CN102612197B

CN102612197B - 一种led驱动电路及使用该电路的led灯具

Info

Publication number: CN102612197B
Application number: CN201110022606.1A
Authority: CN
Inventors: 周明杰; 孙占民
Original assignee: Oceans King Lighting Science and Technology Co Ltd; Shenzhen Oceans King Lighting Engineering Co Ltd
Current assignee: Oceans King Lighting Science and Technology Co Ltd; Shenzhen Oceans King Lighting Engineering Co Ltd
Priority date: 2011-01-20
Filing date: 2011-01-20
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2031-01-20
Also published as: CN102612197A

Abstract

本发明涉及一种LED驱动电路及使用该电路的LED灯具；LED驱动电路包括恒流驱动单元、直流电源以及过压保护单元，过压保护单元的电源输入端与直流电源电连接，过压保护单元的电源输出端与恒流驱动单元电连接，恒流驱动单元的电源输出端与所述LED驱动电路的电源输出端电连接。本发明采用过压保护和恒流驱动的一体化的集成高频模块设计，通过过压保护，可以避免恒流驱动的恒流控制芯片因电源电压过大烧坏，从而确保了LED稳定可靠工作在恒定电流状态，同时降低了成本，经济效益高。

Description

一种LED驱动电路及使用该电路的LED灯具

【技术领域】

本发明涉及一种LED驱动电路，尤其涉及一种LED恒流驱动电路。本发明还包括一种使用该电路的LED灯具

【背景技术】

随着科学技术的不断发展，新产品新技术不断革新，LED作为新型光源，它有着节能、环保、高效的特点，技术已经成熟并应用于各个领域，LED作为光源被广泛使用，随之也出现了各种各样的LED驱动电路。

目前在低电压的场所都是采用DC-DC斩波技术来驱动LED，它有着功耗小、效率高、稳定可靠、单位功率体积小、重量轻等优点，但是其成本高、电路复杂、易损坏、有较强的高频干扰等缺点，给使用者带来了不便。

因此，现有技术需要改进。

【发明内容】

有鉴于此，本发明提供一种设计简单且带有过压保护的LED驱动电路，该LED驱动电路可以提供安全可靠的恒定电流。

本发明的一个技术方案是：

一种LED驱动电路，包括恒流驱动单元和直流电源，其中，该LED驱动电路还包括过压保护单元，所述过压保护单元的电源输入端与所述直流电源电连接，所述过压保护单元的电源输出端与所述恒流驱动单元电连接，所述恒流驱动单元的电源输出端与所述LED驱动电路的电源输出端电连接。

所述的LED驱动电路，其中，所述过压保护单元包括继电器K1、三极管Q3、第一分压电阻R1以及第二分压电阻R2；所述继电器K1的1脚和4脚分别与所述直流电源的正极电连接，所述继电器K1的2脚与所述恒流驱动单元的电源输入端电连接，所述继电器K1的3脚空置，所述继电器K1的5脚与所述三极管Q3的集电极电连接，所述三极管Q3的基极通过所述第一分压电阻R1与所述直流电源的正极电连接，所述三极管Q3的发射极和基极之间通过第二分压电阻R2电连接，且所述三极管Q3的发射极与所述第二分压电阻R2的电连接点与所述直流电源的负极电连接。

所述的LED驱动电路，其中，所述三极管Q1的型号为D965型。

所述的LED驱动电路，其中，所述恒流驱动单元包括储能电感L1、三极管Q1、MOS管Q2、自锁开关S1、采样电阻R3、第三分压电阻R4和第四分压电阻R5以及恒流控制芯片U1；

所述自锁开关S1、第三分压电阻R4以及第四分压电阻R5顺序串联连接，且自锁开关S1的另一端与所述过压保护单元的电源输出端电连接，所述第四分压电阻R5的另一端与所述直流电源的负极电连接；

所述恒流控制芯片U1的工作电源输入脚与所述过压保护单元的电源输出端电连接；所述恒流控制芯片U1的接地脚和电流检测脚之间通过采样电阻R3电连接；所述恒流控制芯片U1的驱动脚与所述三极管Q1的基极电连接，且所述所述三极管Q1的发射极与所述恒流控制芯片U1的电流检测脚电连接；

