CN201438772U

CN201438772U - 一种led驱动电路

Info

Publication number: CN201438772U
Application number: CN2009201332507U
Authority: CN
Inventors: 马浩瑞; 朱建培
Original assignee: Fremont Micro Devices Shenzhen Ltd
Current assignee: Fremont Micro Devices Shenzhen Ltd
Priority date: 2009-06-29
Filing date: 2009-06-29
Publication date: 2010-04-14
Anticipated expiration: 2019-06-29

Abstract

本实用新型涉及一种LED驱动电路，包括LED串(300)和用于将市电转换成用于驱动LED串(300)的直流电的直流电压输入模块(100)，还包括：恒流调节模块(500)，用于从所述LED串(300)获取电流反馈信号；开路保护模块(400)，用于获取所述LED串(300)的开路反馈信号；LED驱动模块(200)，用于接收所述电流反馈信号和开路反馈信号，并基于所述电流反馈信号和开路反馈信号驱动所述LED串(300)。实施本实用新型的LED驱动电路，电路恒流精度可以达到1％且开路保护动作可靠。

Description

一种LED驱动电路

技术领域

本实用新型涉及一种LED(light emitting diode，发光二极管)驱动电路，更具体地说，涉及一种具有过压保护的LED恒流驱动电路。

背景技术

LED灯照明以高效节能、环保无污染、视觉效果好、长寿命、无频闪等诸多优点正在逐步取代大多传统照明方式。一般的LED灯具是将很多LED灯珠集中在一起，做成与传统灯具相近的式样，如LED日光灯、LED吸顶灯、LED射灯之类。然而在LED照明的技术领域，还存在很多问题阻碍了LED照明的普及和应用，这些问题包括发热引起LED发光效率低、输出电流纹波大减小LED的工作寿命等问题。

目前常用的LED照明电源驱动系统主要有两种：一、恒定电压驱动系统，这类LED驱动其实是普通的AC/DC转换器，其输出电压恒定，导致输出电流随LED的正向导通电压改变而改变，电流波动大，容易造成LED电流过大引起光衰甚至烧毁。二、恒定电流驱动，直接控制通过LED的电流而不是控制LED两端的电压，输出电流相对恒定，输出电压随LED正向导通电压改变而改变。LED类似指数关系I-V特性决定了恒定电流控制是驱动LED的理想驱动方式。但现在市场上常见的LED驱动系统并不是真正意义上的恒定电流驱动。

图1示出了现有技术峰值电流限制方式控制LED电流的电路原理图。控制芯片内部产生一个工作频率，用于在每个周期的开始把功率MOS管Q1打开，电感L1上的电流以

的变化率增大，当电感上的电流增大到使得R1上的电压超过芯片内部设定的参考电压VCS，芯片将马上把MOS管Q1关闭。当MOS管被关闭以后，电感电流通过续流二极管流到VIN，形成回落，电感上的电流将以

的变化率减小，电感电流变化如图2所示。电感电流不断减小直到下一个周期芯片把Q1打开，电感充电，重复以上动作。由于LED串与电感是串联连接的，所以通过控制电感的平均电流即可达到控制输出LED电流的目的。

该结构有两个主要的缺点，第一，输出电压没有过压保护，输出整流电容C3必须使用高耐压的电容，导致成本与体积的增加，输出纹波电流过大。第二，输出电流精度低，该控制方式的LED平均电流为：

其中Iset＝V_CS/R1，Td为由于控制芯片的延迟时间，

为由于延时引起的过冲电流。可以看到，LED电流受Vcs，R1，Vin，Vout，Td，L1和T的共同影响，所以随着输出电压的变化，外围元器件的参数变化和芯片参数的变化，LED电流将会发生相应的变化。

因此，需要一种低成本、高电流精度、小电流纹波且安全高效的LED恒流驱动电路。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有LED驱动技术输出电流纹波大，精度低，没有过压保护的技术缺陷，提供一种低成本、高电流精度，小电流纹波，安全高效的LED驱动系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种LED驱动电路，包括LED串和用于将市电转换成用于驱动LED串的直流电的直流电压输入模块，还包括：

恒流调节模块，用于从所述LED串获取电流反馈信号；

开路保护模块，用于获取所述LED串的开路反馈信号；

LED驱动模块，用于接收所述电流反馈信号和开路反馈信号，并基于所述电流反馈信号和开路反馈信号驱动所述LED串。

在本实用新型所述的LED驱动电路中，所述LED串包括多个串并联在所述直流电压输入模块的直流电压输出端和所述LED驱动模块的驱动控制端的LED。

在本实用新型所述的LED驱动电路中，所述恒流调节模块包括第一光耦和电流检测电阻，其中所述电流检测电阻连接到所述LED串的阴极和所述LED驱动模块的驱动控制端之间，所述第一光耦的输入阳极连接到所述LED串的阴极、输入阴极连接到所述LED驱动模块的驱动控制端、输出集电极连接到所述LED驱动模块的电流反馈端、输出发射极接地。

