CN112135394A - 一种可升压降压的恒流led驱动电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可升压降压的恒流LED驱动电路，包括输入电路、升压/降压电路、输出电路以及控制电路，升压/降压电路包括升压稳压电路和降压稳压电路，输入电路与升压/降压电路连接，升压/降压电路与输出电路连接，输出电路连接LED灯，LED灯连接控制电路，控制电路连接升压/降压电路。其有益效果在于，该恒流LED驱动电路通过CPU的智能控制，实现LED驱动电路既能工作在升压状态，又能工作在降压状态，保持当输入电压和输出电压接近时，损耗较小，带来的电磁干扰较低，且不会干扰其它电器设备，能够提高电气效率高，有利于节能环保。

Description

一种可升压降压的恒流LED驱动电路

技术领域

本发明涉及LED驱动电路技术领域，尤其涉及一种可升压降压的恒流LED驱动电路。

背景技术

LED灯由于具备发光率高、光谱分布均匀、高效节能、寿命长、低压可控等特性，被广泛应用于城市绿化照明、矿井灯、手电筒、机动车的室内外照明灯等。

现有的LED灯，当输入电压范围较大时，输出电压有时需要升压，有时需要降压，相对简单的拓扑往往只能单一的降压或者升压，目前满足升降压拓扑结构的电路结构复杂，大范围内电压波动仍然存在输出电流不稳定、电气效率低及较大的电磁干扰等问题。

以上不足，有待改进。

发明内容

为了克服现有的技术的不足，本发明提供一种可升压降压的恒流LED驱动电路。

本发明技术方案如下所述：

一种可升压降压的恒流LED驱动电路，包括输入电路、升压/降压电路、输出电路以及控制电路，所述升压/降压电路包括升压稳压电路和降压稳压电路，所述输入电路与所述升压/降压电路连接，所述升压/降压电路与所述输出电路连接，所述输出电路连接LED灯，所述LED灯连接所述控制电路，所述控制电路连接所述升压/降压电路。

根据上述方案的本发明，其特征在于，所述输入电路包括两路输入电源及切换电路，所述切换电路用于对两路所述输入电源进行切换。

根据上述方案的本发明，其特征在于，所述输入电路包括继电器、第一电感及第一电容，所述继电器的第二引脚经所述第一电感分别连接所述第一电容及所述降压稳压电路。

根据上述方案的本发明，其特征在于，一路所述输入电源为直流电压，所述直流电压经第三二极管及第二电阻与所述继电器的第一引脚连接；一路所述输入电源为电池，所述电池连接所述继电器的第三引脚。

根据上述方案的本发明，其特征在于，所述降压稳压电路包括第二MOS管、第一二极管及第二电感，所述第二MOS管的第一引脚至第三引脚均连接所述输入电路及第八电阻的一端，所述第二MOS管的第四引脚分别连接所述控制电路及所述第八电阻的另一端，所述第二MOS管的第五引脚至第八引脚均连接所述第一二极管的一端及所述第二电感的一端，所述第二电感的另一端连接所述升压稳压电路，所述第一二极管的另一端接地。

根据上述方案的本发明，其特征在于，所述升压稳压电路包括第二电感、第一MOS管、第四二极管及第四电容，所述第二电感的一端连接所述降压稳压电路，所述第二电感的另一端经所述第四二极管分别连接所述第四电容及LED灯，所述第二电感的另一端经所述第一MOS管分别连接第六电阻及第七电阻后连接所述控制电路。

根据上述方案的本发明，其特征在于，所述控制电路包括第一芯片、三极管、第三电阻、第四电阻、第五电阻以及第五电容，所述LED灯分别连接所述第三电阻的一端、所述第四电阻的一端以及所述第五电阻的一端，所述第五电阻的另一端分别连接所述第一芯片的第一引脚及所述第五电容的一端，所述第三电阻的另一端、所述第四电阻的另一端以及所述第五电容的另一端均接地；

所述第一芯片的第十一引脚连接所述升压稳压电路，所述第一芯片的第十二引脚连接5V电压，所述第一芯片的第十六引脚经第十六电阻分别连接第十五电阻及所述三极管的基极，所述三极管的集电极经第十四电阻连接所述降压稳压电路，所述第十五电阻的另一端及所述三极管的发射极接地。

根据上述方案的本发明，其有益效果在于，该恒流LED驱动电路通过CPU的智能控制，实现LED驱动电路既能工作在升压状态，又能工作在降压状态，保持当输入电压和输出电压接近时，损耗较小，带来的电磁干扰较低，且不会干扰其它电器设备，能够提高电气效率高，有利于节能环保。

