CN207201033U - 能自动适应输入电压波动变化的led灯稳压电路 - Google Patents

Abstract

能自动适应输入电压波动变化的LED灯稳压电路,包括LED灯和场效应管或三极管，以及有充电和放电两条不同电流通道的自适应稳压模块，LED灯与场效应管的源极或三极管的发射极电连接；自适应稳压模块与场效应管之栅极或三极管之基极电连接，该自适应稳压模块还与输入电源电连接；当输入电源波动时的电压差造成自适应稳压模块放电时，自适应稳压模块能通过放电通道快速放电，自适应稳压模块之电压的绝对值快速降低；当输入电源波动时的电压差造成输入电源向自适应稳压模块充电时，自适应稳压模块能通过充电通道充电，自适应稳压模块之电压的绝对值升高。本实用新型LED灯稳压电路具有电路结构简单、成本低、调光稳定和安全可靠等优点。

Description

能自动适应输入电压波动变化的LED灯稳压电路

【技术领域】

本实用新型涉及用于一般电光源的电路装置,特别是涉及LED的供电电路及其控制装置,尤其是涉及能自动适应输入电压波动变化的LED灯稳压电路。本实用新型的LED是英文Light Emitting Diode的缩写，中文意思是“发光二极管”。

【背景技术】

近年来，LED作为一种节能环保产品,应用越来越广泛，例如用于普通照明、标志和信号，以及用于显示面板和电视屏幕的背光源等等。LED驱动电路被用于提供电源给LED。现有技术LED驱动电路，一般是高功率因素的驱动电路，很多都会有频闪的现象；频闪的其中一个原因是交流电整流后产生倍频电压的波动影响到输出到LED灯的电压，从而输出LED灯的电流也相应的波动而产生频闪现象；例如50赫兹的交流电整流倍频后就是100赫兹，其产生的频闪就是100赫兹的频闪，虽然肉眼不能直接感觉到100赫兹的LED灯频闪，但长期在有频闪的LED灯的灯光下会影响视力，也影响人身健康。

参见图1A，该图1A中的恒流源是LED灯驱动电路产生的，理想的恒流源如图1F所示，是一条没有波动的直线;但实际上很多交流电的LED灯驱动电路中，特别是高功率因素的LED灯驱动电路，其输出的实际电流波形如图1E所示，平均电流是恒流，但包含有很多交流的分量，正是这些交流的分量造成所谓的LED灯频闪。包含交流分量的恒流源落在LED灯上的电压VAC是波动电压，如图1D所示，其电压波形是波动的正弦波，图1A中的电路没有任何稳压电路。在图1A中假设恒流源接的是50赫兹的交流电，其整流倍频后产生的交流分量就是100赫兹，其LED灯电流频率就是100赫兹，波动周期就是10毫秒。

要滤除交流分量，去除频闪，就要增加稳压恒流电路。参见图1B，该图1B是已知的一种LED稳压恒流电路，该LED稳压恒流电路包括电阻R100、电阻R200、稳压二极管D100、场效应管Q100和LED灯，电阻R100和稳压二极管D100串联后电连接在输入电源的正极和负极之间，其中稳压二极管D100的阳极接输入电源的负极,电阻R100与输入电源的正极电连接，场效应管Q100的栅极G电连接在电阻R100和稳压二极管D100之间，LED灯电连接在场效应管Q100的漏极D和输入电源的正极之间，场效应管Q100的源极S和输入电源的负极之间串联有电阻R200；当输入电压VAC波动时，稳压二极管D100稳定了N沟道型场效应管Q100的栅极G的电压，这样场效应管Q100的源极S最大电压也就稳定，那么流过电阻R200的最大电流也就稳定，所以流过LED灯的最大电流也就稳定；流过LED灯的电流如图1F所示。图1B的LED恒流驱动电路虽然在很多情况下能很好的工作，让LED灯电流稳定，但流过LED灯的电流受稳压管D100和电阻R200的影响而固定不变；当LED稳压恒流电路输出到LED灯的电流变大时，也就是输入LED灯的功率上升时，整体波动电压VAC都上升（输入最高电压和输入最低电压都上升），流过LED灯的电流不会上升而造成电能的浪费；当输入电源功率变小时，输入波动电压整体下降，流过LED灯的电流变小，流过电阻R200的电流也变小，这时LED稳压恒流电路就不能工作，LED灯还是会出现频闪；图1B的LED稳压恒流电路适合固定亮度的LED灯，不适合需要亮度调节变化的LED灯。该电路图中的LED灯可以是单个LED，也可以是多个LED串联，或者是多个LED串联后再并联。

参见图1C，该图1C是本申请人已申请过的一种LED灯调光的恒流驱动电路，包括电压调整模块10、场效应管Q110和LED灯，所述LED灯与所述场效应管Q1的源极S电连接，电压调整模块10通过调整所述场效应管Q110之栅极G的电压来调整所述场效应管Q110之源极S的电压，从而调整输出到LED灯的电流发生变化来达到调光。这个恒流驱动电路可以在输入电压VAC是波动电压的情况下，通过改变电压调整模块10的电压来改变LED灯的电流；这个恒流驱动电路要调节LED灯的电流，必须要外部的因素来改变电压调整模块10的电压（如控制芯片发出的信号），而且必须预先知道输入电压VAC波动时的最低电压，或另外有测量输入电压VAC的最低电压的方法，让电压调整模块10的电压小于等于输入电压VAC波动时的电压最低值Vmin与N型场效应管Q110的开启电压Von之和，这样LED灯的电流才能稳定。图1C的LED灯电流要随前端LED驱动恒流源输出的电流变化而变化，并且保持恒流，其控制电路的设计就很复杂，必须先侦测输入电压VAC的电压最低值，并让控制电路发出控制信号让电压调整模块10调节到相应的电压。图1C的恒流驱动电路不适合输入电流经常会变化的LED灯。

