CN102711339A

CN102711339A - Led驱动电路

Info

Publication number: CN102711339A
Application number: CN2012102067581A
Authority: CN
Inventors: 罗吉国; 刘之刚
Original assignee: Shenzhen Aviseo Electronic Co ltd
Current assignee: Shenzhen Aviseo Electronic Co ltd
Priority date: 2012-06-21
Filing date: 2012-06-21
Publication date: 2012-10-03

Abstract

本发明涉及一种LED驱动电路，包括与电子变压器输出端连接的整流电路，与整流电路输出端连接的倍压电路，以及与倍压电路输出端连接的稳压恒流电路，稳压恒流电路输出端与LED负载相连，稳压恒流电路包括主控芯片、续流二极管、储能电感和输出滤波电容，整流电路的两个输入端之间连接有导通电阻，倍压电路包括第一极性电容、第二极性电容、与第一极性电容并联的第一均压电阻和与第二极性电容并联的第二均压电阻，倍压电路输出端串接有滤波电感；整流电路输入端串接有限流电阻和保险丝，属于照明装置技术领域。该LED驱动电路与电子变压器匹配性好，可以保证电子变压器始终有输出电流不会出现停振现象。

Description

LED驱动电路

技术领域

本发明涉及一种灯具的电路装置，属于照明装置技术领域。

背景技术

传统金属卤素灯采用热效应发光，热损耗大，光效低。LED 灯作为新一代的照明装置，具有高节能、绿色环保、无紫外光辐射、寿命长等优点。一只4W左右的 LED灯（MR16）可替代同型号的50W左右的金属卤素灯。但是，目前市场上的LED灯在替代传统金属卤素灯时，与灯具原有的电子变压器的匹配性很差，安装后往往出现不能启动、闪烁、或运行一段时间后闪烁等异常现象。

如图3所示，电子变压器的输出电压是频率为20kHz至100kHz的高频波形，该波形的振幅又构成了频率为50Hz的正弦波。金属卤素灯是电阻性负载，电子变压器输出的高频电压可直接对金属卤素灯进行供电，金属卤素灯处于照明工作状态时，电子变压器始终有电流输出，不会出现停振现象。然而，LED灯具有单向导电特性，电子变压器输出的50Hz正弦波电压需要通过直流稳压恒流的LED驱动电路再对LED灯进行供电。由于LED驱动电路是电容性负载，电子变压器只在正弦波的波峰才工作，当电子变压器输出电压低于电容性负载正向电压时，电子变压器无电流输出，会出现停振不工作的现象，极易导致LED灯不能正常启动或使用过程中出现闪烁。因此，大多数用户在用LED灯替换金属卤素灯时，必须将灯具原先安装的电子变压器也替换掉，并且只能使用LED灯生产厂商指定型号和规格的电子变压器，这给消费者安装、使用及维护LED灯带来了极大的不便，同时在经济上给消费者造成了额外的负担。

中国专利文献CN201898450(申请号为201090000531.6)公布了一种电源转换器以及LED灯,在现有的电源转换器转换电路的基础之上增加了升压电路,同时采用倍压整流滤波电路升压、整流和滤波,使得电路运行稳定,不会发生LED发光体抖动、不亮或者烧毁现象。由于该电源转化器的EMI滤波电路由变压器和电容构成，在用LED灯替换金属卤素灯时，相当于将灯具原先安装的电子变压器替换掉。假设该电源转换器不使用由变压器和电容构成的EMI滤波电路，而是接原有的电子变压器，很可能出现电子变压器输出电压低于倍压整流滤波电路的正向电压时，电子变压器停振不工作，如果此时恒流输出电路不能依靠内部的电感对LED灯进行供电，就会导致LED灯不能正常启动或使用过程中出现闪烁的现象，严重影响LED灯的使用。

中国专利文献CN301401669（申请号为300930126918.5）公开了一种通用灯头LED灯，其电桥的两个输入端之间跨接有电阻，该电阻仅用于防雷击。

发明内容

本发明解决的技术问题是，提出一种与电子变压器匹配性好，保证电子变压器始终有输出电流不会出现停振现象，从而使得LED灯能正常启动且使用过程中不闪烁的LED驱动电路。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种LED驱动电路，包括与电子变压器输出端连接的整流电路，与所述整流电路输出端连接的倍压电路，以及与所述倍压电路输出端连接的稳压恒流电路，所述稳压恒流电路输出端与LED负载相连，所述倍压电路包括串联的第一极性电容和第二极性电容，所述稳压恒流电路包括主控芯片、续流二极管、储能电感和输出滤波电容，所述整流电路的两个输入端之间连接有导通电阻。

本发明LED驱动电路的有益效果是：一、由于在整流电路的输入端（即电子变压器的输出端）并联了电阻，即使电子变压器使用时导通角很小，电子变压器输出电压低于整流电路和倍压电路的正向电压时，导通电阻也始终有电流通过，电子变压器不会出现停振不工作的现象，有效的避免了LED灯不能正常启动或使用过程中出现闪烁的现象。二、由于采用了倍压电路对稳压恒流电路进行供电，供电电压是普通电路的两倍以上，可有效的避免因电子变压器输出端经整流滤波后电压过低造成稳压恒流电路无法正常运行；此外，稳压恒流电路的输出滤波电容可以对输出的电流进行滤波。

