CN202364427U - 切换调光led驱动电路及led灯组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种切换调光LED驱动电路及LED灯组，它包括保险丝、整流模块、滤波模块、第一储能模块、启动模块、稳压滤波模块、电路尖峰吸收模块、第二储能模块、驱动IC、开关频率设置模块、输入功率检测模块、驱动模块、MOS管、变压器及隔离整流滤波模块。本实用新型驱动电路具有有较高的功率因数，在四段调光中皆有超过0.90的高功率因数，超过80％的高效率。由于不需使用泄流电阻，即提高工作效率，使用更为便捷环保省电。而输入无电解电容，不用担心电解电容所带来的寿命问题。此外无需光耦，输出恒流，电路简捷明了，成本低廉，便于生产。

Description

切换调光LED驱动电路及LED灯组

技术领域

本实用新型涉及LED照明领域，尤其是指一种切换调光LED驱动电路及LED灯组。

背景技术

进入21世纪，环保问题已成为一个世界性的问题，各国都在寻找高效节能的环保产品，而LED灯拥有转换效率高、发热量低、使用耐久等优点，被誉为21世纪的绿色照明产品，随着LED效率的不断提高及价格的下降，LED的应用领域也越来越广。最近几年，LED道路照明技术得到了迅速发展。应用也日益广泛。然而现有LED的驱动电路大多为直接驱动，难以完成对LED灯组的亮度调节驱动，而少数的，例如传统摇控方案或安装TRIAC调光器方案有存在诸多不便。其中摇控调光方案必须使用调控器才能调光，存在缺陷：1、摇控器需安装电池使用，而当电池电量低时，摇控的距离也随着变近。2、摇控有一定的方向性。3、当摇控器损坏或遗失，将不能进行调光。而安装TRIAC调光器，其实质是采用可控硅进行调光，又因其调光原理是通过切割交流电正弦波的方式，破坏了交流正弦波的波形，从而降低了功率因数，也加大了谐波系数。在线路上产生严重的干扰信号。可控硅调光在低负载时不稳定，需加上一个泄流电阻，增加了整机的功率。另外输入端的LC滤波器会使可控硅产生振荡，对于白炽灯人眼看不出，但对于LED就会产生音频噪声和闪烁。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服了上述缺陷，提供一种可安全方便完成亮度调节的LED驱动电路及LED灯组。

本实用新型的目的是这样实现的：一种切换调光LED驱动电路，它包括保险丝、整流模块、滤波模块、第一储能模块、启动模块、稳压滤波模块、电路尖峰吸收模块、第二储能模块、驱动IC、开关频率设置模块、输入功率检测模块、驱动模块、MOS管、变压器及隔离整流滤波模块；

所述市电输入保险丝，保险丝、整流模块、滤波模块与第一储能模块依次相连；所述第一储能模块连接启动模块、启动模块连接稳压滤波模块、稳压滤波模块连接驱动IC，所述驱动IC通过PWM输出连接驱动模块、驱动模块连接MOS管、MOS管的一路连接输入功率检测模块、输入功率检测模块接入驱动IC，MOS管第二路连接第二储能模块、第二储能模块接入驱动IC，MOS管第三路连接变压器；所述变压器一路连接稳压滤波模块，另一路连接隔离整流滤波模块，隔离整流滤波模块输出连接外部LED灯；所述开关频率设置模块连接驱动IC；所述MOS管与第一储能模块间还连接有电路尖峰吸收模块。

上述结构中，所述隔离整流滤波模块包括一电解电容及用于隔离整流的第六二极管；

上述结构中，所述稳压滤波模块包括第八电阻、稳压二极管、稳压电容、功率三极管及滤波电容；所述第八电阻输入连接启动模块，第八电阻输出一路连接至功率三极管基级，另一路与并联接地的稳压二极管与稳压电容相连；所述功率三极管发射极输入连接驱动IC，集电极连接变压器；于功率三极管的发射极、集电极上分别对地连接有滤波电容；

