CN112616221A - 一种cdr限流恒流led驱动电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种CDR限流恒流LED驱动电路，包括LED灯模块、第一支路和第二支路，所述第一支路上设置有串联的电解电容、第一二极管和第一电阻，所述第二支路上设置有线性驱动芯片，第一支路的第一端和第二支路的第一端均与电源正极连接，第一支路的第二端和第二支路的第二端均与电源负极连接，所述LED驱动电路还包括第二二极管，第二二极管的阴极与所述电解电容的阴极连接，第二二极管的阳极与电源负极连接。本发明的CDR限流恒流LED驱动电路简易、成本低，可以实现LED灯的恒流驱动设置。

Description

一种CDR限流恒流LED驱动电路

技术领域

本发明涉及LED照明技术领域，尤其涉及一种CDR限流恒流LED驱动电路。

背景技术

作为一种低碳、绿色、无污染的光源，LED已经成为人们生活中不可或缺的一部分。目前在LED通用照明领域中，对于LED光源的驱动，通常使用LED驱动电路专有芯片，利用不同的电路拓扑和架构来实现LED电路的恒流设置。但是，这种方案的外围电路复杂且成本高，有时还面临IC芯片缺货、不能正常投入生产的风险。

发明内容

鉴于以上内容，本发明提供了一种CDR限流恒流LED驱动电路，不仅实现LED电路的恒流设置，还简单可靠、成本低，易实现量产。技术方案如下：

本发明提供了一种CDR限流恒流LED驱动电路，所述LED驱动电路包括LED灯模块，所述LED灯模块具有阳极和阴极，所述LED灯模块的阴极与电源负极连接；

第一支路，所述第一支路上设置有串联连接的电解电容、第一二极管和第一电阻，所述第一二极管的阳极与所述电解电容的阴极连接，所述第一电阻与所述电解电容的阴极连接，所述第一支路的靠近所述电解电容的一端为第一支路的第一端，所述第一支路的靠近所述第一二极管的一端为第一支路的第二端，所述第一支路的第一端与电源正极连接，所述第一支路的第二端与所述LED灯模块的阳极连接；

第二支路，所述第二支路上设置有线性驱动芯片，所述线性驱动芯片具有CS引脚、Drain引脚和GND引脚，所述CS引脚通过电流检测电阻与所述GND引脚连接，所述第二支路的靠近所述Drain引脚的一端为第二支路的第一端，所述第二支路的靠近所述CS引脚的一端为所述第二支路的第二端，所述第二支路的第一端与电源正极连接，所述第二支路的第二端与所述LED灯模块的阳极连接，且所述第二支路的第二端位于所述电流检测电阻与所述GND引脚之间；

第二二极管，所述第二二极管的阳极与电源负极连接，所述第二二极管的阴极与所述电解电容的阴极连接。

可选地，在所述第一支路上，所述的电解电容、第一二极管和第一电阻依次串联，所述第一电阻与所述第一二极管的阴极连接。

或者，在所述第一支路上，所述的电解电容、第一电阻和第一二极管依次串联，所述第一电阻与所述第一二极管的阳极连接。

进一步地，所述LED驱动电路包括第三三极管，所述第三三极管的阳极与电源正极连接，所述第三三极管的阴极与所述第一支路的第一端连接。

进一步地，所述LED灯模块包括多个首尾串联连接的LED灯。

进一步地，所述第一电阻为贴片电阻或插件电阻。

进一步地，所述第一电阻为纯电阻性线性元件。

进一步地，所述线性驱动芯片为低压线性恒流芯片。

当输入电压的瞬时电压为LED灯模块工作电压的1～2倍时，所述线性驱动芯片处于导通状态，所述电解电容处于断开状态；

当输入电压的瞬时电压大于LED灯模块工作电压的2倍时，所述线性驱动芯片处于断开状态，所述电解电容处于导通状态。

本发明具有下列优点：

a.不仅实现LED电路的恒流设置，还简单可靠；

b.成本低，易实现量产；

c.节省PCB空间。

附图说明

图1是本发明实施例提供的CDR限流恒流LED驱动电路的电路图。

具体实施方式

以下结合说明书附图及具体实施例进一步说明本发明的技术方案。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的一个实施例中，如图1所示，提供了一种CDR限流恒流LED驱动电路，所述LED驱动电路包括

