CN202143266U

CN202143266U - Led灯恒流电路

Info

Publication number: CN202143266U
Application number: CN201120244214U
Authority: CN
Inventors: 鲍挺; 刘显云
Original assignee: ZHEJIANG KEBODA INDUSTRIAL Co Ltd; KEBODA TECHNOLOGY CORP
Current assignee: Koboda technology, Limited by Share Ltd
Priority date: 2011-07-12
Filing date: 2011-07-12
Publication date: 2012-02-08
Anticipated expiration: 2021-07-12

Abstract

本实用新型公开了一种LED灯恒流电路，包括滤波电路、比较器、功率驱动电路、开关电路、第一限流电路、第二限流电路和电流采样电路。滤波电路的输入端接收从外部输入的PWM信号，输出端与比较器的第一输入端电连接；比较器的第二输入端通过第一限流电路接收从外部输入的控制信号，比较器的输出端与功率驱动电路的输入端电连接，功率驱动电路的输出端与开关电路的控制输入端电连接；开关电路的第一输出端与LED灯的一端电连接，另一端通过第二限流电路与比较器的第二输入端电连接，并与电流采样电路电连接。本实用新型的LED灯恒流电路与现有的LED灯恒流电路相比，输出给LED灯串的电流精度更高，稳定度更好。

Description

LED灯恒流电路

技术领域

本实用新型涉及LED照明技术，尤其涉及一种向LED灯提供恒电流的LED灯恒流电路。

背景技术

LED恒流电路能向LED提供恒定的电流。现有的LED恒流电路输出电流的精度和稳定度较差，另外，由于其经常与其它的电路集成在同一块芯片上，因此电路使用维护不方便，选择的灵活性也偏低。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种输出电流精度高、稳定性好、便于灵活使用的LED灯恒流电路。

本实用新型所采用的技术方案是：一种LED灯恒流电路，其包括滤波电路、比较器、功率驱动电路、开关电路、第一限流电路、第二限流电路和电流采样电路；滤波电路的输入端接收从外部输入的PWM信号，输出端与比较器的第一输入端电连接；比较器的第二输入端与所述第一限流电路的输出端电连接，第一限流电路的输入端接收从外部输入的开关控制信号，该比较器的输出端与功率驱动电路的输入端电连接，功率驱动电路的输出端与开关电路的输入端电连接；该开关电路的第一输出端与LED灯的一端电连接，该开关电路的第二输出端与第二限流电路的输入端电连接，第二限流电路的输出端与比较器的第二输入端电连接，该开关电路的第二输出端还与电流采样电路电连接。

上述的LED恒流电路，其中，比较器主要由运算放大器构成，运算放大器的正相端与滤波电路的输出端电连接，反相端与第一限流电路的输出端电连接，并与第二限流电路的输出端电连接，该运算放大器的输出端与功率驱动电路的输入端电连接。

上述的LED恒流电路，其中，开关电路主要由一NMOS管构成；该NMOS管的栅极与功率驱动电路的输出端电连接，该NMOS管的漏极与LED灯的负极端电连接，源极与第二限流电路的输入端电连接，并与电流采样电路电连接。

上述的LED恒流电路，其中，第一限流电路由第一限流电阻组成；第二限流电路由第二限流电阻组成；电流采样电路由一电流采样电阻组成，该电流采样电阻的一端与NMOS管的源极电连接，另一端接地。

上述的LED恒流电路，其中，第一限流电阻与所述第二限流电阻之比小于等于1/50。

上述的LED恒流电路，其中，功率驱动电路为一OTL功率放大电路；该OTL功率放大电路包括一NPN三极管、一PNP三级管、一第三限流电阻和一第四限流电阻；所述NPN三极管的基极与所述PNP三极管的基极电连接，集电极与一电源电连接，发射极与所述PNP三极管的发射极电连接；所述PNP三极管的集电极与所述NMOS管的源极电连接；该NPN三极管的基极和该PNP三级管的基极的共接点同所述第三限流电阻串接后与所述比较器的输出端电连接，该NPN三极管的发射极与PNP三级管的发射极的共接点同所述第四限流电阻串接后与所述NMOS管的栅极电连接。

上述的LED恒流电路，其中，滤波电路包括第一滤波子电路和第二滤波子电路；第一滤波子电路由第一滤波电阻和第一滤波电容构成，第二滤波子电路由第二滤波电阻和第二滤波电容构成；第一滤波电阻的一端接收从外部输入的PWM信号，另一端与第一滤波电容的一端电连接，该第一滤波电容的另一端接地；第二滤波电阻的一端与第一滤波电阻的另一端电连接，该第二滤波电阻的另一端与第二滤波电容的一端电连接，该第二滤波电容的另一端接地；该第二滤波电阻与第二滤波电容的共接点与比较器的第一输入端电连接。