【实用新型内容】

本实用新型要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种能自动适应输入电压波动变化的LED灯稳压电路,采用该LED灯稳压电路，不需要主动控制电路，也能自动适应输入功率的变化并且保持稳压恒流，消除LED灯的频闪，特别适合各种调光LED灯的应用,具有电路结构简单、成本低、调光稳定和安全可靠等优点。

本实用新型能自动适应输入电压波动变化可以进一步理解为能自动适应低频电压变化而滤除高频电压波动,这里的低频和高频是相对的，高频比低频至少大一个数量级，高频一般是交流电的倍频，是人眼察觉不到的频率，低频是LED灯调光的频率，是人眼能察觉的。

本实用新型解决所述技术问题采用的技术方案是：

一种能自动适应输入电压波动变化的LED灯稳压电路,包括三极晶体管和LED灯，所述三极晶体管包括场效应管或三极管，所述LED灯与所述场效应管的源极或三极管的发射极电连接；所述能自动适应输入电压波动变化的LED灯稳压电路还包括有充电和放电两条不同电流通道的自适应稳压模块，所述自适应稳压模块与所述场效应管之栅极或三极管之基极电连接，该自适应稳压模块还与输入电源电连接；当输入电源波动时的电压差造成所述自适应稳压模块放电时，所述自适应稳压模块能通过放电通道快速放电，这时所述自适应稳压模块之电压的绝对值快速降低；当输入电源波动时的电压差造成输入电源向所述自适应稳压模块充电时，所述自适应稳压模块能通过充电通道充电，这时所述自适应稳压模块之电压的绝对值升高。

在输入电源向所述自适应稳压模块充电时，当电压差小于所述自适应稳压模块的门值电压时,所述自适应稳压模块能通过充电通道缓慢充电，这时所述自适应稳压模块之电压的绝对值缓慢升高；在电压差大于所述自适应稳压模块的门值电压时，所述自适应稳压模块能通过充电通道快速充电，这时所述自适应稳压模块之电压的绝对值快速升高。

所述自适应稳压模块包括稳压管，所述稳压管的阳极到阴极是所述自适应稳压模块的快速放电通道，所述稳压管的反向击穿电压是所述自适应稳压模块充电通道的门值电压。当三极晶体管是N沟道型的场效应管时,稳压管两端电连接在输入电源的正极和场效应管的栅极之间，其中稳压管的阳极电连接到所述场效应管的栅极; 当三极晶体管是P沟道型的场效应管时,稳压管两端电连接在输入电源的负极和场效应管的栅极之间，其中稳压管的阴极电连接到所述场效应管的栅极; 当三极晶体管是NPN型三极管时,三极管的基极通过一个电阻后与稳压管的阳极电连接, 稳压管的阴极电连接到输入电源的正极;当三极晶体管是PNP型三极管时,三极管的基极通过一个电阻后与稳压管的阴极电连接, 稳压管的阳极电连接到输入电源的负极。

所述自适应稳压模块还包括电阻和电容，电阻和稳压管并联，电容和稳压管串联后电连接在输入电源的两端，其串联连接处与所述场效应管之栅极或三极管之基极电连接。

所述稳压管能用可调稳压管或二极管代替。

所述自适应稳压模块包括稳压管和电阻，所述稳压管的阴极到阳极的反向击穿通道是快速放电通道，输入电源通过所述电阻向所述自适应稳压模块缓慢充电。当三极晶体管是N沟道型的场效应管时, 电阻电连接在输入电源的正极和场效应管的栅极之间，稳压管电连接在场效应管的源极和场效应管的栅极之间，其中稳压管的阳极电连接到所述场效应管的源极;当三极晶体管是P沟道型的场效应管时, 电阻电连接在输入电源的负极和场效应管的栅极之间，稳压管电连接在场效应管的源极和场效应管的栅极之间，其中稳压管的阴极电连接到所述场效应管的源极。所述自适应稳压模块还包括电容;当三极晶体管是N沟道型的场效应管时,电容电连接在所述场效应管的栅极和输入电源的负极之间;当三极晶体管是P沟道型的场效应管时,电容电连接在所述场效应管的栅极和输入电源的正极之间。

同现有技术相比较，本实用新型能自动适应输入电压波动变化的LED灯稳压电路之有益效果在于：

本实用新型LED灯稳压电路能自动适应低频电压变化，滤除高频电压波动，不需要主动控制电路，适合各种接交流电的调光LED灯，让LED灯的电流能随着输入功率的变化而相应地变化，并且滤除高频波动保持稳压恒流，消除LED灯的频闪，具有电路结构简单、成本低、调光稳定和安全可靠等优点。

【附图说明】

图1A是没有任何稳压电路的LED灯的简明电路示意图；

图1B是现有技术一种LED恒流驱动电路的简明电路示意图；

图1C是现有技术另一种LED恒流驱动电路的简明电路示意图;

图1D是图1A中输入电压与时间的关系坐标图,其中横坐标表示时间,单位为毫秒，纵坐标表示输入电压,单位为伏；

图1E是图1A中流过LED灯的电流与时间的关系坐标图,其中横坐标表示时间,单位为毫秒，纵坐标表示流过LED灯的电流,单位为安培;