上述技术方案的一种进一步优选是：上述倍压电路还包括与所述第一极性电容并联的第一均压电阻和与所述第二极性电容并联的第二均压电阻。由于第一极性电容和第二极性电容即使使用同一型号的电容，其内阻也是不同的，所以这两个电容上的电压是不等的；由于第一极性电容和第二极性电容的容量过大时，会导致电容充电峰值的电流过大，造成电子变压器过流保护，从而没有输出电压，LED熄灭，所以这两个电容的容量不可过大。由于这两个电容上的电压不等且容量不能过大，故而内阻较大的电容因电压过高存在击穿的隐患，该电容一旦击穿会导致电路失去倍压功能，更严重的会导致电路直接失效。因此必须在这两个电容上分别并联用于平衡电压的均压电阻，使得这两个电容上的电压均衡，避免内阻较大的电容因电压过高而被击穿。

为了维护电路电流的恒定，防止电场剧烈变化引起的干扰，上述技术方案的一种进一步优选是：上述倍压电路输出端串接有滤波电感。

为了避免电子变压器过流保护，上述技术方案的一种进一步优选是：上述整流电路输入端串接有限流电阻。该限流电阻可以减小倍压电路中电容的充电电流，避免充电的峰值电流过大使得部分型号的电子变压器过流保护，从而没有输出电压，LED熄灭。

为了保护LED驱动电路，避免因电路损坏元件发热引起的火灾，上述技术方案的一种进一步优选是：上述整流电路输入端串接有保险丝。在故障发生时保险丝可快速的熔断，切断电子变压器输出端与后方电路的连接，保护后方电路不受驱动电路输入端异常的破坏，同时也保护了电子变压器。

上述技术方案的一种进一步优选是：上述芯片通或断时，由所述芯片、电感、滤波电容和LED负载形成第一输出回路或由所述续流二极管、电感、滤波电容和LED负载形成第二输出回路。当主控芯片获得可靠的正向电压时，倍压电路输出的电流依次流经LED负载、储能电感、开关针脚和接地针脚，形成了第一输出回路，LED发光处于照明工作状态，同时，储能电感开始储存能量；当储能电感上储存的能量达到相应值时，开关针脚断开，续流二极管导通，LED负载、储能电感和续流二极管形成第二输出回路，储能电感上存储的能量释放对LED负载进行供电，LED发光此时同样处于照明工作状态。

为了使得第一极性电容和第二极性电容上的电压相等，更加有效的避免内阻较大的极性电容因电压过高而被击穿，上述技术方案的一种进一步优选是：上述第一均压电阻和第二均压电阻的阻值相同。

为了使得整流电路更加稳定可靠，上述技术方案的一种进一步优选是：上述整流电路是由四个整流二极管构成的单相桥式整流电路。

为了使得稳压恒流电路更加稳定可靠，上述技术方案的一种进一步优选是：上述稳压恒流电路还包括可调电阻；所述倍压电路输出端分别与所述主控芯片的电源输入针脚、所述续流二极管的负极和所述可调电阻的一端相连；所述可调电阻的另一端分别与所述主控芯片的电流调节针脚和所述稳压恒流电路的正极输出端相连；所述稳压恒流电路的负极输出端与所述储能电感的一端相连；所述储能电感的另一端分别与所述续流二极管的正极和所述开关针脚相连；所述输出滤波电容连接在所述正极输出端和负极输出端之间。可调电阻可以控制稳压恒流电路输出电路的电流大小。

附图说明

下面结合附图对本发明的LED驱动电路作进一步说明。

图1是本发明实施例的LED驱动电路的电路原理图。

图2是图1中的主控芯片的电路原理图。

图3是电子变压器输出电压的波形示意图。

具体实施方式

实施例

本实施例的LED驱动电路，如图1所示，包括与电子变压器10输出端连接的整流电路20，与整流电路20输出端连接的倍压电路30，以及与倍压电路30输出端连接的稳压恒流电路40，稳压恒流电路40输出端与LED负载相连。

整流电路20的两个输入端之间连接有导通电阻R2。

整流电路20是由四个整流二极管D1、D2、D3、D4构成的单相桥式整流电路。整流电路20输入端串接有限流电阻R1和保险丝F1。

倍压电路30包括第一极性电容C1、第二极性电容C2、与第一极性电容C1并联的第一均压电阻R3和与第二极性电容C2并联的第二均压电阻R4。第一极性电容C1的正极与整流电路20输出端相连，第一极性电容C1的负极和第二极性电容C2的正极与整流电路20的一个输入端相连，第二极性电容C2的负极接地。第一均压电阻R3和第二均压电阻R4的阻值相同。

