正极输出端还通过第九九电容C99与电源芯片U1的CS脚连接，电源芯片U1的CS脚与第九九电容C99的公共端通过串联的第九九电阻R99、第三电感L3与LED供电端的正极端连接，第九九电阻R99上并联有第一百电阻R100，第九九电阻R99、第三电感L3的公共端接地，第九九电阻R99、第三电感L3串联构成的支路上并联有串联的第一一二极管D11和第一百十一电阻R111，且第一一二极管D11上并联有由第七七电容C77和第一百十二电阻R112组成的支路，第一一二极管D11的正极与第一百十一电阻R111一端连接，电源芯片U1的Drain脚与LED供电端的正极端之间连接有第八八电容C88。

本发明还公开了一种自启动的恒流LED电源电路的控制方法，采用权利要求1-3所述的一种自启动的恒流LED电源电路，具体通过实时感应人体以及亮度情况，当亮度情况达到预设值，且有人经过时，立即控制继电器开关工作，使得整个得到工作。

进一步，为了为了使得控制更加简单，利用光感电阻RG获取光线情况，检测当前光亮情况，若此时处于白天，由于光照较强，光敏电阻RG的内阻很小，此时有较大电流通过光敏电阻RG，使得单片机U3的P1.2端处于高电平，单片机U3不工作，若此时光线变暗，照射在光敏电阻RG上的光通量减弱，使得单片机U3的P1.2端处于低电平，同时获取人体红外感应电路，当人体红外感应电路也有信号后，单片机U3根据人体红外感应电路检测到信息使P1.1为高电平时，同时单片机U3的P1.2端处于低电平时，单片机U3的控制P1.0输出5V高电平至运算放大器U2的3脚，而运算放大器U2的2脚电压过小，使得运算放大器U2的1脚输出高电平使第一NPN三极管Q2导通，第三PNP三极管Q1导通，使12V的直流电源可以为继电器的线圈J1供电，触使继电器的线圈K1闭合，使交流 220V可为电器设备正常供电；当单片机U3检测到P1.1为低电平或P1.2端处于高电平时，延时2分钟后，再次检测P1.1和P1.2，若连续10分钟P1.1为低电平或P1.2端处于高电平时，使 单片机U3的P1.0输出低电平至运算放大器U2的3脚，使得运算放大器U2的1脚输出低电平使第一NPN三极管Q2和第三PNP三极管Q1截止，使12V的直流电源可以为继电器的线圈J1断电，触使继电器的线圈K1断开，停止供电。

本发明得到的一种自启动的恒流LED电源电路及控制方法，实现主电路对整个LED电源电路起到多重保护作用，而自启动电路利用光感和人体感应进行同步控制来实现对电路的自启动功能，从而解决了目前开关寿命有限，需要后期更换的问题，实现自动供电的功能。

附图说明

图1是本实施例中一种带保护及自供电的LED电源原理框图；

图2是本实施例中一种带保护及自供电的LED电源原理图。

图中：输入模块1、LED供电端2、自启动电路3、单片机晶振电路4、人体红外感应电路5。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例：

如图1、图2所示，本发明提供的一种自启动的恒流LED电源电路，包括与市电输出端连接的输入模块1，输入模块1包括保险电阻F1、防雷压敏电阻RV1、整流桥堆D111、第一EMI滤波电容C11和第二EMI滤波电容C22、第一滤波电感L22以及第二滤波电感L11，在输入模块1的输出端连接有电源芯片U1以及外围电路，电源芯片U1的输出作为LED供电端2，在整流桥堆D111与保险电阻F1之间连接有当感应到人体信号以及亮度过低时控制市电与整流桥堆D111连接供电的自启动电路3。

