LED驱动电路及LED灯的制作方法

本发明涉及电照明
技术领域：
，具体而言，涉及一种LED驱动电路和一种LED灯。
背景技术：
：目前，LED(LightEmittingDiode，发光二极管)光源作为一种常用的替代光源，越来越的运用在人们的生活当中，诸如球泡灯、吸顶灯、筒灯、支架灯等，广泛应用于家居、楼道、建筑走廊、洗漱室等，LED光源由于它的高发光效率，长工作寿命，逼真的颜色，环保等优势，正在逐渐替代传统的白炽灯在照明中的应用。然而，相关技术中的LED灯的驱动电路，在驱动LED灯工作过程中，其自身的抗干扰能力差，使得LED灯极易受到干扰源的电磁干扰，影响LED灯正常工作，对此目前还没有有效的解决方法。技术实现要素：本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出了一种新的LED驱动电路，具有较强的抗干扰能力，更大程度上地保护LED灯不受干扰源的电磁干扰，确保了所驱动的LED灯能够正常工作。本发明的另一个目的在于提出了一种LED灯。为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例，提出了一种LED驱动电路，包括：供电电源，用于为LED驱动电路提供电源；驱动模块，连接至LED灯组模块，用于为所述LED灯组模块提供工作电压和工作电流；干扰抑制模块，连接于所述供电电源与所述驱动模块之间，用于对所述LED驱动电路中的电磁干扰进行过滤。根据本发明的实施例的LED驱动电路，通过在供电电源与驱动模块之间设置干扰抑制模块，以对LED驱动电路中的电磁干扰进行过滤，使得LED驱动电路具有较强的抗干扰能力，更大程度上地保护LED灯不受干扰源的电磁干扰，确保了所驱动的LED灯能够正常工作。根据本发明的上述实施例的LED驱动电路，还可以具有以下技术特征：根据本发明的一个实施例，所述干扰抑制模块包括：第一电容，所述第一电容的第一端连接至所述供电电源的火线，所述第一电容的第二端连接至所述供电电源的零线；第一电感，所述第一电感的第一端连接至第一电阻的第一端，所述第一电感的第二端连接至所述第一电阻的第二端；所述第一电阻，所述第一电阻的第一端连接至所述驱动模块的第一输出端，所述第一电阻的第二端连接至所述驱动模块的接地端。根据本发明的实施例的LED驱动电路，整个干扰抑制模块结构简单，所使用的电子元件较少，且各个电子元件间的连接关系也较为简单，使得在提高LED驱动电路的抗干扰能力的同时，不会大幅度增加成本。根据本发明的一个实施例，所述驱动模块包括：整流模块，所述整流电路的第一输入端连接至所述第一电容的第一端，所述整流模块的第二输入端连接至所述第一电容的第二端，所述整流模块的第一输入端作为所述驱动模块的第一输入端，所述整流模块的第二输出端连接至恒流电路；所述恒流电路，用于将所述整流模块输出的直流电转换为所述LED灯组模块所需的工作电压和工作电流。根据本发明的实施例的LED驱动电路，通过整流模块对经过干扰抑制模块滤波后的交流电进行整流生成直流电，并经过恒流电路对直流电进行转化，以将直流电转换为LED灯组模块所需的工作电压和工作电流，确保了LED灯组模块工作的稳定性，其中，整流模块包括整流桥电路。根据本发明的一个实施例，所述恒流电路包括：恒流芯片，所述恒流芯片的电源输入端连接至第二电阻的第一端，所述恒流芯片的接地端作为所述驱动模块的接地端；所述第二电阻，所述第二电阻的第二端连接至第三电阻的第一端；所述第三电阻，所述第三电阻的第二端连接至所述整流模块的第二输出端；第二电容，所述第二电容的第一端连接至所述恒流芯片的电源输入端，所述第二电容的第二端连接至所述恒流芯片的接地端；第四电阻，所述第四电阻的第一端连接至所述恒流芯片的开路保护及线电压补偿端，所述第四电阻的第二端连接至所述第三电阻的第一端；第五电阻，所述第五电阻的第一端连接至所述第四电阻的第一端，所述第五电阻的第二端连接至所述恒流芯片的接地端；第六电阻，所述第六电阻的第一端连接至所述恒流芯片的电流采样段，所述第六电阻的第二端连接至所述恒流芯片的接地端；二极管，所述二极管的阳极分别连接至所述恒流芯片的第一输出端和第二输出端，所述二极管的阴极分别连接至第三电容的第一端、第七电阻的第一端和所述LED灯组模块；所述第三电容，所述第三电容的第二端分别连接至所述第七电阻的第二端、第二电感的第一端和所述LED灯组模块；所述第二电感，所述第二电感的第二端连接至所述恒流芯片的第二输出端。