CN201318651Y

CN201318651Y - Led路灯电路

Info

Publication number: CN201318651Y
Application number: CNU2008202018796U
Authority: CN
Inventors: 刘东芳
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-10-15
Filing date: 2008-10-15
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2018-10-15

Abstract

本实用新型涉及一种LED电路，具体来说，涉及一种LED路灯照明灯具电路。它包括路灯电源电路和路灯LED显示电路。其中路灯电源电路包括开机浪涌电流及过流保护电路、防雷保护电路、放电电路、EMC滤波电路、桥式整流电路、带PFC控制的稳压输出电路、电压输出端、输入电压端和电容，路灯LED显示电路的LED显示元件采用先并联再串联的矩阵式连接结构。本实用新型可以保护电路上的元件不会受到外界影响，同时抑制外界干扰信号的影响，而且路灯LED显示电路采用先并联再串联的矩阵式连接结构，当其中一个或几个LED出现故障时，不会对整个灯具的照明产生明显的影响，这样既降低了灯具的维修成本，又延长了灯具的使用寿命。

Description

LED路灯电路

技术领域

本实用新型涉及一种LED电路，具体来说，涉及一种LED路灯照明灯具电路。

背景技术

当前大多数LED路灯照明灯具的电源电路元器件多，电路复杂，成本高；无开机瞬间防浪涌电流保护电路，同时有些电源电路在防雷、过流保护和EMI处理等也存在问题。还有LED显示电路大多数采用纯串联或者串并联相结合的连接设计。如果采用纯串联电路设计，当其中一个LED出现故障时，会影响整个灯具的照明；如果采用串并联相结合的连接，当其中一个LED出现故障时，会出现一串LED照明出现故障；这样灯具的维修次数增多，维修成本高，对客户会造成很多麻烦。

如图2，LED显示电路采用的就是串并联电路，而当任何一个串联分支上的其中一个LED出现故障时，那么这一串LED照明都会出现故障，图3是纯串联电路，当其中任何一个一个LED出现故障时，那么整个电路都会断电，而且这两个电路的检查故障点时也很麻烦，必须逐个LED检查，维修次数增多，维修成本高。

发明内容

针对以上的不足，本实用新型提供了一种LED路灯电路，它包括路灯电源电路和路灯LED显示电路。其中路灯电源电路包括开机浪涌电流及过流保护电路、防雷保护电路、放电电路、EMC滤波电路、桥式整流电路、带PFC控制的稳压输出电路、电压输出端、输入电压端和电容，路灯LED显示电路的LED显示元件采用先并联再串联的矩阵式连接结构。

所述开机浪涌电流及过流保护电路包括F 1保险丝和RH1负温度系数热敏电阻；所述防雷保护电路包括RV1、RV2、RV3压敏电阻和FDG1气体放电管；所述放电电路采用一个放电电阻；所述EMC滤波电路包括差模电容CX1、差模电容CX2、共模电感L1、共模电容CY1和共模电容CY2；所述桥式整流电路采用桥式整流管DB1把交流电转变为直流电；所述带PFC控制的稳压输出电路包括一个L6561控制芯片、电阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、电容C2、C3、C4、C5、二极管D5、D6、稳压管DZ1、功率开关管Q1、电解电容EC1、输出滤波电容EC2和高频升压变压器T1；所述路灯LED显示电路中的LED显示元件采用3.3V/20mA的小功率LED。

本实用新型的优点：

1)采用开机瞬间防浪涌电流保护电路、防雷保护电路、过流保护和EMI处理，可以保护电路上的元件工作情况下不会受到外界影响，同时抑制外界干扰信号的影响。

2)路灯LED显示电路的LED显示元件采用先并联再串联的矩阵式连接结构，当其中一个或几个LED出现故障时，不会对整个灯具的照明产生明显的影响，这样即降低了灯具的维修成本，又延长了灯具的使用寿命。

附图说明

图1为LED路灯电路示意图；

图2为路灯LED显示电路串并联结构示意图；

图3为路灯LED显示电路纯串联结构；

图4为路灯电源电路结构图；

图5为路灯LED显示电路先并联再串联的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步阐述。

如图1所示，、LED路灯电路包括路灯电源电路(1)和路灯LED显示电路(2)，(1)包括开机浪涌电流及过流保护电路(11)、防雷保护电路(12)、放电电路(13)、EMC滤波电路(14)、桥式整流电路(15)、带PFC控制的稳压输出电路(16)、电压输出端(17)、输入电压端(18)和电容(19)，如图4所示。(2)的LED显示元件采用先并联再串联的矩阵式连接结构。

