CN102548092A - 一种led驱动电路及led灯具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种LED驱动电路，包括整流模块、功率因数校正模块以及恒流调光模块；整流模块将电源输出的电信号整流成直流信号；功率因数校正模块接于功率因数校正模块和恒流调光模块之间，进行功率因数的提高处理；恒流调光模块包括分压电阻、可变电阻以及恒流调光芯片；分压电阻与可变电阻相连，可变电阻一端接地，分压电阻与可变电阻连接的一端与恒流调光芯片相连，分压电阻的另一端为恒流调光模块的输入端；恒流芯片采集并根据可变电阻上的电压调整提供给LED光源的实际工作电流。本发明还提供一种LED灯具。本发明通过调整可变电阻的阻值调整采样电压的大小，并根据采样电压的大小调整提供给LED光源的工作电流，实现了LED光源亮度的线性连续可调。

Description

一种LED驱动电路及LED灯具

【技术领域】

本发明涉及电照明领域，尤其涉及一种LED驱动电路，还涉及一种LED灯具。

【背景技术】

LED(发光二极管)作为新型光源，有着节能、环保、高效的特点，技术已经成熟并应用于各个领域。LED作为照明光源被广泛使用，随之也出现了各种各样的LED驱动电路。在交流220V领域都是采用开关电源实现LED的恒流驱动，它有着功耗小、效率高等优点，但是其电路复杂、干扰强、成本高昂、体积较大的缺点，也很难实现线性调光，给使用者带来了严重不便。另外，传统的LED驱动电路还存在对电能的利用率不高的缺点。

【发明内容】

为了解决传统的电路对电能的利用率不高的问题，有必要提供一种能够线性调光且电能的利用率较高的LED驱动电路。

一种LED驱动电路，包括整流模块、功率因数校正模块以及恒流调光模块；所述整流模块将电源输出的电信号整流成直流信号；所述功率因数校正模块接于所述整流模块和恒流调光模块之间，将接收到的所述直流信号进行功率因数的提高处理；所述恒流调光模块包括分压电阻、可变电阻以及恒流调光芯片；所述分压电阻与所述可变电阻相连，所述可变电阻一端接地，分压电阻与所述可变电阻连接的一端与所述恒流调光芯片相连，所述分压电阻的另一端为所述恒流调光模块的输入端；所述恒流芯片采集并根据所述可变电阻上的电压调整提供给所述LED光源的实际工作电流。

优选的，所述恒流调光模块还包括第一限流电阻、续流二极管、储能电感以及开关管；所述开关管是一个包括控制端、高压端和低压端的三端器件，所述恒流调光模块通过所述开关管和储能电感与LED光源构成工作回路；所述储能电感的一端接所述LED光源的负极，另一端接所述开关管的高压端，在所述开关管关断时继续为所述LED光源提供电能；所述续流二极管的正极连接所述储能电感与开关管的高压端相连的一端，所述续流二极管的负极连接所述LED光源的正极；所述开关管的低压端与地线相连。

优选的，所述恒流调光模块还包括采样电阻、第二限流电阻以及振荡电阻，所述恒流调光芯片的驱动脚与所述第一限流电阻相连，通过所述驱动脚输出给控制端的所述电压脉冲控制开关管的导通与关断；所述分压电阻与所述可变电阻相连的一端连接所述恒流调光芯片的线性调光输入脚；所述开关管的低压端通过所述采样电阻与地线连接，所述采样电阻与所述低压端相连的一端与所述第二限流电阻相连，所述第二限流电阻的另一端与所述恒流调光芯片的电流采样脚相连；所述恒流调光芯片的振荡脚与地线之间串联接有所述振荡电阻；所述恒流调光芯片的地脚直接接地；所述恒流调光芯片的电源脚、所述恒流调光芯片的使能脚均与所述恒流调光模块的输入端相连。

