CN204190975U - 具有过温保护led恒流源驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有过温保护LED恒流源驱动电路，涉及LED驱动电路领域，包括一恒流驱动芯片、一LED芯片均安装在一散热器的表面上，所述恒流驱动芯片的电流采样端与电源端之间连接有一电流外部控制电路，所述电流外部控制电路包括：一二极管、一热敏电阻依次串联在所述电流采样端与所述电源端之间，一第一电阻、一第二电阻并联后的一端连接在所述外部控制电路与所述二极管之间，另一端接地；一第三电阻的一端连接在所述热敏电阻与所述二极管之间，所述第三电阻的另一端接地。通过在恒流源芯片上连接一具有热敏电阻的电流外部控制电路同时实现了恒流驱动芯片及LED芯片的温度控制，从而有效的延长LED芯片的寿命，进而延长LED灯的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种LED驱动电路，尤其涉及一种具有过温保护LED恒流源驱动电路。
背景技术
LED驱动电源是把电源供应转换为特定的电压电流以驱动LED发光的电源转换器，通常情况下：LED驱动电源的输入包括高压工频交流（即市电）、低压直流、高压直流、低压高频交流（如电子变压器的输出）等。而LED驱动电源的输出则大多数为可随LED正向压降值变化而改变电压的恒定电流源。
现有的LED电源驱动技术，使用的过温保护电路主要保护的对象是恒流驱动芯片，目前市场上带有过温保护电路的设计都是恒流驱动芯片自身具备的，不存在任何的外围电路设计。它的工作原理是芯片内部集成了过温保护控制单元，检测芯片工作时内部产生的温度，超出限定值后，通过内部恒流控制单元传输到输出端，减小输出功率，达到温度保护功能，延长驱动芯片的使用寿命，电路简单，成本较低。
但是，在芯片散热良好条件下，由于恒流驱动芯片的内部温度限定值高（芯片厂家一般是设定150℃），没有超出限定值，过温保护控制单元不工作，恒流驱动芯片与LED芯片均安装在散热器上，而目前LED灯特点是LED芯片产生的热量很难通过散热器将热量散发的空气中，很快达到热平衡，导致LED灯板和LED芯片内部温度达到工作平衡温度85℃甚至超出很多，直接影响LED芯片使用寿命，最终影响灯的使用寿命，并且，它不具备自调节输出电流功能。
图1是现有技术中LED灯的结构示意图，请参见图1，在具体应用中，通过热电偶温度测温探针对A点散热器温度进行探测。电源驱动是AC220V输入，输出电压DC30-34v、电流200MA, LED芯片采用工作电压为32v，工作电流200MA，散热器A点测试温度如表1：
从表1中的测试数据不难看出，在没有过温保护线路的灯中，散热器上温度在10分钟后上升达到84.7℃，30分钟后热基本平衡。根据热阻推算可以得出LED芯片温度比散热器温度高20℃，LED芯片温度达到104.7℃（LED建议使用温度是85℃），这个温度对LED芯片产生不可逆的损伤，导致LED芯片光率严重，甚至直接损坏。
因此，现有的恒流驱动芯片的保护电路仅仅能够保护恒流驱动芯片本身，而不能够保护LED芯片，从而影响了LED灯的使用寿命。
实用新型内容
本实用新型公开了一种具有过温保护LED恒流源驱动电路，用以解决现有技术中缺少一种同时保护恒流驱动芯片及LED芯片的电路的问题。
本实用新型的上述目的是通过以下技术方案实现的：
一种具有过温保护LED恒流源驱动电路，包括一恒流驱动芯片、一LED芯片均安装在一散热器的表面上，其特征在于，所述恒流驱动芯片的电流采样端与电源端之间连接有一电流外部控制电路，所述电流外部控制电路包括：一二极管、一热敏电阻依次串联在所述电流采样端与所述电源端之间，一第一电阻、一第二电阻并联后的一端连接在所述外部控制电路与所述二极管之间，另一端接地；一第三电阻的一端连接在所述热敏电阻与所述二极管之间，所述第三电阻的另一端接地。
如上所述的过温保护LED恒流源驱动电路，其特征在于，所述二极管的正极与所述电流采样端连接，所述二极管的负极与所述热敏电阻连接。
如上所述的过温保护LED恒流源驱动电路，其特征在于，所述二极管为肖特基二极管。
