CN105188211A - 兼容低压和高压输入恒功率输出的led电路 - Google Patents

兼容低压和高压输入恒功率输出的led电路 Download PDF

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陈龙
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Abstract

本发明提供一种兼容低压和高压输入恒功率输出的LED电路包括输入端、LED负载、恒流控制器和至少一个功率控制器。输入端接收外部电源。LED负载电性连接输入端。恒流控制器与LED负载串联，为LED负载提供恒定电流。每一功率控制器均包括控制单元和功率调节模块，功率调节模块电性连接恒流控制器，控制单元电性连接输入端和功率调节模块，控制单元根据输入端接收到的外部电源的电压大小控制功率调节模块的切入或切出。

Description

兼容低压和高压输入恒功率输出的LED电路
技术领域
本发明涉及LED驱动领域，且特别涉及一种兼容低压和高压输入恒功率输出的LED电路。
背景技术
LED照明已在企业照明、商业应用照明及住宅照明中得到了广泛的应用。与白炽灯和节能灯相比，LED灯可以节省更多的电力，使用寿命也比较长，对环境的污染也比较小等优势，越来越多的国家开始推广使用LED灯。
有很多的地区或国家(如台湾和巴西等)的电网由于历史原因，通常存在多个标准市电，如110V、220V、230V交流电压共存。对于这些国家或地区的照明灯具而言，需要有满足全电压的照明解决方案。现有的方案是用开关电源的架构来实现，现有的实现电流存在对元器件的要求高，成本高昂，市场呼唤有低成本的方案实现。
发明内容
本发明为了克服现有满足多电压供电的LED驱动电路对器件要求高且成本高的问题，提供一种电路连接简单、成本低的兼容低压和高压输入恒功率输出的LED电路。
为了实现上述目的，本发明提供一种兼容低压和高压输入恒功率输出的LED电路包括输入端、LED负载、恒流控制器和至少一个功率控制器。输入端接收外部电源。LED负载电性连接输入端。恒流控制器与LED负载串联，为LED负载提供恒定电流。每一功率控制器均包括控制单元和功率调节模块，功率调节模块电性连接恒流控制器，控制单元电性连接输入端和功率调节模块，控制单元根据输入端接收到的外部电源的电压大小控制功率调节模块的切入或切出。
于本发明一实施例中，控制单元包括比较器、电压基准源和控制开关，比较器的一个输入端与电压基准源电性连接，比较器的另一输入端电性连接输入端，比较器的输出连接控制开关的控制极，控制开关的闭合触点电性连接功率调节模块。
于本发明一实施例中，控制开关为耐压值在500V～800V。
于本发明一实施例中，兼容低压和高压输入恒功率输出的LED电路还包括电性连接在输入端和控制单元之间的电阻分压器。
于本发明一实施例中，功率调节模块包括相互串联的限流电阻和功率调节负载。
于本发明一实施例中，功率调节负载为LED灯。
于本发明一实施例中，兼容低压和高压输入恒功率输出的LED电路还包括整流电路和滤波电容，整流电路串联在输入端和LED负载间，滤波电容与LED负载并联。
于本发明一实施例中，整流电路为全波桥式整流电路。
于本发明一实施例中，兼容低压和高压输入恒功率输出的LED电路还包括电性连接在输入端和控制开关之间的取样电阻，取样电阻为控制单元提供工作电流。
综上所述，本发明提供的兼容低压和高压输入恒功率输出的LED电路与现有技术相比，具有以下优点：
通过在输入端和LED负载的输出端设置至少一个功率控制器，功率控制器包括控制单元和功率调节模块，控制单元检测输入端输入的市电电压，当市电电压发生切换，如从低压的110V切换到高压的220V或230V时，控制单元将功率调节模块切入到电路内，使得电路的输出功率与低压110V下的输出功率相同，在低压输入和高压输入时保证输出功率恒定，满足不同市电电压的供电要求。本发明提供的兼容低压和高压输入恒功率输出的LED电路只需在传统的LED驱动电路上增加一个功率控制器即可实现不同供电电压下功率输出恒定，且功率控制器的电路结构简单，控制单元内的器件只要能满足逻辑的变化即可，对器件的要求低，大大降低了电路设计的成本。
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
附图说明
图1所示为现有的LED驱动电路的原理图。
图2所示为本发明一实施例提供的兼容低压和高压输入恒功率输出的LED驱动电路的原理框图。
图3所示为图2的具体电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，现有的LED驱动电路中，DB为整流桥，将市电进行整流，电解电容C1是用来稳定整流桥DB后的电压波形，U1为恒流控制芯片，使得流过负载LED的电流恒定，电阻R1是用来调节流过负载LED的电流大小的。现有的LED驱动电路，只能限定低压输入或高压输入，无法同时兼容高压或低压输入，无法满足具有多个标准市电的国家或区域的LED照明需求。