优选的，所述恒流调光模块还包括第一滤波电容、第二滤波电容、第三滤波电容以及第一电解电容；所述第一滤波电容的一端接地，另一端接所述第二限流电阻与所述电流采样脚之间；所述第二滤波电容的一端接地，另一端接在所述采样电阻与所述低压端之间；所述第三滤波电容两端接所述续流二极管的正极和负极；所述第一电解电容一端接地，另一端接在所述分压电阻与可变电阻之间。

优选的，所述整流模块是由四个二极管组成的桥式全波整流电路。

优选的，所述功率因数校正模块包括第二电解电容、第三电解电容、第一二极管、第二二极管以及第三二极管；所述第二电解电容的一端接所述整流模块的输出端，另一端接所述第一二极管的负极和所述第二二极管的正极；所述第一二极管的正极接地；所述第二二极管的负极接所述第三二极管的正极和所述第三电解电容的一端；所述第三电解电容的另一端接地；所述第三二极管的负极接所述整流模块的输出端。

优选的，所述整流模块的输出端与地线之间还接有第一储能电容。

优选的，还包括电压发生器，所述电压发生器接于所述功率因数校正模块和所述恒流调光模块之间，所述电压发生器的输出端与所述恒流调光模块的输入端相连，用于为所述恒流调光模块提供稳定的工作电源；所述电压发生器包括第三限流电阻、稳压二极管、第二储能电容以及第四滤波电容；所述稳压二极管的正极接地，负极接所述第三限流电阻的一端且为所述电压发生器的输出端；所述第三限流电阻的另一端是所述电压发生器的输入端；所述第二储能电容的一端接所述电压发生器的输出端，所述第二储能电容的另一端接地；所述第四滤波电容的一端接所述电压发生器的输出端，所述第四滤波电容的另一端接地。

优选的，所述开关管采用IRF84型号的MOS管。

还提供一种LED灯具，包括LED驱动电路，所述LED驱动电路为上述的LED驱动电路。

上述LED驱动电路和LED灯具通过设置功率因素校正模块，提高了驱动电路的功率因素，从而提高了对电能的利用率。并通过调整可变电阻的阻值调整采样电压的大小，并根据采样电压的大小调整提供给LED光源的实际工作电流，实现了LED光源亮度的线性连续可调。

【附图说明】

图1为一实施例中LED驱动电路的电路方框图；

图2为另一实施例中LED驱动电路的电路方框图；

图3为一实施例中LED驱动电路的电路原理图。

【具体实施方式】

为使本发明的目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

图1是一实施例中LED驱动电路的电路方框图，包括整流模块100、功率因数校正模块200以及恒流调光模块400。

整流模块100将电源输出的电信号整流成直流信号。

功率因数校正模块200接于整流模块100和恒流调光模块400之间，将接收到的直流信号进行功率因数的提高处理。

参见图2，恒流调光模块400包括分压电阻R2、可变电阻R3、第一限流电阻R6，续流二极管D8、储能电感L1、开关管Q1以及恒流调光芯片U1。开关管Q1是一个包括控制端、高压端和低压端的三端器件。

储能电感L1的一端接LED光源的负极，另一端接开关管Q1的高压端，在开关管Q1关断时继续为LED光源提供电能。

续流二极管D8的正极连接储能电感L1与开关管Q1的高压端相连的一端，续流二极管D8的负极连接LED光源的正极。

开关管Q1的低压端与地线相连。这样，恒流调光模块400通过储能电感L1、开关管Q1与地线连接，与LED光源共同构成工作回路。

分压电阻R2与所述可变电阻R3相连，可变电阻R3一端直接接地，分压电阻R2与可变电阻R3连接的一端与恒流调光芯片U1相连，分压电阻R2的另一端连接恒流调光模块400的输入端。恒流调光芯片U1根据可变电阻R3上的电压大小调整恒流调光芯片U1输出的电压脉冲的占空比。

恒流调光芯片U1通过第一限流电阻R6与开关管Q1的控制端相连，通过输出给控制端的电压脉冲(该脉冲即为前述受可变电阻R3上的电压压降控制的脉冲)控制开关管的导通与关断，进而控制LED光源通过工作回路获得电能的时间周期，从而控制提供给LED光源的实际工作电流。