根据本发明的实施例的LED驱动电路，恒流芯片优选地采用MT781X系列芯片，如MT7812，MT7810，MT7811，MT7812和MT7813S/D，该MT781X系列芯片寿命长，损耗小、驱动精度高，确保了整个LED驱动电路的性能。根据本发明的一个实施例，所述恒流电路还包括：电流采样电路，所述电流采样电路的第一端连接至所述恒流芯片的第一控制端，所述电流采样电路的第二端连接至所述恒流芯片的第一输出端，所述电流采样电路用于采集流经所述第二电感的电流值，所述恒流芯片的第一控制端根据所述第二电感的电流值确定是否控制所述恒流芯片中的高压功率管导通。根据本发明的实施例的LED驱动电路，具体地，恒流芯片的第一控制端在第二电感的电流值低于预定阈值时，确定控制恒流芯片中的高压功率管导通。根据本发明的一个实施例，所述第一电流采样电路包括：第四电容，所述第四电容的一端作为所述电流采样电路的第一端，所述第四电容的第二端作为所述电流采样电路的第二端。根据本发明的一个实施例，所述恒流电路还包括：泄放电阻，所述泄放电阻的第一端连接至所述第二电容的第一端，所述泄放电阻的第二端连接至所述第二电容的第二端。根据本发明的实施例的LED驱动电路，设置泄放电阻用于在整个LED驱动电路掉电时，通过泄放电阻释放第二电容中已存储的电量，提高整个LED驱动电路的安全性。根据本发明的一个实施例，还包括：过载保护模块，连接于所述供电电源与所述干扰抑制模块之间，过载保护模块用于在所述供电电源的供电电流大于第一阈值和/或供电电压大于第二阈值时，切断所述供电电源与所述干扰抑制模块间的通路。根据本发明的实施例的LED驱动电路，通过设置过载保护模块，供电电源出现过流或过压等情况时，及时切换供电电源与干扰抑制模块间的通路，保护了整个LED驱动电路。根据本发明的一个实施例，所述过载保护模块包括：线绕电阻，所述线绕电阻的第一端连接至所述供电电源的火线端，所述线绕电阻的第二端连接至所述干扰抑制模块；压敏电阻，所述压敏电阻的第一端连接至所述绕线电阻的第二端，所述压敏电阻的第二端分别连接至所述供电电源的零线端和所述干扰抑制模块。根据本发明的第二方面的实施例，提出了一种LED灯，包括：上述实施例中任一项所述的LED驱动电路。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。附图说明本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1示出了根据本发明的实施例的LED驱动电路的结构示意框图；图2示出了根据本发明的一个实施例的LED驱动电路的结构示意图；图3示出了根据本发明的另一个实施例的LED驱动电路的结构示意图；图4示出了图2和图3中的第二电感的电流波形图；图5示出了根据本发明的实施例的LED灯的示意框图。具体实施方式为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。图1示出了根据本发明的一个实施例的LED驱动电路的结构示意框图。如图1所示，根据本发明的实施例的LED驱动电路100，包括：包括：供电电源102，用于为LED驱动电路100提供电源；驱动模块104，连接至LED灯组模块108，用于为所述LED灯组模块108提供工作电压和工作电流；干扰抑制模块106，连接于所述供电电源102与所述驱动模块104之间，用于对所述LED驱动电路100中的电磁干扰进行过滤。