CN204795736U - 一种led分段恒流驱动照明装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种LED分段恒流驱动照明装置，包括整流模块、恒流模块和分段驱动模块，恒流模块连接整流模块和LED灯组，所述分段驱动模块连接整流模块、恒流模块和LED灯组；整流模块对市电进行整流变成脉动直流电源；恒流模块在电源电压波动时将输出电流限制在预设的恒流电流范围内，不会因电压的变动造成LED在一个周期的任意段承受过大的电流，而降低LED的寿命，有效提高了LED的寿命；分段驱动模块根据电源电压的大小对LED灯组进行分段点亮或熄灭，即在电源电压降低时控制至少一段LED灯串点亮，不会因市电周期内出现低电压时使LED都熄灭，省去了电源滤波电路，提高了功率因数，其元件数量少，成本低，安全省电。

Description

一种LED分段恒流驱动照明装置

技术领域

本实用新型涉及LED驱动技术领域，特别涉及一种LED分段恒流驱动照明装置。

背景技术

现有的低功率LED照明驱动电路种类较多，通常先经过整流滤波电路整流滤波、再通过电阻限流后驱动LED，以降低成本。这种结构在市电峰值电压处，会造成流过LED的电流远超过其预设的恒流电流范围，LED很容易光衰，驱动电源的功率因数较低。而且，电路中的滤波电容极易受到温度的影响而损坏，大大降低了驱动电源的寿命及可靠性，增加了日后维护维修费用。并且，而在市电50度电压值不过峰值电压值的0.7倍，该电路将无法驱动LED。虽然有的厂家采用恒流芯片和功率因数补偿电路来解决上述问题，但成本大幅度提高了。

有鉴于此，本实用新型提供一种LED分段恒流驱动照明装置。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种LED分段恒流驱动照明装置，以解决现有LED照明驱动电路的输出电流会超过预设的恒流电流范围、且功率因数低的问题。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种LED分段恒流驱动照明装置，与LED灯组连接，所述LED灯组包括串联的三段LED灯串，其中，所述LED分段恒流驱动照明装置包括：

用于对市电进行整流变成脉动直流电源的整流模块；

用于在电源电压波动时将输出电流限制在预设的恒流电流范围内的恒流模块；

用于根据电源电压的大小对LED灯组进行分段点亮或熄灭，及在电源电压降低时控制至少一段LED灯串点亮的分段驱动模块；

所述恒流模块连接整流模块和LED灯组，所述分段驱动模块连接整流模块、恒流模块和LED灯组。

所述的LED分段恒流驱动照明装置中，所述LED灯组包括第一段LED灯串、第二段LED灯串和第三段LED灯串；所述分段驱动模块包括第一驱动单元和第二驱动单元；

所述第一驱动单元的输入端连接整流模块和恒流模块，第一驱动单元的输出端连接第一段LED灯串的负极和第二段LED灯串的正极，第二驱动单元的输入端连接整流模块、恒流模块和第一驱动单元的输入端，第二驱动单元的输出端连接第二段LED灯串的负极和第三段LED灯串的正极，第三段LED灯串的负极接地。

所述的LED分段恒流驱动照明装置中，所述恒流模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一三极管和第二三极管；所述第一三极管的基极连接第二电阻的一端和第二三极管的集电极，第一三极管的集电极连接第一电阻的一端、第二电阻的另一端和整流模块的第2脚，第一三极管的发射极连接第一电阻的另一端、第三电阻的一端和第二三极管的基极，所述第三电阻的另一端连接第二三极管的发射极和第一段LED灯串的正极。

所述的LED分段恒流驱动照明装置中，所述第一驱动单元包括第三三极管、第四三极管、第四电阻、第五电阻和第六电阻；所述第三三极管的基极连接第五电阻的一端和第六电阻的一端，第三三极管的集电极连接第四电阻的一端和第四三极管的基极，第三三极管的发射极连接第六电阻的另一端、第四三极管的发射极和地，所述第四电阻的另一端连接第五电阻的另一端、第二电阻的另一端和整流模块的第2脚，第四三极管的集电极连接第一段LED灯串的负极和第二段LED灯串的正极。