开机瞬间防浪涌电流保护电路和过流保护电路包括F1保险丝和RH1负温度系数热敏电阻。F1(3.15A，250V)起着过流保护作用，可以保障电路在正常工作情况下，电网电流的变化不会对电路的元器件产生影响。RH1(5D-11)可以防止开机瞬间电流过高而烧毁电路中其他的元器件。

防雷保护电路包括RV1、RV2、RV3压敏电阻和FDG1气体放电管。由于路灯用于户外照明，防雷电路是必须的；当路灯遭到雷击时，此路灯会通过RV1、RV2、RV3压敏电阻(14D471)和FDG1(600V)气体放电管迅速把雷电放电到大地，保护整个路灯正常工作。

放电电路采用一个放电电阻，当电源电路处于断电的情况下，CX1和CX2等元件还会带电，容易触电伤人，所以在电源输入的两端要接放电电阻R1(1M，1/4W)。

EMI抑制电路包括差模电容CX1、差模电容CX2、共模电感L1、共模电容CY1和共模电容CY2。1)：差模电容CX1(0.1uF，275V)差模电容CX2(0.22uF，275V)、共模电感L1(16mH，2A)、共模电容CY1(2200pF，400V)和共模电容CY2(2200pF，400V)共同组成EMI抑制电路，可以抑制差模干扰信号和共模干扰信号对电路正常工作时产生干扰影响；2)：由于整个电源安装在金属电源盒内，还可预防周围工作电器等外部产生的干扰信号对本电路产生干扰。

桥式整流电路采用一个桥式整流管DB1(PBL405)，它可以把交流电转变为直流电。

采用一个桥式整流管DB1把交流电转变为直流电。

带PFC控制的稳压输出电路包括一个L6561控制芯片、电阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、电容C2、C3、C4、C5、二极管D5、D6、稳压管DZ1、功率开关管Q1、电解电容EC1、输出滤波电容EC2和高频升压变压器T1。

PFC控制的稳压输出电路功能说明：

1)概述：

1.1)APFC(Active power factor correction：有源功率因数较正)电源既要保持输出电压恒定，又要控制输入电流为正弦波，以获得高的功率因数，为了能方便地控制输入电流，L6561APFC电源常采用boost电路。

1.2)L6561为一电流准连续模式的APFC控制芯片，即电感电流处于连续模式与断续模式的临界点，在高压大电流场合，如果在二极管还在正向导通电流的时候，突然施加反向高压，将会有很大的反向恢复电流流动，产生较大的功耗，影响电路的可靠性和效率。因此在连续模式APFC电路中必须使用具有极短反向恢复时间trr的二极管。对于临界断续模式(L6561)APFC来说，由于功率MOS管是在二极管的正向导通电流下降到零以后才开通，所以对trr的要求不高，二极管的关断和MOS管的开通损耗很小。

1.3)L6561电源电路采用变频控制，频率主要取决于主回路及采样回路，计算公式为：

f(a)＝(Vo-1.414Virms*sin(a))*Virms*Virms/2L*Pi*Vo

Vo：输出电压

Virms：输入电压的有效值

L：高频变压器T1的初级电感量

Pi：输入功率

2).L6561工作原理

开机瞬间电路由R6给U1Pin8(VCC)供电(电路进入稳定状态后将由T1的次级线圈通过C5，R7，D5给U1供电)，U1开始工作，首先控制芯片生成一电感电流的参考信号，每一工作周期开始时MOS管Q1导通，T1初、次级线圈电流线性增加，U1Pin4(CS)将电感电流的检测信号(R10上的电压降)与参考信号相比，当电感电流检测值等于电感电流参考值时，MOS管Q1关断，初级线圈通过续流二极管D6对负载及大电容EC2供电，线圈电流慢慢减少，当初级线圈电流降为零时，次级线圈电流也降为零，此信号被U1Pin5(ZCD IN)检测到，此检测信号通过内部处理，又给U1PIN7(GDO)一高电平，触发MOS管Q1再导通，如此周而复始。

3).APFC较正原理

IC内部的电感电流的参考信号由系统输出电压检测值Vo*R4/(R4+R5)与给定值相减，再经由IC内部调节器，然后将IC内部调节器的输出与整流桥后端的boost电路输入电压(即经C1虑波后的电压)波形相乘得到。由于电感电流参考信号由电压反馈环决定，故保持系统稳定且获得高的功率因数。电感电流实际为三角波，其包络为电感电流参考信号，由于电感电流参考信号为电压误差放大器的输出与整流后的boost电路输入电压波形的乘积，且当系统稳定工作时，误差放大器的输出基本恒定，故电感电流的包络基本为正弦波。根据三角形面积公式，可得电感电流平均值，即电感电流的平均值为正弦波。由于并联于整流桥后端的滤波电路将电感电流的高频部分滤掉，故系统的输入电流为正弦波，且相位与电源电压一致，系统功率因数接近1。