本实用新型具有以下优点：

1. 经测试，本实用新型的LED灯恒流电路与现有的LED灯恒流电路相比，输出给LED灯串的电流精度更高，稳定度更好；

2．本实用新型是由基本元器件组合而成，并可以根据并联的LED灯串的数量增加或减少恒流电路的数量，因此比现有采用LED控制芯片进行恒流控制的方式更加灵活，成本也更低。

附图说明

本实用新型的具体结构由以下的实施例及其附图进一步描述。

图1示出了本实用新型LED灯恒流电路的一种实施例的原理框图。

图2是本实用新型LED灯恒流电路的一个具体的实施例的电路原理图。

具体实施方式

图1示出了根据本实用新型一个实施例的LED灯恒流电路的工作示意图。如图所示，电源电路1的输出端与LED灯2的正极端电连接，用于提供LED灯所需的工作电压。LED灯恒流电路3的输出端与LED灯2的负极端电连接，用于控制流过LED灯串的电流。为了控制LED灯2的纹波以及开关时的波形，在LED灯串2的两端并联连接了一电容C5。

该LED灯恒流电路3包括滤波电路31、比较器32、功率驱动电路33、开关电路34、第一限流电路36、第二限流电路37和电流采样电路38。其中，滤波电路31的输入端接收从外部输入的PWM信号，输出端与比较器32的第一输入端电连接；比较器32的第二输入端与第一限流电路36的输出端电连接，第一限流电路36的输入端接收从外部输入的开关控制信号，该比较器32的输出端与功率驱动电路33的输入端电连接，功率驱动电路33的输出端与开关电路34的控制输入端电连接；该开关电路的第一输出端与LED灯2的一端电连接，该开关电路的第二输出端与第二限流电路37的输入端电连接，第二限流电路37的输出端与比较器32的第二输入端电连接，该开关电路的第二输出端还与电流采样电路38电连接。

图2示出了根据本实用新型LED灯恒流电路的一个具体的实施例的电路原理图。图中，比较器32主要由运算放大器U1A构成,该运算放大器U1A的正相端作为该比较器32的第一输入端，反相端作为该比较器32的第二输入端。功率驱动电路33为一OTL功率放大电路，开关电路34主要由一NMOS管Q3构成，第一限流电路36由第一限流电阻R4组成，第二限流电路37由第二限流电阻R6组成，电流采样电路38由电流采样电阻R3组成。

滤波电路31包括第一滤波子电路和第二滤波子电路。第一滤波子电路由第一滤波电阻R1和第一滤波电容C1构成，第二滤波子电路由第二滤波电阻R2和第二滤波电容C2构成。第一滤波电阻R1的一端接收外部输入的PWM信号，另一端与第一滤波电容C1的一端电连接，第一滤波电容C1的另一端接地。第二滤波电阻R2的一端与第一滤波电阻R1的另一端电连接，该第二滤波电阻R2的另一端与第二滤波电容C2的一端电连接，第二滤波电容C2的另一端接地。第二滤波电阻R2与第二滤波电容C2的共接点与运算放大器U1A的正相端电连接，运算放大器U1A的反相端与第一限流电阻R4的一端电连接，第一限流电阻R4的另一端接收从外部输入的开关控制信号。

由外部输入的固定占空比PWM信号，通过滤波电路31生成稳定的电压输出到运算放大器U1A的正相端，该电压用于确定恒流电路的电流。

所述的OTL功率放大电路包括一NPN三极管Q1、一PNP三级管Q2、一第三限流电阻R5和一第四限流电阻R7。NPN三极管Q1的基极与PNP三极管Q2的基极电连接，集电极与一电源Vsup电连接，发射极与PNP三极管Q2的发射极电连接。PNP三极管Q2的集电极与NMOS管Q3的源极电连接。该NPN三极管Q1的基极和该PNP三级管Q2的基极的共接点同第三限流电阻R5串接后，与运算放大器U1A的输出端电连接，该NPN三极管Q1的发射极与PNP三级管Q2的发射极的共接点同第四限流电阻R7串接后,与NMOS管Q3的栅极电连接。

NMOS管Q3的漏极与LED灯的负极端电连接，源极通过第二限流电阻R6与运算放大器U1A的反相端电连接，该源极还与电流采样电阻R3串联后接地。

本实用新型的LED灯串电流的计算公式为：

。

Figure 2011202442145100002DEST_PATH_IMAGE004

为运算放大器U1A正相端的电压，其由从外部输入的PWM信号的电压和输出占空比决定。

Figure 2011202442145100002DEST_PATH_IMAGE006

。上式中，

Figure 2011202442145100002DEST_PATH_IMAGE008

为从外部输入的PWM信号的电压。

Figure 2011202442145100002DEST_PATH_IMAGE010

为从外部输入的PWM信号的输出占空比。单片机通过开关控制信号控制恒流电路的开关。当从外部输入的开关控制信号为高电平时，恒流电路关闭，此时，流过NMOS管Q3的电流为零，其中，第一限流电阻R4最好是远小于第二限流电阻R6的阻值，以保证从外部输入的开关控制信号可以可靠的关闭恒流电路。在一种实施方式中，R4/R6小于等于1/50。当从外部输入的开关控制信号设置为高阻态时，恒流电路开启，此时流过NMOS开关管Q3的电流(也即LED灯串的电流)为

