CN209497632U - 一种led驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种LED驱动电路。通过在LED驱动电路中含有高压二极管的支路上串联耐压低、反向恢复速度快的快恢复低压二极管，使其可以在高耐压的前提下，提高二极管的反向恢复速度，以有效地减小流过的负电流，防止在振铃波测试或雷击时损坏LED装置及其它功率器件，从而提高系统的可靠性。

Description

一种LED驱动电路

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术，更具体地，涉及一种LED驱动电路。

背景技术

LED(Light-emitting diode)是一种能将电能转化为光能的半导体电子元件。近年来，LED照明具有高光效、长寿命、高可靠性和无污染等优点，已被广泛应用于照明场合。

常见的LED驱动电路可分为线性驱动电路和开关驱动电路，线性驱动电路中晶体管工作在线性状态，而开关驱动电路中晶体管工作于开关状态。然而LED的驱动电路存在可靠性的问题，在对驱动电路进行振铃波测试以模拟电网收到干扰时对系统的影响时或者遭遇雷击时，容易出现失效的现象，对LED装置及电路中其他的功率器件造成损坏。

图1为现有技术的LED驱动电路的电路示意图。如图1所示，LED驱动电路1包括整流电路11、LED负载12、控制电路13、泄放电路14和二极管D6。整流电路11包括四个二极管D1～D4，其输入端输入交流电AC，经整流后输出直流电，即直流母线两端的电压。控制电路13包括晶体管Q1、电阻RS1以及晶体管Q1的控制器131。其中晶体管Q1被配置为线性状态，受控制器131控制以使得流过LED负载12的电流恒定。泄放电路14连接在直流母线之间，与整流电路11并联，其中泄放电路14包括晶体管Q2，其中晶体管Q2被配置为受控导通以泄放母线电流。其中晶体管Q1和Q2均为高耐压晶体管。二极管D6的阳极与泄放电路14的输出端相连，阴极与LED负载12相连。从图中可以看出，二极管D6所承受的反向压降为LED负载12两端的电压，因此需要其耐压值较高。而二极管的耐压值越高，其反向恢复速度越慢。由上所述，二极管D6可以选用ES1J或RS1M等型号，其反向恢复时间较长，结电容较大，反向恢复速度较慢。

图2为图1所示的LED驱动电路正常工作的波形图。如图2所示，当交流电AC处于正半周时，输入电流有两个回路。回路电流i1经整流电路11中的二极管D1、泄放电路14中的晶体管Q1以及二极管D4形成一条回路。回路电流i2经整流电路11中二极管D1、二极管D6、LED负载12、控制电路13以及二极管D4形成另一条回路。晶体管Q1和Q2均具有寄生反并联二极管或外置反并联二极管，且允许反向电流流过。

图3给出了图1所示的LED驱动电路在振铃波测试时的工作波形图。其中图示振铃波测试的振铃波频率为100kHz，上升沿1.2μs，幅值为±2.5kV。如图3所示，在LED驱动电路工作在图2的状态时，负向电压的振铃波进入，形成图3所示的回路电流i3和i4，与图2的两个回路电流方向相反。此时，由于二极管D1、D4和D6的反向恢复速度慢，因此在任一二极管反向截止前，电路中有反向电流流过，此外，当回路电流i3和i4越大，晶体管Q1和Q2以及LED负载12越容易损坏，从而造成驱动电路1发生工作异常。

实用新型内容

有鉴于此,本实用新型提供了一种LED驱动电路，以有效防止振铃波测试时对器件的影响，提高驱动电路的可靠性。

本实用新型提供了一种LED驱动电路，所述LED驱动电路包括至少一个高压二极管，用于实现高反向耐压；以及快恢复低压二极管，与所述至少一个高压二极管串联，以抑制流过LED负载的反向电流。

优选地，所述快恢复低压二极管连接在所述至少一个高压二极管和所述LED负载之间。

优选地，所述LED驱动电路还包括泄放电路，所述快恢复低压二极管还用于抑制所述泄放电路的反向电流。

优选地，所述快恢复低压二极管连接在所述至少一个高压二极管和所述泄放电路的输入端之间。

优选地，所述LED驱动电路还包括整流电路，其中所述至少一个高压二极管为所述整流电路的整流二极管。

优选地，所述快恢复低压二极管为高速开关二极管。

优选地，所述LED驱动电路还包括第一晶体管，被配置为进行开关动作以控制流过所述LED负载的电流，其中所述至少一个高压二极管为所述第一晶体管的反并联二极管。

优选地，所述LED驱动电路还包括：

第二二极管，被配置为连接在所述泄放电路和所述LED负载之间。

优选地，所述第二二极管为高压二极管。

优选地，所述泄放电路包括第二晶体管，所述快恢复低压二极管与所述第二晶体管串联连接。

综上所述，本实用新型通过在LED驱动电路中含有高压二极管的支路上串联耐压低、反向恢复速度快的快恢复低压二极管，使其可以在高耐压的前提下，提高二极管的反向恢复速度，以有效地减小流过的负电流，防止在振铃波测试或雷击时损坏LED装置及其它功率器件，从而提高系统的可靠性。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1是现有技术的LED驱动电路的电路示意图；

