CN204377200U - 采用升压恒流驱动单元的led恒流驱动电路及装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种采用升压恒流驱动单元的LED恒流驱动电路及包含该电路的LED装置，LED恒流驱动电路的直流电源提供远光端电源和近光端电源两种电源，反极性保护单元对LED恒流驱动电路进行反极性保护，升压恒流驱动单元将经过了反极性保护单元的远光端电源或近光端电源进行升压恒流，并将升压恒流后的远光端电源或近光端电源提供给LED照明单元，以驱动LED照明单元，远近光单元接收直流电源提供的远光端电源或近光端电源，并控制LED照明单元进行远光端和近光端之间的切换。本实用新型的LED恒流驱动电路及包含该电路的LED装置，可以实现LED照明模块的远近光调节，具有结构简单，性能稳定的特点。

Description

采用升压恒流驱动单元的LED恒流驱动电路及装置

技术领域

本实用新型涉及LED汽车照明领域，尤其涉及一种采用升压恒流驱动单元的LED恒流驱动电路及包括该电路的LED装置。本实用新型还包括一种使用该电路的LED汽车灯。

背景技术

发光二极管LED 在照明应用中，因其具有发光效率高、寿命长、高亮度、节能、环保和耐用等特点，被认为是当前最具潜力的光源之一。随着LED 在车灯上的广泛应用，在信号灯方面如：刹车灯、位置灯、转向灯、高位制动灯、昼行灯等，通常需要多颗LED 串联，汽车法规中有这一要求：一颗或者几颗LED 故障，其余灯光如有亮度，应依旧满足配光要求；为了满足这个要求，通常采用两个方案，一是从配光的角度，一是从电路的角度；从配光上有可能解决一颗LED 故障，其余灯光如有亮度，应依旧满足配光的要求，但是很难解决几颗LED故障，其余灯光如有亮度，应依旧满足配光的要求；所以从电路的角度解决这一要求，变得尤为重要，实际应用中，在电路上将各个LED 串联起来，一个故障，其余都灭掉，这样规避了法规“其余灯光如有亮度，应依旧满足配光要求”这一要求。

目前LED灯驱动电路采用恒流驱动芯片与外置MOS管的驱动方式以保证LED汽车灯所需的电流大，恒流稳定的特性。另恒流驱动芯片输入电压范围窄，需在驱动电路中设置降压稳压电路。远近光切换电路多采用两个恒流驱动电路，通过控制其中一个控制电路实现远近光切换，也有少数采用一个驱动电路实现远近光切换，但也是元件多，电路复杂，另需从汽车蓄电瓶另接电源，这就造成使用不方便，驱动电路并一直处于带电工作状态，引起功耗过大。

实用新型内容

为了解决现有技术中的上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种转换效率高，系统元件少，可靠性高，安全性高的LED升压恒流驱动电路。

本实用新型的目的可通过如下技术措施来实现：一种采用升压恒流驱动单元的LED恒流驱动电路，所述采用升压恒流驱动单元的LED恒流驱动电路包括直流电源、反极性保护单元、升压恒流驱动单元和远近光单元，所述直流电源提供远光端电源和近光端电源两种电源，所述反极性保护单元的输入端连接于所述直流电源，并对所述LED恒流驱动电路进行反极性保护，所述升压恒流驱动单元的电源输入端连接于所述反极性保护单元的输出端，将经过了所述反极性保护单元的远光端电源或近光端电源进行升压恒流，并将升压恒流后的远光端电源或近光端电源提供给LED照明单元，以驱动所述LED照明单元，所述远近光单元连接于所述直流电源、所述反极性保护单元、所述升压恒流驱动单元和所述LED照明单元，接收所述直流电源提供的远光端电源或近光端电源，并控制所述LED照明单元进行远光端和近光端之间的切换。

本实用新型的目的还可通过如下技术措施来实现：所述反极性保护单元包括远光端肖特基二极管和近光端肖特基二极管，所述远光端肖特基二极管的阳极连接于所述直流电源的远光端电源的正极，所述近光端肖特基二极管的阳极连接于所述直流电源的近光端电源的正极，所述远光端肖特基二极管和所述近光端肖特基二极管的阴极并接在一起，并连接于所述升压恒流驱动单元的电源输入端。

