CN204350389U - 一种led驱动电源电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及LED照明驱动技术领域，尤其涉及一种LED驱动电源电路，包括有全桥整流滤波电路、电源管理电路和开关恒流电路；全桥整流滤波电路输出交流电信号，电源管理电路对交流电信号进行调整，并经开关恒流电路进行滤波，以使LED处于恒流工作状态，或以使LED工作在正常电压范围，该电路具备输入过压、过流与欠压、欠流和输出过压、过流等调整作用，具有保护电路的效果。

Description

一种LED驱动电源电路

技术领域

本实用新型涉及LED照明驱动技术领域，尤其涉及一种LED驱动电源电路。

背景技术

目前，我国的LED建设取得了飞速的发展，LED照明因节能环保引发照明行业新的革命，从油灯到节能灯引发能源大量节省，现在的LED照明已经大幅度替换节能灯、油灯，不但节省能源，还给地球环保带来极大的提升。

因节能灯管需要镇流器提供稳定的电源和较高的启动电压，在节能灯的应用场合都存在镇流器，而且镇流器都是在房屋装修及改善时由专业电工装配。一方面，节能灯在与镇流器匹配使用时体现为纯阻性负载，LED灯在替换这些节能灯管因内部存在电子驱动电路及LED本身也是半导体器件，在与镇流器匹配时体现为半导体特性，这样就造成镇流器不能正常工作导致LED灯管亮度减低、闪烁、镇流器损坏等问题的频繁出现。

另一方面，LED灯管正常工作寿命远大于荧光灯管和镇流器的寿命，为了能在镇流器正常工作寿命结束而LED灯管寿命还没有达到的情况下，拆除镇流器后直接将常规交流电接到LED灯管还能正 常使用，以及具备节能环保等其他要求等，均是本领域技术人员致力于研究的方向。

实用新型内容

针对上述存在的问题，本实用新型提供了一种LED驱动电源电路，该LED驱动电源包括有全桥整流滤波电路、电源管理电路和开关恒流电路，可以使LED工作在正常电压，且具备输入过压、过流保护与欠压、欠流锁定和输出过压、过流等保护效果。

本实用新型为解决上述问题所采用的技术方案为：

一种LED驱动电源电路，其中，所述电路包括：

全桥整流滤波电路、电源管理电路和开关恒流电路；

所述电源管理电路包括一电源管理芯片，所述电源管理芯片的DRV端与一开关管的栅极连接，所述开关管的漏极和电源管理芯片的VDD端均与所述全桥整流滤波电路连接，所述电源管理芯片的CS端与所述开关管的源极均接地，所述电源管理芯片的DSEN端通过第十一电阻接等电位，所述第十一电阻并联有一第四电容；

所述开关恒流电路包括并联的第七电阻和第八电阻，所述第八电阻通过第一电感与一LED的正向输入端连接，该LED的正向输入端与LED的负向输入端之间并联有第七电容和第八电容；所述第一电感与所述第十一电阻连接，且所述第一电感与所述电源管理芯片的VDD端间还连接有第四二极管；

所述开关管的源极与一接地端的节点连接所述第八电阻，且该节 点并通过并联的第三二极管、第三电容与所述第七电容连接；

其中，所述全桥整流滤波电路输出交流电信号，所述电源管理电路对交流电信号进行调整，并经开关恒流电路进行滤波，以使LED处于恒流工作状态。

优选的，上述的LED驱动电源电路，其中，所述全桥整流滤波电路包括第一输入端、第二输入端、第三输入端和第四输入端；

所述第一输入端、第二输入端、第三输入端和第四输入端均通过一整流单元与第一电容、第一电阻、第二电阻、第一电感、第二电感和第二电容连接，形成整流滤波电路；

其中，第二电感连接于所述开关管的漏极。

优选的，上述的LED驱动电源电路，其中，所述整流单元由第一二极管对、第二二极管对、第三二极管对和第四二极管对组成。

优选的，上述的LED驱动电源电路，其中，所述第一输入端与所述第三输入端之间连接有第四高频滤波电容，所述第一输入端与所述第四输入端之间连接有第三高频滤波电容，所述第二输入端与所述第四输入端之间连接有第二高频滤波电容，所述第二输入端与所述第三输入端之间连接有第一高频滤波电容。

