CN217216963U - 一款dc3.6-100v升压型恒流led线路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一款DC3.6‑100V升压型恒流LED线路，涉及LED领域，该DC3.6‑100V升压型恒流LED线路包括：供电模块，用于供给3.6V到100V的直流电压；滤波模块，用于对输入电压滤波处理；自振荡高频模块，用于输出振荡电流给LED光源模块，受IC控制模块控制振荡电流的峰值；IC供电模块，用于为IC控制模块供电；IC控制模块，用于综合控制电路。本实用新型设计更简便，性能更稳定,光源与电源集成在一块，无需外接电源。
Description
技术领域
本实用新型涉及LED领域，具体是一款DC3.6-100V升压型恒流LED线路。
背景技术
LED(Light Emitting Diode，发光二极管)照明已普及应用，为社会带来巨大节能贡献。随着LED应用的普及，越来越多的场合需要低压LED照明灯。
由于应用场所的不同。不同的LED供电的电压不同，使得难以获取单款线路满足多种输入电压的需求，需要改进。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一款DC3.6-100V升压型恒流LED线路，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一款DC3.6-100V升压型恒流LED线路，包括：
供电模块，用于供给3.6V到100V的直流电压；
滤波模块，用于对输入电压滤波处理；
自振荡高频模块，用于输出振荡电流给LED光源模块，受IC控制模块控制振荡电流的峰值；
IC供电模块，用于为IC控制模块供电；
IC控制模块，用于综合控制电路；
LED光源模块，用于LED照明发光；
输出电流控制模块，用于受IC控制模块的控制，控制LED光源模块电流恒定；
工作频率补偿模块，用于补偿IC控制模块输出电压的工作频率；
系统关断控制模块，用于控制IC控制模块的关断时间；
供电模块连接滤波模块，滤波模块连接自振荡高频模块、IC供电模块，自振荡高频模块连接IC控制模块、LED光源模块，IC供电模块连接IC控制模块，LED光源模块连接输出电流控制模块，输出电流控制模块连接IC控制模块，工作频率补偿模块连接IC控制模块，系统关断控制模块连接IC控制模块。
作为本实用新型再进一步的方案：IC供电模块包括电阻R1、稳压二极管Z1，电阻R1的一端连接滤波模块，电阻R1的另一端连接稳压二极管的负极、IC控制模块，稳压二极管的正极接地。
作为本实用新型再进一步的方案：自振荡高频模块包括电感L1、MOS管V1、二极管D1，电感L1的一端连接滤波模块，电感L1的另一端连接MOS管V1的D极、二极管D1的正极，MOS管V1的S极通过电阻RCS接地，MOS管V1的G极连接IC控制模块，二极管D1 的负极连接LED光源模块。
作为本实用新型再进一步的方案：IC控制模块包括集成电路U1，集成电路U1的型号为LQ5305，集成电路U1的VDD引脚、EN引脚连接IC供电模块，集成电路U1的TOFF引脚连接系统关断控制模块，集成电路U1的COMP引脚连接工作频率补偿模块，集成电路U1 的FB引脚连接输出电流控制模块，集成电路U1的DRV引脚连接自振荡高频模块。
作为本实用新型再进一步的方案：LED光源模块包括发光二极管串LED，发光二极管串LED的一端连接自振荡高频模块，发光二极管串LED的另一端连接电阻RFB、输出电流控制模块，电阻RFB的另一端接地。
作为本实用新型再进一步的方案：输出电流控制模块包括电阻R2，电阻R2的一端连接LED光源模块，电阻R2的另一端连接集成电路U1的FB引脚。
作为本实用新型再进一步的方案：工作频率补偿模块包括电阻RC、电容CC，电阻RC的一端连接集成电路U1的COMP引脚，电阻RC的另一端通过电容CC接地。