上述结构中，所述电路尖峰吸收模块包括第二电阻、第四电容及第二二极管，所述第二电阻与第四电容并联后一端连接第一储能模块，另一端连接第二二极管；所述第二二极管输出连接变压器；

上述结构中，所述输入功率检测模块包括第十电阻，所述第十电阻连接于MOS管漏极上，第十电阻还设有导线与驱动IC相连。

本实用新型还涉及一种LED灯组，它包括LED组及切换调光电路；所述驱动电路包括保险丝、整流模块、滤波模块、第一储能模块、启动模块、稳压滤波模块、电路尖峰吸收模块、第二储能模块、驱动IC、开关频率设置模块、输入功率检测模块、驱动模块、MOS管、变压器及隔离整流滤波模块；

上述结构中，所述隔离整流滤波模块包括一电解电容及用于隔离整流的第六二极管；

上述结构中，所述稳压滤波模块包括第八电阻、稳压二极管、稳压电容、功率三极管及滤波电容；所述第八电阻输入连接启动模块，第八电阻输出一路连接至功率三极管基级，另一路与并联接地的稳压二极管与稳压电容相连；所述功率三极管发射极输入连接驱动IC，集电极连接变压器；于功率三极管的发射极、集电极上分别对地连接有滤波电容；

上述结构中，所述电路尖峰吸收模块包括第二电阻、第四电容及第二二极管，所述第二电阻与第四电容并联后一端连接第一储能模块，另一端连接第二二极管；所述第二二极管输出连接变压器；

上述结构中，所述输入功率检测模块包括第十电阻，所述第十电阻连接于MOS管漏极上，第十电阻还设有导线与驱动IC相连。

相比于常见的摇控调光和可控硅调光，本实用新型的有益效果在于省掉了摇控调光所用的摇控器，这就使得其可广泛应用于夜间想调暗走廊、洗手间、办公大厅、停车场，或是深夜时调降公共建筑物，如医院、学校、火车和公车站等场所的灯光使用，采用本实用新型LED灯组或驱动电路驱动LED时，只需将墙壁开关切换一次，而后在开关频率设置模块的电容参数决定的时间内完成快速关-开墙壁开关的动作，就可以调暗灯光至多档不同亮度的工作状态。此外本驱动电路具有有较高的功率因数，在四段调光中皆有超过0.90的高功率因数，超过80％的高效率。由于不需使用泄流电阻，即提高工作效率，使用更为便捷环保省电。输入无电解电容，不用担心电解电容所带来的寿命问题。无需光耦，输出恒流。电路简捷明了，成本低廉，便于生产。

附图说明

下面结合附图详述本实用新型的具体结构：

图1为本实用新型的电路原理框图；

图2为本实用新型的具体实施例驱动电路部分电路图；

图3为本实用新型的具体实施例LED组部分电路图。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1，本实用新型涉及一种切换调光LED驱动电路，它包括保险丝、整流模块、滤波模块、第一储能模块、启动模块、稳压滤波模块、电路尖峰吸收模块、第二储能模块、驱动IC、开关频率设置模块、输入功率检测模块、驱动模块、MOS管、变压器及隔离整流滤波模块。

其中，市电输入保险丝，保险丝、整流模块、滤波模块与第一储能模块依次相连；所述第一储能模块的一路连接启动模块、启动模块连接稳压滤波模块、稳压滤波模块连接驱动IC，第一储能模块另一路连接电路尖峰吸收模块、电路尖峰吸收模块连接第二储能模块、第二储能模块连接驱动IC；所述驱动IC通过PWM输出连接驱动模块、驱动模块连接MOS管、MOS管一路连接功率检测模块、输入功率检测模块接入驱动IC，另一路连接变压器；所述变压器一路连接稳压滤波模块，所述变压器输出连接隔离整流滤波模块，隔离整流滤波模块输出连接外部LED灯；所述开关频率设置模块连接驱动IC。