优选的，上述的LED驱动电源电路，其中，所述电源管理芯片的DRV端与开关管的栅极之间还连接串联的第五电阻和第六电阻；

其中所述第六电阻并联有第二二极管。

优选的，上述的LED驱动电源电路，其中，所述电源管理芯片的COMP端通过第六电容接一等电位，所述电源管理芯片的VDD端 通过第五电容接一等电位。

优选的，上述的LED驱动电源电路，其中，所述电源管理芯片的VDD端与所述全桥整流滤波电路之间串联有第三电阻和第四电阻。

优选的，上述的LED驱动电源电路，其中，所述开关管为NMOS管。

优选的，上述的LED驱动电源电路，其中，还包括第十二电阻；所述第十二电阻并联接入LED的正向输入端与LED的负向输入端之间，且与所述第七电容和第八电容均接地。

上述实用新型具有如下优点或者有益效果：

本实用新型公开了一种LED驱动电源电路，包括有全桥整流滤波电路、电源管理电路和开关恒流电路；全桥整流滤波电路输出交流电信号，电源管理电路对交流电信号进行调整，并经开关恒流电路进行滤波，以使LED处于恒流工作状态，或以使LED工作在正常电压范围，该电路具备输入过压、过流与欠压、欠流和输出过压、过流等调整作用，具有保护电路的效果。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未可以按照比例绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。

图1是本实用新型中一种LED驱动电源电路的结构示意图；

图2是本实用新型中LED灯管内模组分布示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本实用新型作进一步的说明，但是不作为本实用新型的限定。

为解决现有技术中存在的缺陷，本实用新型提供了一种LED驱动电源电路，该LED驱动电源包括有全桥整流滤波电路、电源管理电路和开关恒流电路，可以使LED工作在正常电压，且具备输入过压、过流保护与欠压、欠流锁定和输出过压、过流等保护效果。

具体的如图1所示，电源管理电路主要包括一电源管理芯片，电源管理芯片U1的DRV端与开关管(如NMOS管)Q1的栅极(G)连接，开关管Q1的漏极(D)和电源管理芯片U1的VDD端均与全桥整流滤波电路(即后续全桥整流滤波电路的第二电感L2一端口)连接；电源管理芯片U1的CS端与NMOS管的源极(S)均接地；且电源管理芯片U1的DGEN端通过第十一电阻R11接等电位，第十一电阻并联一第四电容C4。其中，在电源管理电路中，该开关管Q1作为一个主开关，当电源管理芯片U1输出为高电平时开关管Q1处于工作状态，相反当输出为低电平时开关管处于断开状态，进一步的控制全桥整流滤波电路的电信号的输出，同时进行输入过压、过流与欠压、欠流和输出过压、过流的调整。

另外，电源管理芯片U1还具有其他端口，如COMP端，电源管 理芯片U1的COMP端通过第六电容C6接等电位，且电源管理芯片的VDD端通过第五电容C5接等电位。

优选的，电源管理芯片U1的DRV端与开关管Q1的栅极之间还连接串联有第五电阻R5和第六电阻R6，其中第六电阻两端并联有第二二极管D2。

在本实用新型的实施例中，在电源管理芯片U1的VDD端和全桥整流滤波电路(即后续全桥整流滤波电路的第二电感L2的一个端口)之间还连接串联有第三电阻R3和第四电阻R4。

如图1所示，在本实用新型的实施例中，该LED驱动电源电路还包括开关恒流电路。具体的，该开关恒流电路包括并联的第七电阻R7和第八电阻R8(储能滤波作用)，第八电阻R8通过第一电感L1与一LED的正向输入端连接，LED的正向输入端与LED的负向输入端之间并联有第七电容C7和第八电容C8。

优选的，在本实用新型的实施例中，在第八电阻R8和第一电感L1之间还连接有一等电位。

其中，第一电感(具体说为第一电感的一部分)L1通过连接一个第十电阻R10(阻值91kΩ)与第十一电阻R11连接，且该第一电感L1与电源管理芯片的VDD端间还连接有第四二极管D4，其中，具体的第一电感L1连接第四二极管D4的阳极，电源管理芯片U1的VDD端连接至第四二极管D4的阴极，在第四二极管D4和第一电感L1之间连接有一个第九电阻R9，其整体上便于对电源管理芯片的VDD端进行供电。

