CN205305170U - Led驱动电路、led灯具及恒压驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种LED驱动电路，用于连接在电源与LED光源之间、将电源电压转换为LED光源的工作电压，所述LED驱动电路包括恒流驱动模块、供电类型检测模块、储能模块及稳压控制模块。所述稳压控制模块根据所获取的第一电压、第二电压和供电类型，控制储能模块稳定所述第二电压。本实用新型还涉及一种使用上述LED驱动电路的LED灯具和一种恒压驱动电路。上述LED驱动电路、LED灯具及恒压驱动电路可适应各种类型的电源稳定工作。

Description

LED驱动电路、LED灯具及恒压驱动电路

技术领域

本实用新型涉及灯具，特别是涉及一种LED驱动电路、LED灯具及恒压驱动电路。

背景技术

传统的LED驱动电源板只能接收50-60Hz的市电输入，以该类型电源板组装生产出来的LED成品灯只能用于市电线路。如果用户不慎将该LED成品灯接入电子镇流器支架，会出现不亮、微亮或过压损坏等现象。

为解决上述问题，采用兼容型LED驱动电源板。传统的兼容型LED驱动电源板控制原理如图1，其主要的变化是在市电电源板的基础上加入高频识别电路。当采用该兼容型电源板的LED成品灯接入电子镇流器时，兼容型LED驱动电源板会由输入检测电路检测到供电类型，然后由切换电路将原市电用的恒流电路断开(将恒流电路短路)，由电子镇流器整流后直接供给LED负载，同时并入分流负载用于迎合镇流器额定功率输出，以免电子镇流器进入保护状态。

上述兼容型LED驱动电源板存在两个问题：一是LED负载的供电前端没有恒流电路，而LED灯珠又是电流敏感的元件，不同品牌的电子镇流器输出的电压相差很大，导致LED灯珠要么处于过载状态工作，光衰严重，甚至直接击穿损坏，要么就是功率不足，达不到照明光度的要求；二是分流负载加大损耗，分流负载在该电路中只起加大负载功率的作用，目的是让电子镇流器达到足够的额定功率后就能正常工作，分流负载导致输入效率变低，有悖于LED节能的特点。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种新型的电路，可适应各种类型的输入电源，并维持一个稳定范围内的电压以提供后级负载所需的能量。

此外还提供一种LED灯具以及一种恒压驱动电路。

一种LED驱动电路，用于连接在电源与LED光源之间、将电源电压转换为LED光源的工作电压，所述LED驱动电路包括恒流驱动模块，其特征在于，所述LED驱动电路还包括：

供电类型检测模块，用于连接所述电源，检测并输出电源的供电类型；

储能模块，连接在第一电压端和第二电压端之间；其中，所述第一电压端是电源经整流后输出第一电压的连接端，所述第二电压端是给恒流驱动模块输入第二电压的连接端，所述第二电压经恒流驱动模块转换为所述工作电压；

稳压控制模块，连接所述第一电压端、第二电压端以分别获取所述第一电压和第二电压；所述稳压控制模块还连接所述供电类型检测模块的输出端以获取电源的供电类型；所述稳压控制模块还连接所述储能模块的控制端以根据所获取的第一电压、第二电压和供电类型，控制储能模块或储能、或供能、或作为负载分流以稳定所述第二电压。

在其中一个实施例中，所述稳压控制模块包括第一电压检测电路、第二电压检测电路和主控单元；

所述第一电压检测电路的输入端连接所述第一电压端，输出端与所述主控单元的第一电压输入检测端连接；

所述第二电压检测电路的输入端连接所述第二电压端，输出端与所述主控单元的第二电压输入检测端连接；

所述供电类型检测模块的输出端与所述主控单元的电压类型检测端连接；

所述储能模块的控制端与所述主控单元的稳压控制端连接。

在其中一个实施例中，所述第一电压检测电路和第二电压检测电路均为电阻分压电路。

在其中一个实施例中，所述供电类型检测模块包括光耦芯片，所述光耦芯片连接电源，并输出电压信号至所述主控单元的电压类型检测端。

在其中一个实施例中，所述储能模块包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一电感、第一电容以及三端口开关器件；