所述的LED分段恒流驱动照明装置中，所述第二驱动单元包括第五三极管、第六三极管、第七电阻、第八电阻和第九电阻；所述第五三极管的基极连接第八电阻的一端和第九电阻的一端，第五三极管的集电极连接第七电阻的一端和第六三极管的基极，第七电阻的另一端连接第八电阻的另一端、第四电阻的另一端和整流模块的第2脚，第六三极管的集电极连接第二段LED灯串的负极和第三段LED灯串的正极；第五三极管的发射极、第六三极管的发射极和第三段LED灯串的负极均接地。

相较于现有技术，本实用新型提供的LED分段恒流驱动照明装置，由整流模块对市电进行整流变成脉动直流电源；恒流模块在电源电压波动时将输出电流限制在预设的恒流电流范围内，不会因电压的变动造成LED在一个周期的任意段承受过大的电流，而降低LED的寿命，有效提高了LED的寿命；分段驱动模块根据电源电压的大小对LED灯组进行分段点亮或熄灭，即在电源电压降低时控制至少一段LED灯串点亮，不会因市电周期内出现低电压时使LED都熄灭，有效提高了驱动电源的功率因数与电源效率，实现了能源的高效率利用；省去了电源滤波电路，不使用电解电容，其功率因数高，元件数量少，成本低，安全省电，符合LED“绿色照明”之称，适合于直接市电驱动的串接LED照明节能灯，尤其是10W~20W的LED日光灯。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的LED分段恒流驱动照明装置的结构框图；

图2为本实用新型实施例提供的LED分段恒流驱动照明装置应用实施例的电路图。

具体实施方式

本实用新型提供一种LED分段恒流驱动照明装置，在现有的低功率LED驱动电路中增加由分立元件构成的恒流模块和分段驱动模块。为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请同时参阅图1和图2，本实用新型实施例提供的LED分段恒流驱动照明装置用于驱动LED灯组。所述LED灯组由串联的三段LED灯串组成，每段LED灯串串联了若干个LED灯。所述LED分段恒流驱动照明装置包括整流模块100、恒流模块200和分段驱动模块300。

所述整流模块100对市电进行整流变成脉动直流电源，电源电压的大小随市电电压同步变化。所述恒流模块200连接整流模块100和LED灯组，具体为串接在整流模块100和LED灯组的正极之间，用于在电源电压波动时将输出电流限制在预设的恒流电流范围内，具体为：在电源电压的峰值电压变大时抑制输出电流的增加，从而使输出电流不超过预设的恒流电流，这样就不会因电压的变动造成LED在一个周期的任意段承受过大的电流，而降低LED的寿命，有效提高了LED的寿命，增强了电源***可靠性。

所述分段驱动模块300连接整流模块100、恒流模块200和LED灯组，能根据电源电压的大小对LED灯组进行分段点亮或熄灭，在电源电压降低时确保至少一段LED灯串点亮；具体为当电源电压波形由0开始上升时，LED灯组逐段点亮；电源电压波形在峰值附近时LED灯组全部点亮，电源电压下降到第一阈值时继续下降，LED灯组开始逐段熄灭，且至少一段LED灯串保持点亮。不会因市电周期内出现低电压时使LED都熄灭，有效提高了驱动电源的功率因数与电源效率，实现了能源的高效率利用；更重要的是省去了现有的电源滤波电路，不使用电解电容，提高了整体驱动电源的寿命，确保以最低成本实现LED分段恒流驱动。

基于LED灯组分为若干段LED灯串，一较佳应用实施例中，设置LED灯组分为三段，包括第一段LED灯串L1、第二段LED灯串L2和第三段LED灯串L3。对应地，所述分段驱动模块300包括第一驱动单元3011和第二驱动单元3012。所述第一驱动单元3011的输入端i1连接整流模块和恒流模块，第一驱动单元3011的输出端o1连接第一段LED灯串L1的负极和第二段LED灯串L2的正极，第二驱动单元3012的输入端i2连接整流模块、恒流模块和第一驱动单元3011的输入端i1，第二驱动单元3012的输出端o2连接第二段LED灯串L2的负极和第三段LED灯串L3的正极，第三段LED灯串L3的负极接地。

需要理解的是，每段LED灯串中串联了若干个LED，图2中以一个发光二极管的电子图表示一段LED灯串。若LED灯串的段数改变，驱动单元的个数随之改变。

请继续参阅图2，本实施例中，所述整流模块100采用整流桥，其为现有技术，整流模块100的第1脚连接火线端L，整流模块100的第2脚连接恒流模块200和分段驱动模块300，整流模块100的第3脚连接零线端n，整流模块100的第4脚接地。其中，火线端L和零线端n输入的220V的市电经过整流模块100中的整流桥整流。