所述三极管Q1的集电极与所述LED驱动电路电源输出端的负极电连接；

所述储能电感L1的一端与所述过压保护单元的电源输出端电连接，另一端与所述LED驱动电路电源输出端的正极电连接；

所述MOS管Q2的源极与所述恒流控制芯片U1的接地脚电连接，所述MOS管Q2的漏极与所述直流电源的负极电连接，所述MOS管Q2的栅极与所述第三分压电阻R4和第四分压电阻R5之间的电连接点连接。

所述的LED驱动电路，其中，所述恒流驱动单元还包括一续流二极管D1，该续流二极管D1的阴极与所述过压保护单元的电源输出端电连接，所述续流二极管D1的阳极与所述三极管Q1的集电极电连接。

所述的LED驱动电路，其中，所述恒流驱动单元还包括第一滤波电容C1，所述第一滤波电容C1并联连接在所述过压保护单元的电源输出端与所述恒流控制芯片U1的接地脚之间。

所述的LED驱动电路，其中，所述恒流控制芯片U1的型号为ZXSC300型。

所述的LED驱动电路，其中，所述MOS管的型号为IRF7413型；所述三极管Q1的型号为FMMT617型。

所述LED驱动电路还包括一第二滤波电容C2，该第二滤波电容C2并联连接在所述LED驱动电路的电源输出端的正极和负极之间。

一种LED灯具，其中，该LED灯具包括权利要求1至9任一所述的LED驱动电路。

上述方案，采用过压保护和恒流驱动的一体化的集成高频模块设计，通过过压保护，可以避免恒流驱动的恒流控制芯片因电源电压过大烧坏，从而确保了LED稳定可靠工作在恒定电流状态，同时降低了成本，经济效益高。

【附图说明】

图1为本发明LED驱动电路的方框图；

图2是一个实施例中的LED驱动电路原理图。

【具体实施方式】

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述。

本发明提供的一种LED驱动电路，如图1所示，包括恒流驱动单元300、4～7V的直流电源100以及过压保护单元200；其中，过压保护单元200的电源输入端与直流电源100电连接，过压保护单元200的电源输出端与恒流驱动单元300电连接，且恒流驱动单元300的电源输出端作为整个LED驱动电路的电源输出端，也可是说，恒流驱动单元300的电源输出端与整个LED驱动电路的电源输出端电连接，整个LED驱动电路的电源输出端用于给负载LED400提供电源。直流电源可以为充电电池或一次性电池。

上述LED驱动电路中，如图2所示，过压保护单元200包括继电器K1、三极管Q3、第一分压电阻R1以及第二分压电阻R2；恒流驱动单元300包括储能电感L1、三极管Q1、MOS管Q2、自锁开关S1、第一滤波电容C1、采样电阻R3、第三分压电阻R4和第四分压电阻R5以及恒流控制芯片U1。其中，三极管Q3的型号为D965型，且第一分压电阻R1的值为第二分压电阻阻值的15倍，如R1为150K，则R2为10K；继电器K1的规格为DC12V/1A；恒流控制芯片U1的型号为ZXSC300型，MOS管的型号为IRF7413型，三极管Q1的型号为FMMT617型。

如图2所示，过压保护单元200中，继电器K1的1脚和4脚分别与直流电源100的正极电连接，继电器K1的2脚与恒流驱动单元300的电源输入端，即恒流控制芯片U1的工作电源输入脚1脚(VCC)电连接，继电器K1的3脚空置，继电器K1的5脚与三极管Q3的集电极电连接，三极管Q3的基极通过第一分压电阻R1与直流电源100的正极电连接，三极管Q3的发射极和基极之间通过第二分压电阻R2电连接，且三极管Q3的发射极与第二分压电阻R2的电连接点与直流电源100的负极电连接。

这样，当接通电源时，直流电源100电压经过第一、二分压电阻(R1、R2)分压后，如果三极管Q3基极上的电压低于该三极管Q3的导通电压(0.5V)时，即直流电源100电压低于过压保护单元200的保护电压(8.0V)，三极管Q3不导通，继电器K1常闭触点闭合(即1脚和2脚处于闭合状态)，常开触点断开(即1脚和3脚处于断开状态)，此时，直流电源100通过继电器K1常闭触点给后续电路，如给恒流驱动单元300部分供电。