如上所述的过温保护LED恒流源驱动电路，其特征在于，所述热敏电阻的触点安装在所述散热器表面上。
如上所述的过温保护LED恒流源驱动电路，其特征在于，所述热敏电阻的触点与所述恒流驱动芯片紧贴，所述热敏电阻的触点与所述LED芯片不接触。
如上所述的过温保护LED恒流源驱动电路，其特征在于，所述热敏电阻为负温度系数热敏电阻。
如上所述的过温保护LED恒流源驱动电路，其特征在于，所述恒流驱动芯片为：BP3102芯片。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型解决了现有技术中带有过温保护电路的涉及仅仅是恒流驱动芯片自身具备的，无法同时对恒流驱动芯片和LED芯片进行保护的问题，通过在恒流源芯片上连接一具有热敏电阻的电流外部控制电路，使得电流外部控制电路可以根据散热器的温度对恒流驱动芯片进行控制，由于LED芯片及恒流驱动芯片均安装在散热器上，通过电流外部控制电路同时实现了恒流驱动芯片及LED芯片的温度控制，从而有效的延长LED芯片的寿命，进而延长LED灯的使用寿命，本实用新型结构简单，作用显著。
附图说明
图1是现有技术中LED灯的结构示意图；
图2是本实用新型具有过温保护LED恒流源驱动电路的电路图；
图3是本实用新型具有过温保护LED恒流源驱动电路的温度低于限定值的原理图；
图4是本实用新型具有过温保护LED恒流源驱动电路的温度超出限定值的原理图；
图5是本实用新型具有过温保护LED恒流源驱动电路的安装在散热器上的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步描述：
图2是本实用新型具有过温保护LED恒流源驱动电路的电路图，请参见图2，一种具有过温保护LED恒流源驱动电路，包括一恒流驱动芯片1、一LED芯片6均安装在一散热器7的表面上，其特征在于，恒流驱动芯片1的电流采样端21与电源端22之间连接有一电流外部控制电路，本实用新型的恒流驱动芯片1可以采用BP3102芯片，电流外部控制电路包括：一二极管3、一热敏电阻4依次串联在电流采样端21与电源端22之间，本实用新型的热敏电阻4为负温度系数热敏电阻4，一第一电阻51、一第二电阻52并联后的一端连接在外部控制电路与二极管3之间，另一端接地；一第三电阻53的一端连接在热敏电阻4与二极管3之间，第三电阻53的另一端接地。
本实用新型利用负温度系数热敏电阻4阻值与温度变化曲线的特征实现电流的调节，本实用新型基于恒流驱动芯片1自带的采样端21（CS端），第一电阻51、一第二电阻52并联与恒流驱动芯片1的采样端21（CS端）引脚组成提供一个稳定的电流输出，热敏电阻4、第三电阻53、二极管3、电源端22（vcc端）引脚组成一个电流外部控制单元。
本实用新型的二极管3的正极与电流采样端21连接，二极管3的负极与热敏电阻4连接，二极管3为肖特基二极管。
本实用新型的热敏电阻4采集温度变化，利用热敏电阻4的变化曲线对应的阻值变化，实现第三电阻53引脚V2点的电压变化，通过肖特基二极管的导通与截至，最终实现利用温度控制输出电流，达到过温保护功能，具体的：
图3是本实用新型具有过温保护LED恒流源驱动电路的温度低于限定值的原理图，请参见图3，箭头方向表示采样电流走向，热敏电阻4没有达到限定值温度是呈现为高阻状态，V2点的电压V2<V1，二极管3处于导通状态，肖特基二极管电压很小（0.1-0.2v）,所以采样电阻相当于第一电阻51、第二电阻52、第三电阻53并联，输出大电流到LED灯。
图4是本实用新型具有过温保护LED恒流源驱动电路的温度超出限定值的原理图，请参见图4，箭头方向表示采样电流走向，热敏电阻4超出限定值温度是呈现为低阻状态，V2点的电压V2>V1，二极管3处于截至状态，所以采样电阻等于第一电阻51、第二电阻52并联，输出小电流到LED灯。
图5是本实用新型具有过温保护LED恒流源驱动电路的安装在散热器上的结构示意图，请参见图5，在本实用新型的一个实施例中：本实用新型的热敏电阻4的触点安装在散热器7表面上。进一步的，本实用新型的热敏电阻4的触点与恒流驱动芯片1紧贴，热敏电阻4的触点与LED芯片6不接触，以避免LED芯片6的热量直接传导至热敏电阻4的触点。