上述的第八电阻R8具体通过开关管的源极和接地之间的一个节点进行相连，并且该接节点连接并联的第三二极管D3、第三电容C3与第七电容C7连接，具体的，该节点连接第三电容C3接地；该节点连接至第三二极管D3的阴极，接地的一端连接第三二极管D3的阳极，第三二极管D3和第三电容C3相互并联，并连接至第七电容接地的端。开关管断开时，通过第一电感L1、第七电容C7和第八电容C8持续的对LED供电，且随时通过电源管理芯片U1的CS端进行电信号的调整以控制输出，并通过第七电容和第八电容的滤波，进一步保证LED处于恒流工作状态。

优选的，在本实用新型的实施例中，还包括一个第十二电阻R12，该第十二电阻R12并联接入LED的正向输入端和负向输入端之间，且与第七电容C7和第八电容C8均接地。

如图1所示，在本实用新型的实施例中，该LED驱动电源电路还包括全桥整流滤波电路，具体的，该全桥整流滤波电路包括包括第一输入端(M1，输入电流1A、电压250V)、第二输入端(M2，输入电流1A、电压250V)、第三输入端(N2，输入电流1A、电压250V)和第四输入端(N1)。

第一输入端(M1)、第二输入端(M2)、第三输入端(N2)和第四输入端(N1)均通过一整流单元与第一电容C1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电感L1、第二电感L2和第二电容C2连接，形成整流滤波电路。其中该整流单元由第一二极管对、第二二极管对、第三二极管对和第四二极管对组成。具体的，第一二极管对包括第五二极 管D5和第六二极管D6，第二二极管对包括第七二极管D7和第八二极管D8，第三二极管对包括第九二极管D9和第十二极管D10，第四二极管对包括第十一二极管D11和第十二二极管D12，如图1中所示，可以将整流单元定义为双整流桥，且在后续的应用中不管是常规市电还是在有电子镇流器的使用场合，双整流桥的存在可以保证在未知灯板是否有电的情况下，将灯管插入灯板，即使有交流电进入灯管，但是人手所握的另一端因整流桥反向截止不会出现触电危险。

优选的，第一输入端与第三输入端之间连接有第四高频滤波电容XC4，第一输入端与第四输入端之间连接有第三高频滤波电容XC3，第二输入端与第四输入端之间连接有第二高频滤波电容XC2，第二输入端与第三输入端之间连接有第一高频滤波电容XC1，以实现对电源电流进行滤波处理。

其中，全桥整流滤波电路与电源管理电路的连接是通过第二电感L2和开关管的漏极连接实现，进一步通过全桥整流滤波电路输出交流电信号，电源管理电路对交流电信号进行调整，并经开关恒流电路进行滤波，以使LED处于恒流工作状态。

在全球常规交流额定电压范围120～277Vac(实际90～305V能稳定输出)供电时，压敏电阻VR1的存在可以防止雷击，过流保护由保险丝承担。当任意两个输入端的输入通过整流单元整流，在第一电容C1上形成直流电，而剩余两个输入端由于对应的二极管反向截止，无交流电出现。第一电容C1上的直流电经过第二电感L2和第三电感L3的滤波电感到第二电容C2形成两倍交流电频率的波形，通过 电源管理芯片U1及其周边元件组成的电源管理电路将输入电信号稳定的输给LED灯串，第七电容C7和第八电容C8滤除高频纹波电流、电压，降低LED灯串的电流纹波，使LED工作趋于平稳的恒流工作状态，增大LED使用寿命。

另外该LED驱动电源电路在于电子镇流器匹配使用时，X电容、整流单元、以及其他电容一起与镇流器内置的LC振荡电路配合，降低镇流器输出频率与电压峰值，使后续的开关恒流电路在额定范围内稳定工作，其工作原理同上，在此不予重复赘述。

在一实施例中基于本LED驱动电源电路的灯管安装方便，如图2所示，灯管两端共4针(即本实施例中的各输入端：M1、N1和M2、N2)。在常规使用任意两针输入交流电即可使灯管正常工作。在与电子镇流器匹配使用时，不管哪两针与镇流器接通都能使灯管正常工作，不管是否有电子镇流器存在，本电路驱动的灯管都能正常工作，不需要专业电工，任何具备自理能力的人就能更换灯管，方便实用。