当直流电源100电压高于过压保护单元200的保护电压8.0V时，三极管Q3基极电压达到其导通电压(0.6V)，三极管Q3导通，继电器K1常闭触点断开(即1脚和2脚处于断开状态)，常开触点闭合(即1脚和3脚处于导通状态)，此时，直流电源100通过继电器K1常开触点的闭合，切断供电回路，后续电路也就处于断电状态，起到过压保护。

如图2所示，恒流驱动单元300中，自锁开关S1、第三分压电阻R4以及第四分压电阻R5顺序串联连接，且自锁开关S1的另一端与过压保护单元200的电源输出端，即继电器K1的2脚(常闭触点)电连接，第四分压电阻R5的另一端与直流电源100的负极电连接。这样，当电路通电时，电流依次通过自锁开关S1、以及第三、四分压电阻(R4、R5)构成的分压电路连接到MOS管Q2栅极，给MOS管Q2提供导通和关断的控制信号。

恒流控制芯片U1的工作电源输入脚1脚(VCC)与过压保护单元100的电源输出端，即继电器K1的2脚(常闭触点)电连接；恒流控制芯片U1的接地脚3脚(GND)和电流检测脚4脚(Isense)之间通过采样电阻R3电连接；恒流控制芯片U1的3脚(NC)空置，不做任何定义；恒流控制芯片U1的驱动脚5脚(DRIVE)与三极管Q1的基极电连接，且所述三极管Q1的发射极与恒流控制芯片U1的电流检测脚4脚(Isense)电连接；三极管Q1的集电极与LED驱动电路电源输出端的负极电连接；储能电感L1的一端与过压保护单元200的电源输出端，即继电器K1的2脚(常闭触点)电连接，另一端与LED驱动电路电源输出端的正极电连接；MOS管Q2的源极与恒流控制芯片U1的接地脚3脚(GND)电连接，MOS管Q2的漏极与直流电源100的负极电连接，MOS管Q2的栅极与第三分压电阻R4和第四分压电阻R5之间的电连接点连接；第一滤波电容C1并联连接在所述过压保护单元的电源输出端及所述恒流控制芯片U1的接地脚之间，用以滤除杂波干扰并保证恒流驱动单元的输入电源稳定。

如图2所示，所述恒流驱动单元100还包括续流二极管D1，该续流二极管D1的阴极与继电器K1的2脚(常闭触点)电连接，续流二极管D1的正极与三极管Q1集电极电连接。在LED驱动电路出现断电时，储能电感L1、LED400及续流二极管D1组成一个电流回路，用以延长LED400的照明。

所述LED驱动电路还包括第二滤波电容C2，该第二滤波电容C2并连接在LED400的正负极两端，与储能电感L1组成π型滤波电路。

上述恒流驱动单元300中，第四分压电阻R5的阻值为第三分压电阻R4的阻值10倍设置；例如，R4阻值为1kΩ，则R5阻值为10kΩ。

恒流集成芯片U1的工作原理：

根据采样电阻R3上面的压降(为恒定值？V)，自动调整恒流集成芯片U1的5脚(DRIVE)输出脉冲的开关占空比，在一个周期内，当5脚(DRIVE)输出高电平，三极管Q1开通，电流回路经过储能电感L1、LED、三极管Q1、采样电阻R3、MOS管Q2对直流电源100的负极形成电流回路，为LED提供电流且储能电感L1储存能量；当恒流集成芯片U1的5脚输出低电平，三极管Q1关断，电源回路关闭，根据电感器件的工作特性，储能电感L1储存了电能，经过储能电感L1、LED、续流二极管D1形成回路，为LED提供工作电流，直到下一个周期三极管Q1导通，从而达到恒定电流的目的。

因此，只要采样电阻R3阻值确定，那么输出恒定电流即确定。恒流集成芯片U1的4脚采样脚和恒流集成芯片U1内部的基准电压源形成一个比较器，采样脚4脚根据采样电阻R3的采用电压和基准电压的比较后，恒流集成芯片U1内部自动调整控制三极管Q1开通、关闭脉冲的占空比；如果采样电压大于基准电压，说明输出电流大于设定值，那么脉冲的占空比就减小，减小输出电流到设定值，如果采样电压小于基准电压，说明输出电流小于设定值，那么脉冲的占空比就增大，增大输出电流到设定值。

