CN104219812A - 恒流取样电路及其灯具 - Google Patents
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Abstract
本发明的恒流取样电路及其灯具，恒流取样电路包括：一运放电路，耦合在发光二极管的负极和电流恒流输出芯片的芯片反馈端之间，包括：一运算放大器、一第一电阻、一第二电阻、一第三电阻、一防反二极管以及一第一电容，运算放大器的同相输入端耦接到发光二极管的负极，运算放大器的反相输入端通过第一电阻耦接到运算放大器的输出端，运算放大器的反相输入端还耦接至第一电阻的一端以及第三电阻的一端，第三电阻的另一端接地，运算放大器的输出端耦接到第二电阻的一端，第二电阻的另一端耦接到防反二极管的正极，防反二极管的负极耦接到第一电阻的另一端以及电流恒流输出芯片的芯片反馈端；以及第四电阻，发光二极管的负极经第四电阻接地。
Description
技术领域
本发明涉及恒流电路领域，特别涉及采用运放电路的恒流取样电路及其灯具。
背景技术
随着目前很多LED灯具恒流输出都是用电阻做电流取样，这使得在此电阻上必定会产生一定的功耗，如果本来灯具功率较小，输出电压较低，电流大，而此电阻恒定的占有几伏的压降，这对整个恒流驱动的转换效率极低。
图1示出现有技术的一种LED灯具恒流输出电路图。如图1所示，发光二极管7的正极耦接电流恒流输出芯片9的电源输出端91，负极串联第四电阻4后接地。第四电阻4上的压降直接耦接至芯片反馈端。则需要在第四电阻4上的压降到达芯片反馈端口的预设电压，一般都为2.5V左右，这样对于恒流输出电压低、电流大的电路极为不利，因为2.5V左右的压降会占用很大的功耗，是电路效率大为降低。
有鉴于此，发明人提供了恒流取样电路及其灯具。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供了恒流取样电路及其灯具，克服了现有技术的困难，通过在电流取样电阻与芯片反馈端之间增加一放大电路，解决功耗过大的问题，提升电路效率。
根据本发明的一个方面，提供一种灯具的恒流取样电路，所述灯具还包括一电流恒流输出芯片和至少一发光二极管，所述电流恒流输出芯片的电源输出端耦合至所述发光二极管的正极，所述恒流取样电路包括：
一运放电路，所述运放电路耦合在所述发光二极管的负极和所述电流恒流输出芯片的芯片反馈端之间，所述运放电路包括：
一运算放大器、一第一电阻、一第二电阻、一第三电阻、一防反二极管以及一第一电容，其中，所述运算放大器的同相输入端耦接到发光二极管的负极，所述运算放大器的反相输入端通过所述第一电阻耦接到运算放大器的输出端，所述运算放大器的反相输入端还耦接至所述第一电阻的一端以及所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端接地，所述运算放大器的输出端耦接到所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端耦接到所述防反二极管的正极，所述防反二极管的负极耦接到所述第一电阻的另一端以及所述电流恒流输出芯片的芯片反馈端；以及
第四电阻，所述发光二极管的负极经所述第四电阻接地。
优选地，所述第一电容的一端耦接所述运算放大器的输出端，另一端耦接所述运算放大器的反相输入端。
优选地，所述运放电路将第四电阻上的压降取样电压经运放电路放大，使放大后的输出电压与芯片反馈端电压相等。
优选地，所述电流恒流输出芯片的芯片反馈端的预设电压为2.5V。
优选地，所述运放电路的放大倍数为5倍至25倍。
根据本发明的另一个方面，还提供一种灯具，包括：一恒流取样电路、一电流恒流输出芯片和至少一发光二极管，所述电流恒流输出芯片的电源输出端耦合至所述发光二极管的正极，所述恒流取样电路包括：
一运放电路，所述运放电路耦合在所述发光二极管的负极和所述电流恒流输出芯片的芯片反馈端之间，所述运放电路包括：
一运算放大器、一第一电阻、一第二电阻、一第三电阻、一防反二极管以及一第一电容，其中，所述运算放大器的同相输入端耦接到发光二极管的负极，所述运算放大器的反相输入端通过所述第一电阻耦接到运算放大器的输出端，所述运算放大器的反相输入端还耦接至所述第一电阻的一端以及所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端接地，所述运算放大器的输出端耦接到所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端耦接到所述防反二极管的正极，所述防反二极管的负极耦接到所述第一电阻的另一端以及所述电流恒流输出芯片的芯片反馈端；以及