图3为一实施例中LED驱动电路的电路原理图。在本实施例中，LED驱动电路还包括电压发生器300。电压发生器200接于功率因数校正模块200和恒流调光模块400之间，电压发生器300的输出端与恒流调光模块400的输入端相连，用于为恒流调光模块400提供稳定的工作电源。

恒流调光模块400包括恒流调光芯片U1、分压电阻R2、可变电阻R3、采样电阻R7、第一限流电阻R6、第二限流电阻R5、振荡电阻R4、续流二极管D8、储能电感L1以及开关管Q1。恒流调光芯片U1包括线性调光输入脚1、振荡脚2、电流采样脚3、地脚4、驱动脚5、电源脚(电源脚有两个，包括第一电源脚6和第二电源脚8)以及使能脚7。开关管Q1是一个包括控制端、高压端和低压端的三端器件。LED光源组通过储能电感L1、开关管Q1、第二限流电阻R7与地线连接，从而构成工作回路。

驱动脚5通过第一限流电阻R6与开关管Q1的控制端相连，通过输出给控制端的电压控制开关管Q1的导通与关断，进而控制LED光源通过工作回路获得电能的时间周期，从而控制提供给LED光源的实际工作电流。

储能电感L1的一端接LED光源的负极，另一端接开关管Q1的高压端，在开关管Q1关断时继续为LED光源提供电能。

续流二极管D8的正极连接储能电感L1与开关管Q1的高压端相连的一端，续流二极管D8的负极连接LED光源的正极。

分压电阻R2与可变电阻R3相连，可变电阻R3一端直接接地，分压电阻R2与可变电阻R3连接的一端接线性调光输入脚1，分压电阻R2的另一端连接电压发生器300的输出端。恒流调光芯片U1根据可变电阻R3上的电压压降调整驱动脚5输出的电压脉冲的占空比，进而调整提供给LED光源的实际工作电流。

开关管Q1的低压端通过采样电阻R7与地线连接，采样电阻R7与低压端相连的一端与第二限流电阻R5相连，第二限流电阻R5的另一端与电流采样脚3相连。恒流调光芯片U1根据电流采样脚3采集的电压控制驱动脚5输出的电压脉冲的占空比，进而限制提供给LED光源的最大工作电流。也就是说，线性调光输入脚1的优先级要高于电流采样脚3，电流采样脚3控制的是LED光源的最大工作电流，线性调光输入脚1控制的是实际工作电流。

振荡脚2与地线之间串联接有振荡电阻R4，用于产生振荡频率，使恒流调光芯片U1工作。在本实施例中，振荡电阻R4的阻值为680千欧姆。

地脚4直接与地线连接。电源脚(第一电源脚6和第二电源脚8)、使能脚8与电压发生器300的输出端相连。

在本实施例中，开关管Q1采用IRF84型号的N型MOS管(金属氧化物半导体场效应管)，高压端是N型MOS管的漏极，低压端是源极。MOS管的开关频率很高。在一个工作周期内，当MOS管导通，工作回路也导通，LED光源工作的同时储能电感L1储存能量；当MOS关断，工作回路断开，LED光源靠储能电感L1的电能维持工作，直到下一个周期MOS管开通，从而达到恒定电流的目的。因此LED光源的实际工作电流由采样电压决定，也就是由可变电阻R3的阻值决定。

在本实施例中，恒流调光模块400还包括第一滤波电容C7、第二滤波电容C8以及第三滤波电容C9。第一滤波电容C7的一端接地，另一端接第二限流电阻R5与电流采样脚3相连的另一端。第二滤波电容C8的一端接地，另一端接采样电阻R7与开关管Q1低压端相连的一端。第三滤波电容C9两端接续流二极管D8的正极和负极。