图1F是图1B中流过LED灯的电流与时间的关系坐标图,其中横坐标表示时间,单位为毫秒，纵坐标表示流过LED灯的电流,单位为安培；

图2A是本实用新型能自动适应输入电压波动变化的LED灯稳压电路第一种的简明电原理方框示意图；

图2B是所述能自动适应输入电压波动变化的LED灯稳压电路第二种的简明电原理方框示意图；

图3A是所述能自动适应输入电压波动变化的LED灯稳压电路实施例一的简明电路示意图;

图3B是所述能自动适应输入电压波动变化的LED灯稳压电路实施例二的简明电路示意图;

图3C是所述能自动适应输入电压波动变化的LED灯稳压电路实施例三的简明电路示意图;

图3D是所述能自动适应输入电压波动变化的LED灯稳压电路实施例四的简明电路示意图;

图3E是所述能自动适应输入电压波动变化的LED灯稳压电路实施例五的简明电路示意图;

图3F是图3A中输入电压一个实施例与时间的关系坐标图,其中横坐标表示时间,单位为毫秒，纵坐标表示输入电压,单位为伏;

图3G是图3A中场效应管的栅极电压（也就是自适应稳压模块的稳定电压Vm）一个实施例与时间的关系坐标图,其中横坐标表示时间,单位为毫秒，纵坐标表示输入电压,单位为伏;

图3H是图3A中LED灯两端的电压一个实施例与时间的关系坐标图,其中横坐标表示时间,单位为毫秒，纵坐标表示输入电压,单位为伏；

图3I是图3A中输入电压另一个实施例与时间的关系坐标图,其中横坐标表示时间,单位为毫秒，纵坐标表示输入电压,单位为伏;

图3J是图3B中场效应管的栅极电压（也就是自适应稳压模块的稳定电压Vm）另一个实施例与时间的关系坐标图,其中横坐标表示时间,单位为毫秒，纵坐标表示输入电压,单位为伏;

图3K是图3B中场效应管的栅极电压（也就是自适应稳压模块的稳定电压Vm）再一个实施例与时间的另一关系坐标图,其中横坐标表示时间,单位为毫秒，纵坐标表示输入电压,单位为伏；

图4A是所述能自动适应输入电压波动变化的LED灯稳压电路实施例六的简明电路示意图;

图4B是所述能自动适应输入电压波动变化的LED灯稳压电路实施例七的简明电路示意图;

图4C是所述能自动适应输入电压波动变化的LED灯稳压电路实施例八的简明电路示意图;

图4D是所述能自动适应输入电压波动变化的LED灯稳压电路实施例九的简明电路示意图;

图4E是所述能自动适应输入电压波动变化的LED灯稳压电路实施例十的简明电路示意图；

图4F是图4A中输入电压一个实施例与时间的关系坐标图,其中横坐标表示时间,单位为毫秒，纵坐标表示输入电压,单位为伏;

图4G是图4A中场效应管的栅极电压（也就是自适应稳压模块的稳定电压Vm）一个实施例与时间的关系坐标图,其中横坐标表示时间,单位为毫秒，纵坐标表示输入电压,单位为伏;

图4H是图4A中LED灯两端的电压一个实施例与时间的关系坐标图,其中横坐标表示时间,单位为毫秒，纵坐标表示输入电压,单位为伏；

图5A是所述能自动适应输入电压波动变化的LED灯稳压电路实施例十一的简明电路示意图;

图5B是所述能自动适应输入电压波动变化的LED灯稳压电路实施例十二的简明电路示意图。

【具体实施方式】

下面结合各附图对本实用新型作进一步详细说明。

参见图2A和图2B,一种能自动适应输入电压波动变化的LED灯稳压电路,包括三极晶体管和LED灯，所述三极晶体管包括场效应管或三极管，所述LED灯与所述场效应管的源极或三极管的发射极电连接；所述LED灯稳压电路还包括有充电和放电两条不同电流通道的自适应稳压模块100，所述自适应稳压模块100与所述场效应管之栅极或三极管之基极电连接，该自适应稳压模块100还与输入电源电连接；当输入电源波动时的电压差造成所述自适应稳压模块100放电时，所述自适应稳压模块100能通过放电通道快速放电，这时所述自适应稳压模块100之电压的绝对值快速降低；当输入电源波动时的电压差造成输入电源向所述自适应稳压模块100充电时，所述自适应稳压模块100能通过充电通道充电，这时所述自适应稳压模块100之电压的绝对值升高。

参见图2A和图2B,在输入电源向所述自适应稳压模块100充电时，当电压差小于所述自适应稳压模块100的门值电压时,所述自适应稳压模块100能通过充电通道缓慢充电，这时所述自适应稳压模块100之电压的绝对值缓慢升高；在电压差大于所述自适应稳压模块100的门值电压时，所述自适应稳压模块能通过充电通道快速充电，这时所述自适应稳压模块之电压的绝对值快速升高。

本实用新型能自动适应输入电压波动变化可以进一步理解为能自动适应低频电压变化而滤除高频电压波动, 这里的低频和高频是相对的，高频比低频至少大一个数量级，高频一般是交流电的倍频，是人眼察觉不到的频率，低频是LED灯调光的频率，是人眼能察觉的。

参见图3A和图4A,所述自适应稳压模块100包括稳压管，所述稳压管的阳极到阴极是所述自适应稳压模块100的快速放电通道，所述稳压管的反向击穿电压是所述自适应稳压模块100充电通道的门值电压。

参见图3B、图3D、图4B和图4D,所述自适应稳压模块100包括稳压管、电阻和电容，电阻和稳压管并联，电容和稳压管串联后电连接在输入电源的两端，其串联连接处与所述场效应管之栅极或三极管之基极电连接。

参见图5A和图5B，所述自适应稳压模块100包括稳压管和电阻，所述稳压管的阴极到阳极的反向击穿通道是快速放电通道，输入电源通过所述电阻向所述自适应稳压模块100缓慢充电。

