CN203840612U - Led电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种LED电路，属于LED电路的技术领域；解决的技术问题为：提供一种结构简单、能够为LED提供稳定电流、且当LED的光源断路后电路仍然可以正常工作的带有备用电源电路的LED电路；采用的技术方案为：包括电源电路、驱动电路、控制电路和LED发光电路，电源电路给驱动电路和LED发光电路供电，控制电路与驱动电路和LED发光电路电连接，还包括过热保护电路；适用于LED领域。

Description

LED电路

技术领域

本实用新型LED电路，属于LED电路的技术领域。

背景技术

LED由于其具有亮度高、工作电压低、功耗小、小型化、寿命长、耐冲击和性能稳定等优势，在金融、交通、体育、广告等领域得到广泛应用；LED工作在低压环境下且由电流来进行驱动，一般在LED电路中，LED工作的电源是从供电电源降压后而得到的，目前现有的LED电路较为复杂，其降压电路一般采用阻容降压电路，阻容降压电路的工作原理是利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流，这类电路的输出电流较小，随着输入电压的改变，LED的亮度也随之改变，而且阻容降压式电源是一种非隔离电源，安全性较低；此外，LED工作电路中的高频噪声、电压的激变均会影响其发光效果，所以在LED电路中需要采取一些手段来给LED发光电路提供稳定的工作电流；LED的自身温度会随着发光时间的增长而升高，当到达一定高温时，LED会发生爆裂甚至烧坏整个LED电路，造成不可挽救的经济损失。

实用新型内容

本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种结构简单、能够为LED提供稳定电流、且具有过热保护功能的LED电路。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：LED电路，包括电源电路、驱动电路、控制电路和LED发光电路，所述LED电路还包括过热保护电路，所述电源电路包括输入端与市电电源相连的变压器、输入端与变压器输出端相连的桥式整流器以及输入端与桥式整流器输出端相连的储能芯片，所述储能芯片通过第一输出端OUT1给LED发光电路和过热保护电路供电、通过第二输出端OUT2给驱动电路供电，储能芯片的接地端GND接地；所述驱动电路包括控制芯片和主要由二极管D1、电容C3、电感L2组成的降压电路，所述控制芯片的电源端并接电容C2的一端后与储能芯片的输出端OUT2相连，所述电容C2的另一端接地，所述控制芯片的第一控制端并接二极管D1的正极后与电容C3的一端相连，所述二极管D1的负极并接电感L2的一端后与储能芯片的第一输出端OUT1相连，电容C1的一端与储能芯片第一输出端OUT1和二极管D1负极之间的连线相连，所述电容C1的另一端接地；所述电感L2的另一端并接电容C3的另一端后与LED发光电路的电源输入端相连，所述LED发光电路的电源输出端与控制电路电连接后与所述控制芯片的第二控制端相连，所述控制芯片的接地端GND接地；所述过热保护电路包括比较器、开关控制电路和开关电路，所述比较器的非反相输入端并接电阻R5的一端、电阻R6的一端、电阻R8的一端后与电容C4的一端相连，比较器的反相输入端并接电容C5的一端、热敏电阻R4的一端后与分压电阻R3的一端相连，分压电阻R3的另一端并接电阻R5的另一端、比较器的电源端、电阻R7的一端后与储能芯片的第一输出端OUT1相连，热敏电阻R4的另一端、电容C4的另一端、电阻R6的另一端、电容C5的另一端和比较器的接地端均接地，比较器的输出端并接电阻R7的另一端、电阻R8的另一端后与开关控制电路的信号输入端相连，开关控制电路的信号输出端与开关电路相连，开关电路设置于LED发光电路与降压电路之间的电源线路上。

所述控制电路包括NPN型三极管Q1和电阻R1，所述NPN型三极管Q1的集电极连接LED发光电路的电源输出端，NPN型三极管Q1的基极连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端并接NPN型三极管Q1的发射极后与所述控制芯片的第二控制端相连；所述比较器的型号为LM393；所述热敏电阻R4为负温度系数型的电阻；所述控制芯片为CAT4201芯片；所述控制芯片的电源端为VBT端，所述控制芯片的第一控制端为SW端，所述控制芯片的第二控制端为CTRL端，所述控制芯片还具有复位端RSET，所述复位端RSET串接电感L1后接地；所述变压器和桥式整流器之间串接有一个电阻R2；所述LED发光电路包括至少一个LED支路。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本实用新型中，通过变压器和桥式整流器可把市电电源转换为LED所需电源，将转换后的电能储存在储能芯片中，由储能芯片分别输出给LED发光电路和驱动电路，驱动电路通过控制电路来控制LED发光电路的。

2、在储能芯片和LED发光电路之间的电源线路上设置有电容C1，此电容C1不仅能够滤除储能芯片输出的高频噪声、切断高频噪声通过供电回路进行传播的通路，而且防止电源携带的噪声对电路构成干扰、改善储能芯片输出给LED发光电路的电流上升和下降的波形、使波形变得平缓，达到了给LED发光电路提供平稳电流的目的；同理，在储能芯片和控制芯片之间的电源线路上设置有电容C2，使得控制芯片拥有稳定的电源输入，减小了电源激增对芯片的影响。