有鉴于此，本实施例提供一种兼容低压和高压输入恒功率输出的LED电路包括输入端1、LED负载2、恒流控制器3和至少一个功率控制器4。输入端1接收外部电源。LED负载2电性连接输入端1。恒流控制器3与LED负载2串联，为LED负载2提供恒定电流。每一功率控制器4均包括控制单元41和功率调节模块42，功率调节模块42电性连接恒流控制器3，控制单元41电性连接输入端1和功率调节模块42，控制单元41根据输入端1接收到的外部电源电压的大小控制功率调节模块42的切入或切出。
控制单元41实时检测输入端1输入的电压值，当输入电压为低压(如110V)时，本实施例提供的兼容低压和高压输入恒功率输出的LED电路与现有的LED驱动电路结构相同。而当输入电压从低压转换为高压(如220V)时，控制单元41将功率调节模块42切入电路，电路的输出电压发生变化，调整功率调节模块42上的限流电阻使得输出功率与低压输入时相同，即保持输出功率恒定。
于本实施例中，功率调节模块42包括相互串联的限流电阻R5和功率调节负载R。于本实施例中，功率调节负载R为LED灯。然而，本发明对此不作任何限定。
于本实施例中，兼容低压和高压输入恒功率输出的LED电路还包括整流电路5和滤波电容6，整流电路5串联在输入端1和LED负载2之间，滤波电容6与LED负载2并联。于本实施例中，整流电路5为全波桥式整流电路。
以下将详细介绍本实施例提供的兼容低压和高压输入恒功率输出的LED电路的工作原理：
本实施例提供的兼容低压和高压输入恒功率输出的LED电路在传统的LED驱动电路的基础上增加了功率控制器4，由于一般国家最多具有两个标准的市电，因此设置功率控制器4的数量为一。然而，本实施例对功率控制器4的数量不作限制。于其它实施例中，功率控制器4的数量可为两个以上。
如图2所示，控制单元41的VTH脚用来检测整流桥后的电压，VIN为控制单元41提供工作电流，SW脚到GND脚是一个500V到800V耐压的开关。由于市电电压较高，经整流电路5后的经电阻R2和R3组成的电阻分压器7分压后经VTH脚输入至控制单元41。VTH脚检测到的电压决定控制开关41是否将功率调节模块42切入电路。
当输入为低压(110V)时，VTH脚检测到的电压小于控制单元41的内部参考电压时，SW脚到GND脚短路，此时输出的电流将不会经过功率调节负载R和限流电阻R5，此时输出电压值就是LED负载2的灯珠电压，输出电流的大小由电阻R4的电阻值决定。当输入为高压(220V)时，VTH脚检测到的电压大于或等于内部参考电压时，SW脚到GND脚断路，此时输出的电流将经过功率调节负载R和限流电阻R5，此时输出的电压变为LED负载2的灯珠电压和功率调节负载R的灯珠电压之和，输出的电流由电阻R4和限流电阻R5的电阻值共同决定，通过设置电阻R4和限流电阻R5就能实现在高压或低压输入情况下，输出功率保持恒定。
于本实施例中，控制单元41包括比较器A、电压基准源S和控制开关K，比较器A的一个输入端与电压基准源S电性连接，比较器A的另一输入端(VTH脚)电性连接输入端1，比较器A的输出连接控制开关K的控制极，控制开关的闭合触点(SW脚)电性连接功率调节模块42。控制开关K为耐压值在500V～800V。比较器A比较从输入端1采样得到的电压值和电压基准源S设定的内部参考电压来决定控制开关K是否导通。在低压状态下时，控制开关K导通，流过LED负载2的电流由电阻R4决定；在高压状态下时，控制开关K断开，功率调节负载42切入电路保证输出功率恒定。于本实施例中，控制开关K为功率场效应管。然而，本发明对此不作任何限定。
于本实施例中，兼容低压和高压输入恒功率输出的LED电路还包括电性连接在输入端1和控制开关41之间的取样电阻R6，取样电阻R6为控制单元41提供工作电流。于本实施例中，取样电阻R6为比较器A提供工作电流。该设置可大大简化了比较器A工作电源的设计。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中可采用其它的电源为比较器A提供工作电流。
综上所述，通过在输入端和LED负载的输出端设置至少一个功率控制器，功率控制器包括控制单元和功率调节模块，控制单元检测输入端输入的市电电压，当市电电压发生切换，如从低压的110V切换到高压的220V或230V时，控制单元将功率调节模块切入到电路内，使得电路的输出功率与低压110V下的输出功率相同，在低压输入和高压输入时保证电路的输出功率恒定，满足不同市电电压的供电要求。本发明提供的兼容低压和高压输入恒功率输出的LED电路只需在传统的LED驱动电路上增加一个功率控制器即可实现不同供电电压下的电流功率输出恒定，且功率控制器的电路结构简单，控制单元内的器件只要能满足逻辑的变化即可，对器件的要求低，大大降低了电路设计的成本。
虽然本发明已由较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟知此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所要求保护的范围为准。