参见图3C和图4C，所述稳压管能用可调稳压管代替。

参见图3E和图4E，所述稳压管能用二极管代替。

参见图2A,三极晶体管为N型三极晶体管,包括N沟道型场效应管或NPN型三极管；所述LED灯电连接在N型三极晶体管的第3极与输入电源的负极之间,也就是,所述LED灯的正极与N沟道型场效应管的源极或NPN型三极管的发射极电连接,所述LED灯的负极电连接到输入电源的负极；所述自适应稳压模块100电连接在N型三极晶体管的第1极与输入电源的正极之间,也就是,所述自适应稳压模块100与N沟道型场效应管之栅极或NPN型三极管之基极电连接，该自适应稳压模块100还与输入电源的正极电连接;N型三极晶体管的第2极与输入电源的正极电连接，也就是,N沟道型场效应管之漏极或NPN型三极管之集电极与输入电源的正极电连接。

参见图2A,以输入电源的负极为参考电压0伏，输入电源的正极为输入电压VAC，自适应稳压模块100的稳定电压为Vm，输入电压波动时的电压最低值为Vmin，N型三极晶体管的开启电压为Von，当自适应稳压模块100的稳定电压Vm小于或等于输入电压波动时的电压最低值Vmin与N型三极晶体管的开启电压Von之和时，即Vm≤(Vmin+Von)，落在LED灯上的电压是稳定的，同时流过LED灯的电流也是稳定的。

参见图2A,所述自适应稳压模块100和输入电源之间形成充电和放电两条不同的电流通道：

当输入电源波动时的电压低于所述自适应稳压模块100的稳定电压时，所述自适应稳压模块100能通过放电通道快速放电，这时所述自适应稳压模块100的稳定电压迅速随输入电源波动时的电压降低而降低；

当输入电源波动时的电压等于所述自适应稳压模块100的稳定电压时，这时所述自适应稳压模块100的稳定电压不变。

当输入电源波动时的电压高于所述自适应稳压模块100的稳定电压时，所述自适应稳压模块100能通过充电通道充电，这时所述自适应稳压模块100的稳定电压随输入电源波动时的电压升高而升高；其中，高出的电压Vg=输入电压VAC-稳定电压Vm，当高出的电压Vg小于设定的门值电压（该门值电压是由组成自适应稳压模块100的元器件和电路所决定，如图3B中稳压管D1的反向击穿电压就是该电路的门值电压，如图3C中电阻R11、R12的阻值和可调稳压管D11的基准电压一起决定该电路的门值电压）时，自适应稳压模块100能通过充电通道缓慢充电，这时自适应稳压模块100的稳定电压Vm随输入电压VAC波动时的电压升高而缓慢的升高；当高出的电压Vg大于设定的门值电压时，自适应稳压模块100能通过充电通道迅速充电，这时自适应稳压模块100的稳定电压Vm随输入电源波动时的电压升高而迅速的升高。

所述自适应稳压模块100的稳定电压能随着输入电源波动时的电压最低值变化而变化，并且保持所述自适应稳压模块100的稳定电压Vm小于等于输入电源波动时的电压最低值Vmin与N型三极晶体管的开启电压Von之和时，即Vm≤(Vmin+Von)，流过LED灯的电流就能随着输入功率的变化而相应地变化，并且保持稳定，使得LED灯无频闪。

参见图2B,三极晶体管为P型三极晶体管,包括P沟道型场效应管或PNP型三极管；所述LED灯电连接在P型三极晶体管的第3极与输入电源的正极之间,也就是,所述LED灯的负极与P沟道型场效应管的源极或PNP型三极管的发射极电连接,所述LED灯的正极电连接到输入电源的正极；所述自适应稳压模块100电连接在P型三极晶体管的第1极与输入电源的负极之间,也就是,所述自适应稳压模块100与P沟道型场效应管之栅极或PNP型三极管之基极电连接，该自适应稳压模块100还与输入电源的负极电连接;P型三极晶体管的第2极与输入电源的负极电连接，也就是,P沟道型场效应管之漏极或PNP型三极管之集电极与输入电源的负极电连接。

参见图2B,以输入电源的正极为参考电压0伏，输入电源的负极为输入电压-VAC，自适应稳压模块100的稳定电压为-Vm，输入电源波动时的电压最高值为-Vmax，P型三极晶体管的开启电压为-Von，当自适应稳压模块100的稳定电压-Vm大于或等于输入电源波动时的电压最高值-Vmax与P型三极晶体管的开启电压-Von之和时，即-Vm≥[(-Vmax)+（-Von）]；也就是当自适应稳压模块100的稳定电压绝对值|-Vm|小于或等于输入电源波动时的电压最小绝对值|-Vmax|与P型三极晶体管的开启电压绝对值|-Von|之和时，即当|-Vm|≤|-Vmax|+|-Von|，落在LED灯上的电压是稳定的，同时流过LED灯的电流也是稳定的。

参见图2B,所述自适应稳压模块100和输入电源之间形成充电和放电两条不同的电流通道：

当输入电源波动时的电压高于所述自适应稳压模块100的稳定电压-Vm时，所述自适应稳压模块100能通过放电通道快速放电，这时所述自适应稳压模块100的稳定电压-Vm迅速随输入电源波动时的电压升高而升高，也就是所述自适应稳压模块100的稳定电压绝对值|-Vm|变小；