在本实用新型所述的LED驱动电路中，所述开路保护模块包括稳压二极管、第一限流电阻和第二光耦，其中所述稳压二极管的阳极连接到所述直流电压输入模块的直流电压输出端、阴极经第一限流电阻连接到所述第二光耦的输入阳极，所述第二光耦的输入阴极连接到所述LED驱动模块的驱动控制端、输出集电极连接到所述LED驱动模块的开路反馈端。

在本实用新型所述的LED驱动电路中，所述LED驱动模块包括驱动芯片和开关管，所述驱动芯片通过电流反馈端从恒流调节模块接收电流反馈信号并输出电流控制信号到所述开关管的门极，通过开路反馈端从开路保护模块接收开路反馈信号并输出开路保护信号到开关管的门极，从而控制开关管的开关进而调节所述LED串中的电流和两端电压。

在本实用新型所述的LED驱动电路中，所述LED驱动电路进一步包括二极管、电感和电容，其中所述二极管的阳极连接到所述在所述直流电压输入模块的直流电压输出端、阴极连接到所述LED驱动模块的驱动控制端，所述电感一端连接到所述二极管的阳极，另一端连接到所述第二光耦的输入阴极，所述电容的正极连接到所述二极管的阳极，负极连接到所述第二光耦的输入阴极。

在本实用新型所述的LED驱动电路中，所述LED驱动电路进一步包括连接到所述第二光耦的输入阴极和所述第一光耦的输入阴极之间的第二限流电阻。

实施本实用新型的LED驱动电路，电路恒流精度可以达到1％且开路保护动作可靠。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是现有技术峰值电流限制模式电路原理图；

图2是峰值电流限制模式的电感电流波形；

图3是本实用新型的具有过压保护功能的高精度恒流LED驱动电路的逻辑框图；

图4是本实用新型的具有过压保护功能的高精度恒流LED驱动电路的电路原理图。

具体实施方式

图3是本实用新型的具有过压保护功能的高精度恒流LED驱动电流的逻辑框图。如图3所示，本实用新型的LED驱动电路包括LED串300和用于将市电转换成用于驱动LED串300的直流电的直流电压输入模块100，恒流调节模块500，用于从所述LED串300获取电流反馈信号；开路保护模块400，用于6获取所述LED串300的开路反馈信号；LED驱动模块200，用于接收所述电流反馈信号和开路反馈信号，并基于所述电流反馈信号和开路反馈信号驱动所述LED串300。

图4是本实用新型的具有过压保护功能的高精度恒流LED驱动电路的电路原理图。如图所示，本实用新型的LED驱动电路包括整流滤波模块100，输入端连接交流输入，输出的正端连接NodeA，输出的负端连接GND。LED驱动控制模块200，其可包括驱动芯片和功率开关管，驱动芯片的地端连接到GND，第一使能端PIN1连接到光耦8的输出集电极，第二使能端PIN2连接到光耦11的输出集电极，输出控制端连接到功率开关管的门极，功率开关管的漏极接到NodeB，发射极接地，源极通过电流检测电阻接地；续流二极管3，正端连接节点NodeB，负端连接节点NodeA；续流电感4，一端连接到NodeB，另一端连接到NodeC；滤波电容5，正端连接到NodeA，负端连接到NodeC；稳压二极管6，正端连接NodeF，负端连接NodeA；限流电阻7，一端连接NodeF，另一端连接NodeG；光耦8，输入阳极连接NodeG，输入阴极连接NodeC，输出集电极连接PIN1，输出发射极连接LED驱动模块200的参考地；电流检测电阻9，一端连接NodeC，另外一端连接NodeD；限流电阻10，一端连接NodeC，另外一端连接NodeE；光耦11，输入阳极连接NodeD，输入阴极连接NodeE，输出集电极连接PIN2，输出发射极连接LED驱动控制模块的参考地；LED串12，正端连接NodeA，负端连接NodeD。其工作原理如下：

相比较图1这种方式的峰值电流控制，图4在LED串12的回路里串入检测电阻9，该检测电阻可以连续检测LED中的实际工作电流，同时把电流通过电阻9转换成电压，该电压加在光耦11上，通过光耦的隔离耦合作用，将电流信号反馈给LED驱动模块200。其中该LED驱动模块200可按照图1构建。其可包括驱动芯片和开关管。该驱动芯片可根据该反馈信号来生成控制开关管开关的控制信号，发送到开关管的门极，从而通过开关管的开关来调节LED串12中的电流，这样一来，LED串12中的电流就是被连续检测和连续调整。