第四电阻，所述发光二极管的负极经所述第四电阻接地。
优选地，所述第一电容的一端耦接所述运算放大器的输出端，另一端耦接所述运算放大器的反相输入端。
优选地，所述运放电路将第四电阻上的压降取样电压经运放电路放大，使放大后的输出电压与芯片反馈端电压相等。
优选地，所述电流恒流输出芯片的芯片反馈端的预设电压为2.5V。
优选地，所述运放电路的放大倍数为5倍至25倍。
与现有技术相比，由于使用了以上技术，本发明的恒流取样电路及其灯具通过在电流取样电阻与芯片反馈端之间增加一放大电路，解决功耗过大的问题，提升电路效率，本发明设计极为简单可靠、低成本，适合为作为电压大电流输出的LED恒流电路。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1示出现有技术的一种LED灯具恒流输出电路图；以及
图2示出根据本发明的一个具体实施方式的，本发明的恒流取样电路的电路图。
附图标记
1 第一电阻
2 第二电阻
3 第三电阻
4 第四电阻
5 防反二极管
6 第一电容
7 发光二极管
8 运算放大器
81 输出端
82 同相输入端
83 反相输入端
9 电流恒流输出芯片
91 电源输出端
92 芯片反馈端
10 运放电路
具体实施方式
本领域技术人员理解，本领域技术人员结合现有技术以及上述实施例可以实现变化例，在此不予赘述。这样的变化例并不影响本发明的实质内容，在此不予赘述。
图2示出根据本发明的一个具体实施方式的，本发明的恒流取样电路的电路图。如图2所示，本发明提供了恒流取样电路。恒流取样电路包括：第四电阻4以及一运放电路10（附图2中的虚线框）。电流恒流输出芯片9的电源输出端91耦合至发光二极管7的正极，发光二极管7的负极经第四电阻4接地（原有表述看不出发光二极管的极性连接方向，不清楚）。运放电路10耦合在发光二极管7的负极和电流恒流输出芯片9的芯片反馈端92之间。
其中，运放电路10包括一运算放大器8、一第一电阻1、一第二电阻2、一第三电阻3、一防反二极管5以及一第一电容6。运算放大器8的同相输入端82耦接到发光二极管7的负极。运算放大器8的反相输入端83通过第一电阻1耦接到运算放大器8的输出端81。运算放大器8的反相输入端83还耦接至第一电阻1的一端以及第三电阻3的一端。第三电阻3的另一端接地。运算放大器8的输出端81耦接到第二电阻2的一端。第二电阻2的另一端耦接到防反二极管5的正极。防反二极管5的负极耦接到第一电阻1的另一端以及电流恒流输出芯片9的芯片反馈端92。所述第一电容6的一端耦接所述运算放大器8的输出端，另一端耦接所述运算放大器8的反相输入端。
继续参考附图2，本发明的工作原理如下：
对比现有技术的电路图（图1）可知，本发明在发光二极管7的负极与芯片反馈端92之间增加运算放大电路10，以降低第四电阻4上的压降，提高电路效率。
运放电路10的正输入端将第四电阻4上的压降取样电压经运放电路10放大，使放大后的输出电压与芯片反馈端92电压相等，这样就能使实现恒流输出。电流恒流输出芯片9的芯片反馈端92的预设电压为2.5V。运放电路10的放大倍数为5倍至25倍。
设第一电阻1的阻值为R1，第三电阻3的阻值为RF，作为取样电阻的第四电阻4的阻值为R4，电流恒流输出芯片输出的电流值为I。
根据电流恒流输出电流值和电路转换效率设定第四电阻4上的取样电压Vref=R4*I，取样电压确定后根据电压放大倍数得到Vo=Vref*(1+R1/RF)，显然，可以通过设定R1及RF值来决定电压放大倍数，来使取样电压Vref达到芯片反馈端92的预设电压。
进一步地，第二电阻2为运放输出的限流电阻。防反二极管5的作用是防止芯片反馈端92的电压串至运放电路10。第一电容6消除电路的振荡以稳定运放电路10的输出。运放电路10中的第二电阻2、第一电容6可以省略取消，且不以此为限。
假设在输出为700mA/18V的恒流电路中，如果没有运放电路10，则其第四电阻4上的功耗为W=2.5*0.7=1.75W。而增加运放电路10后，如设置放大倍数为25和5倍（此时R1/RF的值为24和4），那么第四电阻4上的压降为100至500mV，其功耗为0.07W和0.35W，比未使用运放电路10时的1.75W降低了25倍和5倍，可见，本发明大大的提高了电路的效率。
