CN202551464U

CN202551464U - 一种宽电压led灯控制电路

Info

Publication number: CN202551464U
Application number: CN2012201983266U
Authority: CN
Inventors: 吴俊纬
Original assignee: Guangzhou Nanker Integrated Electronic Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Nanker Integrated Electronic Co Ltd
Priority date: 2012-05-04
Filing date: 2012-05-04
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2022-05-04

Abstract

本实用新型公开了一种结构简单、控制可靠、成本低、效率高、节能、能够延长灯具的使用寿命、同时具有恒流及恒压两种功能的宽电压LED灯控制电路。本实用新型包括LED光源负载（6）、将交流电变为直流电的整流电路（4）、为所述LED光源负载（6）提供恒压直流电的稳压电路（5）、为所述LED光源负载（6）进行稳流的恒流电路（7），所述LED光源负载（6）包括至少一组相串联的若干个LED，所述恒流电路（7）包括至少一个N沟道结型场效应晶体管，所述N沟道结型场效应晶体管的漏极为一接点，所述N沟道结型场效应晶体管的源极与栅极相短接构成另一接点。本实用新型可广泛应用于LED照明电路领域。

Description

一种宽电压LED灯控制电路

技术领域

本实用新型涉及一种宽电压LED灯控制电路。

背景技术

目前，LED的应用越来越广泛，用于日常室内和户外照明的LED灯具也正越来越普及。在LED灯具的控制电路中，虽然LED的功耗不大，但却要求所提供的电源必需电流、电压在一定范围内保持相对稳定，同时要求对LED有一定的过流、过压保护作用。LED照明电路一般需要将220V交流电在经过整流滤波后输出高达300～400V的直流电，由于LED的正向压降的离散性，导致在高达300～400V的电压下直接驱动LED串组也需要使用恒流驱动，以消除每组LED的总压降的不一致的影响，解决这类负载的供电通常是采用恒流或稳压电源，而且在电源电路中还需要加入对负载中某些元件在异常情况下的过电流保护电路，这就使得这类电源存在元件多、电路复杂、消耗功率比例大的弊端。目前的LED驱动电路一般都是单独设置恒流或稳压电路，同时具有恒流及恒压两种功能的电路尚不多见。现有的隔离式开关电源稳压电路的电源输出端的电压虽可保持稳定，但是由于LED在高温下长期工作后其导通电压会下降，因此如果LED两端的电压保持不变，则其工作电流会升高。所以在稳压电路的实际应用中，在使用一段时间后，常常会发生由于电流的升高而造成LED被烧毁的现象，缩短使用寿命，其中所谓“隔离式”是指变压器的两侧的接地端是独立的。现有的非隔离式电源LED恒流电路虽可保证输出端的电流稳定，但是在多个负载并联的情形下，则会造成电流在各个支路内的不平均分布，以致在一路LED烧毁后，容易加速造成全部支路LED的烧毁。

“JFET”是英文“Junction Field Effect Transistor”的缩写，即“结型场效应晶体管”。一个N沟道结型场效应晶体管，当栅极与源极同电位时，其沟道较宽，电阻较小，当漏极施以正压时，N沟道中的多数载流子电子在电场作用下由源极向漏极作漂移运动，形成漏极电流，其输出特性曲线先是经过电流急速上升的可变电阻区，然后就进入恒流导通的饱和区。由于N沟道结型场效应晶体管在栅极电压为零时已导通的特性及其在漏极电压增加时电流基本在饱和区直到漏极雪崩击穿，故其可作为一个恒流源使用。但是，目前还没有将N沟道结型场效应晶体管的栅极与源极短接并作为恒流源使用的先例。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、控制可靠、成本低、效率高、节能、能够延长灯具的使用寿命、同时具有恒流及恒压两种功能的宽电压LED灯控制电路。

本实用新型所采用的技术方案是：本实用新型包括LED光源负载、将交流电变为直流电的整流电路、为所述LED光源负载提供恒压直流电的稳压电路、为所述LED光源负载进行稳流的恒流电路，所述LED光源负载包括至少一组相串联的若干个LED，所述恒流电路包括至少一个N沟道结型场效应晶体管，所述N沟道结型场效应晶体管的漏极为一接点，所述N沟道结型场效应晶体管的源极与栅极相短接构成另一接点。

