CN209488868U - 一种隔离关断输出电压的led驱动电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种隔离关断输出电压的LED驱动电源，其包括有一恒流单元、一电压环控制单元、一电压基准单元、一隔离降压单元和一PWM控制单元。所述恒流单元，用于为LED负载提供工作电源；所述电压环控制单元，其从所述恒流单元的输出端采样电压以获取比较电压，根据环路基准电压和比较电压的比较结果输出一反馈信号；所述电压基准单元，用于为所述电压环控制单元提供环路基准电压；所述隔离降压单元，其接收一关断信号并根据所述关断信号调节所述环路基准电压，且用于将所述关断信号与所述恒流单元的输出进行隔离；所述PWM控制单元，用于根据所述反馈信号控制所述恒流单元的输出电压。

Description

一种隔离关断输出电压的LED驱动电源

技术领域

本实用新型涉及LED驱动电源技术领域，尤其涉及一种隔离关断输出电压的LED驱动电源。

背景技术

在LED应用中，LED灯珠都有一个开启阀值，当只有电压达到开启阀值时灯珠才会点亮，当电压在开启阀值电压以下，灯珠是不会亮的。在可调光LED恒流电源应用中，LED电源通常会具备(0～10V/PWM信号)调光控制功能。

现有可调光LED恒流电源应用中，0－10V调光在0V的时候存在以下几种情况：

第一，0V时对应的是1V的电流值，也就是最大电流的10％，不可关断，LED还有10％的亮度。该种方案是将0-10V的调光信号通过调光控制电路来调节电流环控制单元从而来改变输出电流,为了防止0-1V之间不闪灯,通常是将0-1V的电流值通过调光控制电流内部设定在10％。该种方案不可关断LED亮度，还会有10％亮度，会造成电力资源的浪费，在当今对环保及能耗要求严格的情况下已不在普遍适用市场的需求，且调光端和电源输出端不隔离,不能满足当前CCC认证的强制要求，另外，调光电路和输出不隔离对于应用安全方面也存在隐患。

第二，0V时可关断，调光端和电源输出端不隔离。该种方案是在第一种方案上做的提升,通过调整调光控制电路将调光信号做相应处理,可实现0V时关断LED，但是该种方案也是调光端和电源输出端不隔离，不能满足当前CCC认证的强制要求。

第三，0V时可关断，在输出端用1个MOS管关断输出，但是MOS管关断后会有微弱漏电流流经MOS管，在黑暗情况下LED可以看到有微弱亮，并未彻底关断。该种方案是将调光信号通过控制电路转换成开关电路来控制MOS管的开关状况,通过MOS管开关状态从而实现输出关断。但是MOS管关断后由于有内阻及寄生电容的存在,还是会有很小一部分漏电流通过MOS管。这种方案并未真正意义上的实现关断,MOS管关断后在黑暗地方仍然可见LED有微弱亮光,会造成电力资源的浪费；且这种方案调光端和输出端也不是隔离的，不能满足当前CCC认证的强制要求。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种可彻底关断LED亮度且能满足最新安规标准的安全隔离要求的隔离关断输出电压的LED驱动电源。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下所述的技术方案：

一种隔离关断输出电压的LED驱动电源，其包括有一恒流单元、一电压环控制单元、一电压基准单元、一隔离降压单元和一PWM控制单元。所述恒流单元，用于为LED负载提供工作电源；所述电压环控制单元，其从所述恒流单元的输出端采样电压以获取比较电压，根据环路基准电压和比较电压的比较结果输出一反馈信号；所述电压基准单元，用于为所述电压环控制单元提供环路基准电压；所述隔离降压单元，其接收一关断信号并根据所述关断信号调节所述环路基准电压，且用于将所述关断信号与所述恒流单元的输出进行隔离；所述PWM控制单元，用于根据所述反馈信号控制所述恒流单元的输出电压。

优选地，所述电压基准单元包括有三端稳压管U1、三极管Q2、电阻R3、电阻R4和电阻R5，所述三极管Q2的集电极、电阻R3的一端连接电源VCC，电阻R3的另一端连接所述三极管Q2的基极和三端稳压管U1的阴极，所述三极管Q2的发射极与电阻R4的一端连接，所述三极管Q2的发射极还通过电阻R9与所述电压环控制单元连接，电阻R4的另一端与三端稳压管U1的参考极、电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端和三端稳压管U1的阳极接地。

优选地，所述电压基准单元还包括有电容C2，所述电容C2一端连接于所述三极管Q2的发射极，另一端接地。

优选地，所述三端稳压管U1的型号为TL431。

优选地，所述隔离降压单元包括有光耦U4、电阻R10和电阻R11，所述电阻R11一端外接信号源，电阻R11另一端与光耦U4的发光管的阳极连接，光耦U4的发光管的阴极接地，所述电阻R10一端连接所述电压环控制单元，电阻R10另一端与光耦U4的光敏管的集电极连接，光耦U4的光敏管的发射极接地。