当输入电源波动时的电压等于所述自适应稳压模块100的稳定电压时，这时所述自适应稳压模块100的稳定电压不变。

当输入电源波动时的电压低于所述自适应稳压模块100的稳定电压-Vm时，所述自适应稳压模块100能通过充电通道充电，这时所述自适应稳压模块100的稳定电压-Vm随输入电源波动时的电压降低而降低，也就是所述自适应稳压模块100的稳定电压绝对值|-Vm|变大；其中，低出的电压Ve=稳定电压-输入电压=（-Vm）-（-VAC），当低出的电压Ve小于设定的门值电压（该门值电压是由组成自适应稳压模块100的元器件和电路所决定，如图4B中稳压管D2的反向击穿电压就是该电路的门值电压，如图4C中电阻R21、R22的阻值和可调稳压管D21的基准电压一起决定该电路的门值电压）时，自适应稳压模块100能通过充电通道缓慢充电，这时自适应稳压模块100的稳定电压-Vm随输入电源波动时的电压降低而缓慢的降低，也就是所述自适应稳压模块100的稳定电压绝对值|-Vm|缓慢变大；当低出的电压Ve大于设定的门值时，自适应稳压模块100能通过充电通道迅速充电，这时自适应稳压模块100的稳定电压-Vm随输入电源波动时的电压降低而迅速的降低，也就是所述自适应稳压模块100的稳定电压绝对值|-Vm|迅速变大。

所述自适应稳压模块100的稳定电压-Vm能随着输入电源波动时的电压最高值-Vmax变化而变化，并且保持所述自适应稳压模块100的稳定电压-Vm大于等于输入电源波动时的电压最高值-Vmax与P型三极晶体管的开启电压-Von之和时，即-Vm≥[(-Vmax)+（-Von）]，也就是当自适应稳压模块100的稳定电压绝对值|-Vm|小于或等于输入电源波动时的电压最小绝对值|-Vmax|与P型三极晶体管的开启电压绝对值|-Von|之和时，即当|-Vm|≤|-Vmax|+|-Von|，流过LED灯的电流就能随着输入功率的变化而相应地变化，并且保持稳定，使得LED灯无频闪。

本实用新型中的LED灯可以是单个LED，也可以是多个LED串联，或者是多个LED串联后再并联。在各图中只画出了一个LED的LED灯来作为示意。

实施例一,参见图3A,该实施例一是图2A的实际应用具体电路，本实用新型能自动适应输入电压波动变化的LED灯稳压电路,包括N沟道型的场效应管QN、LED灯和稳压管D1，其中三极晶体管是N沟道型的场效应管QN，自适应稳压模块100是稳压管D1；所述LED灯的正极与所述场效应管QN的源极S电连接，场效应管QN的漏极D与输入电源的正极电连接,所述LED灯的负极电连接到输入电源的负极；稳压管D1两端电连接在输入电源的正极和场效应管QN的栅极G之间，其中稳压管D1的阳极电连接到所述场效应管QN的栅极G。

参见图3A,以输入电源的负极为参考电压0伏，输入电源的正极为输入电压VAC，自适应稳压模块100的稳定电压为Vm（即稳压管D1的阳极电压），输入电源波动时的电压最低值为Vmin，场效应管QN的开启电压为Von。假设输入电源的电压VAC最高值Vmax是110伏，电压最低值Vmin是100伏，其波形如图3F所示；稳压管D1的稳压值大于输入电源波动时的电压最高值与电压最低值之差，即大于10伏，取稳压管D1的稳压值为12V；稳压管D1阳极到稳压管D1阴极的正向电流方向就是图2A的快速放电通道，稳压管D1的反向击穿电压12V就是门值电压，图3A高出的电压Vg在小于门值电压时，其缓慢充电速度接近于零；其详细工作过程如下描述：

参见图3A,当场效应管QN的栅极G电压为101伏时，稳压管D1的阴极电压随输入电压VAC波动而波动，稳压管D1的阴极电压与阳极电压的最大差值为110伏减去101伏等于9伏，小于稳压管D1的反向击穿电压12伏，稳压管D1表现为开路，此时场效应管QN的栅极G的电压（也就是自适应稳压模块100的稳定电压Vm）保持为101伏不变，如图3G所示；此时LED灯两端的电压也保持不变，为场效应管QN的栅极G电压减去场效应管QN的开启电压Von，这里假设场效应管QN的开启电压Von为2伏，则LED灯两端的电压保持为99伏不变，如图3H所示。

参见图3A,当输入功率增大时，输入电压波动时的电压值整体上升，如输入电压升为110伏至120伏间的波动电压；当稳压管D1的阴极电压与阳极电压之差大于12伏时，稳压管D1反向击穿，此时场效应管QN的栅极G的电压上升，升至稳压管D1的阴极最大电压120伏减去反向击穿电压12伏时，此时场效应管QN的栅极G的电压保持在108伏稳定不变，不受输入电压波动的影响，流过LED灯的电流稳定不变，LED灯没有频闪现象。

参见图3A,当输入功率减小时，输入电压波动时的电压值整体下降，如输入电压降为90伏至100伏间的波动电压；当稳压管D1的阳极电压高于阴极电压时，稳压管D1正向导通，假设稳压管D1的正向压降为1伏，当场效应管QN的栅极G的电压下降为91伏时，就不能再下降，也不能上升，从而进入一个新的稳压状态。