作为一实施例，本实用新型的隔离整流滤波模块包括一用于隔离整流的第六二极管及电解电容。

作为另一实施例，本实用新型的稳压滤波模块包括第八电阻、稳压二极管、稳压电容、功率三极管及滤波电容；所述第八电阻输入连接启动模块，第八电阻输出一路连接至功率三极管基级，另一路与并联接地的稳压二极管与稳压电容相连；所述功率三极管发射极输入连接驱动IC，集电极连接变压器；于功率三极管的发射极、集电极上分别对地连接有滤波电容。

作为又一实施例，本实用新型的所述电路尖峰吸收模块包括第二电阻、第四电容及第二二极管，所述第二电阻与第四电容并联后一端连接第一储能模块，另一端连接第二二极管；所述第二二极管输出连接变压器。

作为再一实施例，本实用新型的所述输入功率检测模块包括第十电阻，所述第十电阻连接于MOS管漏极上，第十电阻还设有导线与驱动IC相连。

上述模块的相互作用关系及功能如下：

所述保险丝，用于在电流过高时熔断保护电路。当电路发生故障或异常时，伴随着电流不断升高，升高的电流有可能损坏电路中的某些重要器件，也有可能烧毁电路。若电路中安置了保险丝，那么，保险丝就会在电流异常升高到一定高度的时候，自身熔断切断电流，从而起到保护电路目的，设置该模块可使得电路电流异常升高到一定高度的时候，自身熔断切断电流，从而起到保护电路的作用，整个电路拥有一个较好的安全性。

所述整流模块，用于将交流电压转换为直流电压，设置该模块可使得为本机可接入交流电网中，经变换后工作在所需的直流电压下。

所述滤波模块，用于去掉直流电压中的脉动交流成分，使之成为平滑的直流电压，设置该模块可使得直流电更加平滑，电路工作稳定。

所述第一储能模块，用于当输入电压降低时，释放储能使得输出至负载的电压平滑，设置该模块可使得电路工作稳定，减小输出电压变动。

所述启动模块，用于在电路开始工作时提供启动电压，设置该模块可使得市电刚接入时，给驱动IC提供一个正常的工作电压，使电路工作起来。

所述稳压滤波模块，用于为驱动IC提供所需的稳定的直流工作电压，设置该模块可使得直流电压更加平滑，减小电路中的干扰，电路工作稳定。

所述电路尖峰吸收模块，用于吸收电路中产生的尖峰电压和电流，设置该模块可使得电路工作的可靠性，保护功率MOS管不被尖峰电压损坏。

所述第二储能模块，用于当市电断开时继续给驱动IC供电，以短暂维持其工作，设置该模块可使得在开关断电时能使驱动IC内部计数器寄存器保持工作。

所述驱动IC，用于根据开关频率间隔及开和关通断次数相应的通过PWM输出不同控制信号至驱动模块，设置该模块可使得改变IC对功率MOS管的驱动能力，从而改变工作功率，输出电压随之改变。

所述开关频率设置模块，用于设置外部开关的开和关间隔的时间频率，设置该模块可使得电路中的工作频率随着改变，抖频可降低电路干扰。

所述输入功率检测模块，用于采集MOS管的输出电压反馈至驱动IC，设置该模块可使得电路有很好的恒流作用。

所述驱动模块，用于接受驱动IC控制信号驱动MOS管工作，设置该模块可使得电路输出不同的PWM信号，实现输出不同功率的目的。

所述MOS管，用于根据驱动模块驱动输出对应调整的输出功率，设置该模块可使得电路调整功率大小。

所述变压器，用于MOS管至驱动外部LED间的功率传送、电压变换和绝缘隔离，设置该模块可使得电路的转换，高低压隔离。

所述隔离整流滤波模块，用于整流滤波后输出经调整的电压驱动外部LED，设置该模块可使得LED有正常的工作直流电压。

本实用新型还涉及一种LED灯组，它包括LED组及切换调光电路。

驱动电路包括保险丝、整流模块、滤波模块、第一储能模块、启动模块、稳压滤波模块、电路尖峰吸收模块、第二储能模块、驱动IC、开关频率设置模块、输入功率检测模块、驱动模块、MOS管、变压器及隔离整流滤波模块；

