CN205336580U - 恒流led灯及其恒流驱动电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种LED灯的恒流驱动电路及恒流LED灯。其中,恒流驱动电路包括分流单元、稳压单元、限流单元及NPN型三极管;分流单元的一端与驱动电源的正极以及LED灯的输入端连接,另一端与NPN型三极管的基极及稳压单元的输出端连接;分流单元用于给NPN型三极管提供基极电流以使得NPN型三极管工作在放大状态;稳压单元的输入端与NPN型三极管的基极连接,稳压单元的输出端与NPN型三极管的发射极连接,稳压单元的接地端接地;NPN型三极管的发射极串联限流单元后接地;NPN型三极管的集电极与LED灯的输出端连接,上述LED灯的恒流驱动电路消除了LED灯受驱动电压变化产生的闪烁现象。

Description

恒流LED灯及其恒流驱动电路
技术领域
本实用新型涉及LED灯领域,特别是涉及一种LED灯的恒流驱动电路及恒流LED灯。
背景技术
LED灯具的灯泡体积小、重量轻、并以环氧树脂封装,可承受高强度机械冲击和震动、且亮度衰减周期长,所以其使用寿命可长达50,000-100,000小时,远超过传统钨丝灯泡的1,000小时及萤光灯管的10,000小时。由于LED灯具的使用年限可达5至10年,所以可大幅降低灯具替换的成本。又因其具有极小电流即可驱动发光的特质,在同样照明效果的情况下,耗电量也只有萤光灯管的二分之一,因此LED也同时拥有省电与节能的优点。
由于LED具有体积小。重量轻、且容易制成各种形状的优点,目前,冰箱中也常用LED灯来照明,根据LED的优点,冰箱中使用的LED灯具有节能和照明效果好的优点,且单颗LED的体积小,可以做成任何形状。但LED灯为光电器件,其亮度对流过其的电流非常敏感,驱动电压的轻微变化会导致流过其的电流发生变化,使LED灯有闪烁现象。严重影响消费者的体验,甚至会引起消费者的投诉。
实用新型内容
基于此,有必要针对LED灯对流过其的电流非常敏感容易造成闪烁的问题,提供一种LED灯的恒流驱动电路及恒流LED灯。
一种恒流驱动电路,设置于LED灯的驱动电源与所述LED灯之间,用于驱动LED灯;其特征在于,所述恒流驱动电路包括分流单元、稳压单元、限流单元及NPN型三极管;其中,
所述分流单元的一端与所述驱动电源的正极以及所述LED灯的输入端连接,另一端分别与所述NPN型三极管的基极及所述稳压单元的输入端连接;所述分流单元用于给所述NPN型三极管提供基极电流以使得所述NPN三极管工作在放大状态;
所述稳压单元的输入端与所述NPN型三极管的基极连接,所述稳压单元的输出端与所述NPN型三极管的发射极连接,所述稳压单元的接地端接地;所述NPN型三极管的发射极串联所述限流单元后接地;
所述NPN型三极管的集电极用于与所述LED灯的输出端连接。
在其中一个实施例中,所述分流单元包括第一电阻,所述第一电阻的一端与所述驱动电源的正极及所述LED灯的输入端连接,所述第一电阻的另一端分别与所述NPN型三极管的基极及所述稳压单元的输入端连接。
在其中一个实施例中,所述稳压单元包括基准稳压芯片;所述基准稳压芯片的输入端与所述NPN型三极管的基极连接,所述基准稳压芯片的输出端与所述NPN型三极管的发射极及所述电流侦测单元的一端连接,所述基准稳压芯片的接地端接地。
在其中一个实施例中,所述电流侦测单元包括第二电阻,所述第二电阻的一端与所述NPN型三极管的发射极及所述稳压单元的输出端连接,所述第二电阻的另一端接地。
在其中一个实施例中,所述第二电阻为可调电阻。
一种恒流LED灯,包括LED灯,其特征在于,还包括如前述任一实施例所述的恒流驱动电路。
在其中一个实施例中,所述LED灯包括由多个相互串联的LED灯珠构成的灯串。
在其中一个实施例中,所述LED灯包括多个相互并联的所述灯串。
上述LED灯的恒流驱动电路,通过分流单元提供给稳压单元和NPN型三极管工作电压,稳压单元在正常工作时,NPN型三极管的发射极电压恒定从而使得限流单元的工作电压恒定,也即使得流过限流单元的电流恒定。由于限流单元与NPN型三极管及LED灯串联,也即流过LED灯的电流恒定,从而保证LED灯不受驱动电源电压变化的影响而工作在恒流状态,消除了LED灯的闪烁现象。
附图说明
图1为一实施例中的恒流LED灯的示意图;
图2为一实施例中LED灯的恒流驱动电路框图;
图3为一实施例中LED灯的恒流驱动电路的电路原理图;
图4为冰箱中常用的LED灯的示意图;