优选地，所述隔离降压单元还包括有电容C5，所述电容C5一端连接于所述电阻R10与所述电压环控制单元之间的连接节点，另一端接地。

优选地，所述电压环控制单元包括运算放大器IC2、电阻R7、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15和电容C4，所述电阻R13的一端与所述恒流单元的输出端连接，电阻R13的另一端依次通过电阻R12、电阻R14、电阻R15之后接地，所述电阻R12与电阻R14之间的连接节点连接所述运算放大器IC2的反相输入端，所述运算放大器IC2的正相输入端连接所述隔离降压单元，所述运算放大器IC2的正相输入端还通过R9连接所述电压基准单元，所述运算放大器IC2的输出端通过电阻R7连接所述PWM控制单元，所述电容C4一端连接所述运算放大器IC2的反相输入端，电容C4另一端接地。

优选地，所述电压环控制单元还包括电阻R8和电容C3，电阻R8一端连接所述运算放大器IC2的输出端，电阻R8另一端与电容C3的一端连接，电容C3的另一端连接所述运算放大器IC2的反相输入端。

优选地，所述隔离关断输出电压的LED驱动电源还包括有一辅助供电单元，用于为所述电压基准单元、电压环控制单元和PWM控制单元提供工作电源VCC。

优选地，所述辅助供电单元包括有变压器T1、电阻R1、电阻R2、电容C1、二极管D1、稳压管ZD1和三极管Q1，所述电阻R1的一端连接变压器T1，电阻R1的另一端连接二极管D1阳极，二极管D1阴极分别与电容C1正极、三极管Q1集电极、电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与三极管Q1基极、稳压管ZD1阴极连接，稳压管ZD1阳极、电容C1负极接地，三极管Q1发射极分别与所述电压基准单元、电压环控制单元和PWM控制单元连接。

本实用新型的有益技术效果在于：上述隔离关断输出电压的LED驱动电源，通过隔离降压单元调节改变电压环控制单元的环路基准电压，从而实现降低恒流单元的输出电压的目的，实现了LED灯具的亮度的彻底关断，解决了现有技术无法彻底关断LED灯具的亮度的技术问题。此外，还通过隔离降压单元将关断信号与输出电压进行隔离，满足了最新安规标准的安全隔离要求。

附图说明

图1为本实用新型的隔离关断输出电压的LED驱动电源的功能结构框图；

图2为图1中的电压基准单元和辅助供电单元的电路原理图；

图3为图1中的电压环控制单元、隔离降压单元和PWM控制单元的电路原理图。

具体实施方式

为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本实用新型的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步的阐述。

如图1所示，在本实用新型一个实施例中，隔离关断输出电压的LED驱动电源包括有一恒流单元10、一电压环控制单元20、一电压基准单元30、一隔离降压单元40和一PWM控制单元50。所述恒流单元10，用于为LED负载60提供工作电源。所述电压环控制单元20，其从所述恒流单元10的输出端采样电压以获取比较电压，根据环路基准电压和比较电压的比较结果输出一反馈信号。所述电压基准单元30，用于为所述电压环控制单元20提供环路基准电压。所述隔离降压单元40，其接收一关断信号并根据所述关断信号的调节所述环路基准电压，且用于将所述关断信号与所述恒流单元10的输出电压进行隔离。所述PWM控制单元50，用于根据所述反馈信号控制所述恒流单元10的输出电压。

本实施例中的隔离关断输出电压的LED驱动电源，当输入至所述隔离降压单元40的关断信号变化时，所述电压基准单元30的环路基准电压随之变化，通过隔离降压单元40调节改变电压环控制单元20的环路基准电压，从而将所述恒流单元10的输出电压降低到足够低(低于LED开启阈值)，从而彻底关断LED负载60的亮度，解决了现有技术无法彻底关断LED灯具的亮度的技术问题。此外，还通过隔离降压单元40将关断信号与恒流单元10的输出电压进行隔离，满足了最新安规标准的安全隔离要求。

如图1所示，所述隔离关断输出电压的LED驱动电源还包括有一辅助供电单元70，用于为所述电压基准单元30、电压环控制单元20和PWM控制单元50提供工作电源。

图2示出了本实用新型的电压基准单元30和辅助供电单元70的电路原理图。如图2所示，所述辅助供电单元70包括有变压器T1、电阻R1、电阻R2、电容C1、二极管D1、稳压管ZD1和三极管Q1，所述电阻R1的一端连接变压器T1，电阻R1的另一端连接二极管D1阳极，二极管D1阴极分别与电容C1正极、三极管Q1集电极、电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与三极管Q1基极、稳压管ZD1阴极连接，稳压管ZD1阳极、电容C1负极接地，三极管Q1发射极分别与所述电压基准单元30、电压环控制单元20和PWM控制单元50连接。所述辅助供电单元70由变压器T1经电阻R1、二极管D1整流后给电容C1充电，再经过稳压管ZD1和三极管Q1将电压稳定在VCC给所述电压基准单元30、电压环控制单元20和PWM控制单元50供电，电阻R2用于限制流过稳压管ZD1的电流。