所述升压恒流驱动单元包括升压恒流控制芯片、储能电感和续流二极管，所述升压恒流控制芯片的电源输入引脚连接于所述反极性保护单元的输出端，所述升压恒流控制芯片的接地引脚接地，所述储能电感的一端连接于所述升压恒流控制芯片的工作电源输入引脚，另一端连接于所述续流二极管的阳极，所述续流二极管的阳极连接于所述升压恒流控制芯片的SW引脚，阴极连接于所述LED照明单元的电源输入端。

所述升压恒流驱动单元还包括第二稳压二极管，所述第二稳压二极管的阳极连接于所述升压恒流控制芯片的电流检测引脚，阴极连接于所述续流二极管的阴极。

所述升压恒流驱动单元还包括第一有极电容和第二无极电容，所述第一有极电容的正极连接于所述LED照明单元的电源输入端，负极接地，所述第二无极电容并联在所述所述第一有极电容的正极与负极之间。

所述升压恒流驱动单元还包括第二有极电容和第一无极电容，所述第二有极电容的正极连接于所述反极性保护单元的输出端，负极接地，所述第一无极电容并联在所述所述第二有极电容的正极与负极之间。

所述第一无极电容和所述第二无极电容为陶瓷电容，所述第一有极电容和所述第二有极电容为电解电容。

所述远近光单元包括MOS管，第一采样电阻，第二采样电阻，第三采样电阻，第四采样电阻、第一电阻和第三电阻，所述第三电阻的一端连接于所述直流电源的远光端电源的正极，另一端连接于所述MOS管的引脚4，所述MOS管的引脚1、2、3并接后，连接于并联在一起的所述第一采样电阻和所述第二采样电阻的一端，并联在一起的所述第一采样电阻和所述第二采样电阻的另一端连接于所述第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接于所述升压恒流控制芯片的电流检测引脚，所述MOS管的引脚5、6、7、8并接后，连接于并联在一起的所述第三采样电阻和所述第四采样电阻的一端，并联在一起的所述第三采样电阻和所述第四采样电阻的另一端连接于所述第一电阻的一端。

所述远近光单元还包括第四电阻和第一稳压二极管，所述第四电阻的一端连接于所述MOS管的引脚4，另一端接地，所述第一稳压二极管的阴极连接于所述MOS管的引脚4，阳极接地。

所述LED照明单元包括发光二极管阵列，所述发光二极管阵列结构为多支路并联或单支路串联形式。

本实用新型的目的还可通过如下技术措施来实现：一种LED装置，所述LED装置包括了上述采用升压恒流驱动单元的LED恒流驱动电路。

本实用新型中的采用升压恒流驱动单元的LED恒流驱动电路及LED装置，通过控制芯片、MOS管，照明模块等使得在输入电压发生微小变化时，不会使流经LED的电流出现较大的起伏。另外，远光端通过R3与MOS管的连接，通过MOS管内部电路调节输入电路的电阻大小，继而实现调节输入电路的电流的大小，最终实现LED照明模块的远近光调节。具有结构简单，性能稳定的特点。

附图说明

图1 是本实用新型一种采用升压恒流驱动单元的LED恒流驱动电路的一具体实施例的模块图；

图2 是本实用新型一种采用升压恒流驱动单元的LED恒流驱动电路的一具体实施例的电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的实施例仅用于解释本实用新型，而不限制本实用新型。

如图1所示，图1为本实用新型的采用升压恒流驱动单元的LED恒流驱动电路的一具体实施例的模块图。该采用升压恒流驱动单元的LED恒流驱动电路包括直流电源A、反极性保护单元B、升压恒流驱动单元C和远近光单元E。直流电源A提供远光端电源和近光端电源两种电源。反极性保护单元B连接于直流电源A，并对LED恒流驱动电路进行反极性保护。升压恒流驱动单元C连接于反极性保护单元B，并将经过了反极性保护单元B的远光端电源或近光端电源进行升压恒流，并将升压恒流后的远光端电源或近光端电源提供给LED照明单元D，以驱动LED照明单元D。远近光单元E连接于直流电源A、反极性保护单元B、升压恒流驱动单元C和LED照明单元D，接收直流电源A提供的远光端电源或近光端电源，并控制LED照明单元D进行远光端和近光端之间的切换。在一实例中，直流电源A提供5～32V的直流电源。升压恒流驱动单元C的电源输出端作为整个LED 驱动电路的电源输出端，也可以说，升压恒流驱动单元C的电源输出端与整个LED 驱动电路的电源输出端电连接，整个LED 驱动电路的电源输出端用于给LED照明单元D提供电源。