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为本发明的LED驱动电路系统框图；

图2为本发明的LED驱动电路原理图；

图3为本发明的输入电路原理图；

图4为本发明的降压稳压电路原理图；

图5为本发明的升压稳压电路原理图；

图6为本发明的控制电路原理图。

图中各附图标记：

1、输入电路，2、降压稳压电路，3、升压稳压电路，4、输出电路，5、控制电路。

具体实施方式

下面结合附图以及实施方式对本发明进行进一步的描述：

如图1至图2所示，一种可升压降压的恒流LED驱动电路，包括输入电路1、升压/降压电路、输出电路4以及控制电路5，升压/降压电路包括降压稳压电路2和升压稳压电路3，输入电路1与升压/降压电路连接，升压/降压电路与输出电路4连接，输出电路4连接LED灯，LED灯连接控制电路5，控制电路5连接升压/降压电路。

如图2、图3所示，输入电路1主要实现输入电源的切换。输入电路1包括输入电源及切换电路，输入电路1的输入电源包括一路直流电压及一路电池BT1，直流电压及电池BT1通过切换电路进行切换。

直流电压为经第三二极管D3流过的稳定直流电压12V，当12V电压供电时需要升压。电池BT1供电时需要降压。

输入电路1主要包括继电器K1、第一电感L1及第一电容C1。第三二极管D3的正极连接输入电压，第三二极管D3的负极连接第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端连接继电器K1的第一引脚1。继电器K1的第二引脚2连接第一电感L1的一端，第一电感L1的另一端连接第一电容C1的正极及降压稳压电路2，第一电容C1的负极接地。继电器K1的第三引脚3连接电池BT1的一端，电池BT1的另一端接地。通过继电器进行切换选择需要的输入电源。

切换电路为继电器K1，继电器K1用于电池BT1与输入电压之间的切换。继电器K1的一端连接第五二极管D5的正极，第五二极管的负极分别连接继电器K1的另一端及12V电压。

如图2、图4所示，降压稳压电路2主要实现当输入电池供电时，降压稳压电路2降压成LED灯需要的18V工作电压。降压稳压电路2分别连接输入电路1、升压稳压电路3及控制电路5，具体的：降压稳压电路2主要包括第二MOS管Q2、第一二极管D1及第二电感L2，第二MOS管Q2的第一引脚1、第二MOS管Q2的第二引脚2及第二MOS管Q2的第三引脚3均连接输入电路1的第一电感L1的的另一端及第八电阻R8的一端。第二MOS管Q2的第四引脚4分别连接第八电阻R8的另一端及控制电路5。第二MOS管Q2的第五引脚5、第二MOS管Q2的第六引脚6、第二MOS管Q2的第七引脚7及第二MOS管Q2的第八引脚8均连接第一二极管D1的负极及第二电感L2的一端，第一二极管D1的正极接地，第二电感L2的另一端连接升压稳压电路3。

如图2、图5所示，升压稳压电路3主要完成当输入电压较低时，将电压升压成LED灯工作的所需电压值18V。升压稳压电路3分别连接降压稳压电路2及控制电路5，具体的：升压稳压电路3主要包括第二电感L2、第一MOS管Q1、第四电容C4及第四二极管D4。第二电感L2的一端连接降压稳压电路2，第二电感L2的另一端分别连接第四二极管D4的正极及第一MOS管Q1的漏极D。

第一场效应Q1的源极S连接第六电阻R6的一端后接地。

第一MOS管Q1的栅极G通过第七电阻R7分别连接第六电阻R6的另一端及控制电路5中的第一芯片U1的第十一引脚11。

第四二极管D4的负极分别连接第四电容C4的正极及LED灯的正极，第四电容C4的负极接地。

如图2、图6所示，控制电路5主要用来通过检测电压值从而进行电源输出的升压或降压。控制电路5连接分别升压稳压电路3及降压稳压电路2。具体的：控制电路5主要包括第一芯片U1、三极管Q3、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5以及第五电容C5，具体的：LED灯的负极分别连接第三电阻R3的一端、第四电阻R4的一端以及第五电阻R5的一端，第五电阻R5的另一端分别连接控制电路5中的第一芯片U1的第一引脚1及第五电容C5的一端，第三电阻R3的另一端、第四电阻R4的另一端以及第五电容C5的另一端均接地，第一芯片U1的第五引脚5接地。

第一芯片U1的第十一引脚11连接升压稳压电路3，第一芯片U1的第十二引脚12连接5V电压，第一芯片U1的第十六引脚16连接第十六电阻R16的一端，第十六电阻R16的另一端分别连接第十五电阻R15的一端及三极管Q3的基极，三极管Q3的集电极连接第十四电阻R14的一端，第十四电阻R14的另一端连接降压稳压电路2，第十五电阻15的另一端及三极管Q3的发射极接地。

