CN203313442U - Led驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种LED驱动电路，在以全波整流波系驱动LED列时，通过插入LED列中的旁路电路，根据全波整流波形的电压来改变LED列的串联段数的LED驱动电路中，即使LED列的一部分短路也不会损坏旁路电路。在具有FET（122）和晶体管（123）的旁路电路（120）中，部分LED列（110）的两端间短路的情况下，从由电阻（125a）和（126b）构成的分压电路经过二极管（126a）向晶体管（123）的基极流入电流，使晶体管（123）为ON。由此，FET（122）的栅极电压下降，防止FET（122）的栅极被损坏。此时，二极管（126b）阻止应该流入基极的电流流向电流输入端子（128）侧。

Description

LED驱动电路

技术领域

本实用新型涉及LED驱动电路，尤其涉及具有作为光源的串联连接多个LED(发光二极管)的LED列的驱动电路。 

背景技术

已知有将从商用交流电源得到的全波整流波形直接施加到LED列，并使LED点亮的LED驱动电路。这里，LED列是多个LED列串联连接的结构，可以耐高电压。与从商用交流电源产生一定电压、使LED点亮的其他方式的LED驱动电路相比，这样的LED驱动电路具有电路结构简单且小型化的特征。 

然而，仅对LED列施加全波整流波形的话，产生仅在全波整流波形超过LED列所具有的阈值的期间LED点亮的情况。例如，LED的正向电压Vf为3V，作为LED列有40个LED串联连接的情况下，LED列的阈值为120V。商用交流电源的有效值为100V时，LED驱动电路仅在全波整流波形超过120V的短期内LED点亮。因此，LED驱动电路不仅变暗或明显闪动，而且功率系数、失真系数也变差。 

对此已知有如下方法：作为延长点亮期间的手法，将LED列分割为多个部分LED列，在全波整流波形的电压值低的相位下，仅点亮一部分的部分LED列，随着电压值变高，增加点亮的部分LED列的数量(例如，参照专利文献1)。 

图3是示出以往的LED驱动电路的电路图，是不脱离专利文献1的宗旨地重新画的图。 

图3的实例中，在各部分LED列的连接点连接了旁路电路，该旁路电路在全波整流波形的低电压相位下ON(导通)、在高电压相位下OFF(非导通)。旁路电路根据全波整流波形的电压值又或流过LED列的电流值进行ON-OFF控制。 

图3所示的LED驱动电路400包括：二极管电桥电路405、部分LED列410和430、旁路电路420、以及电流限制电阻433。商用电源406与二极管电桥电路405的输入端子连接。 

二极管电桥电路405由4个二极管401、402、403、以及404构成，端子A是全波整流波系的输出端子，端子B是赋予基准电压的端子。部分LED列410具有串联连接了含有LED411、412的多个LED的构成。同样地，部分LED列430具有包括LED431、432的串联连接 多个LED的构成。旁路电路420具有：电阻421和424、场效应晶体管(以下成为FET)422、双极晶体管423、第1电流输入端子427、第2电流输入端子428、以及电流输出端子429。 

旁路电路420中，在从第2电流输入端子428输入的电流少的期间，从第1电流输入端子427输入电流。另一方面，在从第2电流输入端子428输入的电流变多时，不从第1电流输入端子427输入电流。即，LED驱动电路400中，在全波整流波形的电压值低、电流没有流入部分LED列430的低电压相位下，形成从部分LED列410通过旁路电路420的第1电流输入端子427的电流路径。与之相对，在全波整流波形的电压值变高、电流开始流入部分LED列430的高电压相位下，流过旁路电路420的第1电流输入端子427的电流消失。此时流过LED列410、430的电路电流I通过第2电流输入端子428和电流输出端子429而流向端子B。另外，全波整流波形的电压值低于LED列410的阈值时，没有电路电流I流过。另外，没有说明流过电阻421的电流。 

【现有技术文献】 

【专利文献】 

【专利文献1】WO2011/020007号公报 

实用新型内容

然而，图3所示的以往的LED驱动电路400中，部分LED列410的正极和负极短路时，旁路电路420的FET422的栅极被施加高电压，FET422可能被损坏。此时损坏若是短路模式，则电路电流I剧增，恐怕会引起火灾。 

因此，本实用新型的目的在于提供一种LED驱动电路，在包括多个LED串联连接的LED列和与该LED列的中间点连接的旁路电路的LED驱动电路中，即使LED列的一部分短路，也不会损坏旁路电路。 

