CN220570702U - 一种降低led光衰的驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种降低LED光衰的驱动电路，其涉及过热保护电路技术领域，该电路包括：常规驱动芯片、可控脉冲宽度发生器和差分运放器；可控脉冲宽度发生器包括：ne555脉冲信号发生器的2号引脚TRIG与6号引脚THRES连接，且其共同端点分三路：第一路与可调电阻R4的可调端连接，可调电阻R4的另两端分别与二极管D2的正极和二极管D3的负极连接，二极管D2的负极和二极管D3的正极连接后与7号引脚DISCH连接；第二路通过电容C5接地；第三路与差分运放器的输出端连接；3号引脚OUT与常规驱动芯片连接，差分运放器的正反向输入端分别与LED两端连接。该电路不但降低了LED光衰，还解决了保护启动后设备无法工作、成本高的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及过热保护电路技术领域，特别涉及一种降低LED光衰的驱动电路。
背景技术
LED照明已经深入生活各处，但因过于快速光衰，大量照明灯具提前损坏，从而造成大量能源及资源浪费。
对于T5，T8，射灯，景观灯，筒灯，路灯等LED相关照明灯具的PWM横流驱动电路，因安装方式、造型等因素影响而造成的散热不良，进而造成LED灯珠快速老化，光通量及光效急速下降，电能消耗大亮度低。因此有必要设计热失控相关保护电路。
现有的各种热失控相关保护电路均是以超过规定温度，切断供电实现保护。但这种方式有两点重要缺陷：
第一，切断供电后设备也将停止工作。
第二，需要额外的温度传感器，周边电路，成本居高。
总之，现在技术中存在的问题是：保护启动后设备无法工作，且成本过高。
实用新型内容
基于上述背景技术中的技术问题，本实用新型提供了如下技术方案：
本实用新型实施例提供一种降低LED光衰的驱动电路，包括：用于驱动LED正常工作的常规驱动芯片、可控脉冲宽度发生器和差分运放器；
所述可控脉冲宽度发生器包括：ne555脉冲信号发生器；
所述ne555脉冲信号发生器的2号引脚TRIG与6号引脚THRES连接，且其共同端点分三路：第一路与可调电阻R4的可调端连接，可调电阻R4的另两端分别与二极管D2的正极和二极管D3的负极连接，二极管D2的负极和二极管D3的正极连接后与7号引脚DISCH连接；第二路通过电容C5接地；第三路与差分运放器的输出端连接；
所述ne555脉冲信号发生器的3号引脚OUT用于输出通过可调电阻R4调节所述ne555脉冲信号发生器的脉冲宽度以产生的脉冲，且脉冲通过所述常规驱动芯片以控制LED的亮度；
所述差分运放器的正向输入端和反向输入端分别与LED的1号端子和2号端子连接；
其中，当LED灯珠工作温度升高时，所述差分运放器的正向输入端和反向输入端的电压差随着灯珠正向压降VF降低，所述差分运放器的输出电压上升并迫使电容C5预充电，依次使ne555脉冲信号发生器输出脉冲宽度降低、LED驱动电流线性降低、LED发热降低。
进一步地，
所述ne555脉冲信号发生器的1号引脚GND接地；
所述ne555脉冲信号发生器的4号引脚RESET接高电平；
所述ne555脉冲信号发生器的5号引脚CONT连接电容C4后接地；
所述ne555脉冲信号发生器的7号引脚DISCH还连接电阻R2后接地；
所述ne555脉冲信号发生器的8号引脚VCC接高电平。
进一步地，所述电容C4采用0.1u的电容。
进一步地，所述用于驱动LED正常工作的常规驱动芯片采用型号为TPS61165的驱动芯片。
进一步地，所述TPS61165的5号引脚CTRL通过电阻R5与所述ne555脉冲信号发生器的3号引脚OUT连接。
进一步地，
所述TPS61165的1号引脚FB的一路连接电阻R3后接地，另一路与LED的1号端子连接；
所述TPS61165的2号引脚COMP连接电容C3后接地；
所述TPS61165的3号引脚GND接地；
所述TPS61165的4号引脚SW一路连接电感L1后接高电平，另一路与二极管D1负极连接，二极管D1正极一路连接电容C2后接地，二极管D1正极另一路与LED的2号端子连接；
所述TPS61165的6号引脚接高电平；
所述TPS61165的7号引脚EP接地；
其中，高电平连接电容C1后接地。
进一步地，所述差分运放器的反向输入端还连接有并联的电阻R6和电阻R7后接地。