所述第一二极管连接在第一电压端和第二电压端之间，且阳极与第一电压端连接；

所述第一电感、第二二极管以及第一电容依次连接在第一电压端与地之间；

所述第三二极管、第一电容依次连接在第二电压端与地之间；且所述第二二极管的阴极与第三二极管的阳极连接，所述第二二极管的阳极与第一电感连接，所述第三二极管的阴极与第二电压端连接；

所述三端口开关器件的开关两端分别连接所述第二二极管的阳极和地，所述三端口开关器件的控制端连接所述稳压控制模块。

在其中一个实施例中，还包括第一整流桥和第二整流桥，所述第一整流桥和第二整流桥的两个输入端均分别与所述电源的两端；

所述第一整流桥和第二整流桥的正极输出端连接后共同作为所述第一电压端。

在其中一个实施例中，所述第一整流桥和第二整流桥均为快恢复整流电路。

一种LED灯具，包括LED灯板和驱动电源板，其特征在于，所述驱动电源板上设有上述的LED驱动电路。

一种恒压驱动电路，用于连接在电源与恒压负载之间、将电源电压转换为恒压负载的工作电压，其特征在于，所述恒压驱动电路包括：

供电类型检测模块，用于连接所述电源，检测并输出电源的供电类型；

储能模块，连接在第一电压端和第二电压端之间；其中，所述第一电压端是电源经整流后输出第一电压的连接端，所述第二电压端是给恒压负载供电的输入端；

稳压控制模块，连接所述第一电压端、第二电压端以分别获取所述第一电压和第二电压；所述稳压控制模块还连接所述供电类型检测模块的输出端以获取电源的供电类型；所述稳压控制模块还连接所述储能模块的控制端以根据所获取的第一电压、第二电压和供电类型，控制储能模块或储能、或供能、或作为负载分流以稳定所述第二电压。

上述LED驱动电路、LED灯具及恒压驱动电路，其稳压控制模块根据不同类型的输入电源、第一电压和第二电压的关系控制储能模块或储能、或为后级电路供能或作为负载分流稳定前级电路，从而达到稳定第二电压的目的。因而可以适应各种类型的电源稳定工作。

附图说明

图1为传统的兼容型LED驱动电源板控制原理图；

图2为一实施例的LED驱动电路模块图；

图3为稳压控制模块的内部结构图；

图4为储能模块的电路原理图；

图5a为灯管型LED灯具的外观示意图；

图5b灯管型LED灯具的内部布置图；

图5c为灯管型LED灯具与瞬时启动电子镇流器电路连接的电路图；

图5d为灯管型LED灯具与快速预热启动电子镇流器电路连接的电路图；

图6为另一实施例的LED驱动电路模块图。

LED驱动电路	10	电源	20、20’
				LED光源	30	第一整流桥	110
第二整流桥	120	供电类型检测模块	130、130’
				储能模块	140，140’	稳压控制模块	150、150’
恒流驱动模块	160	第一电压端	102、102’
				第二电压端	104、104’	第一电压检测电路	152
第二电压检测电路	154	主控单元	156
				恒压驱动电路	10’	恒压负载	30’

具体实施方式

以下结合附图和实施例进行进一步说明。

图2为一实施例的LED驱动电路模块图。该LED驱动电路10用于连接在电源20与LED光源30之间、将电源电压转换为LED光源的工作电压。该LED驱动电路10为兼容型LED驱动电路，不仅可以连接普通的市电电源，还可以直接连接带有电子镇流器的灯架，并且提供稳定的电流输出。

在一个实施例中，LED驱动电路10包括第一整流桥110、第二整流桥120、供电类型检测模块130、储能模块140、稳压控制模块150以及恒流驱动模块160。

第一整流桥110和第二整流桥120的两个输入端均分别与电源20(图中示意为交流电，还可以为直流电)的两端连接。第一整流桥110和第二整流桥120的正极输出端连接后共同作为第一电压端102。第一电压端102是电源20经整流后输出第一电压VIN1的连接端。

第一整流桥110和第二整流桥120均可采用快恢复整流电路。快恢复整流电路可以适应多种不同频率的电源波形。

供电类型检测模块130连接电源20，检测并输出电源20的供电类型。恒流驱动模块160经第二电压端104输入第二电压VIN2。所述第二电压VIN2经恒流驱动模块160转换为所述工作电压。