图5为某型号的LED灯珠电流和发光强度的曲线示意图。
具体实施方式
本实用新型提供了一种恒流LED灯及其驱动电路。其中恒流LED灯如图1所示。
图1为一实施例中的恒流LED灯的示意图。由图1可知,本实施例的恒流LED灯包括LED灯10及恒流驱动电路20。
其中,LED灯10包括相互并联的灯串11和灯串12。
进一步地,灯串11和灯串12分别包括3个相互串联的LED灯珠。可以理解地,在一些实施例中,LED灯10可由不同个数的LED灯珠相互串联构成不同长度的灯串,并可由多个灯串相互并联构成。LED灯10中的LED的数量可根据具体的使用需要而定。
恒流驱动电路20的结构框图如图2所示。由图2可知,本实施例的恒流驱动电路20包括:分流单元21,稳压单元22、限流单元23及NPN型三极管Q1。
其中,分流单元21的一端与驱动电源的正极连接,另一端与NPN型三极管Q1的基极及稳压单元22的输入端连接,用于给NPN型三极管Q1提供基极电流、及给稳压单元22提供工作电流,从而使得NPN型三极管Q1工作在放大状态,且使稳压单元22能够正常工作。
稳压单元22的输入端与NPN型三极管Q1的基极连接,稳压单元22的输出端与NPN型三极管Q1的发射极连接,稳压单元22的接地端接地,且稳压单元22的输出端与限流单元23的一端连接。
限流单元23的另一端与稳压单元22的接地端连接。
NPN型三极管Q1的集电极与LED灯10连接。
在上述恒流驱动电路20中,稳压单元22输出恒定的工作电压至限流单元23,也即保证流过限流单元23的电流恒定。又由于限流单元23与NPN型三极管Q1及LED灯10串联,所以当流过限流单元23的电流恒定时,LED灯10的工作电流与限流单元23的电流相等且为恒定,即保证了LED灯10不受驱动电源电压变化的影响而工作在恒流状态,也即消除LED灯的闪烁现象。
图3为一具体实施例中的LED灯的恒流驱动电路的电路原理图。
由图3可知,在本实施例中,分流单元21包括第一电阻R1,稳压单元22包括基准稳压芯片U1,限流单元23包括第二电阻R2。
具体地,第一电阻R1的一端与驱动电源26的正极连接及LED灯10的输入端(即LED灯10的正极)连接,第一电阻R1的另一端与NPN型三极管Q1的基极及基准稳压芯片U1的输入端连接,用于提供NPN型三极管Q1的基极电流使NPN型三极管Q1工作在放大状态。第一电阻R1还用于提供基准稳压芯片U1的工作电流。
基准稳压芯片U1的输入端与NPN型三极管Q1的基极连接,基准稳压芯片U1的输出端与NPN型三极管Q1的发射极及第二电阻R2的一端连接,基准稳压芯片U1的接地端接地。第二电阻R2的一端与NPN型三极管Q1的发射极及基准稳压芯片U1的输出端连接,第二电阻R2的另一端接地。在本实施例中,基准稳压芯片U1为芯片TL432,且TL432芯片的阳极对应与NPN型三极管Q1的发射极及第二电阻R2的一端连接,TL432芯片的阴极接地,TL432芯片的参考极分别与第二电阻R2的一端及NPN型三极管Q1的发射极连接。
具体地,基准稳压芯片U1在第一电阻R1提供的工作电流下处于饱和导通状态,即基准稳压芯片U1输出端的电压维持在恒定状态,也即连接在基准稳压芯片U1输出端与接地端之间的第二电阻R2的电压维持在恒定状态。又由于第二电阻R2、NPN型三极管Q1和LED灯10相互串联,所以在NPN型三极管Q1放大状态下,流过LED灯10的总电流与第二电阻R2的电流相等且恒定。
同时,第二电阻R2用来限制流过NPN型三极管Q1和LED灯10的电流。在本实施例中,第二电阻R2为可调电阻,可通过调节第二电阻R2的阻值,来调节流过LED灯10的电流使LED灯10达到需要的亮度。
在本实施例中,驱动电源26提供12V的工作电压,且基准稳压芯片U1的型号为TL432。由TL432的工作原理可知,其在饱和导通状态下,其输出端的电压(即参考极)始终维持在1.25V,也即第二电阻R2的电压始终维持在1.25V,从而使得第二电阻R2的电流为恒定值1.25V/R2,也即在NPN型三极管Q1导通的状态下,流过LED灯10的总电流为1.25V/R2。在本实施例中,LED灯10包括两个并联的灯串,因此流过每个灯串的电流恒定为1.25V/(2*R2)。
上述恒流LED灯10及其恒流驱动电路20,可以有效消除LED灯10的闪烁现象,特别适合用于一些对LED灯的稳定性有较高需求的场所中。下面仅以冰箱为应用场景为例,进行说明。可以理解,上述恒流LED灯10及其恒流驱动电路20也可以用在其他对LED灯的稳定性有较高要求的场所中。