图2是现有技术的LED驱动电路正常工作时的工作波形图；

图3是现有技术的LED驱动电路在振铃波测试下的工作波形图；

图4是本实用新型第一实施例的LED驱动电路的电路示意图；

图5是本实用新型第二实施例的LED驱动电路的电路示意图；

图6是本实用新型第二实施例的LED驱动电路在振铃波测试下的工作波形图；

图7是本实用新型第三实施例的LED驱动电路的电路示意图；以及

图8是本实用新型第三实施例的LED驱动电路在振铃波测试下的工作波形图。

具体实施方式

以下基于实施例对本实用新型进行描述，但是本实用新型并不仅仅限于这些实施例。在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。为了避免混淆本实用新型的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

图4给出了本实用新型第一实施例的LED驱动电路的电路示意图。如图4所示，驱动电路2包括整流电路11、LED负载12、控制电路13以及二极管D5。整流电路11包括二极管D1～D4，以将输入的交流电AC转化为直流母线两端的直流电。控制电路13连接在LED负载12的第二端与地之间，其中控制电路13包括晶体管Q1、电阻RS1以及控制器131。其中晶体管Q1被配置为线性状态，受控制器131控制以使得流过LED负载12的电流恒定。其中晶体管Q1为高耐压晶体管。二极管D5的阳极与整流电路11的输出端相连，阴极与LED负载12的第一端相连。

由于二极管D5串联在输入回路上，可与整流电路中的高压二极管共同承担反向压降，从而有效地减小流过LED负载12的反向电流，防止LED负载12以及晶体管Q1的损坏。因此，二极管D5为耐压低、反向恢复速度快的高速开关二极管。例如，本实施例中二极管D5的型号为1N4148，其耐压值为100V，反向恢复时间为4ns。应理解，其他耐压低、反向恢复速度快的二极管也可以替代。

图5给出了本实用新型第二实施例的LED驱动电路的电路示意图。如图5所示，驱动电路3包括整流电路11、LED负载12、控制电路13、二极管D5、泄放电路14以及二极管D6。其中整流电路11、LED负载12以及控制电路13与图4所示的上述结构功能相同。本实施例中，二极管D5的阳极与整流电路11的输出端相连，阴极与泄放电路14的输入端相连。泄放电路14连接在直流母线之间，其包括晶体管Q2，以泄放直流母线的电流，从而维持可控硅调光器的工作电流。晶体管Q2为高耐压晶体管。二极管D6连接在泄放电路14与LED负载12之间，以防止输出能量倒灌而流回泄放电路14。

由于二极管D5串联在输入回路上，可与整流电路中的高压二极管共同承担反向压降，从而有效地减小流过LED负载12以及泄放电路14的反向电流，防止二极管D5之后的器件损坏。因此二极管D5为耐压低、反向恢复速度快的高速开关二极管。例如，本实施例中二极管D5的型号为1N4148，其耐压值为100V，反向恢复时间为4ns。应理解，其他耐压低、反向恢复速度快的二极管也可以替代。

图6给出了本实用新型第二实施例的LED驱动电路在振铃波测试下的工作波形图。其中晶体管Q1和Q2均具有寄生反并联二极管或外置反并联二极管。从图中可以看出，当负向的振铃波进入时，如上所述，会产生两个电流回路。回路电流i3’经二极管D4、晶体管Q2的反并联二极管、二极管D5和二极管D1形成一条回路，回路电流i4’经二极管D4、晶体管Q1、LED负载12以及二极管D6、D5和D1形成另一条回路。电流i3’和i4’的方向均为反向电流，其过大会导致电路的损坏。本实施例中，这两个回路电流都流过二极管D5以及整流电路11中的二极管D1和D4，而二极管D1和D4的耐压高，有效阻挡了低频的反向电压，只要二极管D5的反向恢复速度快，便可以迅速减小了回路电流i3’和i4’，避免反向电流过大，损坏晶体管Q1和Q2以及LED负载12，从而保护了二极管D5之后的电路，提高了系统的可靠性。