进一步地，所述差分运放器的反向输入端还连接有并联的电容C7和电阻R1电容C6构成的串联电路，并联电路的另外一端与所述差分运放器的输出端连接。
本实用新型实施例提供的一种降低LED光衰的驱动电路，与现有技术相比，其有益效果如下：
由于目前市面上未有对LED光衰加以保护的产品，因此本实用新型结合传统PWM驱动方案对LED工作状态进行监控极大的降低LED光衰，从而延长使用寿命，并降低能耗。
其中，本实用新型设计的驱动电路，不但降低了LED光衰，同时还解决了背景技术中提到的问题，即：
(1)本实用新型设计的驱动电路保护启动后不会直接切断LED供电，从而确保了照明不会中断，不会造成更多损失。
(2)本实用新型设计的驱动电路利用LED灯珠PN结压降与温度关系代替温度传感器，大幅度降低LED过热保护成本；并且因直接采集灯珠温度，所以可以实现更精确细微的LED驱动调节。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的降低LED光衰的驱动电路设计图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
参见图1，本实用新型实施例提供的一种降低LED光衰的驱动电路，其主要包括两部分，如图1中的A部分和B部分。
其中，A部分是德州仪器开发的LED驱动芯片TPS61165，其可由5号引脚输入脉冲宽度以调节电流大小。需要说明的是，TPS61165为常规LED驱动芯片，可用其他品牌类似规格代替。
TPS61165芯片和LED的具体电路连接为：
TPS61165的1号引脚FB的一路连接电阻R3后接地，另一路与LED的1号端子连接；TPS61165的2号引脚COMP连接电容C3后接地；TPS61165的3号引脚GND接地；TPS61165的4号引脚SW一路连接电感L1后接高电平，另一路与二极管D1负极连接，二极管D1正极一路连接电容C2后接地，二极管D1正极另一路与LED的2号端子连接；TPS61165的6号引脚接高电平；TPS61165的7号引脚EP接地；其中，高电平连接电容C1后接地。
正常工作时，TPS61165驱动LED正常工作，其5号引脚输入脉冲宽度以调节电流大小，从而调节LED亮度。
其中，B部分是本实用新型驱动电路的重点部分，该部分由NE555组成可控脉冲宽度发生器和OPO7差分运放一起组成。
(1)NE555芯片和OPO7差分运放的具体电路连接为：
ne555脉冲信号发生器的2号引脚TRIG与6号引脚THRES连接，且其共同端点分三路：第一路与可调电阻R4的可调端连接，可调电阻R4的另两端分别与二极管D2的正极和二极管D3的负极连接，二极管D2的负极和二极管D3的正极连接后与7号引脚DISCH连接；第二路通过电容C5接地；第三路与差分运放器的输出端连接。
(2)为了使ne555脉冲信号发生器能够正常工作，ne555脉冲信号发生器还有如下连接关系：
ne555脉冲信号发生器的1号引脚GND接地；ne555脉冲信号发生器的4号引脚RESET接高电平；ne555脉冲信号发生器的5号引脚CONT连接电容C4后接地；ne555脉冲信号发生器的7号引脚DISCH还连接电阻R2后接地；ne555脉冲信号发生器的8号引脚VCC接高电平。
(3)为了输出稳定的脉冲，TPS61165的5号引脚CTRL通过电阻R5与所述ne555脉冲信号发生器的3号引脚OUT连接。即，ne555脉冲信号发生器的3号引脚OUT用于输出通过可调电阻R4调节ne555脉冲信号发生器的脉冲宽度以产生的脉冲，且脉冲通过常规驱动芯片以控制LED的亮度。
(4)差分运放器的正向输入端和反向输入端分别与LED的1号端子和2号端子连接。当LED灯珠工作温度升高时，差分运放器的正向输入端和反向输入端的电压差随着灯珠正向压降VF降低，差分运放器的输出电压上升并迫使电容C5预充电，依次使ne555脉冲信号发生器输出脉冲宽度降低、LED驱动电流线性降低、LED发热降低。
另外，名词解释：
LED：Light Emitting Diode，发光二极管。
VF：Forward Voltage，发光二极管导通时的正向压降。
本实用新型驱动电路的工作原理：
在恒流供电条件下，LED灯珠PN结压降Vf与温度T的关系取决于线性参数V，发光二极管(含非发光二极管)的正向导通压降几乎随温度的升高而线性下降，硅二极管线性范围-50℃-150℃，宽禁带材料GaAs，GaN等高温端线性区域更宽。所以，本实用新型利用LED灯珠PN结压降与温度关系代替温度传感器。