储能模块140连接在第一电压端102和第二电压端104之间。

稳压控制模块150连接第一电压端102、第二电压端104以分别获取所述第一电压VIN1和第二电压VIN2。稳压控制模块150连接供电类型检测模块130的输出端以获取电源20的供电类型。稳压控制模块150还连接储能模块140的控制端以根据所获取的第一电压VIN1、第二电压VIN2和供电类型，控制储能模块140稳定所述第二电压VIN2。

稳压控制模块150根据不同类型的输入电源、第一电压和第二电压的关系控制储能模块140或储能、或为后级电路供能或作为负载分流稳定前级电路，从而达到稳定第二电压VIN2的目的。

如图3所示，稳压控制模块150包括第一电压检测电路152、第二电压检测电路154和主控单元156。

第一电压检测电路152的输入端连接所述第一电压端102，第一电压检测电路152的输出端与主控单元156的第一电压输入检测端连接。第二电压检测电路154的输入端连接第二电压端104，第二电压检测电路154的输出端与主控单元156的第二电压输入检测端连接。

结合图2，供电类型检测模块130的输出端与主控单元156的电压类型检测端连接。具体地，供电类型检测模块130包括光耦芯片，所述光耦芯片连接电源20，并输出电压信号至主控单元156的电压类型检测端。光耦芯片可以隔离交流与直流间的电气连接而不影响检测功能。

储能模块140的控制端与主控单元156的稳压控制端连接。

本实施例中，第一电压检测电路152和第二电压检测电路154均为电阻分压电路。具体地，第一电压检测电路152包括串联在第一电压端102和地之间的电阻R1、电阻R2，电阻R1和电阻R2的公共端与主控单元156的第一电压输入检测端连接。第二电压检测电路154包括串联在第二电压端104和地之间的电阻R3、电阻R4，电阻R3和电阻R4的公共端与主控单元156的第二电压输入检测端连接。为滤波，还可在电阻R4处并联电容C2。

主控单元156可采用单片机实现其具体功能。其通过接收第一电压、第二电压和供电类型检测模块130的输出，判别电源的输入类型，再根据第一电压和第二电压的关系控制储能模块140或储能、或为后级电路供能或作为负载分流稳定前级电路。

如图4所示，储能模块140包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第一电感L1、第一电容C1以及三端口开关器件Q1。

第一二极管D1连接在第一电压端102和第二电压端104之间，且阳极与第一电压端102连接。第一电感L1、第二二极管D2以及第一电容C1依次连接在第一电压端102与地之间。第三二极管D3、第一电容C1依次连接在第二电压端104与地之间。第二二极管D2的阴极与第三二极管D3的阳极连接，所述第二二极管D2的阳极与第一电感L1连接，所述第三二极管D3的阴极与第二电压端104连接。

三端口开关器件Q1的开关两端分别连接所述第二二极管D2的阳极和地，所述三端口开关器件的控制端连接所述稳压控制模块150。三端口开关器件Q1可以采用MOS管。

图4所述的储能模块140可以根据情况作为BUCK电路工作或作为BOOST电路工作，即可以储能、供能或作为负载分流。

以下结合附图2～4说明上述LED驱动电路的工作原理。

电源的输入电压经供电类型检测模块发送给稳压控制模块，稳压控制模块判断输入电压幅值没有变化时，可判断为直流输入。当输入电压幅值有变化时，则判断为交流输入。在交流输入状态下，稳压控制模块又计算出输入电压变化的周期，计算得到交流输入的频率。当频率为50-60Hz时，视为市电输入；当频率为10-70KHz时，视为其他类型的输入(比如电子镇流器)。

在判断出电源供电类型的基础上，进行如下控制。

1.输入电压是直流电。

在实际应用中，直流电压输入一般是低压较多，来源于蓄电池(如车用或野外作业)或提供人体安全电压的隔离变压器(如机床照明、商场展柜等)。当第一电压VIN1大于第二电压VIN2时，表明外部提供的直流电可以满足恒流驱动模块160的正常工作电压需求，此时储能电路140会进行储能工作。