作为本实用新型再进一步的方案：系统关断控制模块包括电容COFF，电容COFF的一端连接集成电路U1的TOFF引脚，电容COFF的另一端接地。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型可以通用于DC3.6V-100V直流输入电压，适用场所广泛；当DC3.6V-100V间的任何一个电压值输入时，输出功率不变，实现恒功率；减少了IC外围辅助元器件，使设计更简便，成本更低，性能更稳定。操作便简，提高生产效率；光电一体化，光源与电源集成在一块，无需外接电源。
附图说明
图1为一款DC3.6-100V升压型恒流LED线路的原理图。
图2为一款DC3.6-100V升压型恒流LED线路的电路图。
图3为LQ5305的内部原理图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，一款DC3.6-100V升压型恒流LED线路，包括：
供电模块，用于供给3.6V到100V的直流电压；
滤波模块，用于对输入电压滤波处理；
自振荡高频模块，用于输出振荡电流给LED光源模块，受IC控制模块控制振荡电流的峰值；
IC供电模块，用于为IC控制模块供电；
IC控制模块，用于综合控制电路；
LED光源模块，用于LED照明发光；
输出电流控制模块，用于受IC控制模块的控制，控制LED光源模块电流恒定；
工作频率补偿模块，用于补偿IC控制模块输出电压的工作频率；
系统关断控制模块，用于控制IC控制模块的关断时间；
供电模块连接滤波模块，滤波模块连接自振荡高频模块、IC供电模块，自振荡高频模块连接IC控制模块、LED光源模块，IC供电模块连接IC控制模块，LED光源模块连接输出电流控制模块，输出电流控制模块连接IC控制模块，工作频率补偿模块连接IC控制模块，系统关断控制模块连接IC控制模块。
在具体实施例中：供电模块供给的直流电源可以为电池，滤波模块通过电容CIN对输入电压进行滤波处理。
在本实施例中：请参阅图2，IC供电模块包括电阻R1、稳压二极管Z1，电阻R1的一端连接滤波模块，电阻R1的另一端连接稳压二极管的负极、IC控制模块，稳压二极管的正极接地。
稳压二极管Z1上的电压恒定，以此通过稳压二极管Z1为集成电路U1供给恒定电压。
在本实施例中：请参阅图2，自振荡高频模块包括电感L1、MOS管V1、二极管D1，电感L1的一端连接滤波模块，电感L1的另一端连接MOS管V1的D极、二极管D1的正极， MOS管V1的S极通过电阻RCS接地，MOS管V1的G极连接IC控制模块，二极管D1的负极连接LED光源模块。
电感L1通过吸放电使得输出给LED光源模块的电流进行调节，通过MOS管V1是否导通来控制电感L1放电，放电电路为电感L1-MOS管V1-电阻RCS-大地,MOS管V1导通频率受集成电路U1的DRV引脚输出电压影响。
在本实施例中：请参阅图2和图3，IC控制模块包括集成电路U1，集成电路U1的型号为LQ5305，集成电路U1的VDD引脚、EN引脚连接IC供电模块，集成电路U1的TOFF 引脚连接系统关断控制模块，集成电路U1的COMP引脚连接工作频率补偿模块，集成电路 U1的FB引脚连接输出电流控制模块，集成电路U1的DRV引脚连接自振荡高频模块。
LQ5305是一款升压型大功率LED灯恒流驱动控制IC，采用固定关断时间的峰值电流模控制方式。芯片内部由误差放大器、PWM比较器、电感峰值电流限流、固定关断时间控制电路、PWM逻辑、功率管驱动、基准等电路单元组成。图3中可以看出引脚FB的基准电压为250mV，集成电路U1通过CS管脚采样电感电流，实现峰值电流控制。此外，CS脚还用来限制最大输入电流，实现过流保护功能。