故，当电源接通(即过压保护单元200的继电器K1常闭触点闭合)且自锁开关S1闭合，通过第三、四分压电阻(R4、R5)给MOS管Q2栅极提供工作电压，MOS管Q2导通，采样电阻R3有电压信号；恒流集成芯片U1根据采样电阻R3的采样电压信号输出连续变化的脉冲信号，驱动三极管Q1导通，电源电压则通过储能电感L1、LED、三极管Q1、采样电阻R3、MOS管Q2及直流电源负极形成电流通路，LED开始恒流工作。

当电源关断(即过压保护单元200的继电器K1常开触点闭合)或自锁开关S1闭合，第三、四分压电阻(R4、R5)无电压提供给MOS管Q2栅极，MOS管Q2断开，采样电阻R3也没有电压信号；恒流集成芯片U1根据采样电阻R3的采样电压信号输出连续变化的脉冲信号，驱动三极管Q1断开，储能电感L1、LED、三极管Q1、采样电阻R3、MOS管Q2及直流电源负极形成断路；此时，储能电感L1、LED以及续流二极管D1之间形成电流通路，LED开始恒流工作并等待下一个脉冲周期。

一种使用上述LED驱动电路的LED灯具。

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；并且，上面列出的各个技术特征，其相互组合所能够形成各个实施方案，应被视为属于本发明说明书记载的范围。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

1.一种LED驱动电路，包括恒流驱动单元和直流电源，其特征在于，该LED驱动电路还包括过压保护单元，所述过压保护单元的电源输入端与所述直流电源电连接，所述过压保护单元的电源输出端与所述恒流驱动单元电连接，所述恒流驱动单元的电源输出端与所述LED驱动电路的电源输出端电连接；

所述恒流驱动单元包括储能电感L1、三极管Q1、MOS管Q2、自锁开关S1、采样电阻R3、第三分压电阻R4和第四分压电阻R5以及恒流控制芯片U1；

所述恒流控制芯片U1的工作电源输入脚与所述过压保护单元的电源输出端电连接；所述恒流控制芯片U1的接地脚和电流检测脚之间通过采样电阻R3电连接；所述恒流控制芯片U1的驱动脚与所述三极管Q1的基极电连接，且所述三极管Q1的发射极与所述恒流控制芯片U1的电流检测脚电连接；

2.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述过压保护单元包括继电器K1、三极管Q3、第一分压电阻R1以及第二分压电阻R2；所述继电器K1的1脚和4脚分别与所述直流电源的正极电连接，所述继电器K1的2脚与所述恒流驱动单元的电源输入端电连接，所述继电器K1的3脚空置，所述继电器K1的5脚与所述三极管Q3的集电极电连接，所述三极管Q3的基极通过所述第一分压电阻R1与所述直流电源的正极电连接，所述三极管Q3的发射极和基极之间通过第二分压电阻R2电连接，且所述三极管Q3的发射极与所述第二分压电阻R2的电连接点与所述直流电源的负极电连接。

3.根据权利要求2所述的LED驱动电路，其特征在于，所述三极管Q1的型号为D965型。

4.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述恒流驱动单元还包括一续流二极管D1，该续流二极管D1的阴极与所述过压保护单元的电源输出端电连接，所述续流二极管D1的阳极与所述三极管Q1的集电极电连接。

5.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述恒流驱动单元还包括第一滤波电容C1，所述第一滤波电容C1并联连接在所述过压保护单元的电源输出端与所述恒流控制芯片U1的接地脚之间。

6.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述恒流控制芯片U1的型号为ZXSC300型。

7.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述MOS管的型号为IRF7413型；所述三极管Q1的型号为FMMT617型。

8.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述LED驱动电路还包括一第二滤波电容C2，该第二滤波电容C2并联连接在所述LED驱动电路的电源输出端的正极和负极之间。

9.一种LED灯具，其特征在于，该LED灯具包括权利要求1至8任一所述的LED驱动电路。