但是也有可能外部提供的电源所得到的第一电压VIN1会低于恒流驱动模块160的正常工作电压。主控单元156检测到第一电压VIN1低于下限时，启动三端口开关器件Q1工作，通过第一电感L1、第二二极管D2和第一电容C1组成的boost电路将第一电压VIN1提升至恒流驱动模块160所需的正常工作电压，同时主控单元156检测第二电压VIN2，如电压过高，则关闭三端口开关器件Q1，通过反复开关调节，可以保证第二电压VIN2恒定。

2.输入电压是市电。

照明产品都会受到一些规格约束，比如输入电压范围、功率因素、效率、输出电流精度等等。市电输入经全波整流后经第一二极管D1供后级恒流驱动模块160给负载，构成主回路。第一电容C1与第三二极管D3是反向串联，整流后的市电不能对第一电容C1充电，故功率因素很高，可达0.9以上。因第一二极管D1的存在，第一电感L1取电来自于第一二极管D1的前端(即第一电压端102)，在整流后的全波的波峰阶段，主控单元156启动三端口开关器件Q1工作，将能量贮存在第一电容C1；当波谷来临，第一电容C1对外放电，从而保证第二电压端104的电压较为平稳。可以方便实现全电压范围的输入。因有贮能电路的存在，在电压较低时第一电容C1将补充能量，从而保证后级提供给负载的电流能恒定在指定的误差范围内。

3.输入电压是电子镇流器提供的。

当输入电压来自于电子镇流器等供电源时，因这类供电源也具有恒流或恒压等特性。故可利用储能模块140分流的特性来平衡负载的总功率，以保证电子镇流器等工作于正常状态，从而获得本电路所需要的能量。当输入电压较高时，主控单元156启动三端口开关器件Q1，输入的电流会经第一电感L1到三端口开关器件Q1到地这个回路分流，这样电子镇流器就会因负载加重而电压降低。因三端口开关器件Q1是工作在高频的开关状态，三端口开关器件Q1开关过程中的逆程脉冲会经第二二极管D2整流贮存在第一电容C1，从而电压降下来时再补充给后级。

因而上述的LED驱动电路不仅能够适应多种电源输入，输入给后级的第二电压VIN2也不会产生很大的波动，能够使后级电路稳定工作。

上述的LED驱动电路非常适用于以灯管形式做成的LED灯具。如图5a所示，为灯管型LED灯具的外观图。灯管型LED灯具包括灯管体11和连接在灯管体11两端的引接盖12。其中两端的引接盖12上分别设有两个插接脚13。

如图5b所示，灯管体11内部包括LED灯板14和驱动电源板15。驱动电源板15和LED灯板14一起封装在灯管体11中。例如驱动电源板15可以设置在LED灯板14背面的拱形腔体内。驱动电源板15上的电路一方面通过引接盖12上的插接脚13引出与外部电源连接，另一方面与LED灯板14上的LED灯电连接。驱动电源板15可将外部电源转换为LED灯板14的工作电压。上述的LED驱动电路就设置在LED电源板15上，且两端的两个插接脚13分别对应图2中的A、C、B、D。包括上述LED驱动电路的LED灯具，可以直接连接在原有的灯管支架上，而不需要对原有的用于驱动荧光灯管的灯管支架进行改造就可以正常工作。直接连接时，LED灯具不会造成损害。

在上述实施例中应用到2个整流桥，是为了适应市面各种电子镇流器而设。在市电或直流等输入源的应用中，如果只有2条输入线，用一个整流桥就可以了。

市面常见的镇流器有分瞬时启动电子镇流器和快速预热启动电子镇流器。瞬时启动电子镇流器是采用2线输入的方式，接法是将灯管一头的两个端子短路作为一条输入线，另一头同样处理，如图5c所示。

快速预热启动电子镇流器采用4线输入的方式，每头有2个端子，用于供电预热灯丝用，如图5d，为能兼容各种镇流器，故用了2个整流桥。

上述的LED驱动电路具备宽输入的特点，可以设计成恒流或恒压的应用以驱动所有的恒压或恒流产品，而不限于LED照明类产品。如图6所示，另一实施例的恒压驱动电路10’连接在电源20’与恒压负载30’之间、将电源20’的电压转换为恒压负载30’的工作电压。

恒压驱动电路包括供电类型检测模块130’、储能模块140’和稳压控制模块150’。

供电类型检测模块130’用于连接所述电源20’，检测并输出电源的供电类型。

储能模块140’连接在第一电压端102’和第二电压端104’之间；其中，所述第一电压端102’是电源20’经整流后输出第一电压的连接端，所述第二电压端104’是给恒压负载30’供电的输入端。