本实用新型涉及的LED驱动电路具有：包含于作为光源的串联连接有多个LED的LED列的、串联连接的第1部分LED列和第2部分LED列；和旁路电路，旁路电路具有双极晶体管、场效应晶体管、分压电路、第1二极管、第2二极管、第1电流输入端子、第2电流输入端子和电流输出端子，第1电流输入端子与第1部分LED列和第2部分LED列的连接部连接，通过从第2电流输入端子流入的电流来限制从第1电流输入端子流入的电流，双极晶体管通过集电极电压来控制场效应晶体管的栅极电压，场效应晶体管通过栅极电压来调整漏极-源极间的电流，分压电路的一端与第1电流输入端子连接，分压电路的另一端与电流输出端子连接，第1二极管的正极与分压电路的分压点连接，第1二极管的负极与双 极晶体管的基极连接，第2二极管的正极与第2电流输入端子连接，第2二极管的负极与双极晶体管的基极连接。 

串联连接的第1部分LED列和第2LED列中，高电压侧的第1部分LED列的两端短路，旁路电路的第1电流输入端子被施加高电压时，从分压电路经过第1二极管向双极晶体管的基极流入电流。其结果是，双极晶体管的集电极-发射极间为ON，场效应晶体管的栅极电压下降，防止场效应晶体管的栅极被损坏。此时，第2二极管阻止应该流入基极的电流流向第2电流输入端子侧。 

本实用新型涉及的LED驱动电路中，优选为双极晶体管的集电极与场效应晶体管的栅极连接，双极晶体管的发射极与电流输出端子连接，场效应晶体管的漏极与第1电流输入端子连接，场效应晶体管的源极与第2电流输入端子连接。 

本实用新型涉及的LED驱动电路中，优选为全波整流波形的低电压相位下，设定分压电路的分压点的电压范围，使得不会从分压电路通过第1二极管向双极晶体管的基极流入电流。根据这样的构成，旁路电路在低电压相位为ON、在高电压相位为OFF。 

本实用新型涉及的LED驱动电路中，即使LED列的一部分短路而对旁路电路施加高电压，旁路电路也不会被损坏。 

附图说明

图1是本实用新型涉及的LED驱动电路100的电路图。 

图2的(a)是示出全波整流波形的波形图，图2的(b)是示出电路电流I的波形图。 

图3是示出以往的LED驱动电路的电路图，是不脱离专利文献1的宗旨地重新画的图。 

【符号说明】 

100…LED驱动电路 

101、102、103、104、126a、126b…二极管 

105…桥接整流电路 

106…商用交流电源 

110…部分LED列(第1部分LED列) 

111、112、131、132…LED 

120…旁路电路 

121、124、125a、125b、133…电阻 

122…FET(场效应晶体管) 

123…晶体管(双极晶体管) 

127…电流输入端子(第1电流输入端子) 

128…电流输入端子(第2电流输入端子) 

129…电流输出端子 

130…部分LED列(第2部分LED列) 

具体实施方式

以下，参照附图对LED驱动电路进行说明。只是需要注意的是：本实用新型的技术范围并不限定与其实施方式，涉及到权利要求记载的实用新型及其等同实用新型。在对附图的说明中，对同一或相当的要素都赋予同一符号，省略重复的说明。 

图1是本实用新型涉及的LED驱动电路100的电路图。 

如图1所示，LED驱动电路100包含二极管电桥电路105、部分LED列110和130、旁路电路120、以及限流电阻133而构成。商用电源106与二极管电桥电路105的输入端子连接。 

二极管电桥电路105由4个二极管101、102、103、以及104构成，端子A是全波整流波系的输出端子，端子B是赋予基准电压的端子。包含于LED驱动电路100的LED列由部分LED列110(第1部分LED列)和部分LED列130(第2部分LED列)构成，部分LED列110和部分LED列130串联连接。部分LED列110中，含有LED111、112的多个LED串联连接。同样地，部分LED列130内，含有LED131、132的多个LED串联连接。部分LED列110的正极与二极管电桥电路105的A端子连接。部分LED列130的负极与限流电阻133串联连接。 

旁路电路120包括：电流输入端子127(第1电流输入端子)、电流输入端子128(第2电流输入端子)、电流输出端子129。电流输入端子127连接于部分LED列和第2部分LED列的连接部，电流输入端子128与限流电阻133连接。电流输出端子129与二极管电桥电路105的B端子连接。旁路电路120构成为通过从电流输入端子128流入的电流来限制从电流输入端子127流入的电流。 

旁路电路120包括：电阻121和124、场效应晶体管(FET)122、双极晶体管(以下称为“晶体管”)123、电阻125a和125b、二极管126a(第1二极管)、二极管126b(第2二极管)。 