通过在供电电源与驱动模块之间设置干扰抑制模块，以对LED驱动电路中的电磁干扰进行过滤，使得LED驱动电路具有较强的抗干扰能力，更大程度上地保护LED灯不受干扰源的电磁干扰，确保了所驱动的LED灯能够正常工作。实施例一：如图2所示，具体地，所述干扰抑制模块106包括：第一电容1062，所述第一电容1062的第一端连接至所述供电电源102的火线，所述第一电容1062的第二端连接至所述供电电源102的零线；第一电感1064，所述第一电感1064的第一端连接至第一电阻1066的第一端，所述第一电感1064的第二端连接至所述第一电阻1066的第二端；所述第一电阻1066，所述第一电阻1066的第一端连接至所述驱动模块104的第一输出端，所述第一电阻1066的第二端连接至所述驱动模块104的接地端。整个干扰抑制模块结构简单，所使用的电子元件较少，且各个电子元件间的连接关系也较为简单，使得在提高LED驱动电路的抗干扰能力的同时，不会大幅度增加成本。所述驱动模块104包括：整流模块1042，所述整流电路1042的第一输入端连接至所述第一电容1062的第一端，所述整流模块1042的第二输入端连接至所述第一电容1062的第二端，所述整流模块1042的第一输入端作为所述驱动模块104的第一输入端，所述整流模块1042的第二输出端连接至恒流电路1044；所述恒流电路1044，用于将所述整流模块1044输出的直流电转换为所述LED灯组模块108所需的工作电压和工作电流。通过整流模块对经过干扰抑制模块滤波后的交流电进行整流生成直流电，并经过恒流电路对直流电进行转化，以将直流电转换为LED灯组模块所需的工作电压和工作电流，确保了LED灯组模块工作的稳定性，其中，整流模块包括整流桥电路。根据本发明的一个实施例，所述恒流电路1044包括：恒流芯片1044A，所述恒流芯片1044A的电源输入端(如图2所示芯片的“VCC”端)连接至第二电阻1044B的第一端，所述恒流芯片1044A的接地端(如图2所示芯片的“GND”端)作为所述驱动模块104的接地端；所述第二电阻1044B，所述第二电阻1044B的第二端连接至第三电阻1044C的第一端；所述第三电阻1044C，所述第三电阻1044C的第二端连接至所述整流模块1042的第二输出端；第二电容1044D，所述第二电容1044D的第一端连接至所述恒流芯片1044A的电源输入端，所述第二电容1044D的第二端连接至所述恒流芯片1044A的接地端；第四电阻1044E，所述第四电阻1044E的第一端连接至所述恒流芯片1044A的开路保护及线电压补偿端(如图2所示芯片的“VOVP”端)，所述第四电阻1044E的第二端连接至所述第三电阻1044C的第一端；第五电阻1044F，所述第五电阻1044F的第一端连接至所述第四电阻1044E的第一端，所述第五电阻1044F的第二端连接至所述恒流芯片1044A的接地端；第六电阻1044G，所述第六电阻1044G的第一端连接至所述恒流芯片1044A的电流采样段(如图2所示芯片的“CS”端)，所述第六电阻1044G的第二端连接至所述恒流芯片的接地端；二极管1044H，所述二极管1044H的阳极分别连接至所述恒流芯片1044A的第一输出端(如图2所示芯片的第5管脚“DRAIN”端)和第二输出端(如图2所示芯片的第6管脚“DRAIN”端)，所述二极管1044H的阴极分别连接至第三电容1044I的第一端、第七电阻1044J的第一端和所述LED灯组模块108；所述第三电容1044I，所述第三电容1044I的第二端分别连接至所述第七电阻1044J的第二端、第二电感1044K的第一端和所述LED灯组模块108；所述第二电感1044K，所述第二电感1044K的第二端连接至所述恒流芯片1044A的第二输出端。