LED灯模块，所述LED灯模块具有阳极和阴极，所述LED灯模块的阴极与电源负极连接；

第一支路，所述第一支路上设置有串联连接的电解电容C、第一二极管D和第一电阻R，所述第一二极管的阳极与所述电解电容的阴极连接，所述第一电阻与所述电解电容的阴极连接，所述第一支路的靠近所述电解电容的一端为第一支路的第一端，所述第一支路的靠近所述第一二极管的一端为第一支路的第二端，所述第一支路的第一端与电源正极连接，所述第一支路的第二端与所述LED灯模块的阳极连接；

第二支路，所述第二支路上设置有线性驱动芯片IC，所述线性驱动芯片具有CS引脚、Drain引脚和GND引脚，所述CS引脚通过电流检测电阻与所述GND引脚连接，所述第二支路的靠近所述Drain引脚的一端为第二支路的第一端，所述第二支路的靠近所述CS引脚的一端为所述第二支路的第二端，所述第二支路的第一端与电源正极连接，所述第二支路的第二端与所述LED灯模块的阳极连接；

所述第二支路上设置有电流检测电阻Rcs，所述电流检测电阻Rcs的两端分别与所述CS引脚和所述GND引脚连接，所述第二支路的第二端位于所述电流检测电阻与所述GND引脚之间。Rcs是电流检测电阻，用以控制在低压导通期间流过LED的峰值电流。

第二二极管D2，所述第二二极管的阳极与电源负极连接，所述第二二极管的阴极与所述电解电容的阴极连接。

电解电容C将在供电电压高于两倍LED负载电压时启动工作，是可储存电荷且充放电时能有电流流动的储能元件；第二二极管D2的作用是为电解电容的放电提供通路；第一二极管D用于整流并阻止LED电流反向流入电解电容，第一电阻R用于增大回路阻抗且起到限流恒流的功能。第一支路的第一端与线性驱动芯片的漏极Drain引脚相连接，用于在低于LED负载电压时电解电容的放电，且与LED模块以及所述续流二极管D2组成放电回路，同时补充了LED回路的电流。

第一二极管D和第二二极管D2可以为普通整流二极管或快恢复或超快恢复硅或碳化硅半导体材料构成的半导体元件，其规格、型号可以相同，也可以不同。

在本发明的一个实施例中，在所述第一支路上，所述的电解电容、第一二极管和第一电阻依次串联，所述第一电阻与所述第一二极管的阴极连接。

在本发明的另一个实施例中，在所述第一支路上，所述的电解电容、第一电阻和第一二极管依次串联，所述第一电阻与所述第一二极管的阳极连接。

第一电阻与第一二极管的连接顺序改变对本发明的技术方案没有影响。

在本发明的一个实施例中，所述LED驱动电路包括第三三极管，所述第三三极管的阳极与电源正极连接，所述第三三极管的阴极与所述第一支路的第一端连接，用于降低传导干扰。

在本发明的一个实施例中，所述LED灯模块包括一个或多个首尾串联连接的LED灯，如图1所示，第一个LED灯为LED1，依次类推，第n个LED灯为LEDn，这些LED灯中，第i个灯的阳极与第i-1个灯的阴极连接(i为大于1且小于等于n的整数)，形成灯串。也就是说，本发明既可以用于单LED的情况，比如台灯照明，也可以用于多LED的情况，比如大厅照明，甚至可以用于多LED阵列显示。