电阻121的一端与电流输入端子127连接，电阻121的另一端与晶体管123的集电极和FET122的栅极连接。电阻124的一端与电流输入端子128、FET122的源极和二极管126b的正极连接，电阻124的另一端与电流输出端子129连接。晶体管123的基极与二极管126a和 126b的负极连接，晶体管123的发射极与电流输出端子129连接。FET122的漏极与电流输入端子127连接。在电流输入端子127和电流输出端子129之间串联连接的电阻125a和125b构成分压电路，并且其连接部(分压点)与二极管126的正极连接。 

图2的(a)是示出全波整流波形的波形图，图2的(b)是示出电路电流I的波形图。图2的(a)和图2的(b)的时间轴一致地进行图示，LED驱动电路100是处于通常状态的电路。 

在期间t1，全波整流波形的电压值没有达到部分LED列110的阈值，因此没有电路电流I流过。 

在期间t2，全波整流波形的电压值虽然超过部分LED列110的阈值，但没有达到部分LED列110的阈值和部分LED列130的阈值的和。此时，电路电流I通过旁路电路120再返回到二极管电桥电路105。另外，在期间t2，产生反馈使得晶体管123的基极-发射极间电压维持在0.6V，旁路电路120恒流工作。此时，通过电阻125a、125b进行调整使得二极管126a的正极电压不会超过1.2V。严格来说，在期间t2最后的短暂期间内，全波整流波形的电压值稍大于部分LED列110的阈值和部分LED列130的阈值的和，通过部分LED列130从电流输入端子128输入电流。 

在期间t3，全波整流波形的电压值大于部分LED列110的阈值和部分LED列130的阈值的和，通过部分LED列130向电流输入端子128输入电流。此时，晶体管123饱和，且FET122的栅极电压为基准电压(端子B的电压)，FET122截止。结果是，从旁路电路120的电流输入端子127向旁路电路120输入的电流剧减。另外，在全波整流波系的电压值下降的期间，经历与全波整流波系的电压值上升的期间相反的过程。 

接着，对部分LED列110的两端间短路时的动作进行说明。 

这种情况下，全波整流波系直接输入到旁路电路120的电流输入端子127，因此，有可能通过电阻121对FET122的栅极施加高电压。然后，从电阻125a和125b构成的分压电路经过二极管126a，向晶体管123的基极流入电流，使晶体管123的集电极-基极间为ON。其结果是，FET122的栅极电压下降，防止了FET122的损坏。另外，使二极管126b应该流入基极的电流不会通过电阻124流向端子B侧。 

另外，LED驱动电路100虽然采用了限流电阻133，但如果不采用限流电阻133而是使用恒流电路的话，即使是商用交流电源的振幅不稳定的情况下，也可以确保比较稳定的工作。 

另外，LED驱动电路100中，有两个部分LED列(部分LED列110和130)，但也可以再串联连接多个部分LED列。这种情况下，在各连接部连接旁路电路120，相邻的旁路电路120 之间，电流输入端子128(第2电流输入端子)和电流输出端子129连接。而且，可以是最高电压侧的旁路电路使用图1所示的旁路电路120，剩余的旁路电路使用图3所示的旁路电路420。 

Claims (3)

1.一种LED驱动电路，其特征在于，具有： 

串联连接的第1部分LED列和第2部分LED列，所述第1部分LED列和第2部分LED列包含在作为光源的串联连接有多个LED的LED列中；和 

旁路电路，所述旁路电路具有双极晶体管、场效应晶体管、分压电路、第1二极管、第2二极管、第1电流输入端子、第2电流输入端子和电流输出端子，所述第1电流输入端子与所述第1部分LED列和所述第2部分LED列的连接部连接，通过从所述第2电流输入端子流入的电流来限制从所述第1电流输入端子流入的电流， 

所述双极晶体管通过集电极电压来控制所述场效应晶体管的栅极电压， 

所述场效应晶体管通过栅极电压来调整漏极-源极间的电流， 

所述分压电路的一端与所述第1电流输入端子连接，所述分压电路的另一端与所述电流输出端子连接， 

所述第1二极管的正极与所述分压电路的分压点连接，所述第1二极管的负极与所述双极晶体管的基极连接， 

所述第2二极管的正极与所述第2电流输入端子连接，所述第2二极管的负极与所述双极晶体管的基极连接。 

2.如权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于， 

所述双极晶体管的集电极与所述场效应晶体管的栅极连接，所述双极晶体管的发射极与所述电流输出端子连接， 

所述场效应晶体管的漏极与所述第1电流输入端子连接，所述场效应晶体管的源极与所述第2电流输入端子连接。 

3.如权利要求1或2所述的LED驱动电路，其特征在于， 

全波整流波形的低电压相位下，设定所述分压电路的分压点的电压范围，使得不会从所述分压电路通过所述第1二极管向所述双极晶体管的基极流入电流。 

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