在本实施例中：请参阅图2，LED光源模块包括发光二极管串LED，发光二极管串LED的一端连接自振荡高频模块，发光二极管串LED的另一端连接电阻RFB、输出电流控制模块，电阻RFB的另一端接地。
发光二极管串LED接收到自振荡高频模块的输出电压来导通发光。
在本实施例中：请参阅图2和图3，输出电流控制模块包括电阻R2，电阻R2的一端连接LED光源模块，电阻R2的另一端连接集成电路U1的FB引脚。
在本实施例中：请参阅图2和图3，工作频率补偿模块包括电阻RC、电容CC，电阻 RC的一端连接集成电路U1的COMP引脚，电阻RC的另一端通过电容CC接地。
集成电路U1通过FB引脚来采样发光二极管串LED的输出电流。系统处于稳态时FB引脚电压VFB恒定在约250mV。当VFB电压低于250mV时，误差放大器(集成电路U1内部) 的输出电压即COMP引脚电压升高，从而使得在MOS管V1导通期间电感L1的峰值电流增大，因此增大了输入功率，VFB电压将会升高。反之，当VFB电压高过250mV时，误差放大器的输出电压会逐渐降低，从而使得在MOS管V1导通期间电感L1的峰值电流减小，因此减小了输入功率，VFB电压随之降低。
在本实施例中：请参阅图2和图3，系统关断控制模块包括电容COFF，电容COFF的一端连接集成电路U1的TOFF引脚，电容COFF的另一端接地。
通过电容COFF充放电，以此改变集成电路U1的关断时间，以此改变集成电路U1的DRV引脚(输出端)的电压大小，电容COFF充放电一次，则DRV引脚控制MOS管V1导通一次，导通时间取决于电容COFF的电容大小，不同的导通时间改变电感L1的放电时间。
具体数值选取和计算：(1)发光二极管串LED电流设置
LED输出电流由连接到FB管脚的反馈电阻RFB设定，LED电流估算公式如下：
ILED＝0.25/RFB
TOFF设置:关断时间可由连接到TOFF引脚端的电容COFF设定：
TOFF＝0.51*150KΩ*(COFF+7.3PF)+TD
其中TD＝61ns。如果不外接电容COFF，集成电路U1内部将关断时间设定为620ns。
(2)系统工作频率
系统工作频率FS由下式确定：
FS＝VIN/(VOUT*TOFF)其中VIN、VOUT分别是系统输入(VDD引脚处)和输出电压(DRV 引脚处)。
(3)电感L1取值
流过电感的纹波电流大小与电感取值有关。工作于连续模式时，电感纹波电流由下式确定：△IL＝(VOUT-VIN)/L*TOFF增大电感值纹波电流会减小，反之增大。
连续模式下电感的峰值电流由下式确定：IPK＝(VO*ILED)/(VIN*η)+1/2ΔIL
在电感选择时，应保证流过电感的峰值电流不引起电感的磁饱和。通常要求电感的饱和电流大于电感峰值电流的1.5倍以上。同时应选择低ESR的功率电感，在大电流条件下电感自身的ESR会显著影响系统的转换效率。
(4)电阻RCS设置
需合理设置电阻RCS阻值，以防止在正常负载条件下，由于输入电流被限制进而限制输出功率。VIN*IIN*η＝VOUT*ILED IIN＝VCS/RCS-ΔIL/2
IIN＝VCS/RCS-(VLED-VIN)/2L*TOFF实际应用中RCS取值应小于理论计算所得的数值，电压VCS为电阻RCS上的电压，可通过测量获得。
(5)MOS管V1选择
首先要考虑MOS管的耐压，一般要求MOS管的耐压高过最大输出电压的1.5倍以上。其次，根据驱动LED电流的大小以及电感最大峰值电流来选择MOS管的IDS电流。一般MOS 管的IDS最大电流应是电感最大峰值电流的2倍以上。此外，MOS管的导通电阻要小，越小损耗在MOS管上的功率也越小，系统转换效率就越高。另外，高压应用时应注意选择低阈值电压的MOS管。集成电路U1的工作电源电压决定了DRV驱动电压。通常集成电路U1 的驱动电压为5V，所以应保证MOS管在VGS电压等于5V时导通内阻足够低。