Claims (9)

1.一种兼容低压和高压输入恒功率输出的LED电路，其特征在于，包括：
输入端，接收外部电源；
LED负载，电性连接输入端；
恒流控制器，与LED负载串联，为LED负载提供恒定电流；
至少一个功率控制器，每一功率控制器均包括控制单元和功率调节模块，功率调节模块电性连接恒流控制器，控制单元电性连接输入端和功率调节模块，控制单元根据输入端接收到的外部电源的电压大小控制功率调节模块的切入或切出。
2.根据权利要求1所述的兼容低压和高压输入恒功率输出的LED电路，其特征在于，所述控制单元包括比较器、电压基准源和控制开关，比较器的一个输入端与电压基准源电性连接，比较器的另一输入端电性连接输入端，比较器的输出连接控制开关的控制极，控制开关的闭合触点电性连接功率调节模块。
3.根据权要求2所述的兼容低压和高压输入恒功率输出的LED电路，其特征在于，所述控制开关为耐压值在500V～800V。
4.根据权要求1或2所述的兼容低压和高压输入恒功率输出的LED电路，其特征在于，兼容低压和高压输入恒功率输出的LED电路还包括电性连接在输入端和控制单元之间的电阻分压器。
5.根据权利1所述的兼容低压和高压输入恒功率输出的LED电路，其特征在于，所述功率调节模块包括相互串联的限流电阻和功率调节负载。
6.根据权利要求5所述的兼容低压和高压输入恒功率输出的LED电路，其特征在于，所述功率调节负载为LED灯。
7.根据权利要求1所述的兼容低压和高压输入恒功率输出的LED电路，其特征在于，所述兼容低压和高压输入恒功率输出的LED电路还包括整流电路和滤波电容，整流电路串联在输入端和LED负载间，滤波电容与LED负载并联。
8.根据权利要求7所述的兼容低压和高压输入恒功率输出的LED电路，其特征在于，所述整流电路为全波桥式整流电路。
9.根据权利要求1所述的兼容低压和高压输入恒功率输出的LED电路，其特征在于，所述兼容低压和高压输入恒功率输出的LED电路还包括电性连接在输入端和控制开关之间的取样电阻，取样电阻为控制单元提供工作电流。
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