CN201274590Y

CN201274590Y - 市电led驱动装置

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Publication number: CN201274590Y
Application number: CNU2008201350869U
Authority: CN
Inventors: 田承仁; 李纯廉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-08-29
Filing date: 2008-08-29
Publication date: 2009-07-15
Anticipated expiration: 2018-08-29

Abstract

本实用新型涉及一种市电LED驱动装置，包括依次连接的整流电路、电压检测电路、开关电路、储能电路和低压LED驱动电路，所述电压检测电路检测所述整流电路的输出，当低于设定值时输出的控制信号，控制所述开关电路打开，允许所述整流电路的输出通过所述储能电路向低压LED驱动电路供电。本实用新型根据市电的电压有选择地开启开关管，使得输出电压可以控制，减小了开关晶体管的开关应力，提高了其可靠性，同时省掉了体积笨重的高压整流电容、电感或变压器，因而在降低成本的同时也减小了电磁干扰。

Description

市电LED驱动装置

技术领域

本实用新型涉及一种市电LED驱动装置。

背景技术

节约能源是可持续发展永恒的主题。随着LED(即发光二极管，半导体照明的俗称，Light Emitter Diode的缩写)在城市景观、商业大屏幕、交通信号灯、新型汽车等特殊领域的大量应用，其饱满色光、无限混色、卓越的频谱性能、迅速切换、耐震、耐潮、冷温、超长寿、免维护等优势，已成为全球最热门、最瞩目的光源，同时随着LED发光效率的不断提高，半导体照明已被认为是21世纪进入普通照明领域的一种新型固态冷光源和最具发展前景的高新领域之一。

但在LED照明领域中，同日光灯、卤钨灯一样，大功率白光LED的节能除了体现在LED自身的电光转换效率因素之外，还与市电转化为适合白光LED用的电压电流的效率密切相关。由于LED的电流驱动特性，目前市面上的产品在利用市电驱动大功率白光LED产品时，都使用电压转换的间接驱动方式，即采用AC—DC转换器电路将交流转换成直流后，再向白光LED供应直流来发光。国内一般都使用变压器将220V变到低压直流，然后再转换为白光LED所需的电压(单管一般为3.2～4V)，这其中就有了额外的功率损失(即使高效率时也有10％～20％)，若再计入直流低压驱动白光LED的转换效率，则功率损失更大。

实用新型内容

本实用新型克服了上述缺陷，提供了一种整体电能利用率高、性能可靠的市电LED驱动装置。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：一种市电LED驱动装置，包括依次连接的整流电路、电压检测电路、开关电路、储能电路和低压LED驱动电路，所述电压检测电路检测所述整流电路的输出，当低于设定值时输出的控制信号，控制所述开关电路打开，允许所述整流电路的输出通过所述储能电路向低压LED驱动电路供电。

所述开关电路可包括功率开关驱动电路和功率场效应管，所述功率场效应管的漏极和源极串联在所述整流电路和储能电路之间，栅极与所述功率开关驱动电路相连，所述电压检测电路输出的控制信号，控制所述功率开关驱动电路驱动所述功率场效应管的栅极，进而控制所述功率场效应管打开。

所述整流电路的输入端还可连接有保护电路。

所述电压检测电路可包括由运放和电阻构成的电压比较器，所述运放的反向输入端连接到所述整流电路的输出端，同向输入端连接在两串联电阻之间，输出端与所述功率开关驱动电路相连。

与运放的同向输入端相连的所述两串联电阻可包括可变电阻。

所述电压检测电路和功率开关驱动电路可集成在型号为L6393的半桥门驱动器中。

所述储能电路可包括电解电容，所述电解电容的正极端连接在所述开关电路和低压LED驱动电路之间，负极端接地。

所述低压LED驱动电路的型号可为LT3474-1。

本实用新型根据市电的电压有选择地开启开关管，使得输出电压可以控制，减小了开关晶体管的开关应力，提高了其可靠性，同时省掉了体积笨重的高压整流电容、电感或变压器，因而在降低成本的同时也减小了电磁干扰。本实用新型解决了市电高效驱动低压LED的问题，从市电(220VAC或110VAC)直接高效驱动大功率白光LED，不需要变压器将交流变为直流再驱动白光LED，与目前市场上产品相比，既没有转换器造成的功率损失，也降低了成本和体积，本驱动装置体积小巧，成本低廉，性能可靠，整体电能利用率高，能增强LED本身的使用效率，有效提高其使用寿命，达到其本身设计的寿命。本实用新型能解决驱动1W到200W的LED的问题，从而满足工矿企业、室内照明、道路照明等国内公共照明市场对LED照明的应用需求。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

如图1中所示，包括依次连接的保护电路U4、整流电路U1、电压检测电路、开关电路、储能电路和低压LED驱动电路U3。

所述保护电路U4采用保险管、NTC电阻、安规电容等器件，滤除直接接入的交流市电中的干扰杂散信号，并对装置起到过载保护作用，由于上述的保护器件都属于常规技术，这里不再赘述。所述整流电路U1可选耐压600V，最大工作电流2A的整流桥。

