一种LED线性恒流驱动电路及LED照明装置的制作方法

文档序号:12455769阅读:456来源:国知局
一种LED线性恒流驱动电路及LED照明装置的制作方法

本实用新型属于LED驱动领域,尤其涉及一种LED线性恒流驱动电路及LED照明装置。



背景技术:

LED照明产品由于其可靠性高、寿命长、稳定性好而被广泛应用于照明、家电、机械生产等诸多领域。现有技术中通常采用基于可控硅调光器的开关电源电路对LED照明产品进行调光控制。

然而,由于传统的开关电源电路与LED都具有非纯阻负载特性,开关电源电路接可控硅调光器会导致开关电源电路的输入端电流存在尖峰浪涌,从而造成压电效应,并产生刺耳的噪音。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种LED线性恒流驱动电路及LED照明装置,旨在解决由于传统的开关电源电路与LED都具有非纯阻负载特性,开关电源电路接可控硅调光器会导致开关电源电路的输入端电流存在尖峰浪涌,从而造成压电效应,并产生刺耳的噪音的问题。

本实用新型是这样实现的,一种LED线性恒流驱动电路,其包括整流桥,所述整流桥的第一交流端通过可控硅调光器接市电火线,所述整流桥的第二交流端接市电零线,所述整流桥的输出端连接由多个LED芯片串联而成的LED负载中第一级LED芯片的输入端,所述整流桥的接地端连接地;其特征在于,所述LED线性恒流电路还包括电流泄放模块、电流调节模块、使能模块和负载驱动模块;

所述电流泄放模块的输入端与所述电流调节模块的输入端、所述使能模块的输入端、所述负载驱动模块的第一电源端和所述LED负载的输入端共接于所述整流桥的输出端,所述电流泄放模块的控制端与所述负载驱动模块的接地端共接于模拟地,所述电流泄放模块的接地端接地;所述电流调节模块的电流设定端和输出端分别接所述负载驱动模块的电流设定端和地;所述使能模块的使能端和接地端分别接所述负载驱动模块的使能端和模拟地;所述负载驱动模块的第二电源端接模拟地,所述负载驱动模块的多个输出端分别通过多个整流二极管与所述多个LED芯片的输出端一一对应连接;

在所述整流桥接入市电时,所述电流泄放模块导通为所述可控硅调光器提供维持电流,所述线性恒流载负驱动模块的第一电源端从所述整流桥的输出端获取电能;

在所述可控硅调光器由小导通角逐步调节至大导通角的过程中,所述电流泄放模块关断,所述电流调节模块使所述负载驱动模块的工作电流逐步增大至所述负载驱动模块的工作电流范围内,同时所述使能模块触发所述负载驱动模块驱动所述LED负载工作;

在所述可控硅调光器由大导通角逐步调节至小导通角的过程中,所述电流泄放模块恢复导通,所述电流调节模块使所述负载驱动模块的工作电流逐步减小至低于所述负载驱动模块的最小工作电流,同时所述使能模块触发所述负载驱动模块关闭,以使所述LED负载模块停止工作。

优选的,所述电流泄放模块包括泄放恒流芯片和泄放开关单元;

所述泄放恒流芯片的输入端为所述电流泄放模块的输入端,所述泄放恒流芯片的接地端和电流设定端分别接地和所述泄放开关单元的输入端;

所述泄放开关单元的控制端和输出端分别为所述电流泄放模块的控制端和输出端;

在所述整流桥接入市电时,所述泄放恒流芯片的电流设定端输出恒定的泄放电流,为所述可控硅调光器提供维持电流;

在所述可控硅调光器由小导通角逐步调节至大导通角的过程中,所述泄放开关单元的控制端和输出端之间的电压差逐步增大,使所述电流泄放模块关断;

在所述可控硅调光器由大导通角逐步调节至小导通角的过程中,所述泄放开关单元的控制端和输出端之间的电压差逐步减小,使所述电流泄放模块恢复导通并为所述可控硅调光器提供维持电流。

优选的,所述泄放开关单元包括第一分压电阻和第二分压电阻,所述第一分压电阻的一端构成所述泄放开关单元的输入端,所述第一分压电阻的另一端与所述第二分压电阻的一端共接构成所述泄放开关单元的控制端,所述第二分压电阻的另一端为所述泄放开关单元的输出端;