如图2 所示，图2是本实用新型一种采用升压恒流驱动单元的LED恒流驱动电路的一具体实施例的电路图。反极性保护单元B包括远光端肖特基二极管D0和近光端肖特基二极管D1。升压恒流驱动单元C包括储能电感L1、第一无极电容C1、第二无极电容C2、第一有极电容C3、第二有极电容C4，续流二极管D2、第二稳压二极管W2以及升压恒流控制芯片U1。远光端肖特基二极管D0的阳极连接于远光端电源的正极VH+。近光端肖特基二极管D1的阳极连接于近光端电源的正极VL+。远光端肖特基二极管D0和近光端肖特基二极管D1的阴极并接在一起，并连接于升压恒流驱动单元C的电源输入端，即升压恒流控制芯片U1 的工作电源输入脚4脚(VIN) 电连接。当电源正负极接错的情况下，由于肖特基二极管的单相导通性，对电路起反极性保护的作用。

如图2 所示，升压恒流驱动单元C 中，升压恒流控制芯片U1 的工作电源输入脚4脚(VIN) 与反极性保护单元B的电源输出端，即D0、D1的阴极电连接；升压恒流控制芯片U1的接地脚1脚(GND)和电流检测引脚5脚(FB)之间通过第一采样电阻、第二采样电阻、第一电阻电连接；升压恒流控制芯片U1的2脚(EN)空置，不做任何定义。

第二有极电容C4并联连接在所述反极性单元B的电源输出端及所述升压恒流控制芯片U1的接地脚之间，用以防止大的瞬态电压，消除噪声。第一无极电容C1并联在第二有极电容C4两端，用以进行高频去耦。芯片U1的GND引脚接地。

如图2 所示，所述升压恒流驱动单元C还包括续流二极管D2，该续流二极管D2的与LED照明单元D电连接。续流二极管D2的阳极与升压恒流控制芯片U1的驱动脚3脚(SW)电连接。在U1内置功率MOS管断开时，储能电感L1、LED照明单元D及续流二极管D2组成一个电流回路，用以LED照明单元D的照明。

所述LED恒流驱动电路还包括输出电容C2、C3, 第一有极电容C3并联连接在所述照明单元D的电源输入端及GND之间, 以减小输出纹波电压, 第二无极电容C2并联在第一有极电容C3两端，用以进行高频去耦。

在一实施例中，第一无极电容C1和第二无极电容C2为陶瓷电容。第一有极电容C3和第二有极电容C4为电解电容。

储能电感L1的一端连接于升压恒流控制芯片U1 的工作电源输入脚4脚(VIN)，另一端连接于续流二极管D2的阳极。第二稳压二极管W2的阳极连接于升压恒流控制芯片U1的电流检测引脚5脚(FB)，阴极连接于续流二极管D2的阴极。

升压恒流控制芯片U1的工作原理为根据采样电阻RCS上面的压降自动调整恒流集成芯片U1 的3 脚(SW) 输出脉冲的开关占空比，在一个周期内，U1内置MOS管断开，3脚(SW) 输出高电平，电流回路经过储能电感L1、LED、续流二极管D2、采样电阻RCS、MOS 管U2 对直流电源A的负极形成电流回路，为LED 提供电流且储能电感L1 储存能量；当恒流集成芯片U1内置功率MOS管导通，U1的3脚输出低电平，电源回路关闭，根据电感器件的工作特性，储能电感L1 储存了电能，经过储能电感L1、LED、续流二极管D2、采样电阻RCS、MOS 管U2形成回路，为LED 提供工作电流，直到下一个周期U1内置MOS管断开，从而达到恒定电流的目的。