稳压控制模块150’连接所述第一电压端102’、第二电压端104’以分别获取所述第一电压和第二电压；所述稳压控制模块150’还连接所述供电类型检测模块130’的输出端以获取电源的供电类型。所述稳压控制模块150’还连接所述储能模块140’的控制端以根据所获取的第一电压、第二电压和供电类型，控制储能模块或储能、或供能、或作为负载分流以稳定所述第二电压。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种LED驱动电路，用于连接在电源与LED光源之间、将电源电压转换为LED光源的工作电压，所述LED驱动电路包括恒流驱动模块，其特征在于，所述LED驱动电路还包括：

供电类型检测模块，用于连接所述电源，检测并输出电源的供电类型；

储能模块，连接在第一电压端和第二电压端之间；其中，所述第一电压端是电源经整流后输出第一电压的连接端，所述第二电压端是给所述恒流驱动模块输入第二电压的连接端，所述第二电压经恒流驱动模块转换为所述工作电压；

稳压控制模块，连接所述第一电压端、第二电压端以分别获取所述第一电压和第二电压；所述稳压控制模块还连接所述供电类型检测模块的输出端以获取电源的供电类型；所述稳压控制模块还连接所述储能模块的控制端以根据所获取的第一电压、第二电压和供电类型，控制所述储能模块或储能、或供能、或作为负载分流以稳定所述第二电压。

2.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述稳压控制模块包括第一电压检测电路、第二电压检测电路和主控单元；

所述第一电压检测电路的输入端连接所述第一电压端，输出端与所述主控单元的第一电压输入检测端连接；

所述第二电压检测电路的输入端连接所述第二电压端，输出端与所述主控单元的第二电压输入检测端连接；

所述供电类型检测模块的输出端与所述主控单元的电压类型检测端连接；

所储能模块的控制端与所述主控单元的稳压控制端信号连接。

3.根据权利要求2所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第一电压检测电路和第二电压检测电路均为电阻分压电路。

4.根据权利要求2所述的LED驱动电路，其特征在于，所述供电类型检测模块包括光耦芯片，所述光耦芯片连接所述电源，并输出电压信号至所述主控单元的电压类型检测端。

5.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述储能模块包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一电感、第一电容以及三端口开关器件；

所述第一二极管连接在第一电压端和第二电压端之间，且阳极与第一电压端连接；

所述第一电感、第二二极管以及第一电容依次连接在第一电压端与地之间；

所述第三二极管、第一电容依次连接在第二电压端与地之间；且所述第二二极管的阴极与第三二极管的阳极连接，所述第二二极管的阳极与第一电感连接，所述第三二极管的阴极与第二电压端连接；

所述三端口开关器件的开关两端分别连接所述第二二极管的阳极和地，所述三端口开关器件的控制端连接所述稳压控制模块。

6.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，还包括第一整流桥和第二整流桥，所述第一整流桥和第二整流桥的两个输入端均分别与所述电源的两端连接；

所述第一整流桥和第二整流桥的正极输出端连接后共同作为所述第一电压端。

7.根据权利要求6所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第一整流桥和第二整流桥均为快恢复整流电路。

8.一种LED灯具，包括LED灯板和驱动电源板，其特征在于，所述驱动电源板上设有权利要求1～7任一项所述的LED驱动电路。

9.一种恒压驱动电路，用于连接在电源与恒压负载之间、将电源电压转换为恒压负载的工作电压，其特征在于，所述恒压驱动电路包括：

供电类型检测模块，用于连接所述电源，检测并输出电源的供电类型；

储能模块，连接在第一电压端和第二电压端之间；其中，所述第一电压端是电源经整流后输出第一电压的连接端，所述第二电压端是给恒压负载供电的输入端；

稳压控制模块，连接所述第一电压端、第二电压端以分别获取所述第一电压和第二电压；所述稳压控制模块还连接所述供电类型检测模块的输出端以获取电源的供电类型；所述稳压控制模块还连接所述储能模块的控制端以根据所获取的第一电压、第二电压和供电类型，控制储能模块或储能、或供能、或作为负载分流以稳定所述第二电压。