在所述可控硅调光器由小导通角逐步调节至大导通角的过程中,所述第二分压电阻两端电压差逐步增大,使所述电流泄放模块关断;

在所述可控硅调光器由大导通角逐步调节至小导通角的过程中,所述第二分压电阻两端电压差逐步减小,使所述电流泄放模块恢复导通为所述可控硅调光器提供维持电流。

优选的,所述电流泄放模块还包括连接在所述整流桥的输出端和所述泄放恒流芯片的输入端之间的限流分压单元,所述限流分压单元的第一输入端和第二输入端均连接所述整流桥的输出端,所述限流分压单元的接地端和输出端分别连接地和所述泄放恒流芯片的输入端。

优选的,所述限流分压单元包括第一限流电阻、整流管和第一MOS管;

所述第一限流电阻的一端为所述限流分压单元的第一输入端;

所述第一限流电阻的另一端与所述整流管的负极和所述第一MOS管的控制端共接,所述整流管的正极接地;

所述第一MOS管的输入端和输出端为所述限流分压单元的第二输入端和输出端。

优选的,所述电流调节模块包括第三分压电阻、第四分压电阻、第六限流电阻、第五分压电阻、第一电容和第二MOS管;

所述第三分压电阻的一端为所述电流调节模块的输入端,所述第三分压电阻的另一端与所述第四分压电阻的一端、所述第一电容的正极和所述第六限流电阻的一端共接,所述第四分压电阻的另一端和所述第一电容的负极共接于模拟地;

所述第六限流电阻的另一端接所述第二MOS管的控制端,所述第二MOS管的输出端经所述第五分压电阻接模拟地,所述第二MOS管的输入端为所述电流调节模块的电流设定端。

优选的,所述使能模块包括第六分压电阻、第七分压电阻、第八分压电阻和第二电容;

所述第六分压电阻的一端为所述使能模块的输入端,所述第六分压电阻的另一端与所述第七分压电阻的一端和所述第八分压电阻的一端共接,所述第七分压电阻的另一端与所述第二电容的负极共接于模拟地;

所述第八分压电阻的另一端与所述第二电容的正极共接构成所述使能模块的使能端。

优选的,所述负载驱动模块包括负载恒流芯片、供电电阻和第三电容;

所述供电电阻的一端为所述负载驱动模块的第一电源端,所述供电电阻的另一端接所述负载恒流芯片的第一电源端,所述负载恒流芯片的使能端、电流设定端和多个输出端分别为所述负载驱动模块的使能端、电流设定端和多个输出端,所述第三电容的正极接所述负载恒流芯片的第二电源端,所述第三电容的负极为所述负载驱动模块的第二电源端。

优选的,所述LED线性恒流驱动电路还包括分别与所述整流桥的输出端、所述LED负载中第一级的LED芯片的输入端和所述LED负载中最末级的LED芯片的输出端连接的整流滤波模块。

本实用新型还提供一种LED照明装置,其包括上述的LED线性恒流驱动电路。

本实用新型与现有技术相比,其有益效果在于:

通过由电流泄放模块、电流调节模块、使能模块和负载驱动模块组成的LED线性恒流驱动电路代替传统的开关电源电路连接可控硅调光器,可使LED负载工作在线性恒流区域,在获得良好的调光功能的同时有效避免开关电源电路的尖峰浪涌电流所导致的刺耳噪声。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的LED线性恒流驱动电路的结构框图;

图2是本实用新型实施例二提供的LED线性恒流驱动电路的结构框图;

图3是本实用新型实施例一提供的LED线性恒流驱动电路的电路原理图;

图4是本实用新型实施例二提供的LED线性恒流驱动电路的电路原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。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。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。此外,术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象,而非用于描述特定顺序。

实施例一:

如图1所示,本实施例提供的LED线性恒流驱动电路100,其包括整流桥10、电流泄放模块20、电流调节模块30、使能模块40和负载驱动模块50。

整流桥10的第一交流端通过可控硅调光器200接市电火线L,整流桥10的第二交流端接市电零线N,整流桥10的输出端连接由多个LED芯片串联而成的LED负载300中第一级LED芯片的输入端,整流桥10的接地端连接地。

电流泄放模块20的输入端与电流调节模块30的输入端、使能模块40的输入端、负载驱动模块50的第一电源端和LED负载300的输入端共接于整流桥10的输出端,电流泄放模块20的控制端与负载驱动模块50的接地端共接于模拟地,电流泄放模块20的接地端接地。