冰箱的LED照明灯在冰箱中起到照明作用,已在冰箱上大批量应用,取代了原有的卤素灯泡。照明效果相对传统的卤素灯泡有着节能、照明效果好等特点。但LED灯为光电器件,其亮度对流过其的电流非常敏感,驱动电压的轻微变化会导致流过其的电流发生变化,导致LED灯有闪烁现象。严重影响消费者的体验,不利于产品的品质,引起消费者的投诉。
常用的冰箱内部的LED照明灯由多个相互串联的LED灯珠相互并联组成。LED灯的+12V电源由冰箱中的主控板或者由RC阻容降压等电源转换电路提供。冰箱中常用的LED灯由两串相互并联的LED灯串组成,且每一灯串由3个LED灯珠相互串联组成,具体如图4所示。驱动电源提供12V的工作电压。由于每个LED灯珠的导通电压为3V,R11和R10的阻值分别为100Ω。所以实际通过每个LED灯珠的电流为(12-3*3)/100=0.03A=30mA,也即当12V的电压变化时会导致流过LED灯珠的电流有30mA的变化。
LED灯珠的亮度对通过的电流非常敏感,电流的轻微变化会导致LED灯珠的亮度剧烈变化,从而引起LED照明灯的亮度变化,人眼会感觉到明显的明暗闪烁。具体的,某型号LED灯珠电流和发光强度的曲线如图5所示。
图5为某型号的LED灯珠电流和发光强度的曲线示意图。其中图5的横坐标为流过LED灯的电流值,单位为mA,纵坐标为LED灯的相对发光强度,其单位为mcd。
由图5可看出,当流过LED灯珠的电流为30mA时,其对应的相对发光强度为1500mcd,当流过LED灯珠的电流为60mA时,其对应的相对发光强度为6000mcd。显然,当流过LED灯珠的电流从30mA变为60mA时,电流仅增加了30mA,但是LED灯的相对发光强度增加了4500mcd。因此,当流过LED灯的电流发生变化时,很容易导致LED灯有闪烁现象,严重影响消费者的体验,不利于产品的品质,甚至会引起消费者的投诉。
若在冰箱中使用本实用新型恒流LED灯,则可有效地防止冰箱中LED灯的闪烁现象,使用户的体验效果更好。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
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实用新型专利范围的限制。应当指出的是,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 (8)

1.一种恒流驱动电路,设置于LED灯的驱动电源与所述LED灯之间,用于驱动LED灯;其特征在于,所述恒流驱动电路包括分流单元、稳压单元、限流单元及NPN型三极管;其中,
所述分流单元的一端与所述驱动电源的正极以及所述LED灯的输入端连接,另一端分别与所述NPN型三极管的基极及所述稳压单元的输入端连接;所述分流单元用于给所述NPN型三极管提供基极电流以使得所述NPN型三极管工作在放大状态;
所述稳压单元的输入端与所述NPN型三极管的基极连接,所述稳压单元的输出端与所述NPN型三极管的发射极连接,所述稳压单元的接地端接地;所述NPN型三极管的发射极串联所述限流单元后接地;
所述NPN型三极管的集电极用于与所述LED灯的输出端连接。
2.根据权利要求1所述的恒流驱动电路,其特征在于,所述分流单元包括第一电阻,所述第一电阻的一端与所述驱动电源的正极及所述LED灯的输入端连接,所述第一电阻的另一端分别与所述NPN型三极管的基极及所述稳压单元的输入端连接。
3.根据权利要求1所述的恒流驱动电路,其特征在于,所述稳压单元包括基准稳压芯片;所述基准稳压芯片的输入端与所述NPN型三极管的基极连接,所述基准稳压芯片的输出端与所述NPN型三极管的发射极及所述限流单元的一端连接,所述基准稳压芯片的接地端接地。
4.根据权利要求1所述的恒流驱动电路,其特征在于,所述限流单元包括第二电阻,所述第二电阻的一端与所述NPN型三极管的发射极及所述稳压单元的输出端连接,所述第二电阻的另一端接地。
5.根据权利要求4所述的恒流驱动电路,其特征在于,所述第二电阻为可调电阻。
6.一种恒流LED灯,包括LED灯,其特征在于,还包括如权利要求1至5任一项所述的恒流驱动电路。
7.根据权利要求6所述的恒流LED灯,其特征在于,所述LED灯包括由多个相互串联的LED灯珠构成的灯串。
8.根据权利要求7所述的恒流LED灯,其特征在于,所述LED灯包括多个相互并联的所述灯串。
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