应理解，本实施例中控制电路为线性恒流控制，使得晶体管Q1工作在线性模式。此外，控制电路还可以为其他形式的电路拓扑。

由上述可知，通过在驱动电路中含有高压二极管的支路上串联耐压低、反向恢复速度快的快恢复低压二极管，使其可以在高耐压的前提下，提高二极管的反向恢复速度，以有效地减小流过的反向电流，防止在振铃波测试或雷击时损坏LED装置及其它功率器件，从而提高系统的可靠性。

图7为本实用新型第三实施例的LED驱动电路的电路示意图。如图中所示，驱动电路4包括整流电路11、LED负载12、控制电路13、泄放电路14、二极管D6、二极管D7和二极管D8。与图5相比，其不同之处在于二极管D7串联在泄放电路14的晶体管Q2所在的支路上，例如，二极管D7的阳极与整流电路11的输出端和二极管D6的阳极的公共连接点相连，其阴极与晶体管Q2的漏极相连。应理解，二极管D7的阳极还可以与晶体管Q2的源极相连，阴极连接到地。二极管D8串联在晶体管Q1所在的支路上，例如，二极管D8的阳极与LED负载相连，其阴极与晶体管Q1的漏极相连，应理解，也可以有其他连接形式使得二极管D8串联在晶体管Q1所在的支路上。晶体管Q1和Q2均具有寄生反并联二极管或外置反并联二极管，以允许反向电流通过。

图8为本实用新型第三实施例的LED驱动电路在振铃波测试下的工作波形图。从图中可以看出，当负向的振铃波进入时，回路电流i5流过二极管D4、晶体管Q2、二极管D7以及二极管D1形成一条回路，回路电流i6流过二极管D4、晶体管Q1、二极管D8、LED负载12、二极管D6以及二极管D1，从而形成另一条回路。且由于晶体管Q1和Q2均为耐压值高的晶体管，因此其反并联二极管也为高压二极管。

由于二极管D7串联在晶体管Q2所在的支路上，可以与晶体管Q2共同承担反向压降，由于晶体管Q2承受的反向压降较大，因此二极管D7可以采用耐压低、反向恢复速度快的高速开关二极管。同理，二极管D8串联在晶体管Q1所在的支路上，晶体管Q1承担较大的反向压降，从而二极管D8也可以为耐压低、反向恢复速度快的高速开关二极管。

例如，本实施例中二极管D7和D8的型号为1N4148，其耐压值为100V，反向恢复时间为4ns。应理解，其他耐压低、反向恢复速度快的二极管也可以替代。

由此，二极管D7和D8可以有效地阻止反向电流，使其迅速减小，从而保护各支路上的功率器件，提高系统的可靠性。

应理解，本实施例中控制电路13为线性恒流控制，使得晶体管Q1工作在线性模式，但是控制电路还可以为其他形式的电路拓扑。

当控制电路中还存在其他耐压高的二极管时，二极管D8还可以串联在其所在支路上，以实现相同的功能。

由上述可加，通过在驱动电路中含有高压二极管的支路上串联耐压低、反向恢复速度快的快恢复低压二极管，使其可以在高耐压的前提下，提高二极管的反向恢复速度，以有效地减小流过的反向电流，防止在振铃波测试或雷击时损坏LED装置及其它功率器件，从而提高系统的可靠性。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域技术人员而言，本实用新型可以有各种改动和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种LED驱动电路，其特征在于，所述LED驱动电路包括：

至少一个高压二极管，用于实现高反向耐压；以及

快恢复低压二极管，与所述至少一个高压二极管串联，以抑制流过LED负载的反向电流。

2.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述快恢复低压二极管连接在所述至少一个高压二极管和所述LED负载之间。

3.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，还包括泄放电路，所述快恢复低压二极管还用于抑制所述泄放电路的反向电流。

4.根据权利要求3所述的LED驱动电路，其特征在于，所述快恢复低压二极管连接在所述至少一个高压二极管和所述泄放电路的输入端之间。

5.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，还包括整流电路，其中所述至少一个高压二极管为所述整流电路的整流二极管。

6.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述快恢复低压二极管为高速开关二极管。

7.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，还包括第一晶体管，被配置为进行开关动作以控制流过所述LED负载的电流，其中所述至少一个高压二极管为所述第一晶体管的反并联二极管。

8.根据权利要求3所述的LED驱动电路，其特征在于，所述LED驱动电路还包括：

第二二极管，被配置为连接在所述泄放电路和所述LED负载之间。

9.根据权利要求8所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第二二极管为高压二极管。

10.根据权利要求3所述LED驱动电路，其特征在于，所述泄放电路包括第二晶体管，所述快恢复低压二极管与所述第二晶体管串联连接。