为了使电路更加简单，所述的自启动电路3包括继电器、单片机U3、运算放大器U2、单片机晶振电路4、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、光感电阻RG、第五电容C5、第一NPN三极管Q2、第三PNP三极管Q1和人体红外感应电路5，其中，所述单片机U3的两个XTAL端连接单片机晶振电路4，所述单片机U3的VCC端连接+5V电压，所述单片机U3的VCC端与单片机U3的VSS端串联有第五电容C5和第五电阻R5，第五电容C5和第五电阻R5的公共端连接单片机U3的RST端，单片机U3的P1.0端连接运算放大器U2的同相输入端，+5V电压与单片机U3的VSS端之间串联有第三电阻R3和第四电阻R4，所述第三电阻R3和第四电阻R4的公共端连接运算放大器U2的反相输入端，运算放大器U2的输出端通过第一电阻R1连接第一NPN三极管Q2的基极，第一NPN三极管Q2的集电极通过第二电阻R2连接第三PNP三极管Q1的基极，第三PNP三极管Q1的发射极连接+12V供电电压，第三PNP三极管Q1的集电极连接继电器的线圈J1一端，第一NPN三极管Q2的发射极连接继电器的线圈J1另一端，第一NPN三极管Q2的发射极还与单片机U3的VSS端连接，+5V电压与地之间串联有连接有光感电阻RG和第六电阻R6，单片机U3的P1.2端连接光感电阻RG和第六电阻R6的公共端，单片机U3的P1.1端连接有人体红外感应电路5。

为了使电路更加稳定，实现恒流控制，上述电源芯片U1以及外围电路的具体电路结构是：电源芯片U1的FB端通过串联的第七七电阻R77和第八八电阻R88连接LED供电端2的正极端，且电源芯片U1的FB端还通过第六六电阻R66连接接地端，电源芯片U1的vcc脚通过第二二电阻R22和第三三电阻R33连接输入模块1的正极输出端，电源芯片U1的vcc脚通过串联的第四四电阻R44、第五五电阻R55和第二十二二极管D22连接LED供电端2的正极端，且LED供电端2的正极端与第二十二二极管D22的正极连接，LED供电端2的正极端与LED供电端2的负极端之间连接有第四电容C4，电源芯片U1的两个Drain脚相连后与输入模块1的正极输出端连接，输入模块1的正极输出端还通过第九九电容C99与电源芯片U1的CS脚连接，电源芯片U1的CS脚与第九九电容C99的公共端通过串联的第九九电阻R99、第三电感L3与LED供电端2的正极端连接，第九九电阻R99上并联有第一百电阻R100，第九九电阻R99、第三电感L3的公共端接地，第九九电阻R99、第三电感L3串联构成的支路上并联有串联的第一一二极管D11和第一百十一电阻R111，且第一一二极管D11上并联有由第七七电容C77和第一百十二电阻R112组成的支路，第一一二极管D11的正极与第一百十一电阻R111一端连接，电源芯片U1的Drain脚与LED供电端2的正极端之间连接有第八八电容C88。

本实施例还公开了一种自启动的恒流LED电源电路的控制方法，具体通过实时感应人体以及亮度情况，当亮度情况达到预设值，且有人经过时，立即控制继电器开关工作，使得整个得到工作。

进一步，为了为了使得控制更加简单，利用光感电阻RG获取光线情况，检测当前光亮情况，若此时处于白天，由于光照较强，光敏电阻RG的内阻很小，此时有较大电流通过光敏电阻RG，使得单片机U3的P1.2端处于高电平，单片机U3不工作，若此时光线变暗，照射在光敏电阻RG上的光通量减弱，使得单片机U3的P1.2端处于低电平，同时获取人体红外感应电路5，当人体红外感应电路5也有信号后，单片机U3根据人体红外感应电路5检测到信息使P1.1为高电平时，同时单片机U3的P1.2端处于低电平时，单片机U3的控制P1.0输出5V高电平至运算放大器U2的3脚，而运算放大器U2的2脚电压过小，使得运算放大器U2的1脚输出高电平使第一NPN三极管Q2导通，第三PNP三极管Q1导通，使12V的直流电源可以为继电器的线圈J1供电，触使继电器的线圈K1闭合，使交流 220V可为电器设备正常供电；当单片机U3检测到P1.1为低电平或P1.2端处于高电平时，延时2分钟后，再次检测P1.1和P1.2，若连续10分钟P1.1为低电平或P1.2端处于高电平时，使 单片机U3的P1.0输出低电平至运算放大器U2的3脚，使得运算放大器U2的1脚输出低电平使第一NPN三极管Q2和第三PNP三极管Q1截止，使12V的直流电源可以为继电器的线圈J1断电，触使继电器的线圈K1断开，停止供电。