所述市电输入保险丝，保险丝、整流模块、滤波模块与第一储能模块依次相连；所述第一储能模块连接启动模块、启动模块连接稳压滤波模块、稳压滤波模块连接驱动IC，所述驱动IC通过PWM输出连接驱动模块、驱动模块连接MOS管、MOS管一路连接功率检测模块、输入功率检测模块接入驱动IC，第二路连接第二储能模块、第二储能模块接入驱动IC，第三路连接变压器；所述变压器一路连接稳压滤波模块，所述变压器输出连接隔离整流滤波模块，隔离整流滤波模块输出连接外部LED灯；所述开关频率设置模块连接驱动IC；所述MOS管与第一储能模块间率设置模块连接驱动IC。

所述保险丝，用于在电流过高时熔断保护电路；

所述整流模块，用于将交流电压转换为直流电压；

所述滤波模块，用于去掉直流电压中的脉动交流成分，使之成为平滑的直流电压；

所述第一储能模块，用于当输入电压降低时，释放储能使得输出至负载的电压平滑；

所述启动模块，用于在电路开始工作时提供启动电压；

所述稳压滤波模块，用于为驱动IC提供所需的稳定的直流工作电压；

所述电路尖峰吸收模块，用于吸收电路中产生的尖峰电压和电流；

所述第二储能模块，用于当市电断开时继续给驱动IC供电，以短暂维持其工作；

所述驱动IC，用于根据开关频率间隔及开和关通断次数相应的通过PWM输出不同控制信号至驱动模块；

所述开关频率设置模块，用于设置外部开关的开和关间隔的时间频率；

所述输入功率检测模块，用于采集MOS管的输出电压反馈至驱动IC；

所述驱动模块，用于接受驱动IC控制信号驱动MOS管工作；

所述MOS管，用于根据驱动模块驱动输出对应调整的输出功率；

所述变压器，用于MOS管至驱动外部LED间的功率传送、电压变换和绝缘隔离；

所述隔离整流滤波模块，用于整流滤波后输出经调整的电压驱动外部LED。

作为一实施例，本实用新型的隔离整流滤波模块包括一用于隔离整流的第六二极管及电解电容。

作为另一实施例，本实用新型的稳压滤波模块包括第八电阻、稳压二极管、稳压电容、功率三极管及滤波电容；所述第八电阻输入连接启动模块，第八电阻输出一路连接至功率三极管基级，另一路与并联接地的稳压二极管与稳压电容相连；所述功率三极管发射极输入连接驱动IC，集电极连接变压器；于功率三极管的发射极、集电极上分别对地连接有滤波电容。

作为又一实施例，本实用新型的所述电路尖峰吸收模块包括第二电阻、第四电容及第二二极管，所述第二电阻与第四电容并联后一端连接第一储能模块，另一端连接第二二极管；所述第二二极管输出连接变压器。

作为再一实施例，本实用新型的所述输入功率检测模块包括第十电阻，所述第十电阻连接于MOS管漏极上，第十电阻还设有导线与驱动IC相连。

如图2-3为本实用新型具体实施例电路图，其中开关控制市电接入经保险丝F1后整流模块的桥堆D1整流，而后在滤波模块的两电容C2、C3滤波后转为直流高压，经第一储能模块的储能电感L1。

第一储能模块的储能电感L1一路连接由电阻R6、R7串联组成的启动模块，用于在系统刚开机时提供一个启动电压。启动模块连接稳压滤波模块，为IC的10脚提供稳定的直流工作电压，所述稳压滤波模块由第八电阻R8、稳压二极管D4、稳压电容C5、功率三极管Q5及滤波电容C31、C32组成，其中第八电阻R8输入连接启动模块，第八电阻R8输出一路连接至功率三极管Q5基级，另一路与并联接地的稳压二极管D4与稳压电容C5相连；而功率三极管Q5的发射极输入连接驱动IC U1，集电极连接变压器ER2510；于功率三极管Q5的发射极、集电极上分别对地连接有滤波电容C31、C32，从而可为驱动IC U1的10脚提供稳定的直流工作电压。