综上所述，本实用新型公开了一种LED驱动电源电路，包括有全桥整流滤波电路、电源管理电路和开关恒流电路；全桥整流滤波电路输出交流电信号，电源管理电路对交流电信号进行调整，并经开关恒流电路进行滤波，以使LED处于恒流工作状态，或以使LED工作在正常电压范围，该电路具备输入过压、过流与欠压、欠流和输出过压、过流等调整作用，具有保护电路的效果。

本领域技术人员应该理解，本领域技术人员在结合现有技术以及上述实施例可以实现所述变化例，在此不做赘述。这样的变化例并不 影响本实用新型的实质内容，在此不予赘述。

以上对本实用新型的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本实用新型的实质内容。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (9)

1.一种LED驱动电源电路，其特征在于，所述电路包括：

全桥整流滤波电路、电源管理电路和开关恒流电路；

所述电源管理电路包括一电源管理芯片(U1)，所述电源管理芯片(U1)的DRV端与一开关管(Q1)的栅极连接，所述开关管(Q1)的漏极和电源管理芯片(U1)的VDD端均与所述全桥整流滤波电路连接，所述电源管理芯片(U1)的CS端与所述开关管(Q1)的源极均接地，所述电源管理芯片(U1)的DSEN端通过第十一电阻(R11)接等电位，所述第十一电阻(R11)并联有一第四电容(C4)；

所述开关恒流电路包括并联的第七电阻(R7)和第八电阻(R8)，所述第八电阻(R8)通过第一电感(L1)与一LED的正向输入端连接，该LED的正向输入端与LED的负向输入端之间并联有第七电容(C7)和第八电容(C8)；所述第一电感(L1)与所述第十一电阻(R11)连接，且所述第一电感(L1)与所述电源管理芯片(U1)的VDD端间还连接有第四二极管(D4)；

所述开关管(Q1)的源极与一接地端的节点连接所述第八电阻(R8)，且该节点并通过并联的第三二极管(D3)、第三电容(C3)与所述第七电容(C7)连接；

其中，所述全桥整流滤波电路输出交流电信号，所述电源管理电路对交流电信号进行调整，并经开关恒流电路进行滤波，以使LED处于恒流工作状态。

2.如权利要求1所述的LED驱动电源电路，其特征在于，所述全桥整流滤波电路包括第一输入端(M1)、第二输入端(M2)、第三输入端(N2)和第四输入端(N1)；

所述第一输入端(M1)、第二输入端(M2)、第三输入端(N2)和第四输入端(N1)均通过一整流单元与第一电容(C1)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第一电感(L1)、第二电感(L2)和第二电容(C2)连接，形成整流滤波电路；

其中，第二电感(L2)连接于所述开关管(Q1)的漏极。

3.如权利要求2所述的LED驱动电源电路，其特征在于，所述整流单元由第一二极管对、第二二极管对、第三二极管对和第四二极管对组成。

4.如权利要求2所述的LED驱动电源电路，其特征在于，所述第一输入端(M1)与所述第三输入端(N2)之间连接有第四高频滤波电容(XC4)，所述第一输入端(M1)与所述第四输入端(N1)之间连接有第三高频滤波电容(XC3)，所述第二输入端(M2)与所述第四输入端(N1)之间连接有第二高频滤波电容(XC2)，所述第二输入端(M2)与所述第三输入端(N2)之间连接有第一高频滤波电容(XC1)。

5.如权利要求1所述的LED驱动电源电路，其特征在于，所述电源管理芯片(U1)的DRV端与开关管(Q1)的栅极之间还连接串联的第五电阻(R5)和第六电阻(R6)；

其中所述第六电阻(R6)并联有第二二极管(D2)。

6.如权利要求1所述的LED驱动电源电路，其特征在于，所述电源管理芯片(U1)的COMP端通过第六电容(C6)接一等电位，所述电源管理芯片(U1)的VDD端通过第五电容(C5)接一等电位。

7.如权利要求1所述的LED驱动电源电路，其特征在于，所述电源管理芯片(U1)的VDD端与所述全桥整流滤波电路之间串联有第三电阻(R3)和第四电阻(R4)。

8.如权利要求1所述的LED驱动电源电路，其特征在于，所述开关管(Q1)为NMOS管。

9.如权利要求1所述的LED驱动电源电路，其特征在于，还包括第十二电阻(R12)；所述第十二电阻(R12)并联接入LED的正向输入端与LED的负向输入端之间，且与所述第七电容(C7)和第八电容(C8)均接地。