从上面的描述可以看出，图3A的LED灯稳压电路能让LED灯电流随着输入功率的变化而相应地变化，并且在输入功率稳定时，LED灯的电流进入稳定恒流状态。

在图3A的LED灯稳压电路中，为了能有效去除频闪，一般稳压管D1的稳压值会比最大输入功率时输入电源波动时的电压最高值与电压最低值之差要大，如最大输入功率时输入电源波动时的电压最高值与电压最低值之差为10伏，稳压管D1的反向击穿电压取20伏。当LED灯稳压电路启动时，图3A的输入功率总是由小变大，输入电源波动时的电压值整体也是由小变大，最后进入一个稳定的波动范围。假设输入电压稳定在111伏至121伏间波动时，场效应管QN的栅极G的电压则稳定在输入电压VAC波动时的电压最高值121伏减去稳压管D1的反向击穿电压20伏，等于101伏，如图3I所示；这时输入电压VAC波动时的电压最低值111伏与场效应管QN的栅极G稳定电压101伏之差10伏是完全损耗浪费掉了。稳压管D1的反向击穿电压越大，则稳压消除频闪造成的电能损耗越大。但如果稳压管D1的反向击穿电压小于输入电压VAC波动时的电压最高值与电压最低值之差，则不能有效消除频闪。

实施例二,参见图3B,本实施例二与实施例一基本相同,不同之处是自适应稳压模块100还包括电阻R1和电容C1,也就是自适应稳压模块100是稳压管D1、电阻R1和电容C1;电阻R1电连接在输入电源的正极和场效应管QN的栅极G之间，也可以说电阻R1并联在稳压管D1两端，电容C1电连接在所述场效应管QN的栅极G和输入电源的负极之间。本实施例二的LED灯稳压电路能有效降低稳压管D1的反向击穿电压过高而造成的不必要损耗，其电流由输入电源正极通过电阻R1向电容C1充电就是图2A中高出的电压Vg小于设定的门值电压时的缓慢充电通道；其详细工作过程如下描述：

参见图3B,当输入电源波动时的电压最高值快速升到121伏时，场效应管QN的栅极G的电压也快速的升到101伏（假设稳压管D1的反向击穿电压是20伏），这时，稳压管D1截止，电流不再由稳压管D1流到场效应管QN的栅极G，但这时电流可以通过电阻R1流向场效应管QN的栅极G；设置好电阻R1和电容C1的大小，可以在稳压管D1截止时，让场效应管QN的栅极G电压慢慢上升，如图3J所示，在一个频闪周期，场效应管QN的栅极G电压只上升约0.1伏，多个周期后电压上升到112伏（每个频闪周期时间是一样的，为了容易表示，把t3至t130中间的频闪周期压缩了）；当场效应管QN的栅极G的电压达到输入电压VAC波动时的电压最低值Vmin（111伏）与稳压管D1的正向压降（1伏）之和时，就保持一个动态的平衡，如图3K所示；在一个频闪周期，随着输入电源波动时电压的上升，电流由电阻R1流向场效应管QN的栅极G，让场效应管QN的栅极G电压慢慢上升；当输入电源波动时电压开始下降时，场效应管QN的栅极G电压的上升速度就变慢；当输入电压VAC波动时电压下降到低于场效应管QN的栅极G电压与稳压管D1的正向压降之差时，稳压管D1正向导通，场效应管QN的栅极G电压快速下降到112伏。这样在每个电压波动周期，场效应管QN的栅极G电压不停的上升和下降，达到动态的平衡；此时场效应管QN的栅极G电压波动范围与电阻R1的阻值和电容C1的容量有关，电阻R1的阻值越大，电容C1的容量越大，则场效应管QN的栅极G的电压波动范围就越小。当场效应管QN的栅极G的电压波动范围很小时，LED灯电流的波动范围也很小，可以近似认为是恒流。

实施例三,参见图3C, 本实施例三与实施例二基本相同, 不同之处是用可调稳压管D11代替了稳压管D1，并用两个电阻R11和电阻R12代替了电阻R1，也就是自适应稳压模块100包括可调稳压管D11、电阻R11、电阻R12和电容C1；可调稳压管D11两端电连接在输入电源的正极和场效应管QN的栅极G之间，其中可调稳压管D11的阳极电连接到所述场效应管QN的栅极G，电阻R11和电阻R12串联后并联在可调稳压管D11两端，可调稳压管D11的检测电压端电连接在电阻R11和电阻R12的电连接处，电容C1电连接在所述场效应管QN的栅极G和输入电源的负极之间。可调稳压管D11的型号为TL431。本实施例三的电阻R11和电阻R12串联不但可以设置可调稳压管D11的稳定电压，还能起到图3B中电阻R1的作用。

实施例四,参见图3D, 本实施例四与实施例二基本相同, 不同之处是三极管T1取代了场效应管QN，由于三极管是电流导通的，所以在三极管T1的基极串联一个电阻R13，即三极管T1的基极通过电阻R13后与稳压管D1的阳极电连接，三极管T1的基极还通过电阻R13分别与电容C1和电阻R1电连接，LED灯的正极与所述三极管T1的发射极电连接，三极管T1的集电极与输入电源的正极电连接。本实施例四中的三极管T1是NPN型三极管。

实施例五,参见图3E, 本实施例五与实施例二基本相同, 不同之处是用二极管D12代替了稳压管D1；二极管D12阳极到阴极的电流通道是图2A的快速放电通道，其充电通道是通过电阻R1的充电通道，实际上其充电通道的门值电压可以看做是无穷大，因此实际上是没有快速充电通道，只有通过电阻R1的缓慢充电通道。

