CN111526638A - Led驱动电路 - Google Patents

Abstract

本发明适用于照明技术领域，尤其涉及一种LED驱动电路，包括：整流模块、恒流驱动模块、比较检测模块和泄压模块；所述泄压模块串联在所述负载的负极和地端之间；通过设置所述比较检测模块与所述泄压模块和所述恒流驱动模块连接，可以检测所述恒流驱动模块的输出端电压，并在检测到所述恒流驱动模块的输出端电压大于第一预设电压时，控制所述泄压模块中的开关单元处于断开状态，以使所述阻尼单元对所述负载进行分压，在检测到所述恒流驱动模块的输出端电压小于第二预设电压时，控制所述泄压模块中的开关单元处于导通状态，以使所述阻尼单元短路。本发明提供的LED驱动电路可以抑制通电状态下带电接通负载时产生的冲击电流，进而为负载提供保护。

Description

LED驱动电路

技术领域

本发明属于照明技术领域，尤其涉及一种LED驱动电路。

背景技术

近年来，LED(发光二极管，Light Emitting Diode)照明以高光效、长寿命、高可靠性和无污染等优点正在逐步取代白炽灯、荧光灯等传统光源。随着LED照明的广泛应用，LED驱动技术也日渐成熟。LED驱动电路用于向LED负载输出恒流以驱动LED灯正常工作，其主要包括功率级电路和控制电路。控制电路控制功率级电路中的主开关管间歇式地导通，从而使功率级电路将接收到的输入电压信号转换成一恒流信号并输出至LED负载，上述的控制方式称为LED恒流控制。

然而，现有LED驱动电路在通电状态下带电接通负载时，由于空载转带载存在一定压差，压差从负载端经过时会产生较大电流，导致负载会产生较大的冲击电流，具有明显的电流电压波动。在上述情景中，由于负载的瞬间电流过大，会对负载造成一定程度的损伤，甚至使负载直接失效。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种LED驱动电路，以解决现有的LED驱动电路在通电状态下带电接通负载时，会对负载造成损伤的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种LED驱动电路，包括：整流模块、恒流驱动模块、比较检测模块和泄压模块；其中，所述泄压模块包括阻尼单元和开关单元；

所述整流模块与所述电源连接，用于将所述电源的交流电转换为直流电；

所述恒流驱动模块与所述整流模块连接，用于将所述直流电转换为恒流信号并输出至负载的正极；

所述比较检测模块与所述泄压模块和所述恒流驱动模块连接，用于检测所述恒流驱动模块的输出端电压，并在检测到所述恒流驱动模块的输出端电压大于第一预设电压时，控制所述泄压模块中的开关单元处于断开状态，以使所述阻尼单元对所述负载进行分压，在检测到所述恒流驱动模块的输出端电压小于第二预设电压时，控制所述泄压模块中的开关单元处于导通状态，以使所述阻尼单元短路；

所述泄压模块串联在所述负载的负极和地端之间。

可选的，所述阻尼单元包括第一电阻；所述开关单元包括第一开关；所述第一电阻和所述第一开关并联。

可选的，所述比较检测模块可以包括：比较器控制单元和信号检测单元；

所述信号检测单元与所述恒流驱动模块的输出端连接，用于接收所述恒流驱动模块的输出端的电压，并经过分压后输出至所述比较器控制单元；

所述比较器控制单元与所述信号检测单元和所述第一开关连接，用于接收所述信号检测单元输出的分压电压，并在所述分压电压大于第三预设电压时，发送第一电平信号至所述第一开关，在所述分压电压小于第四预设电压时，发送第二电平信号至所述第一开关；其中，所述第一电平信号用于控制所述第一开关处于断开状态，以使所述第一电阻对所述负载进行分压；所述第二电平信号用于控制所述第一开关处于导通状态，以使所述第一电阻短路。

可选的，所述LED驱动电路还可以包括：供电模块；

所述供电模块，与所述比较器控制单元和所述信号检测单元连接，用于为所述比较器控制单元和所述信号检测单元供电。

可选的，所述比较器控制单元可以包括：第二电阻和比较器；

所述比较器的第一引脚与所述供电模块连接，所述比较器的第二引脚连接第二电阻后与所述供电模块连接，所述比较器的第三引脚与所述信号检测单元连接，所述比较器的第四引脚与所述第一开关连接，所述比较器的第五引脚接地。

可选的，所述第三预设电压和所述第四预设电压可以为所述比较器的基准电压；

相应的，所述比较器用于在所述信号检测单元输出的分压电压大于所述比较器的基准电压时，输出低电平信号至所述第一开关，在所述分压电压小于或等于所述比较器的基准电压时，输出高电平信号至所述第一开关。