所述驱动IC U1通过9脚输出PWM驱动，经驱动模块并联的电阻R9、二极管D3驱动MOS管Q4，驱动IC U1通过内置的调光功能调动9脚作相应的驱动输出，从而MOS管Q4达到控制电源、调整功率的目的。此外，驱动IC U1的5脚为CAL校准，3脚FBK反馈输入。2脚为CT控制，其上连接有开关频率设置模块的电容C36，用于设置开关频率。

而MOS管Q4漏极的一路连接功率检测模块，它包括第十电阻R10，所述第十电阻R10连接于MOS管Q4的漏极上，第十电阻10还设有导线输入驱动IC U1的功率检测脚8，用于让驱动IC U1可检测R10上的电压，而后在内部作分析处理。

MOS管Q4漏极的第二路连接第二储能模块、第二储能模块包括一储能电容C35，储能电容C35输入连接于驱动IC U1其内部电源电压输出脚1脚上，用于当市电瞬间断开时，由储能电容C35上储存的电量继续给6脚供电，驱动IC U1内部计数器寄存器保持工作，关闭开关需在关频率设置模块的电容C36对应的时间(如常见1.5秒)内有效。与接入驱动IC，第三路连接变压器；

MOS管Q4源极的第三路连接变压器ER2510，经其隔离后耦合之另一端的隔离整流滤波模块的一用于隔离整流的第六二极管D6及电解电容C9、C15，并最终驱动连接在引座J1上的LED灯组。

而在MOS管Q4与第一储能模块的电感L1间还连接有由第四电容C4、第二电阻R2、第二二极管D2组成电路尖峰吸收模块，用于吸收尖峰电压和电流。具体的，第二电阻R2与第四电容C4并联后输入连接储能电感L1，输出连接第二二极管D2，第二二极D2管输出连接第一储能模块的电感L1及变压器ER2510。

实施例中，所述驱动IC型号为GM6182，它是一种高功率因数，常数当前离线LED灯驱动IC。它有一个内置的简易调光功能。计数墙壁开关切换的数量，并相应地改变光输出亮暗，改变现有的照明灯具与调光功能，以取代一个传统摇控方案或安装TRIAC调光器方案的不便。GM6182切换墙壁开关的时间应在小于1.5秒完成切换动作。据观察大多数人会在0.2至0.8秒左右做墙壁开关切换。简易调光提供：全功率\60％\40％\20％，切换将再次返回到全功率。要直接从任意功率电平至完全关闭，只需原来的墙壁开关至OFF位置。比如一个8W的LED灯泡，调光对应的功率为：8W/5W/4W/2W。

综上所述，本实用新型的有益效果在于省掉了摇控调光所用的摇控器，这就使得其可广泛应用于夜间想调暗走廊、洗手间、办公大厅、停车场，或是深夜时调降公共建筑物，如医院、学校、火车和公车站等场所的灯光使用，采用本实用新型LED灯组或驱动电路驱动LED时，只需将墙壁开关切换一次，而后在开关频率设置模块的电容参数决定的时间内完成快速关-开墙壁开关的动作，就可以调暗灯光至60％亮度。第二次切换可至40％亮度，第三次则到20％亮度，再一次切换就会回到全亮状态。要直接从任一调光准位跳至全亮，你只要在墙壁开关的关闭状态停留超过开关频率设置模块设置的时间(如通常为1.5秒)之后再打开，灯就会全亮。若要直接从任一电力准位跳至全暗，只要将墙壁开关切到关闭状态。本电路采用的驱动IC具有有较高的功率因数，在四段调光中皆有超过0.90的高功率因数，超过80％的高效率。另外，不使用泄流电阻，提高工作效率，使用便环保省电。输入无电解电容，不用担心电解电容所带来的寿命问题。无需光耦，输出恒流。电路简捷明了，成本低廉，便于生产。