在本实施例中所述的人体红外感应电路5属于本领域技术的常规电路故此不做具体描述。

工作原理：通过前期的输入模块1实现防浪涌、防雷电保护，提高系统可靠性，并利用电源芯片U1实现处理后，得到稳定的输出电压，同时在输入过程中利用光感电阻RG获取光线情况，检测当前光亮情况，若此时处于白天，由于光照较强，光敏电阻RG的内阻很小，此时有较大电流通过光敏电阻RG，使得单片机U3的P1.2端处于高电平，单片机U3不工作，若此时光线变暗，照射在光敏电阻RG上的光通量减弱，使得单片机U3的P1.2端处于低电平，同时获取人体红外感应电路5，当人体红外感应电路5也有信号后，单片机U3根据人体红外感应电路5检测到信息使P1.1为高电平时，同时单片机U3的P1.2端处于低电平时，单片机U3的控制P1.0输出5V高电平至运算放大器U2的3脚，而运算放大器U2的2脚电压过小，使得运算放大器U2的1脚输出高电平使第一NPN三极管Q2导通，第三PNP三极管Q1导通，使12V的直流电源可以为继电器的线圈J1供电，触使继电器的线圈K1闭合，使交流 220V可为电器设备正常供电；当单片机U3检测到P1.1为低电平或P1.2端处于高电平时，延时2分钟后，再次检测P1.1和P1.2，若连续10分钟P1.1为低电平或P1.2端处于高电平时，使 单片机U3的P1.0输出低电平至运算放大器U2的3脚，使得运算放大器U2的1脚输出低电平使第一NPN三极管Q2和第三PNP三极管Q1截止，使12V的直流电源可以为继电器的线圈J1断电，触使继电器的线圈K1断开，停止供电，最终实现主电路对整个LED电源电路起到多重保护作用，而自启动电路利用光感和人体感应进行同步控制来实现对电路的自启动功能，从而解决了目前开关寿命有限，需要后期更换的问题，实现自动供电的功能。

Claims (5)

1.一种自启动的恒流LED电源电路，包括与市电输出端连接的输入模块（1），输入模块（1）包括保险电阻（F1）、防雷压敏电阻（RV1）、整流桥堆（D111）、第一EMI滤波电容（C11）和第二EMI滤波电容（C22）、第一滤波电感（L22）以及第二滤波电感（L11），其特征是：在输入模块（1）的输出端连接有电源芯片（U1）以及外围电路，电源芯片（U1）的输出作为LED供电端（2），在整流桥堆（D111）与保险电阻（F1）之间连接有当感应到人体信号以及亮度过低时控制市电与整流桥堆（D111）连接供电的自启动电路（3）。

2.根据权利要求1所述的一种自启动的恒流LED电源电路，其特征是：所述的自启动电路（3）包括继电器、单片机（U3）、运算放大器（U2）、单片机晶振电路（4）、第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第三电阻（R3）、第四电阻（R4）、第五电阻（R5）、第六电阻（R6）、光感电阻（RG）、第五电容（C5）、第一NPN三极管（Q2）、第三PNP三极管（Q1）和人体红外感应电路（5），其中，所述单片机（U3）的两个XTAL端连接单片机晶振电路（4），所述单片机（U3）的VCC端连接+5V电压，所述单片机（U3）的VCC端与单片机（U3）的VSS端串联有第五电容（C5）和第五电阻（R5），第五电容（C5）和第五电阻（R5）的公共端连接单片机（U3）的RST端，单片机（U3）的P1.0端连接运算放大器（U2）的同相输入端，+5V电压与单片机（U3）的VSS端之间串联有第三电阻（R3）和第四电阻（R4），所述第三电阻（R3）和第四电阻（R4）的公共端连接运算放大器（U2）的反相输入端，运算放大器（U2）的输出端通过第一电阻（R1）连接第一NPN三极管（Q2）的基极，第一NPN三极管（Q2）的集电极通过第二电阻（R2）连接第三PNP三极管（Q1）的基极，第三PNP三极管（Q1）的发射极连接+12V供电电压，第三PNP三极管（Q1）的集电极连接继电器的线圈（J1）一端，第一NPN三极管（Q2）的发射极连接继电器的线圈（J1）另一端，第一NPN三极管（Q2）的发射极还与单片机（U3）的VSS端连接，+5V电压与地之间串联有连接有光感电阻（RG）和第六电阻（R6），单片机（U3）的P1.2端连接光感电阻（RG）和第六电阻（R6）的公共端，单片机（U3）的P1.1端连接有人体红外感应电路（5）。