倍压电路30输出端串接有滤波电感L1。

稳压恒流电路40包括主控芯片U1、可调电阻R5、续流二极管D5、储能电感L2、输出滤波电容C3。

主控芯片U1的型号为MP24893，具体电路结构如图2所示，主控芯片U1包括六个针脚，分别为开关针脚1、接地针脚2、调光针脚3、电流调节针脚4、悬空脚5和电源输入针脚6。调光针脚3作悬空处理。

倍压电路30输出端分别与电源输入针脚6、续流二极管D5的负极和可调电阻R5的一端相连。可调电阻R5的另一端分别与电流调节针脚4和稳压恒流电路的正极输出端V+相连。稳压恒流电路的负极输出端V-与储能电感L2的一端相连。储能电感L2的另一端分别与续流二极管D5的正极和开关针脚1相连。输出滤波电容C3连接在正极输出端V+和负极输出端V-之间。当开关针脚1与接地针脚2接通时，开关针脚1、接地针脚2、储能电感L2、输出滤波电容C3和LED负载形成第一输出回路。当开关针脚1与接地针脚2关闭时，续流二极管D5、储能电感L2、输出滤波电容C3和LED负载形成第二输出回路。

本实施例的LED驱动电路在使用时， LED负载串联于正极输出端V+和负极输出端V-之间。电子变压器10输出12V±20%的交流电，电流经过整流电路20后变为正半周期电压波形的直流电，再经过倍压电路30升压，通过滤波电感L1滤波后，到达电源输入针脚6，使得主控芯片U1获得可靠的正向电压。此时，主控芯片U1内部的比较器PWM驱动主控芯片U1内部的MOS管导通，倍压电路30输出的电流依次流经可调电阻R5、正极输出端V+、LED负载、储能电感L2、开关针脚1和接地针脚2，形成了第一输出回路，LED发光处于照明工作状态，同时，储能电感L2开始储存能量。当储能电感L2上储存的能量达到相应值时，比较器PWM反向输入端电平大于正向输入端，比较器PWM输出低电平，MOS管关闭，开关针脚1断开。此时，续流二极管D5的阳极电压大于电源输入针脚6上的电压，续流二极管D5导通，可调电阻R5、正极输出端V+、LED负载、储能电感L2和续流二极管D5形成第二输出回路，储能电感L2上存储的能量释放对LED负载进行供电，LED发光此时同样处于照明工作状态。当储能电感L2上储存的能量被LED负载消耗到相应值时，比较器PWM反向输入端电平小于正向输入端，比较器PWM输出高电平，MOS管重新导通，第一输出回路恢复，续流二极管D5截止。驱动电路始终重复上述循环过程，LED始终发光处于照明工作状态，直至电子变压器的输入端电压撤掉后，储能电感L2上的能量被消耗掉，LED熄灭，工作结束。

本发明的不局限于上述实施例所述的具体技术方案，凡采用等同替换形成的技术方案均为本发明要求的保护范围。

Claims

1.一种LED驱动电路，包括与电子变压器输出端连接的整流电路，与所述整流电路输出端连接的倍压电路，以及与所述倍压电路输出端连接的稳压恒流电路，所述稳压恒流电路输出端与LED负载相连，所述倍压电路包括串联的第一极性电容和第二极性电容，所述稳压恒流电路包括主控芯片、续流二极管、储能电感和输出滤波电容，其特征在于：所述整流电路的两个输入端之间连接有导通电阻。

2.根据权利要求1所述LED驱动电路，其特征在于：所述倍压电路还包括与所述第一极性电容并联的第一均压电阻和与所述第二极性电容并联的第二均压电阻。

3.根据权利要求2所述LED驱动电路，其特征在于：所述倍压电路输出端串接有滤波电感。

4.根据权利要求3所述LED驱动电路，其特征在于：所述整流电路输入端串接有限流电阻。

5.根据权利要求4所述LED驱动电路，其特征在于：所述整流电路输入端串接有保险丝。

6.根据权利要求5所述LED驱动电路，其特征在于：所述芯片通或断时，由所述芯片、电感、滤波电容和LED负载形成第一输出回路或由所述续流二极管、电感、滤波电容和LED负载形成第二输出回路。

7.根据权利要求1至6之一所述LED驱动电路，其特征在于：所述第一均压电阻和第二均压电阻的阻值相同。

8.根据权利要求7所述LED驱动电路，其特征在于：所述整流电路是由四个整流二极管构成的单相桥式整流电路。

9.根据权利要求8所述LED驱动电路，其特征在于：所述稳压恒流电路还包括可调电阻；所述倍压电路输出端分别与所述主控芯片的电源输入针脚、所述续流二极管的负极和所述可调电阻的一端相连；所述可调电阻的另一端分别与所述主控芯片的电流调节针脚和所述稳压恒流电路的正极输出端相连；所述稳压恒流电路的负极输出端与所述储能电感的一端相连；所述储能电感的另一端分别与所述续流二极管的正极和所述开关针脚相连；所述输出滤波电容连接在所述正极输出端和负极输出端之间。