3、本实用新型中，将降压电路与CAT4201芯片的SW端口连接、将控制电路与CAT4201芯片的CTRL端口连接，工作时，降压电路与CAT4201芯片配合对储存芯片的输出电压进行降压输出，控制LED发光电路的电流，LED发光电路的负端连接控制电路后与CAT4201芯片的CTRL端口相连，对LED发光电路的电流进行检测，并反馈出开关信号量，达到控制电流的输出。

4、本实用新型中，热敏电阻R4的阻值随着LED温度的升高而减小，从而使得热敏电阻R4上的压降随着LED温度的升高而减小，当LED的温度维持在一定范围内时，热敏电阻R4上的压降（即比较器的反相输入电压值）大于比较器内设的上限阈值，比较器的输出信号为低电平，基于高电平工作的开关控制电路不动作；当LED的温度升高至一定值时，热敏电阻R4上的压降（即比较器的反相输入电压值）小于比较器内设的上限阈值，比较器的输出端为高阻抗，则比较器的输出信号为高电平，基于高电平工作的开关控制电路动作，控制开关电路切断LED发光电路的供给电源，保护了LED不被烧坏。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明；

图1为本实用新型的结构示意图；

图中：1为电源电路，2为驱动电路，3为控制电路，4为LED发光电路，5为储能芯片，6为控制芯片，7为降压电路，8为比较器，9为开关控制电路，10为过热保护电路，11为开关电路。

具体实施方式

如图1所示，LED电路，包括电源电路1、驱动电路2、控制电路3、LED发光电路4和过热保护电路10，所述电源电路1包括输入端与市电电源相连的变压器、输入端与变压器输出端相连的桥式整流器以及输入端与桥式整流器输出端相连的储能芯片5，可在所述变压器和桥式整流器之间串接一个电阻R2，所述储能芯片5通过第一输出端OUT1给LED发光电路4和过热保护电路10供电、通过第二输出端OUT2给驱动电路2供电，储能芯片5的接地端GND接地；

所述驱动电路2包括控制芯片6和主要由二极管D1、电容C3、电感L2组成的降压电路7，所述控制芯片6的电源端并接电容C2的一端后与储能芯片5的输出端OUT2相连，所述电容C2的另一端接地，所述控制芯片6的第一控制端并接二极管D1的正极后与电容C3的一端相连，所述二极管D1的负极并接电感L2的一端后与储能芯片5的第一输出端OUT1相连，电容C1的一端与储能芯片5第一输出端OUT1和二极管D1负极之间的连线相连，所述电容C1的另一端接地；所述电感L2的另一端并接电容C3的另一端后与LED发光电路4的电源输入端相连，所述LED发光电路4的电源输出端与控制电路3电连接后与所述控制芯片6的第二控制端相连，所述控制芯片6的接地端GND接地；所述控制芯片6可为CAT4201芯片，则所述控制芯片6的电源端为VBT端、第一控制端为SW端、第二控制端为CTRL端，此外所述控制芯片6还具有复位端RSET，所述复位端RSET串接电感L1后接地；

所述控制电路3包括NPN型三极管Q1和电阻R1，所述NPN型三极管Q1的集电极连接LED发光电路4的电源输出端，NPN型三极管Q1的基极连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端并接NPN型三极管Q1的发射极后与所述控制芯片6的第二控制端相连；

所述LED发光电路4包括至少一个LED支路；

所述过热保护电路10包括比较器8、开关控制电路9和开关电路11，所述比较器8的非反相输入端并接电阻R5的一端、电阻R6的一端、电阻R8的一端后与电容C4的一端相连，比较器8的反相输入端并接电容C5的一端、热敏电阻R4的一端后与分压电阻R3的一端相连，分压电阻R3的另一端并接电阻R5的另一端、比较器8的电源端、电阻R7的一端后与储能芯片5的第一输出端OUT1相连，热敏电阻R4的另一端、电容C4的另一端、电阻R6的另一端、电容C5的另一端和比较器8的接地端均接地，比较器8的输出端并接电阻R7的另一端、电阻R8的另一端后与开关控制电路9的信号输入端相连，开关控制电路9的信号输出端与开关电路11相连，开关电路11设置于LED发光电路4与降压电路7之间的电源线路上，电容C4、电容C5分别用于对输入至比较器8的非反相输入端、反相输入端的电压进行滤波处理。