本实施例中，所述恒流模块200包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一三极管Q1和第二三极管Q2；所述第一三极管Q1的基极连接第二电阻R2的一端和第二三极管Q2的集电极，第一三极管Q1的集电极连接第一电阻R1的一端、第二电阻R2的另一端和整流模块100的第2脚，第一三极管Q1的发射极连接第一电阻R1的另一端、第三电阻R3的一端和第二三极管Q2的基极，所述第三电阻R3的另一端连接第二三极管Q2的发射极和第一段LED灯串L1的正极。

其中，第一三极管Q1和第二三极管Q2为小功率NPN三极管。预设的恒流电流的大小由第三电阻R3的阻值决定。当市电电压半周峰值点电压变大时，电源电压的峰值电压也变大，第二电阻R2提供给第一三极管Q1的基极电流增大，第一三极管Q1的集电极电流增大，流过第三电阻R3的电流增大，第二三极管Q2的基极-发射极电压也增大，使第二三极管Q2的导通能力增强，从而使第二三极管Q2的集电极电流增大。第二电阻R2提供给第一三极管Q1的基极电流起到分流作用，使第一三极管Q1的导通能力减弱，第一三极管Q1的集电极电流减少，从而有效地抑制了输出电流I的增加，将输出电流I限制在LED的预设的恒流电流范围内，使输出电流I总量维持平衡，保持市电波峰处恒电流输出，解决了因电网峰值电压的变动造成LED在峰值附近产生过大电流而严重降低LED寿命的问题。

本实施例中，所述第一驱动单元3011包括第三三极管Q3、第四三极管Q4、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6；所述第三三极管Q3的基极连接第五电阻R5的一端和第六电阻R6的一端，第三三极管Q3的集电极连接第四电阻R4的一端和第四三极管Q4的基极，第三三极管Q3的发射极连接第六电阻R6的另一端、第四三极管Q4的发射极和地，所述第四电阻R4的另一端连接第五电阻R5的另一端、第二电阻R2的另一端和整流模块100的第2脚，第四三极管Q4的集电极连接第一段LED灯串L1的负极和第二段LED灯串L2的正极。

所述第二驱动单元3012包括第五三极管Q5、第六三极管Q6、第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9；所述第五三极管Q5的基极连接第八电阻R8的一端和第九电阻R9的一端，第五三极管Q5的集电极连接第七电阻R7的一端和第六三极管Q6的基极，第七电阻R7的另一端连接第八电阻R8的另一端、第四电阻R4的另一端和整流模块100的第2脚，第六三极管Q6的集电极连接第二段LED灯串L2的负极和第三段LED灯串L3的正极；第五三极管Q5的发射极、第六三极管Q6的发射极和第三段LED灯串L3的负极均接地。

其中，所述第三三极管Q3、第四三极管Q4、第五三极管Q5和第六三极管Q6为小功率NPN三极管。当电源电压在过零电压开始上升时，第四电阻R4提供给第四三极管Q4的基极电流使第四三极管Q4导通接地，同时，第七电阻R7提供给第六三极管Q6的基极电流使第六三极管Q6导通接地，第一段LED灯串L1点亮。

第五电阻R5、第六电阻R6分压给第三三极管Q3提供基极电压，该基极电压增加达到一定值时，第三三极管Q3导通，使第四三极管Q4截止，第一段LED灯串L1、第二段LED灯串L2点亮。

第八电阻R8、第九电阻R9分压给第五三极管Q5提供基极电压，该基极电压增加达到一定值时，第五三极管Q5导通，使第六三极管Q6截止，此时所有LED全亮，即第一段LED灯串L1、第二段LED灯串L2和第三段LED灯串L3点亮。

当市电电压达到峰值后，其电压值下降到第一阈值时，LED从第三段LED灯串L3开始逐段灭掉，即随着电压值的下降，第八电阻R8、第九电阻R9的分压逐渐变小使第五三极管Q5截止，第六三极管Q6导通，从而使第三段LED灯串L3灭掉。电压值继续下降时，第五电阻R5和第六电阻R6的分压逐渐变小使第三三极管Q3截止，第四三极管Q4导通，从而使第二段LED灯串L2也灭掉。即使市电电压继续下降，其电压值也能使第四三极管Q4保持导通状态，确保第一段LED灯串L1保持点亮状态。因此，当市电电压降低时，总有部分LED点亮，从而有效的提高了驱动电源的功率因数，实现了能源的高效率利用。