如图2所示，所述电压基准单元30包括有型号为TL431的三端稳压管U1、三极管Q2、电容C2、电阻R3、电阻R4和电阻R5，所述三极管Q2的集电极、电阻R3的一端连接电源VCC，电阻R3的另一端连接所述三极管Q2的基极和三端稳压管U1的阴极，所述三极管Q2的发射极分别与电阻R4、电容C2的一端连接，所述三极管Q2的发射极还通过电阻R9与所述电压环控制单元连接，电阻R4的另一端与三端稳压管U1的参考极、电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端、电容C2的另一端和三端稳压管U1的阳极接地。所述电压基准单元30是辅助供电单元70的输出电压VCC经三极管Q2、三端稳压管U1、电阻R4和电阻R5分压及电容C2高频滤波后提供一个基准电压Vref，该基准电压Vref通过电阻R9连接到所述电压环控制单元20，为所述电压环控制单元20提供环路基准电压，所述阻R3用于限制流过三端稳压管U1的电流。

图3示出了本实用新型的电压环控制单元20、隔离降压单元40和PWM控制单元50的电路原理图。如图3所示，所述电压环控制单元20包括运算放大器IC2、电阻R7、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15和电容C4，所述电阻R13的一端与所述恒流单元10的输出端连接，电阻R13的另一端依次通过电阻R12、电阻R14、电阻R15之后接地，所述电阻R12与电阻R14之间的连接节点连接所述运算放大器IC2的反相输入端，所述运算放大器IC2的正相输入端通过电阻R9连接所述电压基准单元30，所述运算放大器IC2的输出端通过电阻R7连接所述PWM控制单元50，所述电容C4一端连接所述运算放大器IC2的反相输入端，电容C4另一端接地。所述电压环控制单元20还包括电阻R8和电容C3，所述电阻R8和电容C3组成所述所述电压环控制单元20的反馈网络，电阻R8一端连接所述运算放大器IC2的输出端，电阻R8另一端与电容C3的一端连接，电容C3的另一端连接所述运算放大器IC2的反相输入端。

所述隔离降压单元40包括有光耦U4、电容C5、电阻R10和电阻R11，所述电阻R11一端外接信号源(输入OFF信号)，电阻R11另一端与光耦U4的发光管的阳极连接，光耦U4的发光管的阴极接地，所述电阻R10一端分别连接所述电压环控制单元20和电容C5的一端，电阻R10另一端与光耦U4的光敏管的集电极连接，电容C5的另一端、光耦U4的光敏管的发射极接地。

所述PWM控制单元50包括有PWM控制器IC1、光耦U2、二极管D2，当所述电压环控制单元20的比较电压高于环路基准电压时，运算放大器IC2输出低电平，二极管D2导通，使得光耦U2输出一定的电流给到PWM控制器IC1，PWM控制器IC1接收到该电流后输出一PWM信号，通过PWM信号调节所述恒流单元10的输出电压，使得运算放大器IC2反相输入端的电压(比较电压)减小到与环路基准电压相等，从而实现恒流单元10输出电压Vout的控制。

本实用新型提供的隔离关断输出电压的LED驱动电源的工作原理如下：

正常调光状态时：所述辅助供电单元70由变压器T1经电阻R1、二极管D1整流后给电容C1充电，再经过稳压管ZD1和三极管Q1将电压稳定在VCC给所述电压基准单元30、电压环控制单元20的运算放大器IC2供电。所述辅助供电单元70同时也输出电压VCC给所述电压基准单元30，电压VCC经三极管Q2、三端稳压管U1、电阻R4和电阻R5分压及电容C2高频滤波后提供一个基准电压Vref，该基准电压Vref通过电阻R9连接到运算放大器IC2正相输入端，为所述电压环控制单元20提供环路基准电压。电压环控制单元20通过恒流单元10的输出端V0ut取电压经电阻R13、R12、R14、R15分压后经过电容C4滤波得到比较电压输入给运算放大器IC2反相输入端。关断信号(OFF信号)通过R11输入隔离降电压单元40中光耦U4的通断。当正常调光，不要求关断时，关断信号(OFF信号)为低电平，光耦U4不工作不导通，使电阻R10到地之间没有形成电流通路，那么基准电压Vref经R9到运算放大器IC2正相输入端的电压一直固定不变，能够保持恒流单元10的输出电压V0ut的稳定不变。