本实用新型的工作原理是：供电模块供给3.6V到100V的直流电压，滤波模块对输入电压滤波处理，自振荡高频模块输出振荡电流给LED光源模块，受IC控制模块控制振荡电流的峰值，IC供电模块为IC控制模块供电，IC控制模块综合控制电路，LED光源模块用于LED照明发光，输出电流控制模块受IC控制模块的控制，控制LED光源模块电流恒定，工作频率补偿模块补偿IC控制模块输出电压的工作频率，系统关断控制模块控制IC 控制模块的关断时间。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一款DC3.6-100V升压型恒流LED线路，其特征在于：
该DC3.6-100V升压型恒流LED线路包括：
供电模块，用于供给3.6V到100V的直流电压；
滤波模块，用于对输入电压滤波处理；
自振荡高频模块，用于输出振荡电流给LED光源模块，受IC控制模块控制振荡电流的峰值；
IC供电模块，用于为IC控制模块供电；
IC控制模块，用于综合控制电路；
LED光源模块，用于LED照明发光；
输出电流控制模块，用于受IC控制模块的控制，控制LED光源模块电流恒定；
工作频率补偿模块，用于补偿IC控制模块输出电压的工作频率；
系统关断控制模块，用于控制IC控制模块的关断时间；
供电模块连接滤波模块，滤波模块连接自振荡高频模块、IC供电模块，自振荡高频模块连接IC控制模块、LED光源模块，IC供电模块连接IC控制模块，LED光源模块连接输出电流控制模块，输出电流控制模块连接IC控制模块，工作频率补偿模块连接IC控制模块，系统关断控制模块连接IC控制模块。
2.根据权利要求1所述的DC3.6-100V升压型恒流LED线路，其特征在于，IC供电模块包括电阻R1、稳压二极管Z1，电阻R1的一端连接滤波模块，电阻R1的另一端连接稳压二极管的负极、IC控制模块，稳压二极管的正极接地。
3.根据权利要求1所述的DC3.6-100V升压型恒流LED线路，其特征在于，自振荡高频模块包括电感L1、MOS管V1、二极管D1，电感L1的一端连接滤波模块，电感L1的另一端连接MOS管V1的D极、二极管D1的正极，MOS管V1的S极通过电阻RCS接地，MOS管V1的G极连接IC控制模块，二极管D1的负极连接LED光源模块。
4.根据权利要求1所述的DC3.6-100V升压型恒流LED线路，其特征在于，IC控制模块包括集成电路U1，集成电路U1的型号为LQ5305，集成电路U1的VDD引脚、EN引脚连接IC供电模块，集成电路U1的TOFF引脚连接系统关断控制模块，集成电路U1的COMP引脚连接工作频率补偿模块，集成电路U1的FB引脚连接输出电流控制模块，集成电路U1的DRV引脚连接自振荡高频模块。
5.根据权利要求1所述的DC3.6-100V升压型恒流LED线路，其特征在于，LED光源模块包括发光二极管串LED，发光二极管串LED的一端连接自振荡高频模块，发光二极管串LED的另一端连接电阻RFB、输出电流控制模块，电阻RFB的另一端接地。
6.根据权利要求4所述的DC3.6-100V升压型恒流LED线路，其特征在于，输出电流控制模块包括电阻R2，电阻R2的一端连接LED光源模块，电阻R2的另一端连接集成电路U1的FB引脚。
7.根据权利要求4所述的DC3.6-100V升压型恒流LED线路，其特征在于，工作频率补偿模块包括电阻RC、电容CC，电阻RC的一端连接集成电路U1的COMP引脚，电阻RC的另一端通过电容CC接地。
8.根据权利要求4所述的DC3.6-100V升压型恒流LED线路，其特征在于，系统关断控制模块包括电容COFF，电容COFF的一端连接集成电路U1的TOFF引脚，电容COFF的另一端接地。
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