图4的方式中，LED串12的平均电流仅由电阻9和光耦11决定。例如光耦11的输入发光二极管压降是1V，那么当需要得到350mA的电流时，只需要将电阻9的阻值设定为1/0.35＝2.85欧姆。这样当LED串12中的电流大于350mA时，光耦11的输入阳极和阴极间的压降将大于1V，此时光耦11的内部耦合度将增强，PIN2脚的电压将下降，LED驱动模块200检测到PIN2脚的电压下降后，利用该信号在开关管控制中将LED串12的电流减小。如果LED串12的电流减小，调整过程反之。通过这种反馈的调整，使得LED串的电流精确检测，最终使得控制精度大幅提升。

如图4所示，稳压二极管6，限流电阻7，光耦8共同构成了开路保护电路。当LED串12在生产或使用中异常，输出开路时NodeA和NodeD两端的电压会开始上升，到达到稳压二极管6的限制电压时，稳压二极管6反向击穿导通，这样就有电流从限流电阻7流过流入光耦8中，光耦8的次级电压就是降低，LED驱动模块200的PIN脚检测到PIN1的电压下降，利用该信号可以断开开关管，当断开开关管一段时间后，电容5的两端电压开始下降，这时LED驱动模块200又重新开始工作，一旦工作几个周期后，电容5的电压又上升到使得稳压二极管6稳压击穿，如此以往就使得NodeA和NodeD两端的电压基本保持在与稳压二极管6相近的电压。这样就达到了开路保护的目的。

经测试，本实用新型的电路恒流精度可以达到1％，而图1的方式只能达到10％的精度。开路保护动作可靠。

Claims

1.一种LED驱动电路，包括LED串(300)和用于将市电转换成用于驱动LED串(300)的直流电的直流电压输入模块(100)，其特征在于，还包括：

恒流调节模块(500)，用于从所述LED串(300)获取电流反馈信号；

开路保护模块(400)，用于获取所述LED串(300)的开路反馈信号；

LED驱动模块(200)，用于接收所述电流反馈信号和开路反馈信号，并基于所述电流反馈信号和开路反馈信号驱动所述LED串(300)。

2.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述LED串(300)包括多个串并联在所述直流电压输入模块(100)的直流电压输出端和所述LED驱动模块(200)的驱动控制端的LED。

3.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述恒流调节模块(500)包括第一光耦(11)和电流检测电阻(9)，其中所述电流检测电阻(9)连接到所述LED串(30)的阴极和所述LED驱动模块(200)的驱动控制端之间，所述第一光耦(11)的输入阳极连接到所述LED串(30)的阴极、输入阴极连接到所述LED驱动模块(200)的驱动控制端、输出集电极连接到所述LED 动模块(200)的电流反馈端(PIN2)、输出发射极接地。

4.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述开路保护模块(400)包括稳压二极管(6)、第一限流电阻(7)和第二光耦(8)，其中所述稳压二极管(6)的阳极连接到所述直流电压输入模块(100)的直流电压输出端、阴极经第一限流电阻(7)连接到所述第二光耦(8)的输入阳极，所述第二光耦(8)的输入阴极连接到所述LED驱动模块(200)的驱动控制端、输出集电极连接到所述LED驱动模块(200)的开路反馈端(PIN1)。

5.根据权利要求2-4中任一权利要求所述的LED驱动电路，其特征在于，所述LED驱动模块(200)包括驱动芯片和开关管，所述驱动芯片通过电流反馈端(PIN2)从恒流调节模块(500)接收电流反馈信号并输出电流控制信号到所述开关管的门极，通过开路反馈端(PIN1)从开路保护模块(400)接收开路反馈信号并输出开路保护信号到开关管的门极，从而控制开关管的开关进而调节所述LED串(300)中的电流和两端电压。

6.根据权利要求5所述的LED驱动电路，其特征在于，所述LED驱动电路进一步包括二极管(3)、电感(4)和电容(5)，其中所述二极管(3)的阳极连接到所述在所述直流电压输入模块(100)的直流电压输出端、阴极连接到所述LED驱动模块(200)的驱动控制端，所述电感(4)一端连接到所述二极管(3)的阳极，另一端连接到所述第二光耦(8)的输入阴极，所述电容(5)的正极连接到所述二极管(3)的阳极，负极连接到所述第二光耦(8)的输入阴极。

7.根据权利要求6所述的LED驱动电路，其特征在于，所述LED驱动电路进一步包括连接到所述第二光耦(8)的输入阴极和所述第一光耦(11)的输入阴极之间的第二限流电阻(10)。