因此，只要采样电阻RCS阻值确定，那么输出恒定电流即确定。恒流集成芯片U1 的5脚采样脚和恒流集成芯片U1 内部的基准电压源形成一个比较器，采样脚5脚根据采样电阻RCS的采用电压和基准电压的比较后，恒流集成芯片U1 内部自动调整控制内置MOS管开通、关闭脉冲的占空比；如果采样电压大于基准电压，说明输出电流大于设定值，那么脉冲的占空比就减小，减小输出电流到设定值，如果采样电压小于基准电压，说明输出电流小于设定值，那么脉冲的占空比就增大，增大输出电流到设定值。

远近光单元E，其包括MOS管U2，第一采样电阻RS1，第二采样电阻RS2，第三采样电阻RS3，第四采样电阻RS4，第一电阻R1、第三电阻R3、第四电阻R4和第一稳压二极管W1。

所述MOS管U2的引脚4通过电阻R3与远光端VH+相连接，同时所述引脚4与第一稳压二极管W1的阴极相连接，所述第一稳压二极管W1的阳极接地，所述引脚4通过电阻R4接地；所述MOS管U2的引脚1、2、3并接后通过电阻RS1、RS2，以及第一电阻R1与芯片U1的FB引脚相连接，MOS管的引脚5、6、7、8并接后通过电阻RS3、RS4，以及第一电阻R1与芯片U1的FB引脚相连接，所述电阻RS1、RS2、RS3、RS4与第一电阻R1连接的同时与所述LED照明模块中的发光二极管的阴极相连接。

当电源加在远光端VH+与GND之间时，直流电压正极通过分压电阻R3与MOS管U2电连接，这时加在MOS管U2引脚4上的电压使得MOS管U2导通，此时采样电阻阻值为RS1、RS2、RS3与RS4的并联电阻阻值；当电源加在近光端VL+与GND之间时，这时加在MOS管U2引脚4上的电压为0，MOS管U2关断，此时采样电阻阻值为RS1与RS2的并联电阻阻值；通过MOS管U2的导通与关断，从来改变采样电阻的大小，继而改变输出电流的大小，达到远近光切换的目的。在LED照明单元两端并联一个稳压管W2，实现LED开路保护功能，稳压二极管可将LED开路后的输出电压限制在合适范围。在功率MOS管两端并联一个稳压管W1，防止加在MOS管两端的电压过大而击穿。

在一实施例中，U1内部温度补偿电路可补偿PCB和系统应用的外部线路损耗。当结温或输出功率上升，FB电压会得到补偿。U1内部设置了过温保护功能,以保证系统稳定可靠的工作。当IC 芯片温度超出150℃，IC 即会进入保护状态并停止电流输出，而当温度低于125℃时，IC即会重新恢复至工作状态。

在一实施例中，LED照明单元D中的发光二极管陈列结构为多支路并联或单支路串联形式。

在一实施例中，升压恒流控制芯片U1为XL6006型芯片，MOS管U2为F7821型芯片。

本实用新型只用了一个驱动电路，节约了成本；远近光切换改变的是所有LED 的亮度，控制效果好、外围电路简单、功耗小；驱动芯片内置MOS管，节约了成本；采用升压恒流芯片，满足法规：一颗或者几颗LED 故障，其余灯光如有亮度，应依旧满足配光要求。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发专利范围的限制；并且，上面列出的各个技术特征，其相互组合所能够形成各个实施方案，应被视为属于本实用新型说明书记载的范围。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.采用升压恒流驱动单元的LED恒流驱动电路，其特征在于，所述采用升压恒流驱动单元的LED恒流驱动电路包括直流电源、反极性保护单元、升压恒流驱动单元和远近光单元，所述直流电源提供远光端电源和近光端电源两种电源，所述反极性保护单元的输入端连接于所述直流电源，并对所述LED恒流驱动电路进行反极性保护，所述升压恒流驱动单元的电源输入端连接于所述反极性保护单元的输出端，将经过了所述反极性保护单元的远光端电源或近光端电源进行升压恒流，并将升压恒流后的远光端电源或近光端电源提供给LED照明单元，以驱动所述LED照明单元，所述远近光单元连接于所述直流电源、所述反极性保护单元、所述升压恒流驱动单元和所述LED照明单元，接收所述直流电源提供的远光端电源或近光端电源，并控制所述LED照明单元进行远光端和近光端之间的切换。