在本发明的一个实施例中，所述第一电阻为贴片电阻或插件电阻，可以选取不同的阻值，从而调节电流的大小。

在本发明的一个优选实施例中，所述第一电阻为纯电阻性线性元件。

在本发明的一个实施例中，所述线性驱动芯片为低压线性恒流芯片，适合应用于对LED灯的控制中。

本发明的技术方案可以与简单的低压单端LED线性恒流电路匹配使用，可实现全电压段的LED恒流，极大地缩减电路成本。

在本发明的一个实施例中：

当输入电压的瞬时电压为LED灯模块工作电压的1～2倍时，所述线性驱动芯片处于导通状态，所述电解电容处于断开状态，即，第二支路导通，第一支路断开；

当输入电压的瞬时电压大于LED灯模块工作电压的2倍时，所述线性驱动芯片处于断开状态，所述电解电容处于导通状态，即，第一支路导通，第二支路断开。

由于第一支路与第二支路对电压或电流有着不同的调节特性，因此，在不同的瞬时电压下，两支路的导通情况不同，整个电路以合适的调节模式对电压进行调节，最终得到适合LED灯工作的电压和恒流电流。

具体地，各个元件的作用如下：

储能元件电解电容C：所述元件C将承担高出LED负载那部分电压，用于保护LED且同时充电储存电荷，亦会用于在电源电压低于LED负载电压时给予LED续流。所述C通过规律性的充放电，实现LED的电流连续不中断。

第一二极管(隔离二极管)D：所述元件D的阳极与所述C的阴极连接，所述D的阴极与限流恒流电阻R连接。D用于在低压线性IC工作时阻止LED串的电流反向流入到C的阴极。

第一电阻(限流恒流电阻)R：所述元件R为纯阻性元件，用于增大CDR的串联回路的阻抗，改变R的大小，就能限定并恒定电流。

所述IC特征为低压单段线性恒流IC。

所述CDR恒流电路一端是通过C的正极与电源模块的正相连接，亦同时与低压单段恒流IC的Drain相连接，所述CDR恒流电路另一端通过R与LED串的正相连接，亦与低压单段恒流IC的公共参考点GND相连，IC的电流检测脚CS通过检测电阻也连接到IC的公共参考点GND.所述CDR发明电路与低压单段恒流IC组成的全电压范围恒流电路同时包含续流二极管D2。

所述D2的阴极与电解电容C的阴极相连，与第一二极管D的阳极相连，第二二极管D2的阳极与电源模块的负极相连，也与LED串的阴极相连，即D2的阳极与LED串的阴极都同时接到电源模块的负极。

所述CDR恒流电路中的D与R的顺序可以在串联回路中互换，所述特征为：电解电容C的阴极与第一电阻R的一端连接，R的另一端与所述第一二极管D的阳极相连接，R还同时与续流二极管D2的阴极相连接。所述第一二极管D的阴极与LED串的正极连接，亦同时与低压单段恒流IC的公共参考点GND连接。

在本发明的一个实施例中，电源模块(或外接电源)、一个或多个LED以及CDR恒流和低压单段线性恒流IC构成了全电压恒流电路，也称CDR恒流电路，或称CDR电路。

本实施例中设置多个LED串联，分别标记为LED1～LEDn，它们依次按顺序1～n串联后，正极与CDR恒流电路的第一电阻R连接，同时也连到低压单段线性恒流IC的公共端GND，LED串的负极连接到供电电源模块的负极。

CDR恒流电路包括电解电容C，第一电阻R，第一二极管D组成的电路串，如附图1所示，其中D和R的顺序可以互换，具有同等恒流作用。所述电路串通过C的正极连接到电源模块或供电模块的正极，同时连接到低压单段线性恒流IC的Drain引脚。第二二极管(续流二极管)D2的阳极连接到LED串的阴极和电源模块的负极。

电解电容C的阳极与电源模块之间可以加入一个第三二极管D3，用以解决电路在工作过程中产生的传导干扰。

低压单段线性恒流IC的CS脚接一个电流检测电阻到IC的公共端GND，用以控制其在低压导通期间流过LED的峰值电流。

电源模块为瞬时电压大小值实时变化的直流电源，可通过一个整流桥整流交流市电后得到。整流桥后可放置一个小容量的CBB电容用于滤除谐波干扰，亦可不放置，具体视电路抗干扰能力来决定。但不可放置大容量的电解以避免把实时变化的瞬时电压滤平，影响电路工作。