4)电子元件功能简述

4.1)R2(1M，1/4W)，R3(1K，1/4W)，C2(10n，50V)：构成电阻分压网络，用以确定输入电压的波形与相位及限制输入电压过高，

R3和C2组成RC虑波器，用以消除IC Pin3的高频干扰信号。

4.2)C1(1uF，400V)用于过滤桥式整流后的高频信号。

4.3)R4(6.2K，1/4W)，R5(1M，1/4W)，C3(1u，50V)：构成电阻分压及补偿网络，组成了内部乘法器的两个输入端。R4，R5分压网络另一个重要的作用就是输出过压保护，当输出电压高于400V时，IC内部将会关断MOS Q1，从而限制输出电压过高。

4.4)R6(240K，1/4W)：用于开机瞬间给IC Pin8提供一个起动电压。

4.5)C4(0.1u，50V)、C5(10n，50V)、电解电容EC1(100u，50V)、快速恢复二极管D5(HER207)、稳压管DZ1(1N5248)、R7(400ohm，1/4W)：用以在电路进入稳定状态后给IC Pin8提供电压。R7，C5对次级线圈感应电压进行降压限流，稳压管DZ1保证IC处于稳定的工作电压，D5将交流电整流成单向直流电给IC供电，EC1对IC供电电压进行虑波，C4对IC电源引脚进行高频去耦。

4.6)R8(10ohm，1/4W)：用以防止MOS管Q1的驱动信号振荡

4.7)R9(68K，1/4W)：过零检测引脚的限流电阻.

4.8)R10(1ohm，1/2W)：电感电流检测电阻。另一个重要作用当负载短路时，MOS管Q1电流急剧增大，R10上的压降升高，当该信号大于芯片内部产生的电感电流参考信号时，内部过流保护电路启动，内部比较器翻转，使MOS管Q1截止，无功率输出。

4.9)D6(HER207)：快速恢复二极管，作用是防止初级线圈输出减小为零时输出端高压反灌，损毁电路元件。

4.10)Q1(IRF840)：功率开关管。输出电压与开关频率有关，频率越大输出电压越高

4.11)EC2(47u/450V)：输出虑波电容，其值越大输出电压越平滑

4.12)T1：高频升压变压器，传导输出功率.变压器的参数如下：

T：core THOMSON-CSF B1ET2910A(ETD29*16*10mm)OREQUIVALENT(OREGA 473201A8)

Primary 9DT of Litz wire 10*0.2mm

Secondary 7T of#27AWG(0.15mm)

Gap 1.25mm for a total primary inductance of 0.8H

如图5所示路灯LED显示电路采用3.3V/20mA小功率LED作为显示元件，把他们采用先并联再串联矩阵式连接进行电路设计，当其中一个或几个LED出现故障时，不会对整个灯具的照明产生明显的影响，这样即降低了灯具的维修成本，又延长了灯具的使用寿命。

Claims

1、一种LED路灯电路，它包括路灯电源电路(1)和路灯LED显示电路(2)，其特征在于，所述电源电路(1)包括开机浪涌电流及过流保护电路(11)、防雷保护电路(12)、放电电路(13)、EMC滤波电路(14)、桥式整流电路(15)、带PFC控制的稳压输出电路(16)、电压输出端(17)、输入电压端(18)和电容(19)，所述路灯LED显示电路(2)的LED显示元件采用先并联再串联的矩阵式连接结构。

2、根据权利要求1所述的LED路灯电路，其特征在于，所述开机浪涌电流及过流保护电路(11)包括F1保险丝和RH1负温度系数热敏电阻。

3、根据权利要求1所述的LED路灯电路，其特征在于，所述防雷保护电路(12)包括RV1、RV2、RV3压敏电阻和FDG1气体放电管。

4、根据权利要求1所述的LED路灯电路，其特征在于，所述放电电路(13)采用一个放电电阻。

5、根据权利要求1所述的LED路灯电路，其特征在于，所述EMC滤波电路(14)包括差模电容CX1、差模电容CX2、共模电感L1、共模电容CY1和共模电容CY2。

6、根据权利要求1所述的LED路灯电路，其特征在于，所述桥式整流电路(15)采用一个桥式整流管DB1把交流电转变为直流电。

7、根据权利要求1所述的LED路灯电路，其特征在于，所述(16)包括一个L6561控制芯片、电阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、电容C2、C3、C4、C5、二极管D5、D6、稳压管DZ1、功率开关管Q1、电解电容EC1、输出滤波电容EC2和高频升压变压器T1。

8、根据权利要求1所述的LED路灯电路，其特征在于，所述路灯LED显示电路(2)中的LED显示元件采用3.3V/20mA的小功率LED。