2.如权利要求1所述的采用升压恒流驱动单元的LED恒流驱动电路，其特征在于，所述反极性保护单元包括远光端肖特基二极管和近光端肖特基二极管，所述远光端肖特基二极管的阳极连接于所述直流电源的远光端电源的正极，所述近光端肖特基二极管的阳极连接于所述直流电源的近光端电源的正极，所述远光端肖特基二极管和所述近光端肖特基二极管的阴极并接在一起，并连接于所述升压恒流驱动单元的电源输入端。

3.如权利要求1或2所述的采用升压恒流驱动单元的LED恒流驱动电路，其特征在于，所述升压恒流驱动单元包括升压恒流控制芯片、储能电感和续流二极管，所述升压恒流控制芯片升压恒流控制芯片的电源输入引脚连接于所述反极性保护单元的输出端，所述升压恒流控制芯片的接地引脚接地，所述储能电感的一端连接于所述升压恒流控制芯片的工作电源输入引脚，另一端连接于所述续流二极管的阳极，所述续流二极管的阳极连接于所述升压恒流控制芯片的SW引脚，阴极连接于所述LED照明单元的电源输入端。

4.如权利要求3所述的采用升压恒流驱动单元的LED恒流驱动电路，其特征在于，所述升压恒流驱动单元还包括第二稳压二极管，所述第二稳压二极管 的阳极连接于所述升压恒流控制芯片的电流检测引脚，阴极连接于所述续流二极管的阴极。

5.如权利要求4所述的采用升压恒流驱动单元的LED恒流驱动电路，其特征在于，所述升压恒流驱动单元还包括第一有极电容和第二无极电容，所述第一有极电容的正极连接于所述LED照明单元的电源输入端，负极接地，所述第二无极电容并联在所述所述第一有极电容的正极与负极之间。

6.如权利要求5所述的采用升压恒流驱动单元的LED恒流驱动电路，其特征在于，所述升压恒流驱动单元还包括第二有极电容和第一无极电容，所述第二有极电容的正极连接于所述反极性保护单元的输出端，负极接地，所述第一无极电容并联在所述所述第二有极电容的正极与负极之间；所述第一无极电容和所述第二无极电容为陶瓷电容，所述第一有极电容和所述第二有极电容为电解电容。

7.如权利要求3所述的采用升压恒流驱动单元的LED恒流驱动电路，其特征在于，所述远近光单元包括MOS管，第一采样电阻，第二采样电阻，第三采样电阻，第四采样电阻、第一电阻和第三电阻，所述第三电阻的一端连接于所述直流电源的远光端电源的正极，另一端连接于所述MOS管的引脚4，所述MOS管的引脚1、2、3并接后，连接于并联在一起的所述第一采样电阻和所述第二采样电阻的一端，并联在一起的所述第一采样电阻和所述第二采样电阻的另一端连接于所述第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接于所述升压恒流控制芯片的电流检测引脚，所述MOS管的引脚5、6、7、8并接后，连接于并联在一起的所述第三采样电阻和所述第四采样电阻的一端，并联在一起的所述第三采样电阻和所述第四采样电阻的另一端连接于所述第一电阻的一端。

8.如权利要求7所述的采用升压恒流驱动单元的LED恒流驱动电路，其特征在于，所述远近光单元还包括第四电阻和第一稳压二极管，所述第四电阻的一 端连接于所述MOS管的引脚4，另一端接地，所述第一稳压二极管的阴极连接于所述MOS管的引脚4，阳极接地。

9.如权利要求3所述的采用升压恒流驱动单元的LED恒流驱动电路，其特征在于，所述LED照明单元包括发光二极管阵列，所述发光二极管阵列结构为多支路并联或单支路串联形式。

10.LED汽车照明装置，其特征在于，所述LED汽车照明装置包括权利要求1-9中任一项所述的采用升压恒流驱动单元的LED恒流驱动电路。