所述第一开关，用于在接收到所述低电平信号时处于断开状态，在接收到所述高电平信号时处于导通状态。

可选的，所述整流模块包括桥式整流电路。

可选的，所述恒流驱动模块包括：恒流单元、第二开关、变压器和整流滤波单元；所述恒流单元与所述整流模块连接；所述第二开关、变压器、整流滤波单元和所述恒流单元依次连接；所述整流滤波单元与所述负载的正极连接；

所述恒流单元，用于将所述整流模块输出的直流电调制为初级恒流信号；

所述变压器，用于将所述初级恒流信号调制为高频脉冲信号；

所述整流滤波单元，用于将所述高频脉冲信号调制为恒流信号输出至所述负载的正极；

所述第二开关，用于在所述恒流单元开机时处于导通状态，在所述恒流单元待机时处于断开状态。

可选的，所述滤波整流单元包括：二极管和电容；

所述变压器和所述二极管构成第一支路；其中，所述第一支路连接所述负载的正极。

所述变压器、所述二极管和所述电容构成第二支路；其中，所述第二支路接地。

可选的，所述第二开关包括：MOS管、三极管或继电器。

本发明实施例提供的LED驱动电路，包括整流模块、恒流驱动模块、泄压模块和比较检测模块。通过设置整流模块与所述电源连接，可以将电源的交流电转换为直流电。通过设置恒流驱动模块与整流模块连接，可以将所述直流电转换为恒流信号并输出至负载的正极。通过设置比较检测模块，可以检测恒流驱动模块的输出端电压。当检测到该电压超出第一预设电压时，可以判断此时为空载的状态，并控制泄压模块中的开关单元处于断开状态，在此状态接入负载后，由于泄压模块是串联在负载的负极和地端的，可以使得空载转带载带来的压差首先从阻尼单元经过，随之产生的冲击电流也在阻尼作用的影响下减小，从而起到保护负载的作用。当检测到恒流驱动模块的输出端电压小于第二预设电压时，可以判断此时恒流驱动模块的输出端电压不会对负载造成损坏，此时为正常带载状态，通过控制开关单元处于导通状态，以使阻尼单元短路，进而使得电路工作在正常状态。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的LED驱动电路的结构示意图；

图2是发明实施例提供的包括第一开关和第一电阻的LED驱动电路的结构示意图；

图3本发明实施例提供的包括比较器控制单元和信号检测单元的LED驱动电路的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的包括供电模块的LED驱动电路的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的比较器控制单元的电路结构示意图；

图6是本发明另一实施例提供的LED驱动电路的电路结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1为本实施例提供的LED驱动电路的结构示意图，参示图1，该LED驱动电路与电源和负载连接使用，包括：整流模块100、恒流驱动模块200、比较检测模块300和泄压模块400；其中，所述泄压模块400包括阻尼单元410和开关单元420。

所述整流模块100与所述电源连接，用于将所述电源的交流电转换为直流电。

本发明实施例中，所述电源可以为市电，为了供LED负载使用，设置整流模块将交流电初步转换为直流电。

所述恒流驱动模块200与所述整流模块100连接，用于将所述直流电转换为恒流信号并输出至负载的正极。

所述比较检测模块300与所述泄压模块400和所述恒流驱动模块200连接，用于检测所述恒流驱动模块200的输出端电压，并在检测到所述恒流驱动模块200的输出端电压大于第一预设电压时，控制所述泄压模块400中的开关单元410处于断开状态，以使所述阻尼单元420对所述负载进行分压，在检测到所述恒流驱动模块200的输出端电压小于第二预设电压时，控制所述泄压模块400中的开关单元410处于导通状态，以使所述阻尼单元420短路。

本发明实施例中，开关单元410可以根据情况选则，可以是继电器、MOS管(金氧半场效晶体管，Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)或者三极管，可以根据比较检测模块300的电平改变导通状态的开关均可。阻尼单元420可以包括一个或者多个电阻，根据实际情况进行设置。阻尼单元420和开关单元410可以是并联的，这样在开关单元410导通时，阻尼单元420即被短路，在开关单元410断开时，阻尼单元和负载是串联的。比较检测模块300和泄压模块400之间也可以根据开关单元410和阻尼单元420之间的连接关系转换为其它的逻辑判断关系，比如开关单元410中的开关为多个，阻尼单元420中的电阻为多个，可以通过构建它们之间更为复杂的连接关系，使得在开关单元410处于导通状态时，阻尼单元420可以对所述负载进行分压，此时可以使得在检测到所述恒流驱动模块200的输出端电压大于第一预设电压时，控制开关单元410导通。在此种连接关系下，恒流驱动模块200的输出端电压小于第一预设电压时，则控制开关单元410断开，此时阻尼单元420被短路。本实施例中，第一预设电压和第二预设电压可以根据LED驱动电路的空载电压和带载电压进行设定。比如空载为50V，带载为36V，可以设定第一预设电压为45V，第二预设电压为40V，第一预设电压大于等于第二预设电压且在空载和带载电压范围内均可，根据实际情况进行设定。