实施例六,参见图4A,本实施例六是图2B的实际应用具体电路，本实用新型能自动适应输入电压波动变化的LED灯稳压电路,包括P沟道型的场效应管QP、LED灯和稳压管D2，其中三极晶体管是P沟道型的场效应管QP，自适应稳压模块100是稳压管D2；所述LED灯的负极与所述场效应管QP的源极S电连接，场效应管QP的漏极D与输入电源的负极电连接,所述LED灯的正极电连接到输入电源的正极；稳压管D2两端电连接在输入电源的负极和场效应管QP的栅极G之间，其中稳压管D2的阴极电连接到所述场效应管QP的栅极G。本实施例六与实施例一的不同之处是用P沟道型的场效应管QP代替了N沟道型的场效应管QN，因此具体电路稍有不同，而为了表示区别，电子元件的编号不一样，但是原理是相通的，其工作原理可综合图2B和图3A的实施例一，稳压管D2阳极到稳压管D2阴极的电流通道是图2B的快速放电通道，其缓慢充电速度接近于零，其工作电压图形如图4F、4G和4H所示，在此不再详细赘述。

实施例七,参见图4B,本实施例七与实施例六基本相同,不同之处是自适应稳压模块100还包括电阻R2和电容C2,也就是自适应稳压模块100是稳压管D2、电阻R2和电容C2;电阻R2电连接在输入电源的负极和场效应管QP的栅极G之间，也可以说电阻R2并联在稳压管D2两端，电容C2电连接在所述场效应管QP的栅极G和输入电源的正极之间。该实施例七与图3B的实施例二类似，只不过是用P沟道型的场效应管QP代替了N沟道型的场效应管QN，因此具体电路稍有不同，而为了表示区别，电子元件的编号不一样。

实施例八,参见图4C，本实施例八与实施例七基本相同, 不同之处是用可调稳压管D21代替了稳压管D2，并用两个电阻R21和电阻R22代替了电阻R2，也就是自适应稳压模块100包括可调稳压管D21、电阻R21、电阻R22和电容C2；可调稳压管D21两端电连接在输入电源的负极和场效应管QP的栅极G之间，其中可调稳压管D21的阴极电连接到所述场效应管QP的栅极G，电阻R21和电阻R22串联后并联在可调稳压管D21两端，可调稳压管D21的检测电压端电连接在电阻R21和电阻R22的电连接处，电容C2电连接所述场效应管QP的栅极G和输入电源的正极之间。可调稳压管D21的型号为TL431。本实施例八的电阻R21和电阻R22串联不但可以设置可调稳压管D21的稳定电压，还能起到图4B中电阻R2的作用。该实施例八与图3C的实施例三类似，只不过是用P沟道型的场效应管QP代替了N沟道型的场效应管QN，因此具体电路稍有不同，而为了表示区别，电子元件的编号不一样。

实施例九,参见图4D,本实施例九与实施例七基本相同, 不同之处是三极管T2取代了场效应管QP，由于三极管是电流导通的，所以在三极管T2的基极串联一个电阻R23，即三极管T2的基极通过电阻R23后与稳压管D2的阴极电连接，三极管T2的基极还通过电阻R23分别与电容C2和电阻R2电连接，LED灯的负极与所述三极管T2的发射极电连接，三极管T2的集电极与输入电源的负极电连接。本实施例九中的三极管T2是PNP型三极管。该实施例九与图3D的实施例四类似，只不过是用PNP型三极管代替了NPN型三极管，因此具体电路稍有不同，而为了表示区别，电子元件的编号不一样。

实施例十,参见图4E, 本实施例十与实施例七基本相同, 不同之处是用二极管D22代替了稳压管D2；该实施例十与图3E的实施例五类似，只不过是用P沟道型的场效应管QP代替了N沟道型的场效应管QN，因此具体电路稍有不同，而为了表示区别，电子元件的编号不一样。

实施例十一,参见图5A,本实施例十一与图3B的实施例二类似，不同之处是稳压管的连接方式不一样，为了表示与图3B的实施例二的区别，采用不一样的电子元件的编号；也就是本实施例十一的自适应稳压模块100是稳压管D3、电阻R3和电容C3，电阻R3电连接在输入电源的正极和场效应管QN的栅极G之间，电容C3电连接在所述场效应管QN的栅极G和输入电源的负极之间，而稳压管D3则电连接在场效应管QN的源极S和场效应管QN的栅极G之间，其中稳压管D3的阳极电连接到所述场效应管QN的源极S。

参见图5A, 本实施例十一取稳压管D3的反向击穿电压比N沟道型的场效应管QN的开启电压大一点（如场效应管QN的开启电压为2伏，取稳压管D3的反向击穿电压为2.2伏）；稳压管D3的阴极到稳压管D3的阳极的电流通道是图2A的快速放电通道；这样，当输入电压VAC波动时的电压最低值Vmin小于场效应管QN的栅极G的电压时，场效应管QN的栅极G的电压与场效应管QN的源极S的电压之差大于稳压管D3的反向击穿电压，稳压管D3反向击穿，场效应管QN的栅极G的电压下降，保持所述自适应稳压模块100的稳定电压Vm小于等于输入电压波动时的电压最低值Vmin与N型三极晶体管的开启电压Von之和，即Vm≤(Vmin+Von)；当输入电压VAC波动时的电压上升时，场效应管QN的栅极G的电压通过电阻R3慢慢上升，这样，该电路能让流过LED灯的电流随着输入功率的变化而相应变化，并且在输入功率稳定时，LED灯进入稳定恒流状态。这里，稳压管D3的反向击穿通道是图2A的快速放电通道，其充电通道是通过电阻R3的充电通道，实际上其充电通道的门值电压可以看做是无穷大，因此实际上是没有快速充电通道，只有通过电阻R3的缓慢充电通道。