现对于此发明的电路的整个工作过程做简单介绍：

当电源模块提供的瞬时电压小于LED负载电压时，LED负载不导通，没有电流流经LED,此时的电解电容C由于没有任何导通回路也无法充电储能，整个电路不工作。随着输入瞬时电压的增大，当其值达到大于LED负载电压且小于2倍LED负载电压区间时，低压单段线性恒流IC的Drain端导通，LED有电流流过，随着瞬时电压的增大，流过LED的电流也在增大，为了避免LED电流过大，IC内部的线补偿电路实时侦测输入电压，通过减低CS端的参考值来限制LED的峰值，实现多个工频周期的恒流。在IC工作的时候，发明电路被IC内部的MOSFET短路,发明电路不工作。随着输入电压的进一步增大，当供电电源的瞬时电压大于2倍LED负载电压时，IC线补足够大，CS脚的参考电压将为0，此时其内部的MOSFET关断，本发明CDR电路开始工作。这时电流流经电解，给电解充电储能同时分担掉LED负载电压值以外的电压，电阻R限定流过LED的电流。通过改变电阻R值的大小，可得到不同的LED电流，简单易操作。当电源模块的瞬时电压降到1倍LED负载电压与2倍LED负载电压之间时，IC重复前述工作过程，CDR电路停止工作。当电源模块的瞬时电压低于LED负载电压时，由于电解电容C储存了电能而有较高的电压，其通过低压单段线性IC内的MOSFET导通，与LED串及续流二极管D2形成回路，完成能量的释放，提高了电源的利用效率。这样整个电路完成了一个工作周期，实现了全电压段的恒流。本发明实现了分立恒流电路CDR与集成恒流电路IC的完美结合，功能实现了LED恒流，降低了成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制其专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种CDR限流恒流LED驱动电路，其特征在于，所述LED驱动电路包括

LED灯模块，所述LED灯模块具有阳极和阴极，所述LED灯模块的阴极与电源负极连接；

第一支路，所述第一支路上设置有串联连接的电解电容、第一二极管和第一电阻，所述第一二极管的阳极与所述电解电容的阴极连接，所述第一电阻与所述电解电容的阴极连接，所述第一支路的靠近所述电解电容的一端为第一支路的第一端，所述第一支路的靠近所述第一二极管的一端为第一支路的第二端，所述第一支路的第一端与电源正极连接，所述第一支路的第二端与所述LED灯模块的阳极连接；

第二支路，所述第二支路上设置有线性驱动芯片，所述线性驱动芯片具有CS引脚、Drain引脚和GND引脚，所述CS引脚通过电流检测电阻与所述GND引脚连接，所述第二支路的靠近所述Drain引脚的一端为第二支路的第一端，所述第二支路的靠近所述CS引脚的一端为所述第二支路的第二端，所述第二支路的第一端与电源正极连接，所述第二支路的第二端与所述LED灯模块的阳极连接，且所述第二支路的第二端位于所述电流检测电阻与所述GND引脚之间；

第二二极管，所述第二二极管的阳极与电源负极连接，所述第二二极管的阴极与所述电解电容的阴极连接。

2.如权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第一支路上，所述的电解电容、第一二极管和第一电阻依次串联，所述第一电阻与所述第一二极管的阴极连接。

3.如权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第一支路上，所述的电解电容、第一电阻和第一二极管依次串联，所述第一电阻与所述第一二极管的阳极连接。

4.如权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述LED驱动电路包括第三三极管，所述第三三极管的阳极与电源正极连接，所述第三三极管的阴极与所述第一支路的第一端连接。

5.如权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述LED灯模块包括多个首尾串联连接的LED灯。

6.如权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第一电阻为贴片电阻或插件电阻。

7.如权利要求1或7所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第一电阻为纯电阻性线性元件。

8.如权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述线性驱动芯片为低压线性恒流芯片。

9.如权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于：

当输入电压的瞬时电压为LED灯模块工作电压的1～2倍时，所述线性驱动芯片处于导通状态，所述电解电容处于断开状态；

当输入电压的瞬时电压大于LED灯模块工作电压的2倍时，所述线性驱动芯片处于断开状态，所述电解电容处于导通状态。

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