所述稳压电路为PFC电路。

每个所述N沟道结型场效应晶体管与至少一组LED相串联连接。

所述宽电压LED灯控制电路还包括散热风扇电路，所述散热风扇电路与所述恒流电路相串联。

所述散热风扇电路包括与风扇电机并联的风扇分流电阻。

所述散热风扇电路包括与风扇电机并联的风扇稳压二极管，所述风扇稳压二极管的稳压工作点为6～24V DC之间的一个特定电压。

所述N沟道结型场效应晶体管并联接有第一稳压二极管，所述第一稳压二极管的稳压工作点为20～80V DC之间的一个特定电压。

所述宽电压LED灯控制电路还包括温控开关电路，所述温控开关电路接于电源的输入端，所述温控开关电路包括常闭温控开关，所述常闭温控开关装于LED灯的散热器上或灯内，当散热器温度或灯内的温度高于所述常闭温控开关的断开温度时，所述常闭温控开关断开，切断所述LED光源负载的供电，所述常闭温控开关的断开温度为60～100℃之间的一个特定温度。

所述宽电压LED灯控制电路还包括过流保护电路、电源防雷电路，所述过流保护电路接于电源的输入端，所述过流保护电路包括过流保护保险管，所述电源防雷电路接于所述过流保护电路之后。

所述宽电压LED灯控制电路还包括EMC电路，所述EMC电路接于所述整流电路之前，所述整流电路采用桥式整流。

本实用新型的有益效果是：由于本实用新型所述恒流电路包括至少一个N沟道结型场效应晶体管，所述N沟道结型场效应晶体管的漏极为一接点，所述N沟道结型场效应晶体管的源极与栅极相短接构成另一接点，本实用新型通过所述整流电路整流将交流电变为直流电后再经过所述稳压电路稳压变为恒压的直流电输出，即使所述LED光源负载在高温下长时间工作，当其工作的电流欲增加时，所述N沟道结型场效应晶体管可阻止电流增加，并将所述LED光源负载在高温环境工作下下降的电压加在所述N沟道结型场效应晶体管上，延长所述LED光源负载的使用寿命，避免烧毁，所述N沟道结型场效应晶体管作为一个独立的器件，方便替换现有其他电路的外围稳压及稳流电路，使得电路元件大大减少、电路简单，故本实用新型结构简单、控制可靠、成本低、效率高、节能，能够延长灯具的使用寿命，同时具有恒流及恒压两种功能。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的电路结构示意图；