综上所述，本实用新型提供的LED分段恒流驱动照明装置，由于本实用新型LED驱动电源设置有恒流控制电路和分段驱动控制电路。当电网电压半周峰值附近电压大时通过恒流控制电路使输出电流不随其而变大，而且在市电电压较低时仍有部分LED点亮，驱动电源的功率因数可达93％以上，同时省去了电源滤波电路和滤波电容，大大提高了驱动电源的可靠性，因此它与现有的LED驱动电源相比，具有输出电流受市电交流电源电压变化影响小，输出电流限制在LED预设的恒流电流范围内的特点，有效的提高LED的寿命，而且驱动电源具有可靠性高、高功率因数的特点，实现了能源的高效利用，降低了日后维护维修的费用；其功率因数高，元件数量少，成本低，安全省电，符合LED“绿色照明”之称，适合于直接市电驱动的串接LED照明节能灯，尤其是10W~20W的LED日光灯。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种LED分段恒流驱动照明装置，与LED灯组连接，所述LED灯组包括串联的三段LED灯串，其特征在于，所述LED分段恒流驱动照明装置包括：

用于对市电进行整流变成脉动直流电源的整流模块；

用于在电源电压波动时将输出电流限制在预设的恒流电流范围内的恒流模块；

用于根据电源电压的大小对LED灯组进行分段点亮或熄灭，及在电源电压降低时控制至少一段LED灯串点亮的分段驱动模块；

所述恒流模块连接整流模块和LED灯组，所述分段驱动模块连接整流模块、恒流模块和LED灯组。

2.根据权利要求1所述的LED分段恒流驱动照明装置，其特征在于，所述LED灯组包括第一段LED灯串、第二段LED灯串和第三段LED灯串；所述分段驱动模块包括第一驱动单元和第二驱动单元；

所述第一驱动单元的输入端连接整流模块和恒流模块，第一驱动单元的输出端连接第一段LED灯串的负极和第二段LED灯串的正极，第二驱动单元的输入端连接整流模块、恒流模块和第一驱动单元的输入端，第二驱动单元的输出端连接第二段LED灯串的负极和第三段LED灯串的正极，第三段LED灯串的负极接地。

3.根据权利要求2所述的LED分段恒流驱动照明装置，其特征在于，所述恒流模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一三极管和第二三极管；所述第一三极管的基极连接第二电阻的一端和第二三极管的集电极，第一三极管的集电极连接第一电阻的一端、第二电阻的另一端和整流模块的第2脚，第一三极管的发射极连接第一电阻的另一端、第三电阻的一端和第二三极管的基极，所述第三电阻的另一端连接第二三极管的发射极和第一段LED灯串的正极。

4.根据权利要求3所述的LED分段恒流驱动照明装置，其特征在于，所述第一驱动单元包括第三三极管、第四三极管、第四电阻、第五电阻和第六电阻；所述第三三极管的基极连接第五电阻的一端和第六电阻的一端，第三三极管的集电极连接第四电阻的一端和第四三极管的基极，第三三极管的发射极连接第六电阻的另一端、第四三极管的发射极和地，所述第四电阻的另一端连接第五电阻的另一端、第二电阻的另一端和整流模块的第2脚，第四三极管的集电极连接第一段LED灯串的负极和第二段LED灯串的正极。

5.根据权利要求4所述的LED分段恒流驱动照明装置，其特征在于，所述第二驱动单元包括第五三极管、第六三极管、第七电阻、第八电阻和第九电阻；所述第五三极管的基极连接第八电阻的一端和第九电阻的一端，第五三极管的集电极连接第七电阻的一端和第六三极管的基极，第七电阻的另一端连接第八电阻的另一端、第四电阻的另一端和整流模块的第2脚，第六三极管的集电极连接第二段LED灯串的负极和第三段LED灯串的正极；第五三极管的发射极、第六三极管的发射极和第三段LED灯串的负极均接地。

6.根据权利要求3所述的LED分段恒流驱动照明装置，其特征在于，所述第一三极管和第二三极管为NPN三极管。

7.根据权利要求5所述的LED分段恒流驱动照明装置，其特征在于，所述第三三极管、第四三极管、第五三极管和第六三极管为NPN三极管。