在本实施例中，恒流调光模块400还包括第一电解电容C6，第一电解电容C6的一端接在分压电阻R2与可变电阻R3之间，另一端接地。

在本实施例中，恒流芯片U1采用XLT640芯片，通过XLT640芯片来实现简单的LED驱动电路结构，降低了LED驱动成本、电路结构简单，维修方便，可靠性好。

在本实施例中，电源J1为220V交流电源，包括火线11和零线12。交流电源J1的火线11与整流模块100之间还接有保险管F1，这是为了在出现短路故障时，保证故障面不扩大且能与交流电源J1可靠断开。整流模块100是一个由四个二极管(D1、D2、D3、D4)组成的桥式全波整流电路(以下简称整流桥)，用于将电源输出的电信号整流成直流信号。如本领域人员公知的那样，整流桥的共阴极为输出端，电流从此处流出；共阳极接地。在其他实施例中，整流模块100还可以采用其他的整流电路。

功率因数校正模块200包括第二电解电容C2、第三电解电容C3、第一二极管D5、第二二极管D6以及第三二极管D7。第二电解电容C2的一端接整流模块100的输出端，另一端接第一二极管的负极D5和第二二极管D6的正极。第一二极管D5的正极接地。第二二极管D6的负极接第三二极管D7的正极和第三电解电容C3的一端，第三电解电容C3的另一端接地。第三二极管D7的负极接整流模块200的输出端。为了保证交流电源J1输入的电压平稳波动并滤除耦合到电信号中的高频杂波，在整流模块100的输出端与地线之间还接有第一储能电容C1。

电压发生器300包括第三限流电阻R1、稳压二极管ZD1、第二储能电容C4以及第四滤波电容C5。稳压二极管ZD1的正极接地，负极接第三限流电阻R1的一端且该端为电压发生器300的输出端。第三限流电阻R1的另一端是电压发生器300的输入端。第二储能电容C4的一端接第三限流电阻R1与稳压二极管ZD1的负极相连的一端，第二储能电容C4的另一端接地。第四滤波电容C5的一端接第三限流电阻R1与稳压二极管ZD1的负极相连的一端，第四滤波电容C5的另一端接地。

在本实施例中，第三限流电阻R1的阻值为51千欧姆，电压发生器300的输出端输出的电压为5V。第二储能电容C4以及第四滤波电容C5起到滤除干扰杂波的作用，保证输出端输出优质的正五伏特电源。

在本实施例中，分压电阻R2的阻值为120千欧姆，可变电阻R3的阻值范围为0～6200欧姆。这样，通过调整可变电阻R3的阻值，线性调光输入脚1的采样电压范围就为0～0.25伏特。恒流调光芯片U1根据采样电压的大小自动调整通过驱动脚5输出的电压脉冲的占空比，从而实现调节提供给LED光源的实际工作电流大小。在保证LED光源稳定可靠工作的同时，实现了LED光源亮度的线性连续可调。

在本实施例中，采样电阻R7的阻值为0.62欧姆，第二限流电阻R5的阻值为10千欧姆。如要改变LED光源的最大工作电流，只需调整采样电阻R7的阻值即可。也就是所，采样电阻R7的阻值根据LED驱动电路的具体需求而定，在电路设计时简单调整采样电阻R7的阻值，就能设计调整提供给LED光源的最大工作电流。电路结构简单，设计方便。

上述LED驱动电路和LED灯具通过设置功率因素校正模块，提高了驱动电路的功率因素，从而提高了对电能的利用率。且上述LED驱动电路通过开关管和储能电感与LED光源构成工作回路，并通过调整可变电阻的阻值调整采样电压的大小，根据采样电压的大小调整工作回路的导通与关断的时间之比，进而控制LED光源通过工作回路获得电能的时间周期，实现了LED光源亮度的线性连续可调。

本发明还提供一种LED灯具，包括LED光源和驱动LED光源工作的LED驱动电路。该LED驱动电路可以采用图1至图3中任一所示实施例中的LED驱动电路。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种LED驱动电路，其特征在于，包括整流模块、功率因数校正模块以及恒流调光模块；