图2是本实用新型实施例二的电路结构示意图；

图3是本实用新型实施例三的电路结构示意图；

图4是本实用新型实施例四的电路结构示意图。

具体实施方式

实施例一：

如图1所示，本实施例的LED灯中包括用于被动散热的散热器，宽电压LED灯控制电路包括温控开关电路1、过流保护电路11、电源防雷电路2、EMC电路3、将交流电变为直流电的整流电路4、LED光源负载6、为所述LED光源负载6提供恒压直流电的稳压电路5、为所述LED光源负载6进行稳流的恒流电路7，所述过流保护电路11接于电源的输入端，所述过流保护电路11包括过流保护保险管F1，用于过流及短路保护之用，所述电源防雷电路2接于所述过流保护电路11之后，用于防雷保护之用，包括压敏电阻RV1、RV2、R2、热敏电阻RT、放电管DSA1，所述EMC电路3接于所述整流电路4之前，以使电路符合电磁兼容性要求，包括电阻R1、电容C1～C4、共模电感T1，所述整流电路4采用桥式整流，包括四个整流二极管D1～D4，当然也可以采用其他整流方式整流，所述稳压电路5为PFC电路，是功率因数校正电路，接于所述整流电路4之后、所述LED光源负载6之前，用于为所述LED光源负载6提供电压稳定的直流电，并提高整个电路的功率因数，所述稳压电路5是开关电源，包括功率因数校正芯片U1，所述功率因数校正芯片U1采用ST公司生产的型号为L6561的电源PFC功率因数控制电路，其具有电路简单、效率高等优点，其外围元件包括电容C5～C8、C10、电阻R3～R10、二极管D5、D6、MOS管Q1、变压器T2，所述温控开关电路1接于电源的输入端，所述温控开关电路1包括常闭温控开关TH1，所述常闭温控开关TH1装于LED灯的散热器上，当然也可以装于LED灯内的某个位置，比如安装于发热较大的三极管上，当散热器温度或灯内的温度高于所述常闭温控开关TH1的断开温度时，所述常闭温控开关TH1断开，切断所述LED光源负载6的供电，所述常闭温控开关TH1的断开温度为70℃，所述常闭温控开关TH1的断开温度范围可根据灯具的工作条件及实际电路的功率等因素选定为60～100℃之间的某个特定温度，当散热器或灯内的温度低于所述常闭温控开关TH1的断开温度时，所述常闭温控开关TH1重新闭合，点亮LED进行照明，避免LED由于过热而影响寿命和报废，延长LED的使用寿命，保护LED免受高温破坏，因此具有高温保护功能，所述LED光源负载6包括一组相串联的若干个LED，即LED 1a～LED(n)a，相串联的LED的个数n可视输入电压、额定功率的高低、光源照度的大小的要求而定，所述恒流电路7包括一个N沟道结型场效应晶体管Q2a，所述N沟道结型场效应晶体管Q2a的漏极为一接点，所述N沟道结型场效应晶体管Q2a的源极与栅极相短接构成另一接点，所述N沟道结型场效应晶体管与所述LED光源负载6相串联连接。

实施例二：

如图2所示，本实施例与实施例一的区别在于：本实施例中，所述LED光源负载6包括若干组LED，即LED 1a～LED(n)a、……、LED 1x～LED(n)x，各组之间相并联，各组内包括若干个相串联的LED，每组相串联的LED的个数n可视输入电压、额定功率的高低、光源照度的大小的要求而定，所述恒流电路7包括数量与所述LED光源负载6中相串联LED的组数相同的若干个N沟道结型场效应晶体管Q2a、……、Q2x，每个所述N沟道结型场效应晶体管Q2a、……、Q2x的漏极为一接点，每个所述N沟道结型场效应晶体管Q2a、……、Q2x的源极与栅极相短接构成另一接点，每个所述N沟道结型场效应晶体管与所述LED光源负载6中的一组LED相串联连接，以使每组LED都能获得稳定的工作电流，避免过流烧毁，延长使用寿命。

本实施例的其余特征与实施例一相同。

实施例三：

如图3所示，本实施例与实施例一的区别在于：本实施例中，LED灯中还用于主动散热的散热风扇，宽电压LED灯控制电路还包括散热风扇电路8，所述散热风扇电路8与所述恒流电路7相串联，所述散热风扇电路8包括与风扇电机并联的风扇分流电阻R14，本实施例的散热效果更好。

本实施例的其余特征与实施例一相同。

实施例四：

如图4所示，本实施例与实施例二的区别在于：本实施例中，LED灯中还用于主动散热的散热风扇，宽电压LED灯控制电路还包括散热风扇电路8，所述散热风扇电路8与所述恒流电路7相串联，所述散热风扇电路8包括与风扇电机并联的风扇多个分流电阻R14，用于大功率电路的分流，避免单个电阻带来的高温，所述散热风扇电路8还包括与风扇电机并联的风扇稳压二极管D8，所述风扇稳压二极管D8的稳压工作点可根据灯具的功率大小及实际电路的情况等因素选定为6～24V DC之间的某个特定电压，通过设置所述风扇稳压二极管D8，使得所述风扇电机的电压控制在一定范围内，避免多个灯具同时开启产生的开关浪涌冲击造成的瞬时电压过高，减少对风扇电机造成冲击，避免风扇损坏，保证整个电路的散热稳定运行；另外，每个所述N沟道结型场效应晶体管Q2a、……、Q2x均并联接有第一稳压二极管D6a、……、D6x，所述第一稳压二极管D6a、……、D6x的稳压工作点可根据灯具的功率大小及实际电路的情况等因素选定为20～80V DC之间的某个特定电压，使得所述恒流源器件的电压控制在一定范围内，避免多个灯具同时开启产生的开关浪涌冲击造成的瞬时电压过高，减少对所述N沟道结型场效应晶体管造成冲击，避免损坏，保证整个电路的稳定运行，因此本电路具有关键元件过压保护功能，且本实施例的散热效果更好。