此外以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种切换调光LED驱动电路，其特征在于：它包括保险丝、整流模块、滤波模块、第一储能模块、启动模块、稳压滤波模块、电路尖峰吸收模块、第二储能模块、驱动IC、开关频率设置模块、输入功率检测模块、驱动模块、MOS管、变压器及隔离整流滤波模块；

所述市电输入保险丝，保险丝、整流模块、滤波模块与第一储能模块依次相连；所述第一储能模块连接启动模块、启动模块连接稳压滤波模块、稳压滤波模块连接驱动IC，所述驱动IC通过PWM输出连接驱动模块、驱动模块连接MOS管、MOS管的一路连接输入功率检测模块、输入功率检测模块接入驱动IC，MOS管第二路连接第二储能模块、第二储能模块接入驱动IC，MOS管第三路连接变压器；所述变压器一路连接稳压滤波模块，另一路连接隔离整流滤波模块，隔离整流滤波模块输出连接外部LED灯；所述开关频率设置模块连接驱动IC；所述MOS管与第一储能模块间还连接有电路尖峰吸收模块。

2.如权利要求1所述的切换调光LED驱动电路，其特征在于：所述隔离整流滤波模块包括一电解电容及用于隔离整流的第六二极管。

3.如权利要求1所述的切换调光LED驱动电路，其特征在于：所述稳压滤波模块包括第八电阻、稳压二极管、稳压电容、功率三极管及滤波电容；所述第八电阻输入连接启动模块，第八电阻输出一路连接至功率三极管基级，另一路与并联接地的稳压二极管与稳压电容相连；所述功率三极管发射极输入连接驱动IC，集电极连接变压器；于功率三极管的发射极、集电极上分别对地连接有滤波电容。

4.如权利要求1所述的切换调光LED驱动电路，其特征在于：所述电路尖峰吸收模块包括第二电阻、第四电容及第二二极管，所述第二电阻与第四电容并联后一端连接第一储能模块，另一端连接第二二极管；所述第二二极管输出连接变压器。

5.如权利要求1所述的切换调光LED驱动电路，其特征在于：所述输入功率检测模块包括第十电阻，所述第十电阻连接于MOS管漏极上，第十电阻还设有导线与驱动IC相连。

6.一种LED灯组，其特征在于：它包括LED组及切换调光电路；所述驱动电路包括保险丝、整流模块、滤波模块、第一储能模块、启动模块、稳压滤波模块、电路尖峰吸收模块、第二储能模块、驱动IC、开关频率设置模块、输入功率检测模块、驱动模块、MOS管、变压器及隔离整流滤波模块。

7.如权利要求6所述的LED灯组，其特征在于：所述隔离整流滤波模块包括一电解电容及用于隔离整流的第六二极管。

8.如权利要求6所述的LED灯组，其特征在于：所述稳压滤波模块包括第八电阻、稳压二极管、稳压电容、功率三极管及滤波电容；所述第八电阻输入连接启动模块，第八电阻输出一路连接至功率三极管基级，另一路与并联接地的稳压二极管与稳压电容相连；所述功率三极管发射极输入连接驱动IC，集电极连接变压器；于功率三极管的发射极、集电极上分别对地连接有滤波电容。

9.如权利要求6所述的LED灯组，其特征在于：所述电路尖峰吸收模块包括第二电阻、第四电容及第二二极管，所述第二电阻与第四电容并联后一端连接第一储能模块，另一端连接第二二极管；所述第二二极管输出连接变压器。

10.如权利要求6所述的LED灯组，其特征在于：所述输入功率检测模块包括第十电阻，所述第十电阻连接于MOS管漏极上，第十电阻还设有导线与驱动IC相连。

Images