实施例十二,参见图5B,本实施例十二与图4B的实施例七类似，不同之处是稳压管的连接方式不一样，为了表示与图4B的实施例七的区别，采用不一样的电子元件的编号；也就是本实施例十二的自适应稳压模块100是稳压管D4、电阻R4和电容C4，电阻R4电连接在输入电源的负极和场效应管QP的栅极G之间，电容C4电连接在所述场效应管QP的栅极G和输入电源的正极之间，而稳压管D4则电连接在场效应管QP的源极S和场效应管QP的栅极G之间，其中稳压管D4的阴极电连接到所述场效应管QN的源极S。该实施例十二与图5A的实施例十一类似，只不过是用P沟道型的场效应管QP代替了N沟道型的场效应管QN，因此具体电路稍有不同，但是其原理是一样的,而为了表示区别，电子元件的编号不一样。

在上述各实施例中的场效应管可以用三极管代替，三极管也可以用场效应管代替，在此不再赘述。

本实用新型提出了另外一种设计思路，不用PWM调光或可控硅调光来控制场效应管或三极管的导通时间和截止时间，也不需要通过电压调整模块来调整场效应管之栅极或三极管之基极的电压进而来调整场效应管之源极或三极管之发射极的电压，而是通过设置一个自适应稳压模块，就能自动适应低频电压变化，滤除高频电压波动，不需要主动控制电路，适合各种接交流电的调光LED灯，让LED灯的电流能随着输入功率的变化而相应地变化，并且滤除高频波动保持稳压恒流，消除LED灯的频闪，具有电路结构简单、成本低、调光稳定和安全可靠等优点。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，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,凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种能自动适应输入电压波动变化的LED灯稳压电路,包括三极晶体管和LED灯，所述三极晶体管包括场效应管或三极管，所述LED灯与所述场效应管的源极或三极管的发射极电连接；其特征在于：

还包括有充电和放电两条不同电流通道的自适应稳压模块（100），所述自适应稳压模块（100）与所述场效应管之栅极或三极管之基极电连接，该自适应稳压模块（100）还与输入电源电连接；当输入电源波动时的电压差造成所述自适应稳压模块（100）放电时，所述自适应稳压模块（100）能通过放电通道快速放电，这时所述自适应稳压模块（100）之电压的绝对值快速降低；当输入电源波动时的电压差造成输入电源向所述自适应稳压模块（100）充电时，所述自适应稳压模块（100）能通过充电通道充电，这时所述自适应稳压模块（100）之电压的绝对值升高。

2.根据权利要求1所述的能自动适应输入电压波动变化的LED灯稳压电路，其特征在于：

在输入电源向所述自适应稳压模块（100）充电时，当电压差小于所述自适应稳压模块（100）的门值电压时,所述自适应稳压模块（100）能通过充电通道缓慢充电，这时所述自适应稳压模块（100）之电压的绝对值缓慢升高；在电压差大于所述自适应稳压模块（100）的门值电压时，所述自适应稳压模块能通过充电通道快速充电，这时所述自适应稳压模块之电压的绝对值快速升高。

3.根据权利要求1所述的能自动适应输入电压波动变化的LED灯稳压电路,其特征在于：

所述自适应稳压模块（100）包括稳压管，所述稳压管的阳极到阴极是所述自适应稳压模块（100）的快速放电通道，所述稳压管的反向击穿电压是所述自适应稳压模块（100）充电通道的门值电压。

4.根据权利要求3所述的能自动适应输入电压波动变化的LED灯稳压电路，其特征在于：

当三极晶体管是N沟道型的场效应管时,稳压管两端电连接在输入电源的正极和场效应管的栅极之间，其中稳压管的阳极电连接到所述场效应管的栅极;

当三极晶体管是P沟道型的场效应管时,稳压管两端电连接在输入电源的负极和场效应管的栅极之间，其中稳压管的阴极电连接到所述场效应管的栅极;

当三极晶体管是NPN型三极管时,三极管的基极通过一个电阻后与稳压管的阳极电连接, 稳压管的阴极电连接到输入电源的正极;

当三极晶体管是PNP型三极管时,三极管的基极通过一个电阻后与稳压管的阴极电连接, 稳压管的阳极电连接到输入电源的负极。

5.根据权利要求3或4所述的能自动适应输入电压波动变化的LED灯稳压电路，其特征在于：

所述自适应稳压模块（100）还包括电阻和电容，电阻和稳压管并联，电容和稳压管串联后电连接在输入电源的两端，其串联连接处与所述场效应管之栅极或三极管之基极电连接。

6.根据权利要求5所述的能自动适应输入电压波动变化的LED灯稳压电路，其特征在于：

所述稳压管能用可调稳压管或二极管代替。

7.根据权利要求1所述的能自动适应输入电压波动变化的LED灯稳压电路，其特征在于：

所述自适应稳压模块（100）包括稳压管和电阻，所述稳压管的阴极到阳极的反向击穿通道是快速放电通道，输入电源通过所述电阻向所述自适应稳压模块（100）缓慢充电。

8.根据权利要求7所述的能自动适应输入电压波动变化的LED灯稳压电路，其特征在于：

当三极晶体管是N沟道型的场效应管时, 电阻电连接在输入电源的正极和场效应管的栅极之间，稳压管电连接在场效应管的源极和场效应管的栅极之间，其中稳压管的阳极电连接到所述场效应管的源极;

当三极晶体管是P沟道型的场效应管时, 电阻电连接在输入电源的负极和场效应管的栅极之间，稳压管电连接在场效应管的源极和场效应管的栅极之间，其中稳压管的阴极电连接到所述场效应管的源极。

9.根据权利要求8所述的能自动适应输入电压波动变化的LED灯稳压电路，其特征在于：

所述自适应稳压模块（100）还包括电容;

当三极晶体管是N沟道型的场效应管时,电容电连接在所述场效应管的栅极和输入电源的负极之间;

当三极晶体管是P沟道型的场效应管时,电容电连接在所述场效应管的栅极和输入电源的正极之间。