在可升压降压的恒流LED驱动电路中，电压经第三二极管D3，第二电阻R2进入，第三二极管D3的作用是防止电池BT1电流倒灌，第二电阻R2起到保险作用。继电器K1用于电池BT1与输入电压之间的切换。第一电感L1，第一电容C1具有滤波储能作用。第二MOS管Q2、第一二极管D1及第二电感L2组成降压稳压电路2，完成降低电压的作用。三极管Q3用来控制第二MOS管Q2的开通或关断。第二电感L2、第一MOS管Q1、第四二极管D4及第四电容C4组成升压稳压电路3，完成升高电压的作用。控制电路5使用CPU芯片，通过第三电阻R3，第四电阻R4采样的LED电流大小，通过软件运算，控制输出的脉宽波形，用来调节第一MOS管Q1或第二MOS管Q2的导通时间和频率，从而达到恒流的作用。

本发明的工作原理：

电路工作时，通过采样电阻来检测流经LED灯的电流是否满足所需，若不是所需的预定值，进而通过控制电路5控制LED驱动电路的升压或降压，使其输出恒定的电流。具有如下三种情况：

（1）当输入电压值为12V供电时，控制电路5开通升压稳压电路3，控制电路5控制第一MOS管Q1导通，控制第一MOS管Q1工作在闭环模式，控制输出电流恒定在预定值。

（2）当输入电压为电池供电时，供电电压在18V-21V范围时，控制电路5直接给LED灯供电，通过电阻进行限流。

（3）当输入电压为电池供电时，当供电电压大于21V时，控制电路5关闭升压稳压电路3，开通降压稳压电路2，控制输出电流恒定在预定值。

该恒流LED驱动电路通过CPU的智能控制，实现LED驱动电路既能工作在升压状态，又能工作在降压状态，保持当输入电压和输出电压接近时，损耗较小，带来的电磁干扰较低，且不会干扰其它电器设备，能够提高电气效率高，有利于节能环保。本发明的输出电流可以通过控制电路5控制，适用于多种应用需求。该恒流LED驱动电路设计简单，可靠，有利于提高生产效率。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

上面结合附图对本发明专利进行了示例性的描述，显然本发明专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种可升压降压的恒流LED驱动电路，其特征在于，包括输入电路、升压/降压电路、输出电路以及控制电路，所述升压/降压电路包括升压稳压电路和降压稳压电路，所述输入电路与所述升压/降压电路连接，所述升压/降压电路与所述输出电路连接，所述输出电路连接LED灯，所述LED灯连接所述控制电路，所述控制电路连接所述升压/降压电路。

2.根据权利要求1所述的可升压降压的恒流LED驱动电路，其特征在于，所述输入电路包括两路输入电源及切换电路，所述切换电路用于对两路所述输入电源进行切换。

3.根据权利要求2所述的可升压降压的恒流LED驱动电路，其特征在于，所述输入电路包括继电器、第一电感及第一电容，所述继电器的第二引脚经所述第一电感分别连接所述第一电容及所述降压稳压电路。

4.根据权利要求3所述的可升压降压的恒流LED驱动电路，其特征在于，一路所述输入电源为直流电压，所述直流电压经第三二极管及第二电阻与所述继电器的第一引脚连接；一路所述输入电源为电池，所述电池连接所述继电器的第三引脚。

5.根据权利要求1所述的可升压降压的恒流LED驱动电路，其特征在于，所述降压稳压电路包括第二MOS管、第一二极管及第二电感，所述第二MOS管的第一引脚至第三引脚均连接所述输入电路及第八电阻的一端，所述第二MOS管的第四引脚分别连接所述控制电路及所述第八电阻的另一端，所述第二MOS管的第五引脚至第八引脚均连接所述第一二极管的一端及所述第二电感的一端，所述第二电感的另一端连接所述升压稳压电路，所述第一二极管的另一端接地。

6.根据权利要求1所述的可升压降压的恒流LED驱动电路，其特征在于，所述升压稳压电路包括第二电感、第一MOS管、第四二极管及第四电容，所述第二电感的一端连接所述降压稳压电路，所述第二电感的另一端经所述第四二极管分别连接所述第四电容及LED灯，所述第二电感的另一端经所述第一MOS管分别连接第六电阻及第七电阻后连接所述控制电路。

7.根据权利要求1所述的可升压降压的恒流LED驱动电路，其特征在于，所述控制电路包括第一芯片、三极管、第三电阻、第四电阻、第五电阻以及第五电容，所述LED灯分别连接所述第三电阻的一端、所述第四电阻的一端以及所述第五电阻的一端，所述第五电阻的另一端分别连接所述第一芯片的第一引脚及所述第五电容的一端，所述第三电阻的另一端、所述第四电阻的另一端以及所述第五电容的另一端均接地；

所述第一芯片的第十一引脚连接所述升压稳压电路，所述第一芯片的第十二引脚连接5V电压，所述第一芯片的第十六引脚经第十六电阻分别连接第十五电阻及所述三极管的基极，所述三极管的集电极经第十四电阻连接所述降压稳压电路，所述第十五电阻的另一端及所述三极管的发射极接地。

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