所述泄压模块400串联在所述负载的负极和地端之间。

本发明实施例提供的LED驱动电路，包括整流模块100、恒流驱动模块200、比较检测模块300和泄压模块400。通过设置整流模块100与所述电源连接，可以将电源的交流电转换为直流电。通过设置恒流驱动模块200与整流模块100连接，可以将所述直流电转换为恒流信号并输出至负载的正极。通过设置比较检测模块300，可以检测恒流驱动模块200的输出端电压。当检测到该电压超出第一预设电压时，可以判断此时为空载的状态，并控制泄压模块400中的开关单元410处于断开状态，在此状态接入负载后，由于泄压模块400是串联在负载的负极和地端的，可以使得空载转带载带来的压差首先从阻尼单元420经过，随之产生的冲击电流也在阻尼作用的影响下减小，从而起到保护负载的作用。当检测到恒流驱动模块200的输出端电压小于第二预设电压时，可以判断此时恒流驱动模块200的输出端电压不会对负载造成损坏，此时为正常带载状态，通过控制开关单元420处于导通状态，以使阻尼单元420短路，进而使得电路工作在正常状态。

一些实施例中，所述阻尼单元包括第一电阻；所述开关单元包括第一开关；所述第一电阻和所述第一开关并联。

本发明实施例中，参示图2，阻尼单元可以包括一个第一电阻421，开关单元可以包括一个第一开关411，第一电阻421和第一开关411并联，用于使第一开关411在导通时，第一电阻421被短路，第一开关411在断开时，第一电阻421和负载处于串联的状态。其中第一开关411可以根据实际情况选择三极管、MOS管或者继电器，第一开关411的第一端和负载的负极连接，第二端接地，第三端连接所述比较检测模块300，根据接收的较检测模块300的电平信号改变通断状态，第一电阻421则并联在第一开关411的第一端和第三端。上述设置所需元器件简单，成本低，可以简便的实现减小冲击电流，保护负载的功能。

一些实施例中，所述比较检测模块包括：比较器控制单元和信号检测单元；所述信号检测单元与所述恒流驱动模块的输出端连接，用于接收所述恒流驱动模块的输出端的电压，并经过分压后输出至所述比较器控制单元；所述比较器控制单元与所述信号检测单元和所述第一开关连接，用于接收所述信号检测单元输出的分压电压，并在所述分压电压大于第三预设电压时，发送第一电平信号至所述第一开关，在所述分压电压小于第四预设电压时，发送第二电平信号至所述第一开关；其中，所述第一电平信号用于控制所述第一开关处于断开状态，以使所述第一电阻对所述负载进行分压；所述第二电平信号用于控制所述第一开关处于导通状态，以使所述第一电阻短路。

本发明实施例中，参示图3，所述比较检测模块可以包括比较器控制单元320和信号检测单元310。对于一般的LED驱动电路的输出端电压，相对于用于比较判断的比较器控制单元320的基准电压都较大，为了扩大比较器控制单元320的器件的选择范围，降低实现难度，可以设置信号检测单元310连接在比较器控制单元320和恒流驱动模块200的输出端之间，作为过渡。信号检测单元310可以采集恒流驱动模块200的输出端电压，并通过分压等比例的降低输出端电压，输出至比较器控制单元320。具体的，信号检测单元310可以为由若干个电阻构成的分压电路，或者是可以实现分压功能的信号检测IC。相应的，比较器控制单元320则可以选择在自身电压适用范围内的电压作为第三预设电压和第四预设电压。具体的，比较器控制单元可以为各个型号的比较器，执行输入信号与第三预设电压、第四预设电压的比较判断功能，并根据比较结果输出不同的电平信号，以此控制第一开关411的通断状态。