恒流芯片优选地采用MT781X系列芯片，如MT7812，MT7810，MT7811，MT7812和MT7813S/D，该MT781X系列芯片寿命长，损耗小、驱动精度高，确保了整个LED驱动电路的性能。LED驱动电路100还包括：过载保护模块110，连接于所述供电电源102与所述干扰抑制模块106之间，过载保护模块110用于在所述供电电源102的供电电流大于第一阈值和/或供电电压大于第二阈值时，切断所述供电电源102与所述干扰抑制模块106间的通路。通过设置过载保护模块，供电电源出现过流或过压等情况时，及时切换供电电源与干扰抑制模块间的通路，保护了整个LED驱动电路。根据本发明的一个实施例，所述过载保护模块110包括：线绕电阻1102，所述线绕电阻1102的第一端连接至所述供电电源102的火线端，所述线绕电阻1102的第二端连接至所述干扰抑制模块106；压敏电阻1104，所述压敏电阻1104的第一端连接至所述绕线电阻1102的第二端，所述压敏电阻1104的第二端分别连接至所述供电电源102的零线端和所述干扰抑制模块106。实施例二：如图3所示，在图2的基础上，LED驱动电路100中的恒流电路1044还包括：电流采样电路，所述电流采样电路的第一端连接至所述恒流芯片的第一控制端，所述电流采样电路的第二端连接至所述恒流芯片的第一输出端(如图2和图3中所示的芯片的“SW”端)，所述电流采样电路用于采集流经所述第二电感1044K的电流值，所述恒流芯片的第一控制端根据所述第二电感1044K的电流值确定是否控制所述恒流芯片1044中的高压功率管导通。具体地，恒流芯片的第一控制端在第二电感的电流值低于预定阈值时，确定控制恒流芯片中的高压功率管导通。根据本发明的一个实施例，所述第一电流采样电路包括：第四电容1044L，所述第四电容1044L的一端作为所述电流采样电路的第一端，所述第四电容1044L的第二端作为所述电流采样电路的第二端。根据本发明的一个实施例，所述恒流电路1044还包括：泄放电阻1044M，所述泄放电阻1044M的第一端连接至所述第二电容1044D的第一端，所述泄放电阻1044M的第二端连接至所述第二电容1044D的第二端。设置泄放电阻用于在整个LED驱动电路掉电时，通过泄放电阻释放第二电容中已存储的电量，提高整个LED驱动电路的安全性。在图2和图3中，恒流芯片1044优选地采用MT781X系列芯片，以下以MT7812芯片为例，对本发明的技术方案作进一步说明。其中，芯片MT7812的各个管脚的说明如下表1所示：管脚名称管脚号描述GND1芯片地VOVP2开路保护设置引脚及线电压补偿VCC3芯片电源，内部限压15.5VSW4内部高压功率MOS管源极DRAIN5/6内部高压功率MOS管漏极NC7悬空脚CS8电流采样端，接采样电阻到地表1MT7812是一款工作于零电流导通、峰值电流关断的临界导通模式的高精度LED恒流控制芯片，主要应用于非隔离降压型LED电源系统，其临界导通模式确保了MT7812可以控制功率开关在电感电流为零时刻开启，减小了功率管的开关损耗，确保了系统具有95％以上的峰值效率。电感电流谷值为零的临界导通模式结合经过输入母线电压补偿后的峰值电感电流，确保了输出LED电流的高精度，并且具有良好的线性调整率和负载调整率。对电感量变化不敏感，可以使用工字电感。采用MT7812芯片的LED驱动电路恒流精度高，外围元器件少，成本低。启动过程上电时，芯片的VCC端连接到输入母线的启动电阻的第二电阻1044B(如图2和图3所示的R4)和第三电阻1044C(如图2和图3所示的R3)充电，当VCC达到12V时，控制逻辑就开始工作，内部开关开始开关动作，如果VCC升高到15.5V，则被钳位，如果VCC低于5.5V，则MT7812将被关闭。a)、临界导通模式控制与输出电流设置:MT7812通过监测CS端电压，逐周期检测流过内部开关管的峰值电流(电感峰值电流)，当CS端电压达到400mV阈值时，内部功率管关断；当电感电流降为零时，电路将重新开启功率管。