本发明还提供了一种灯具，包括：一恒流取样电路、一电流恒流输出芯片和至少一发光二极管，电流恒流输出芯片的电源输出端耦合至发光二极管的正极，恒流取样电路包括：一运放电路，运放电路耦合在发光二极管的负极和电流恒流输出芯片的芯片反馈端之间，运放电路包括：一运算放大器、一第一电阻、一第二电阻、一第三电阻、一防反二极管以及一第一电容，其中，运算放大器的同相输入端耦接到发光二极管的负极，运算放大器的反相输入端通过第一电阻耦接到运算放大器的输出端，运算放大器的反相输入端还耦接至第一电阻的一端以及第三电阻的一端，第三电阻的另一端接地，运算放大器的输出端耦接到第二电阻的一端，第二电阻的另一端耦接到防反二极管的正极，防反二极管的负极耦接到第一电阻的另一端以及电流恒流输出芯片的芯片反馈端；以及第四电阻，发光二极管的负极经第四电阻接地。
第一电容的一端耦接运算放大器的输出端，另一端耦接运算放大器的反相输入端。运放电路的正输入端将第四电阻上的压降取样电压经运放电路放大，使放大后的输出电压与芯片反馈端电压相等。电流恒流输出芯片的芯片反馈端的预设电压为2.5V。运放电路的放大倍数为5倍至25倍。显然，该灯具中采用了上述的恒流取样电路，相关的电路原理以及功能此处不再赘述。
综上可知，本发明的恒流取样电路及其灯具通过在电流取样电阻与芯片反馈端之间增加一放大电路，解决功耗过大的问题，提升电路效率，本发明设计极为简单可靠、低成本，适合为作为电压大电流输出的LED恒流电路。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (10)
1.一种灯具的恒流取样电路，所述灯具还包括一电流恒流输出芯片和至少一发光二极管，所述电流恒流输出芯片的电源输出端耦合至所述发光二极管的正极，其特征在于，所述恒流取样电路包括：
一运放电路，所述运放电路耦合在所述发光二极管的负极和所述电流恒流输出芯片的芯片反馈端之间，所述运放电路包括：
一运算放大器、一第一电阻、一第二电阻、一第三电阻、一防反二极管以及一第一电容，其中，所述运算放大器的同相输入端耦接到发光二极管的负极，所述运算放大器的反相输入端通过所述第一电阻耦接到运算放大器的输出端，所述运算放大器的反相输入端还耦接至所述第一电阻的一端以及所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端接地，所述运算放大器的输出端耦接到所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端耦接到所述防反二极管的正极，所述防反二极管的负极耦接到所述第一电阻的另一端以及所述电流恒流输出芯片的芯片反馈端；以及
第四电阻，所述发光二极管的负极经所述第四电阻接地。
2.如权利要求1所述的恒流取样电路，其特征在于：所述第一电容的一端耦接所述运算放大器的输出端，另一端耦接所述运算放大器的反相输入端。
3.如权利要求2所述的恒流取样电路，其特征在于：所述运放电路将第四电阻上的压降取样电压经运放电路放大，使放大后的输出电压与芯片反馈端电压相等。
4.如权利要求3所述的恒流取样电路，其特征在于：所述电流恒流输出芯片的芯片反馈端的预设电压为2.5V。
5.如权利要求3所述的恒流取样电路，其特征在于：所述运放电路的放大倍数为5倍至25倍。
6.一种灯具，其特征在于，包括：一恒流取样电路、一电流恒流输出芯片和至少一发光二极管，所述电流恒流输出芯片的电源输出端耦合至所述发光二极管的正极，所述恒流取样电路包括：
一运放电路，所述运放电路耦合在所述发光二极管的负极和所述电流恒流输出芯片的芯片反馈端之间，所述运放电路包括：
一运算放大器、一第一电阻、一第二电阻、一第三电阻、一防反二极管以及一第一电容，其中，所述运算放大器的同相输入端耦接到发光二极管的负极，所述运算放大器的反相输入端通过所述第一电阻耦接到运算放大器的输出端，所述运算放大器的反相输入端还耦接至所述第一电阻的一端以及所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端接地，所述运算放大器的输出端耦接到所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端耦接到所述防反二极管的正极，所述防反二极管的负极耦接到所述第一电阻的另一端以及所述电流恒流输出芯片的芯片反馈端；以及
第四电阻，所述发光二极管的负极经所述第四电阻接地。
7.如权利要求6所述的灯具，其特征在于：所述第一电容的一端耦接所述运算放大器的输出端，另一端耦接所述运算放大器的反相输入端。
8.如权利要求7所述的灯具，其特征在于：所述运放电路将第四电阻上的压降取样电压经运放电路放大，使放大后的输出电压与芯片反馈端电压相等。
9.如权利要求8所述的灯具，其特征在于：所述电流恒流输出芯片的芯片反馈端的预设电压为2.5V。
10.如权利要求8所述的灯具，其特征在于：所述运放电路的放大倍数为5倍至25倍。
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