Figure 2011202442145100002DEST_PATH_IMAGE012

。

恒流电路的开启工作过程如下：

从外部输入的PWM信号经过滤波电路31得到一个稳定的电压值(

)，然后输出到运算放大器U1A的正相端，开关控制信号为高阻态信号，此时恒流电路工作在负反馈状态，其稳定点为运算放大器U1A的正相端电压V_op+等于运算放大器U1A的反相端电压V_op-，对应的电流采样电阻R3上的电压为V_op+，流过电流采样电阻R3的电流(也即LED灯串电流)为

。

恒流电路的关闭工作过程如下：

从外部输入的PWM信号经过滤波电路31得到一个稳定的电压值(

)，然后输出到运算放大器U1A的正相端，开关控制信号设定为高电平，电压为V_PWM。此时运算放大器U1A的反相端的电压V_op-接近 V_PWM，而 V_op+的电压为(D<1)，小于 V_PWM。此时，运算放大器U1A的输出为0，流过恒流控制电路的电流为0，也即恒流控制电路关闭。

本实用新型具有输出的电流精度高、稳定度好、使用方便的优点。

Claims

1.一种LED灯恒流电路，其特征在于，该LED灯恒流电路包括滤波电路、比较器、功率驱动电路、开关电路、第一限流电路、第二限流电路和电流采样电路；

所述滤波电路的输入端接收从外部输入的PWM信号，输出端与所述比较器的第一输入端电连接；所述比较器的第二输入端与所述第一限流电路的输出端电连接，第一限流电路的输入端接收从外部输入的开关控制信号，该比较器的输出端与所述功率驱动电路的输入端电连接，所述功率驱动电路的输出端与所述开关电路的输入端电连接；该开关电路的第一输出端与LED灯的一端电连接，该开关电路的第二输出端与所述第二限流电路的输入端电连接，第二限流电路的输出端与所述比较器的第二输入端电连接，该开关电路的第二输出端还与电流采样电路电连接。

2.根据权利要求1所述的LED灯恒流电路，其特征在于，所述的比较器主要由运算放大器构成，所述运算放大器的正相端与所述滤波电路的输出端电连接，反相端与所述第一限流电路的输出端电连接，并与所述第二限流电路的输出端电连接，该运算放大器的输出端与所述功率驱动电路的输入端电连接。

3.根据权利要求2所述的LED灯恒流电路，其特征在于，所述的开关电路主要由一NMOS管构成；该NMOS管的栅极与所述功率驱动电路的输出端电连接，该NMOS管的漏极与LED灯的负极端电连接，源极与所述第二限流电路的输入端电连接，并与所述的电流采样电路电连接。

4.根据权利要求3所述的LED灯恒流电路，其特征在于，所述的第一限流电路由第一限流电阻组成；所述的第二限流电路由第二限流电阻组成；所述的电流采样电路由一电流采样电阻组成，该电流采样电阻的一端与所述NMOS管的源极电连接，另一端接地。

5.根据权利要求4所述的LED灯恒流电路，其特征在于，所述第一限流电阻与所述第二限流电阻之比小于等于1/50。

6.根据权利要求4所述的LED灯恒流电路，其特征在于，所述功率驱动电路为一OTL功率放大电路；该OTL功率放大电路包括一NPN三极管、一PNP三级管、一第三限流电阻和一第四限流电阻；所述NPN三极管的基极与所述PNP三极管的基极电连接，集电极与一电源电连接，发射极与所述PNP三极管的发射极电连接；所述PNP三极管的集电极与所述NMOS管的源极电连接；该NPN三极管的基极和该PNP三级管的基极的共接点同所述第三限流电阻串接后与所述比较器的输出端电连接，该NPN三极管的发射极与PNP三级管的发射极的共接点同所述第四限流电阻串接后与所述NMOS管的栅极电连接。

7.根据权利要求1所述的LED灯恒流电路，其特征在于，所述滤波电路包括第一滤波子电路和第二滤波子电路；所述第一滤波子电路由第一滤波电阻和第一滤波电容构成，所述第二滤波子电路由第二滤波电阻和第二滤波电容构成；

所述第一滤波电阻的一端接收从外部输入的PWM信号，另一端与所述第一滤波电容的一端电连接，该第一滤波电容的另一端接地；

所述第二滤波电阻的一端与第一滤波电阻的另一端电连接，该第二滤波电阻的另一端与第二滤波电容的一端电连接，该第二滤波电容的另一端接地；

该第二滤波电阻与第二滤波电容的共接点与所述比较器的第一输入端电连接。