关断状态时：当要求关断时，关断信号(OFF信号)变成高电平，光耦U4导通，会有电流流经光耦U4，则R10到地形成一个电流通路，通过这种方法相对于将运算放大器IC2正相输入端的电压拉低，起到降低环路基准电压的作用，从而通过电压环控制单元20将恒流单元10的输出电压V0ut降低到想要的电压(低于LED开启阈值)，从而彻底关断LED负载60的亮度。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，而非对本实用新型做任何形式上的限制。本领域的技术人员可在上述实施例的基础上施以各种等同的更改和改进，凡在权利要求范围内所做的等同变化或修饰，均应落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种隔离关断输出电压的LED驱动电源，其特征在于，包括有：

一恒流单元，用于为LED负载提供工作电源；

一电压环控制单元，其从所述恒流单元的输出端采样电压以获取比较电压，根据环路基准电压和比较电压的比较结果输出一反馈信号；

一电压基准单元，用于为所述电压环控制单元提供环路基准电压；

一隔离降压单元，其接收一关断信号并根据所述关断信号调节所述环路基准电压，且用于将所述关断信号与所述恒流单元的输出进行隔离；

一PWM控制单元，用于根据所述反馈信号控制所述恒流单元的输出电压。

2.如权利要求1所述的隔离关断输出电压的LED驱动电源，其特征在于，所述电压基准单元包括有三端稳压管U1、三极管Q2、电阻R3、电阻R4和电阻R5，所述三极管Q2的集电极、电阻R3的一端连接电源VCC，电阻R3的另一端连接所述三极管Q2的基极和三端稳压管U1的阴极，所述三极管Q2的发射极与电阻R4的一端连接，所述三极管Q2的发射极还通过电阻R9与所述电压环控制单元连接，电阻R4的另一端与三端稳压管U1的参考极、电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端和三端稳压管U1的阳极接地。

3.如权利要求2所述的隔离关断输出电压的LED驱动电源，其特征在于，所述电压基准单元还包括有电容C2，所述电容C2一端连接于所述三极管Q2的发射极，另一端接地。

4.如权利要求2或3所述的隔离关断输出电压的LED驱动电源，其特征在于，所述三端稳压管U1的型号为TL431。

5.如权利要求1所述的隔离关断输出电压的LED驱动电源，其特征在于，所述隔离降压单元包括有光耦U4、电阻R10和电阻R11，所述电阻R11一端外接信号源，电阻R11另一端与光耦U4的发光管的阳极连接，光耦U4的发光管的阴极接地，所述电阻R10一端连接所述电压环控制单元，电阻R10另一端与光耦U4的光敏管的集电极连接，光耦U4的光敏管的发射极接地。

6.如权利要求5所述的隔离关断输出电压的LED驱动电源，其特征在于，所述隔离降压单元还包括有电容C5，所述电容C5一端连接于所述电阻R10与所述电压环控制单元之间的连接节点，另一端接地。

7.如权利要求1所述的隔离关断输出电压的LED驱动电源，其特征在于，所述电压环控制单元包括运算放大器IC2、电阻R7、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15和电容C4，所述电阻R13的一端与所述恒流单元的输出端连接，电阻R13的另一端依次通过电阻R12、电阻R14、电阻R15之后接地，所述电阻R12与电阻R14之间的连接节点连接所述运算放大器IC2的反相输入端，所述运算放大器IC2的正相输入端连接所述隔离降压单元，所述运算放大器IC2的正相输入端还通过R9连接所述电压基准单元，所述运算放大器IC2的输出端通过电阻R7连接所述PWM控制单元，所述电容C4一端连接所述运算放大器IC2的反相输入端，电容C4另一端接地。

8.如权利要求7所述的隔离关断输出电压的LED驱动电源，其特征在于，所述电压环控制单元还包括电阻R8和电容C3，电阻R8一端连接所述运算放大器IC2的输出端，电阻R8另一端与电容C3的一端连接，电容C3的另一端连接所述运算放大器IC2的反相输入端。

9.如权利要求1所述的隔离关断输出电压的LED驱动电源，其特征在于，所述隔离关断输出电压的LED驱动电源还包括有一辅助供电单元，用于为所述电压基准单元、电压环控制单元和PWM控制单元提供工作电源VCC。

10.如权利要求9所述的隔离关断输出电压的LED驱动电源，其特征在于，所述辅助供电单元包括有变压器T1、电阻R1、电阻R2、电容C1、二极管D1、稳压管ZD1和三极管Q1，所述电阻R1的一端连接变压器T1，电阻R1的另一端连接二极管D1阳极，二极管D1阴极分别与电容C1正极、三极管Q1集电极、电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与三极管Q1基极、稳压管ZD1阴极连接，稳压管ZD1阳极、电容C1负极接地，三极管Q1发射极分别与所述电压基准单元、电压环控制单元和PWM控制单元连接。