一些实施例中，所述LED驱动电路还可以包括：供电模块；所述供电模块，与所述比较器控制单元和所述信号检测单元连接，用于为所述比较器控制单元和所述信号检测单元供电。

本发明实施例中，参示图4，本LED驱动电路还可以包括供电模块500，该供电模块500可以是独立的电压源或者与市电连接的具备电压处理功能的电路。当所述供电模块连接市电时，可以对电压进行多次降压处理，为比较器控制单元320提供稳定的工作电压。相应的，当信号检测单元包括信号检测IC时，所述供电模块500也为信号检测单元310提供工作电压。

一些实施例中，所述比较器控制单元可以包括：第二电阻和比较器；所述比较器的第一引脚与所述供电模块连接，所述比较器的第二引脚连接第二电阻后与所述供电模块连接，所述比较器的第三引脚与所述信号检测单元连接，所述比较器的第四引脚与所述第一开关连接，所述比较器的第五引脚接地。

本发明实施例中，参示图5，比较控制器单元320可以包括第二电阻R2和比较器B。所述比较器B的第一引脚与所述供电模块连接。所述比较器B的第二引脚连接第二电阻R2后与所述供电模块连接，用于提供比较器的内部基准电压。所述比较器B的第三引脚与所述信号检测单元连接，用于通过第三引脚接收信号检测单元的分压电压进行比较判别。所述比较器B的第四引脚与所述第一开关连接，用于根据判断结果输出电平信号至所述第一开关。所述比较器B的第五引脚接地。

一些实施例中，所述第三预设电压和所述第四预设电压为所述比较器的基准电压；相应的，所述比较器用于在所述信号检测单元输出的分压电压大于所述比较器的基准电压时，输出低电平信号至所述第一开关，在所述分压电压小于或等于所述比较器的基准电压时，输出高电平信号至所述第一开关；所述第一开关，用于在接收到所述低电平信号时处于断开状态，在接收到所述高电平信号时处于导通状态。

本发明实施例中，参示图5，所述第三预设电压和所述第四预设电压为所比较器B的基准电压；比较器B通过第三引脚接收到所述信号检测单元输出的分压电压，并判别所述分压电压大于自身的基准电压时，通过第四引脚输出低电平信号至所述第一开关，在判别分压电压小于或等于所述比较器的基准电压时，通过第四引脚输出高电平信号至所述第一开关；相应的，此时可以设置所述第一开关在接收到所述低电平信号时处于断开状态，在接收到所述高电平信号时处于导通状态。

一些实施例中，所述整流模块包括桥式整流电路。

本发明实施例中，采用桥式整流电路进行交直流转换，桥式整流电路是利用二极管的单向导通性进行整流的电路，桥式整流器利用四个二极管，两两对接，输入正弦波的正半部分是两只管导通，得到正的输出；输入正弦波的负半部分时，另两只管导通，由于这两只管是反接的，所以输出还是得到正弦波的正半部分。桥式整流对输入正弦波的利用效率相对于半波整流更高，适用于本申请中的LED驱动电路。

一些实施例中，所述恒流驱动模块可以包括：恒流单元、第二开关、变压器和整流滤波单元；所述恒流单元与所述整流模块连接；所述第二开关、变压器、整流滤波单元和所述恒流单元依次连接；所述整流滤波单元与所述负载的正极连接；所述恒流单元，用于将所述整流模块输出的直流电调制为初级恒流信号；所述变压器，用于将所述初级恒流信号调制为高频脉冲信号；所述整流滤波单元，用于将所述高频脉冲信号调制为恒流信号输出至所述负载的正极；所述第二开关，用于在所述恒流单元开机时处于导通状态，在所述恒流单元待机时处于断开状态。

本发明实施例中，图6是本发明另一实施例提供的LED驱动电路的电路结构示意图，参示图6，该LED驱动电路电源为市电，所述整流模块100为桥式整流电路，桥式整流电路的第一端连接火线，桥式整流电路的第三端连接零线，第四端接地，第二端输出直流电至所述恒流单元210；恒流单元210对直流电进行处理后，通过第二开关Q2输出初级恒流信号至变压器T1；其中，第二开关Q2的第三端连接恒流单元210的输出端，第二开关Q2的第二端接地，第二开关Q2的第一端连接变压器T1，第二开关可以为三极管、MOS管或者继电器，用于在所述恒流单元210开机时处于导通状态，在所述恒流单元210待机时处于断开状态。变压器T1，用于将所述初级恒流信号调制为高频脉冲信号；整流滤波单元220，用于将所述高频脉冲信号调制为恒流信号输出至所述负载的正极；LED1和LED2为负载，Q1为第一开关，R1为第一电阻。