电感峰值电流的表达式为：其中，公式(1)中RCS(即第六电阻1044G，图2和图3中所示的R8)为电流采样电阻，单位为欧姆，MT7812芯片中还包括一CS比较器，CS比较器还包括一个500nS的前沿消隐时间以滤除CS端在导通瞬间的噪声。b)、LED输出电流的计算公式为：其中公式(2)中，ILPK为电感峰值电流，输出LED电流仅由电流采样电阻RCS和内部400mV参考电压决定，与电感量无关。c)、LED驱动电路的工作频率：MT7812工作于电感电流临界导通模式，当电感电流降为零时，检测电路将重新导通内部开关管，高压功率管的SW端被拉低，功率MOS管也导通，电感电流从零开始上升，功率管导通的时间为：其中，公式(3)中，L为电感的感量，ILPK是流过电感的电流峰值；VIN是输入端接收到的整流桥整流后的输入直流电压，VLED是负载LED灯组上的正向压降。当CS引脚上的电压达到设定的400mV峰值限制，内部开关管将被关断，SW端电压升高，功率MOS管也被关断，电感将通过续流二极管对负载LED放电，直到电感电流下降到零时，芯片将再次开启内部开关管,其中，功率管的关断时间为：因此系统的工作频率计算为：如图4所示，流经第二电感1044K(即图2和图3中所示的电感L2)的电流波形图，从公式(5)中可以看出，MT7812的系统工作频率和系统输入电压VIN，负载LED的正向压降VLED，以及电感的感量L相关。系统输入电压VIN越高，系统的工作频率越高。为了兼顾干扰抑制模块和效率，系统的工作频率范围一般设置在30kHz-80kHz之间，所以应在系统最低输入电压下，选择合适的电感值，使系统频率满足设计的要求。MT7812设置了系统的最大截止时间为TOFF_MAX＝400uS，最小截止时间为TOFF_MIN＝1.5uS。由公式(4)可知，如果电感量很大，TOFF可能会超过TOFF_MAX，使电感电流还没有降到零又开始下一个周期充电，如果连续五次以上出现TOFF_MAX，系统就会进入打嗝-重启状态；反之，如果电感量很小，TOFF可能会小于TOFF_MIN，使电感电流出现为零的时刻，电感电流进入断续模式，所以实际的负载LED电流小于目标设计值。d)、过流保护：当CS脚电压超过400mV，MT7812将立即关断内部开关管，从而关断功率MOS管，这种每周期过流检测的方式保护了相关的元器件免于损坏，如功率MOS管，变压器等。MT7812完善的保护功能还包括LED短路保护，电流采样电阻开路保护和电流采样电阻短路保护，以及过温保护等。芯片工作时会进入自动监测状态，如果出现LED短路或是电流采样电阻短路，芯片会立刻进入短路保护状态，停止开关信号，同时对VCC进行放电，系统进入打嗝-重启状态，系统只消耗轻微的功率，确保系统安全。当短路状况解除后，芯片自动恢复到正常工作状态。内部过温保护电路会监测芯片的PN结温度，当温度超过过温保护阈值时，芯片进入保护状态，停止开关动作，芯片温度下降30℃以后，才会退出过温保护状态，重新恢复到正常工作状态。通过上述实施例，可有效消除干扰源与受扰设备之间的藕合和辐射，并提高LED驱动电路本身的抗干扰能力和性能，干扰抑制模块结构简单，能有效地通过GB17743，GB/T18595对LED灯的要求。图5示出了根据本发明的实施例的LED灯的示意框图。如图5所示，根据本发明的实施例的LED灯500，包括：如图1、图2或图3所示的LED驱动电路100。以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，本发明提出了一种新的LED驱动电路，具有较强的抗干扰能力，更大程度上地保护LED灯不受干扰源的电磁干扰，确保了所驱动的LED灯能够正常工作。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3