3.根据权利要求2所述的一种自启动的恒流LED电源电路，其特征是：上述电源芯片（U1）以及外围电路的具体电路结构是：电源芯片（U1）的FB端通过串联的第七七电阻（R77）和第八八电阻（R88）连接LED供电端（2）的正极端，且电源芯片（U1）的FB端还通过第六六电阻（R66）连接接地端，电源芯片（U1）的vcc脚通过第二二电阻（R22）和第三三电阻（R33）连接输入模块（1）的正极输出端，电源芯片（U1）的vcc脚通过串联的第四四电阻（R44）、第五五电阻（R55）和第二十二二极管（D22）连接LED供电端（2）的正极端，且LED供电端（2）的正极端与第二十二二极管（D22）的正极连接，LED供电端（2）的正极端与LED供电端（2）的负极端之间连接有第四电容（C4），电源芯片（U1）的两个Drain脚相连后与输入模块（1）的正极输出端连接，输入模块（1）的正极输出端还通过第九九电容（C99）与电源芯片（U1）的CS脚连接，电源芯片（U1）的CS脚与第九九电容（C99）的公共端通过串联的第九九电阻（R99）、第三电感（L3）与LED供电端（2）的正极端连接，第九九电阻（R99）上并联有第一百电阻（R100），第九九电阻（R99）、第三电感（L3）的公共端接地，第九九电阻（R99）、第三电感（L3）串联构成的支路上并联有串联的第一一二极管（D11）和第一百十一电阻（R111），且第一一二极管（D11）上并联有由第七七电容（C77）和第一百十二电阻（R112）组成的支路，第一一二极管（D11）的正极与第一百十一电阻（R111）一端连接，电源芯片（U1）的Drain脚与LED供电端（2）的正极端之间连接有第八八电容（C88）。

4.一种自启动的恒流LED电源电路的控制方法，采用1-3中任意一项权利要求所述的一种自启动的恒流LED电源电路，其特征是：具体通过实时感应人体以及亮度情况，当亮度情况达到预设值，且有人经过时，立即控制继电器开关工作，使得整个得到工作。

5.根据权利要求4所述的一种自启动的恒流LED电源电路的控制方法，其特征是：利用光感电阻（RG）获取光线情况，检测当前光亮情况，若此时处于白天，由于光照较强，光敏电阻（RG）的内阻很小，此时有较大电流通过光敏电阻（RG），使得单片机（U3）的P1.2端处于高电平，单片机（U3）不工作，若此时光线变暗，照射在光敏电阻（RG）上的光通量减弱，使得单片机（U3）的P1.2端处于低电平，同时获取人体红外感应电路（5），当人体红外感应电路（5）也有信号后，单片机（U3）根据人体红外感应电路（5）检测到信息使P1.1为高电平时，同时单片机（U3）的P1.2端处于低电平时，单片机（U3）的控制P1.0输出5V高电平至运算放大器（U2）的3脚，而运算放大器（U2）的2脚电压过小，使得运算放大器（U2）的1脚输出高电平使第一NPN三极管（Q2）导通，第三PNP三极管（Q1）导通，使12V的直流电源可以为继电器的线圈（J1）供电，触使继电器的线圈（K1）闭合，使交流 220V可为电器设备正常供电；当单片机（U3）检测到P1.1为低电平或P1.2端处于高电平时，延时2分钟后，再次检测P1.1和P1.2，若连续10分钟P1.1为低电平或P1.2端处于高电平时，使 单片机（U3）的P1.0输出低电平至运算放大器（U2）的3脚，使得运算放大器（U2）的1脚输出低电平使第一NPN三极管（Q2）和第三PNP三极管（Q1）截止，使12V的直流电源可以为继电器的线圈（J1）断电，触使继电器的线圈（K1）断开，停止供电。