一些实施例中，所述滤波整流单元包括：二极管和电容；所述变压器和所述二极管构成第一支路；其中，所述第一支路连接所述负载的正极；所述变压器、所述二极管和所述电容构成第二支路；其中，所述第二支路接地。

本发明实施例中，参示图6，所述滤波整流单元220包括：二极管D1和电容C1；所述变压器T1和所述二极管D1构成第一支路，所述第一支路连接所述负载的正极；所述变压器T1、所述二极管D1和所述电容C1构成第二支路，所述第二支路接地。

一些实施例中，所述第二开关包括：MOS管、三极管或继电器。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模型的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种LED驱动电路，与电源和负载连接使用，其特征在于，包括：整流模块、恒流驱动模块、比较检测模块和泄压模块；其中，所述泄压模块包括阻尼单元和开关单元；

所述整流模块与所述电源连接，用于将所述电源的交流电转换为直流电；

所述恒流驱动模块与所述整流模块连接，用于将所述直流电转换为恒流信号并输出至负载的正极；

所述比较检测模块与所述泄压模块和所述恒流驱动模块连接，用于检测所述恒流驱动模块的输出端电压，并在检测到所述恒流驱动模块的输出端电压大于第一预设电压时，控制所述泄压模块中的开关单元处于断开状态，以使所述阻尼单元对所述负载进行分压，在检测到所述恒流驱动模块的输出端电压小于第二预设电压时，控制所述泄压模块中的开关单元处于导通状态，以使所述阻尼单元短路；

所述泄压模块串联在所述负载的负极和地端之间。

2.如权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，

所述阻尼单元包括第一电阻；

所述开关单元包括第一开关；

所述第一电阻和所述第一开关并联。

3.如权利要求2所述的LED驱动电路，其特征在于，所述比较检测模块包括：比较器控制单元和信号检测单元；

所述信号检测单元与所述恒流驱动模块的输出端连接，用于接收所述恒流驱动模块的输出端的电压，并经过分压后输出至所述比较器控制单元；

所述比较器控制单元与所述信号检测单元和所述第一开关连接，用于接收所述信号检测单元输出的分压电压，并在所述分压电压大于第三预设电压时，发送第一电平信号至所述第一开关，在所述分压电压小于第四预设电压时，发送第二电平信号至所述第一开关；其中，所述第一电平信号用于控制所述第一开关处于断开状态，以使所述第一电阻对所述负载进行分压；所述第二电平信号用于控制所述第一开关处于导通状态，以使所述第一电阻短路。

4.如权利要求3所述的LED驱动电路，其特征在于，还包括：供电模块；

所述供电模块，与所述比较器控制单元和所述信号检测单元连接，用于为所述比较器控制单元和所述信号检测单元供电。

5.如权利要4所述的LED驱动电路，其特征在于，所述比较器控制单元包括：第二电阻和比较器；

所述比较器的第一引脚与所述供电模块连接，所述比较器的第二引脚连接第二电阻后与所述供电模块连接，所述比较器的第三引脚与所述信号检测单元连接，所述比较器的第四引脚与所述第一开关连接，所述比较器的第五引脚接地。

6.如权利要求5所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第三预设电压和所述第四预设电压为所述比较器的基准电压；

相应的，所述比较器用于在所述信号检测单元输出的分压电压大于所述比较器的基准电压时，输出低电平信号至所述第一开关，在所述分压电压小于或等于所述比较器的基准电压时，输出高电平信号至所述第一开关；

所述第一开关，用于在接收到所述低电平信号时处于断开状态，在接收到所述高电平信号时处于导通状态。

7.如权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述整流模块包括桥式整流电路。

8.如权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述恒流驱动模块包括：恒流单元、第二开关、变压器和整流滤波单元；所述恒流单元与所述整流模块连接；所述第二开关、变压器、整流滤波单元和所述恒流单元依次连接；所述整流滤波单元与所述负载的正极连接；

所述恒流单元，用于将所述整流模块输出的直流电调制为初级恒流信号；

所述变压器，用于将所述初级恒流信号调制为高频脉冲信号；

所述整流滤波单元，用于将所述高频脉冲信号调制为恒流信号输出至所述负载的正极；

所述第二开关，用于在所述恒流单元开机时处于导通状态，在所述恒流单元待机时处于断开状态。

9.如权利要求8所述的LED驱动电路，其特征在于，所述滤波整流单元包括：二极管和电容；

所述变压器和所述二极管构成第一支路；其中，所述第一支路连接所述负载的正极；

所述变压器、所述二极管和所述电容构成第二支路；其中，所述第二支路接地。

10.如权利要求1至9任一项所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第二开关包括：MOS管、三极管或继电器。

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