正常工作时，TPS61165驱动LED正常工作，R4调节NE555产生脉冲宽度，可以达到无极线性调节亮度目的。
当LED灯珠工作温度升高，差分运放正反输入端电压差随着灯珠VF降低，输出电压上升，迫使C5预充电，因此NE555S输出脉冲宽度降低，LED驱动电流线性降低，降低LED发热。
综上所述，本实用新型电路简洁，取消温度传感器及周边电路，大幅度降低物料成本，也同时降低因电路复杂带来的不可控因素，安装，装配，等问题造成温度检测差异过大，造成LED损坏。整个保护过程中电路正常工作，调节精细，可以是LED在最佳温度-光效区间工作。因使用LED本体作为温度传感，因此可以非常精确的控制LED工作在安全温度。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，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，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种降低LED光衰的驱动电路，其特征在于，包括：用于驱动LED正常工作的常规驱动芯片、可控脉冲宽度发生器和差分运放器；
所述可控脉冲宽度发生器包括：ne555脉冲信号发生器；
所述ne555脉冲信号发生器的2号引脚TRIG与6号引脚THRES连接，且其共同端点分三路：第一路与可调电阻R4的可调端连接，可调电阻R4的另两端分别与二极管D2的正极和二极管D3的负极连接，二极管D2的负极和二极管D3的正极连接后与7号引脚DISCH连接；第二路通过电容C5接地；第三路与差分运放器的输出端连接；
所述ne555脉冲信号发生器的3号引脚OUT用于输出通过可调电阻R4调节所述ne555脉冲信号发生器的脉冲宽度以产生的脉冲，且脉冲通过所述常规驱动芯片以控制LED的亮度；
所述差分运放器的正向输入端和反向输入端分别与LED的1号端子和2号端子连接；
其中，当LED灯珠工作温度升高时，所述差分运放器的正向输入端和反向输入端的电压差随着灯珠正向压降VF降低，所述差分运放器的输出电压上升并迫使电容C5预充电，依次使ne555脉冲信号发生器输出脉冲宽度降低、LED驱动电流线性降低、LED发热降低。
2.如权利要求1所述的降低LED光衰的驱动电路，其特征在于，
所述ne555脉冲信号发生器的1号引脚GND接地；
所述ne555脉冲信号发生器的4号引脚RESET接高电平；
所述ne555脉冲信号发生器的5号引脚CONT连接电容C4后接地；
所述ne555脉冲信号发生器的7号引脚DISCH还连接电阻R2后接地；
所述ne555脉冲信号发生器的8号引脚VCC接高电平。
3.如权利要求2所述的降低LED光衰的驱动电路，其特征在于，所述电容C4采用0.1u的电容。
4.如权利要求1所述的降低LED光衰的驱动电路，其特征在于，所述用于驱动LED正常工作的常规驱动芯片采用型号为TPS61165的驱动芯片。
5.如权利要求4所述的降低LED光衰的驱动电路，其特征在于，所述TPS61165的5号引脚CTRL通过电阻R5与所述ne555脉冲信号发生器的3号引脚OUT连接。
6.如权利要求5所述的降低LED光衰的驱动电路，其特征在于，
所述TPS61165的1号引脚FB的一路连接电阻R3后接地，另一路与LED的1号端子连接；
所述TPS61165的2号引脚COMP连接电容C3后接地；
所述TPS61165的3号引脚GND接地；
所述TPS61165的4号引脚SW一路连接电感L1后接高电平，另一路与二极管D1负极连接，二极管D1正极一路连接电容C2后接地，二极管D1正极另一路与LED的2号端子连接；
所述TPS61165的6号引脚接高电平；
所述TPS61165的7号引脚EP接地；
其中，高电平连接电容C1后接地。
7.如权利要求1所述的降低LED光衰的驱动电路，其特征在于，所述差分运放器的反向输入端还连接有并联的电阻R6和电阻R7后接地。
8.如权利要求7所述的降低LED光衰的驱动电路，其特征在于，所述差分运放器的反向输入端还连接有并联的电容C7和电阻R1电容C6构成的串联电路，并联电路的另一端与所述差分运放器的输出端连接。
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