所述整流模块将电源输出的电信号整流成直流信号；

所述功率因数校正模块接于所述整流模块和恒流调光模块之间，将接收到的所述直流信号进行功率因数的提高处理；

所述恒流调光模块包括分压电阻、可变电阻以及恒流调光芯片；所述分压电阻与所述可变电阻相连，所述可变电阻一端接地，分压电阻与所述可变电阻连接的一端与所述恒流调光芯片相连，所述分压电阻的另一端为所述恒流调光模块的输入端；所述恒流芯片采集并根据所述可变电阻上的电压调整提供给所述LED光源的实际工作电流。

2.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述恒流调光模块还包括第一限流电阻、续流二极管、储能电感以及开关管；

所述开关管是一个包括控制端、高压端和低压端的三端器件，所述恒流调光模块通过所述开关管和储能电感与LED光源构成工作回路；

所述储能电感的一端接所述LED光源的负极，另一端接所述开关管的高压端，在所述开关管关断时继续为所述LED光源提供电能；

所述续流二极管的正极连接所述储能电感与开关管的高压端相连的一端，所述续流二极管的负极连接所述LED光源的正极；

所述开关管的低压端与地线相连。

3.根据权利要求2所述的LED驱动电路，其特征在于，所述恒流调光模块还包括采样电阻、第二限流电阻以及振荡电阻，所述恒流调光芯片的驱动脚与所述第一限流电阻相连，通过所述驱动脚输出给控制端的所述电压脉冲控制开关管的导通与关断；

所述分压电阻与所述可变电阻相连的一端连接所述恒流调光芯片的线性调光输入脚；

所述开关管的低压端通过所述采样电阻与地线连接，所述采样电阻与所述低压端相连的一端与所述第二限流电阻相连，所述第二限流电阻的另一端与所述恒流调光芯片的电流采样脚相连；

所述恒流调光芯片的振荡脚与地线之间串联接有所述振荡电阻；

所述恒流调光芯片的地脚直接接地；

所述恒流调光芯片的电源脚、所述恒流调光芯片的使能脚均与所述恒流调光模块的输入端相连。

4.根据权利要求3所述的LED驱动电路，其特征在于，所述恒流调光模块还包括第一滤波电容、第二滤波电容、第三滤波电容以及第一电解电容；所述第一滤波电容的一端接地，另一端接所述第二限流电阻与所述电流采样脚之间；所述第二滤波电容的一端接地，另一端接在所述采样电阻与所述低压端之间；所述第三滤波电容两端接所述续流二极管的正极和负极；所述第一电解电容一端接地，另一端接在所述分压电阻与可变电阻之间。

5.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述整流模块是由四个二极管组成的桥式全波整流电路。

6.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述功率因数校正模块包括第二电解电容、第三电解电容、第一二极管、第二二极管以及第三二极管；所述第二电解电容的一端接所述整流模块的输出端，另一端接所述第一二极管的负极和所述第二二极管的正极；所述第一二极管的正极接地；所述第二二极管的负极接所述第三二极管的正极和所述第三电解电容的一端；所述第三电解电容的另一端接地；所述第三二极管的负极接所述整流模块的输出端。

7.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述整流模块的输出端与地线之间还接有第一储能电容。

8.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，还包括电压发生器，所述电压发生器接于所述功率因数校正模块和所述恒流调光模块之间，所述电压发生器的输出端与所述恒流调光模块的输入端相连，用于为所述恒流调光模块提供稳定的工作电源；

所述电压发生器包括第三限流电阻、稳压二极管、第二储能电容以及第四滤波电容；所述稳压二极管的正极接地，负极接所述第三限流电阻的一端且为所述电压发生器的输出端；所述第三限流电阻的另一端是所述电压发生器的输入端；所述第二储能电容的一端接所述电压发生器的输出端，所述第二储能电容的另一端接地；所述第四滤波电容的一端接所述电压发生器的输出端，所述第四滤波电容的另一端接地。

9.根据权利要求2所述的LED驱动电路，其特征在于，所述开关管采用IRF84型号的MOS管。

10.一种LED灯具，其特征在于，包括权利要求1-9中任意一项所述的LED驱动电路。

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