本实施例的其余特征同实施例二相同。

本实用新型通过所述整流电路整流4将交流电变为直流电后再经过所述稳压电路5稳压变为恒压的直流电输出，即使所述LED光源负载6在高温下长时间工作，当其工作的电流欲增加时，所述N沟道结型场效应晶体管可阻止电流增加，并将所述LED光源负载6在高温环境工作下下降的电压加在所述N沟道结型场效应晶体管上，延长所述LED光源负载6的使用寿命，避免烧毁，所述N沟道结型场效应晶体管作为一个独立的器件，方便替换现有其他电路的外围稳压及稳流电路，使得电路元件大大减少、电路简单，因此本实用新型结构简单、控制可靠、成本低、效率高、节能，能够延长灯具的使用寿命，同时具有恒流及恒压两种功能

本实用新型可广泛应用于LED照明电路领域。

Claims

1.一种宽电压LED灯控制电路，包括LED光源负载（6）、将交流电变为直流电的整流电路（4）、为所述LED光源负载（6）提供恒压直流电的稳压电路（5）、为所述LED光源负载（6）进行稳流的恒流电路（7），其特征在于：所述LED光源负载（6）包括至少一组相串联的若干个LED，所述恒流电路（7）包括至少一个N沟道结型场效应晶体管，所述N沟道结型场效应晶体管的漏极为一接点，所述N沟道结型场效应晶体管的源极与栅极相短接构成另一接点。

2.根据权利要求1所述的宽电压LED灯控制电路，其特征在于：所述稳压电路（5）为PFC电路。

3.根据权利要求1所述的宽电压LED灯控制电路，其特征在于：每个所述N沟道结型场效应晶体管与至少一组LED相串联连接。

4.根据权利要求1所述的宽电压LED灯控制电路，其特征在于：所述宽电压LED灯控制电路还包括散热风扇电路（8），所述散热风扇电路（8）与所述恒流电路（7）相串联。

5.根据权利要求4所述的宽电压LED灯控制电路，其特征在于：所述散热风扇电路（8）包括与风扇电机并联的风扇分流电阻（R14）。

6.根据权利要求4所述的宽电压LED灯控制电路，其特征在于：所述散热风扇电路（8）包括与风扇电机并联的风扇稳压二极管（D8），所述风扇稳压二极管（D8）的稳压工作点为6～24V DC之间的一个特定电压。

7.根据权利要求1所述的宽电压LED灯控制电路，其特征在于：所述N沟道结型场效应晶体管并联接有第一稳压二极管，所述第一稳压二极管的稳压工作点为20～80V DC之间的一个特定电压。

8.根据权利要求1所述的宽电压LED灯控制电路，其特征在于：所述宽电压LED灯控制电路还包括温控开关电路（1），所述温控开关电路（1）接于电源的输入端，所述温控开关电路（1）包括常闭温控开关（TH1），所述常闭温控开关（TH1）装于LED灯的散热器上或灯内，当散热器温度或灯内的温度高于所述常闭温控开关（TH1）的断开温度时，所述常闭温控开关（TH1）断开，切断所述LED光源负载（6）的供电，所述常闭温控开关（TH1）的断开温度为60～100℃之间的一个特定温度。

9.根据权利要求1所述的宽电压LED灯控制电路，其特征在于：所述宽电压LED灯控制电路还包括过流保护电路（11）、电源防雷电路（2），所述过流保护电路（11）接于电源的输入端，所述过流保护电路（11）包括过流保护保险管（F1），所述电源防雷电路（2）接于所述过流保护电路（11）之后。

10.根据权利要求1所述的宽电压LED灯控制电路，其特征在于：所述宽电压LED灯控制电路还包括EMC电路（3），所述EMC电路（3）接于所述整流电路（4）之前，所述整流电路（4）采用桥式整流。