所述开关电路包括功率开关驱动电路U2和功率场效应管Q(简称开关管Q)，所述功率场效应管可选耐压600V的MOSFET管，如IPB60R099，所述功率场效应管Q的漏极和源极串联在所述整流电路和储能电路之间，栅极与所述功率开关驱动电路U2相连。所述电压检测电路由运放AR和电阻R1、R2构成的电压比较器构成，所述运放AR的反向输入端连接到所述整流电路U1的输出端，从所述整流电路的输出中采样，同向输入端连接在两串联电阻之间，获取两串联电阻之间的基准电压，所述运放AR的输出端与所述功率开关驱动电路U2的控制输入端相连，当所述电压比较器的反向输入端输入的电压低于同向输入端电压时，功放AR的输出端输出高电平，所述功率开关驱动电路U2在接收到这一高电平信号后，驱动所述功率场效应管Q的栅极，进而控制所述功率场效应管Q导通。所述功率开关驱动电路U2可采用高压高端MOSFET驱动芯片，或者与所述电压检测电路集成在型号为L6393的半桥门驱动器中。

所述储能电路包括电解电容C，所述电解电容C的正极端连接在所述功率场效应管Q和低压LED驱动电路U3之间，负极端接地，如果最大输出设定在30V，则可选50V的电解电容。

所述低压LED驱动电路有众多公司的成熟芯片可供选择，如Linear、Maxim，Nationa1、Zetex等公司，本实施例中采用Linear公司的LT3474-1。通过所述低压LED驱动电路U3的输出驱动串联的LED即D1、D2发光工作。

基于上述电路结构，交流市电经保护电路U4，并通过整流电路U1转换后，将输出的高压脉动直流电压加载到开关管Q上，所述电压检测电路监测高压脉动直流电压，当高压脉动直流电压低于设定值(即电阻R1、R2之间形成的基准电压)时，发出高电平信号通过功率开关驱动电路，打开开关管Q，向储能电容C供电。与所述运放的同向输入端相连的两串联电阻R1、R2中的任一个或两个采用可变电阻，通过调节所述可变电阻的阻值，可根据需求调节所述设定值，只要不超过低压LED驱动芯片的最大工作电压即可，从而满足不同的LED负载的供电需要，这样在整个工作时间内，电容C上的电压都比较低，从而在后端可以使用许多很成熟的低压LED驱动芯片来驱动大功率LED，无需采用昂贵的市电LED专用驱动芯片。

本实用新型通过检测整流电路输出电压的方式控制开关管Q，使得开关管总是在一定的低电压范围内开启，使开关管的输出电压总是在低压LED驱动电路的电压输入范围内，并可根据需要调整，从而可以使用很多成熟的低压LED驱动器，同时省掉了体积大的高压大电容、大电感或变压器，仅用较少的电阻、电容，开关管等分立元件，同时所述电容C可以使用廉价、小体积的低压电容，降低了成本，减小了电磁干扰。而且由于工作过程中开关频率比较低，使得功率开光管上的功率消耗非常低，从而可以使用小功率的晶体管，降低成本的同时也降低了对功率开关驱动电路的要求以及其本身的功率消耗，提高了效率。

采用本实用新型的驱动装置，成本低廉，性能可靠，结构小巧，不需要散热，效率高，芯片应力小，可以将市电驱动2W的LED驱动装置做到一个2cm×2cm大小的电路板上，完全可以放到现有的灯头中，可广泛使用在市电照明和工矿，企业，道路等公共场所等大规模照明用电中，其独特优点是将LED电流电压基本保持在恒流值，从而有效延长LED的使用寿命。避免了同类产品中驱动电源不稳定，LED使用寿命短和发光效率低的问题。

以上对本实用新型所提供的市电LED驱动装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims

1.一种市电LED驱动装置，其特征在于：包括依次连接的整流电路、电压检测电路、开关电路、储能电路和低压LED驱动电路，所述电压检测电路检测所述整流电路的输出，当低于设定值时输出的控制信号，控制所述开关电路打开，允许所述整流电路的输出通过所述储能电路向低压LED驱动电路供电。

2.根据权利要求1所述的市电LED驱动装置，其特征在于：所述开关电路包括功率开关驱动电路和功率场效应管，所述功率场效应管的漏极和源极串联在所述整流电路和储能电路之间，栅极与所述功率开关驱动电路相连，所述电压检测电路输出的控制信号，控制所述功率开关驱动电路驱动所述功率场效应管的栅极，进而控制所述功率场效应管打开。

3.根据权利要求2所述的市电LED驱动装置，其特征在于：所述电压检测电路包括由运放和电阻构成的电压比较器，所述运放的反向输入端连接到所述整流电路的输出端，同向输入端连接在两串联电阻之间，输出端与所述功率开关驱动电路相连。

4.根据权利要求3所述的市电LED驱动装置，其特征在于：与所述运放的同向输入端相连的所述两串联电阻包括可变电阻。

5.根据权利要求2所述的市电LED驱动装置，其特征在于：所述电压检测电路和功率开关驱动电路集成在型号为L6393的半桥门驱动器中。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的市电LED驱动装置，其特征在于：所述整流电路的输入端还连接有保护电路。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的市电LED驱动装置，其特征在于：所述储能电路包括电解电容，所述电解电容的正极端连接在所述开关电路和低压LED驱动电路之间，负极端接地。

8.根据权利要求1～5中任一项所述的市电LED驱动装置，其特征在于：所述低压LED驱动电路的型号为LT3474-1。