在本实用新型具体测试过程中：A点是测试点。电源驱动是AC220V输入，输出电压DC30-34v、电流200MA, LED芯片6采用工作电压为32v，工作电流200MA。
根据LED芯片6资料提供的参考工作温度（85℃），LED芯片6与散热器7温度差为20℃，根据具体需要选取合适的热敏电阻4。设定热敏电阻4触点安装在散热器7上的点变化基点温度为65℃（设定温度控制在LED芯片6工作温度85℃-25℃的范围内，温度设定太低影响LED芯片6的发光亮度），低于65℃时输出电流是200mA，超出65℃时输出电流是170mA设计过温保护电路。最终得出测试的结果与散热器7A点测试温度如表2：
| 时间（min） | Led 电流（MA） | Led 电压(V) | A点温度(℃) |
| 1 | 205.4 | 32.5 | 30.0 |
| 2 | 204.1 | 33.2 | 44.6 |
| 3 | 203.8 | 32.8 | 60.5 |
| 4 | 200.5 | 31.7 | 70.3 |
| 6 | 185.9 | 32.0 | 65.3 |
| 8 | 180.1 | 32.4 | 66.1 |
| 10 | 175.9 | 31.2 | 67.7 |
| 15 | 174.5 | 32.2 | 68.2 |
| 30 | 175.8 | 31.8 | 67.9 |
从表2中的测试数据可知，带有过温保护线路的LED灯，散热器7上温度在4分钟后上升达到70.3℃，超出设定温度65℃，热敏电阻4的阻值变化后，影响输出电流与功率，而减少电流使得温度减低。表2与表1在6分钟后对比发现温度上升缓慢基本控制在设定温度范围内变化，15分钟后热基本平衡。由此看出本实用新型能够在保护恒流驱动电路的同时有效的保护LED芯片6，达到了非常理想的技术效果，从而有效的延长了LED芯片6使用寿命，进而有效延长LED灯的使用寿命。
Claims (7)
1.一种具有过温保护LED恒流源驱动电路，包括一恒流驱动芯片、一LED芯片均安装在一散热器的表面上，其特征在于，所述恒流驱动芯片的电流采样端与电源端之间连接有一电流外部控制电路，所述电流外部控制电路包括：一二极管、一热敏电阻依次串联在所述电流采样端与所述电源端之间，一第一电阻、一第二电阻并联后的一端连接在所述外部控制电路与所述二极管之间，另一端接地；一第三电阻的一端连接在所述热敏电阻与所述二极管之间，所述第三电阻的另一端接地。
2.根据权利要求1所述的具有过温保护LED恒流源驱动电路，其特征在于，所述二极管的正极与所述电流采样端连接，所述二极管的负极与所述热敏电阻连接。
3.根据权利要求1或2任一所述的具有过温保护LED恒流源驱动电路，其特征在于，所述二极管为肖特基二极管。
4.根据权利要求1所述的具有过温保护LED恒流源驱动电路，其特征在于，所述热敏电阻的触点安装在所述散热器表面上。
5.根据权利要求4所述的具有过温保护LED恒流源驱动电路，其特征在于，所述热敏电阻的触点与所述恒流驱动芯片紧贴，所述热敏电阻的触点与所述LED芯片不接触。
6.根据权利要求1所述的具有过温保护LED恒流源驱动电路，其特征在于，所述热敏电阻为负温度系数热敏电阻。
7.根据权利要求1所述的具有过温保护LED恒流源驱动电路，其特征在于，所述恒流驱动芯片为：BP3102芯片。
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|---|---|---|---|---|
| CN108963973A (zh) * | 2018-06-30 | 2018-12-07 | 深圳市必拓电子股份有限公司 | 一种过温保护电路及模组 |
| CN114340094A (zh) * | 2022-01-12 | 2022-04-12 | 广东恒润光电有限公司 | 一种led驱动过温保护控制方法及电路 |
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