所述分压电阻R3与热敏电阻R4组成一温度感测电路，该温度感测电路用于感测LED发光电路4中LED的温度变化，并输出一相应的电压信号；本实施例中，所述热敏电阻R4可为负温度系数型的电阻，其阻值随着LED温度的升高而减小，如此，热敏电阻R4上的压降将随着LED温度的升高而减小，进而用以表示LED的温度，即当LED的温度升高时，热敏电阻R4上的压降将减小，而当LED的温度降低时，热敏电阻R4上的压降将增加；所述比较器8的型号可为LM393，其反相输入端的电压值即为热敏电阻R4上的压降值，在比较器8内预存有一上限阈值，当比较器8反相输入电压值大于该上限阈值时，比较器8输出一低电平，当比较器8反相输入电压值小于该上限阈值时，比较器8的输出端为高阻抗，输出一高电平；如此，通过将LED在发热过程中所能允许达到的最大温度值所对应的电压值设置为所述上限阈值，则所述比较器8可将所述热敏电阻R4上的压降（即比较器8的反相输入电压值）与该预设的上限阈值进行比较，即将LED的发热温度与其能被允许的最大温度进行比较，并根据比较结果输出相应的控制信号；具体地，当LED温度低于最大温度时，比较器8的反相输入电压大于上限阈值，比较器8输出低电平传递给基于高电平工作的开关控制电路9，开关控制电路9不动作；当LED温度高于最大温度时，比较器8的反相输入电压校于上限阈值，比较器8的输出端为高阻抗，即比较器8输出高电平传递给基于高电平工作的开关控制电路9，开关控制电路9动作，控制开关电路切断电源，使得LED发光电路断开，保护了各LED部件。

本实用新型电路结构简单，有效减小了高频噪声、电压的激变对LED工作电路的影响，通过各电路模块的级联为LED发光电路提供了稳定的工作电流，并且在LED由于过度发热使得自身温度升高时能够切断供给电源、对LED进行保护，具有很大的实用性；上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (8)

1.LED电路，包括电源电路（1）、驱动电路（2）、控制电路（3）和LED发光电路（4），其特征在于：所述LED电路还包括过热保护电路（10），所述电源电路（1）包括输入端与市电电源相连的变压器、输入端与变压器输出端相连的桥式整流器以及输入端与桥式整流器输出端相连的储能芯片（5），所述储能芯片（5）通过第一输出端OUT1给LED发光电路（4）和过热保护电路（10）供电、通过第二输出端OUT2给驱动电路（2）供电，储能芯片（5）的接地端GND接地；所述驱动电路（2）包括控制芯片（6）和主要由二极管D1、电容C3、电感L2组成的降压电路（7），所述控制芯片（6）的电源端并接电容C2的一端后与储能芯片（5）的输出端OUT2相连，所述电容C2的另一端接地，所述控制芯片（6）的第一控制端并接二极管D1的正极后与电容C3的一端相连，所述二极管D1的负极并接电感L2的一端后与储能芯片（5）的第一输出端OUT1相连，电容C1的一端与储能芯片（5）第一输出端OUT1和二极管D1负极之间的连线相连，所述电容C1的另一端接地；所述电感L2的另一端并接电容C3的另一端后与LED发光电路（4）的电源输入端相连，所述LED发光电路（4）的电源输出端与控制电路（3）电连接后与所述控制芯片（6）的第二控制端相连，所述控制芯片（6）的接地端GND接地；

所述过热保护电路（10）包括比较器（8）、开关控制电路（9）和开关电路（11），所述比较器（8）的非反相输入端并接电阻R5的一端、电阻R6的一端、电阻R8的一端后与电容C4的一端相连，比较器（8）的反相输入端并接电容C5的一端、热敏电阻R4的一端后与分压电阻R3的一端相连，分压电阻R3的另一端并接电阻R5的另一端、比较器（8）的电源端、电阻R7的一端后与储能芯片（5）的第一输出端OUT1相连，热敏电阻R4的另一端、电容C4的另一端、电阻R6的另一端、电容C5的另一端和比较器（8）的接地端均接地，比较器（8）的输出端并接电阻R7的另一端、电阻R8的另一端后与开关控制电路（9）的信号输入端相连，开关控制电路（9）的信号输出端与开关电路（11）相连，开关电路（11）设置于LED发光电路（4）与降压电路（7）之间的电源线路上。

2.根据权利要求1所述的LED电路，其特征在于：所述控制电路（3）包括NPN型三极管Q1和电阻R1，所述NPN型三极管Q1的集电极连接LED发光电路（4）的电源输出端，NPN型三极管Q1的基极连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端并接NPN型三极管Q1的发射极后与所述控制芯片（6）的第二控制端相连。

3.根据权利要求1所述的LED电路，其特征在于：所述比较器（8）的型号为LM393。

4.根据权利要求3所述的LED电路，其特征在于：所述热敏电阻R4为负温度系数型的电阻。

5.根据权利要求1所述的LED电路，其特征在于：所述控制芯片（6）为CAT4201芯片。

6.根据权利要求5所述的LED电路，其特征在于：所述控制芯片（6）的电源端为VBT端，所述控制芯片（6）的第一控制端为SW端，所述控制芯片（6）的第二控制端为CTRL端，所述控制芯片（6）还具有复位端RSET，所述复位端RSET串接电感L1后接地。

7.根据权利要求1所述的LED电路，其特征在于：所述变压器和桥式整流器之间串接有一个电阻R2。

8.根据权利要求1所述的LED电路，其特征在于：所述LED发光电路（4）包括至少一个LED支路。