电流调节模块30的电流设定端和输出端分别接负载驱动模块50的电流设定端和地。

使能模块40的使能端和接地端分别接负载驱动模块50的使能端和模拟地。

负载驱动模块50的第二电源端接模拟地,负载驱动模块50的多个输出端分别通过多个整流二极管与多个LED芯片的输出端一一对应连接。

在整流桥10接入市电时,电流泄放模块20导通为可控硅调光器200提供维持电流,使可控硅调光器200正常导通,线性恒流载负驱动模块的第一电源端从整流桥10的输出端获取电能;

在可控硅调光器200由小导通角逐步调节至大导通角的过程中,电流泄放模块20关断,以提高LED线性恒流驱动电路的驱动效率,电流调节模块30使负载驱动模块50的工作电流逐步增大至负载驱动模块50的工作电流范围内,同时使能模块40触发负载驱动模块50驱动LED负载300工作;

在可控硅调光器200由大导通角逐步调节至小导通角的过程中,电流泄放模块20恢复导通,为可控硅调光器200提供最小维持电流,电流调节模块30使负载驱动模块50的工作电流逐步减小至低于负载驱动模块50的最小工作电流,同时使能模块40触发负载驱动模块50关闭,以使LED负载300模块停止工作。

本实施例,可使LED负载300工作在线性恒流区域,在获得良好的调光功能的同时有效避免开关电源电路的尖峰浪涌电流所导致的刺耳噪声。

实施例二:

如图2所示,本实施例是对实施例一的进一步细化,在本实施例中,电流泄放模块20包括泄放恒流芯片21、泄放开关单元22和限流分压单元23,LED线性恒流驱动电路100还包括整流滤波模块60、绕线电阻FR1和防雷滤波电路70。

泄放恒流芯片21的输入端为电流泄放模块20的输入端,泄放恒流芯片21的接地端和电流设定端分别接地和泄放开关单元22的输入端;

泄放开关单元22的控制端和输出端分别为电流泄放模块20的控制端和输出端;

在整流桥10接入市电时,泄放恒流芯片21的电流设定端输出恒定的泄放电流,为可控硅调光器200提供维持电流,使可控硅调光器200正常导通;

在可控硅调光器200由小导通角逐步调节至大导通角的过程中,泄放开关单元22的控制端和输出端之间的电压差逐步增大,使电流泄放模块20关断,以提高LED线性恒流驱动电路的驱动效率;

在可控硅调光器200由大导通角逐步调节至小导通角的过程中,泄放开关单元22的控制端和输出端之间的电压差逐步减小,使电流泄放模块20恢复导通并为可控硅调光器200提供维持电流。

限流分压单元23连接在整流桥10的输出端和泄放恒流芯片21的输入端之间,限流分压单元23的第一输入端和第二输入端均连接整流桥10的输出端,限流分压单元23的接地端和输出端分别连接地和泄放恒流芯片21的输入端。

整流滤波模块60分别与整流桥10的输出端、LED负载300中第一级的LED芯片的输入端和LED负载300中最末级的LED芯片的输出端连接。

绕线电阻FR1连接在市电火线L上;防雷滤波电路70连接在市电火线L、市电零线N和整流桥10的第一交流端和第二交流端之间,用于消除市电电流的电磁干扰(EMI)、抗雷击浪涌。

实施例三:

如图3所示,本实施例是实施例一所提供的LED线性恒流驱动电路100的电路原理图。

在本实施例中,泄放恒流芯片21的输入端OUT为电流泄放模块20的输入端,泄放恒流芯片21的接地端GND和电流设定端REXT分别接地和泄放开关单元22的输入端;

泄放开关单元22包括第一分压电阻R1A和第二分压电阻R1B,第一分压电阻R1A的一端构成泄放开关单元22的输入端,第一分压电阻R1A的另一端与第二分压电阻R1B的一端共接构成泄放开关单元22的控制端,第二分压电阻R1B的另一端为泄放开关单元22的输出端;

在可控硅调光器200由小导通角逐步调节至大导通角的过程中,第二分压电阻R1B两端电压差逐步增大,使电流泄放模块20关断,以提高LED线性恒流驱动电路的驱动效率;

在可控硅调光器200由大导通角逐步调节至小导通角的过程中,第二分压电阻R1B两端电压差逐步减小,使电流泄放模块20恢复导通为可控硅调光器200提供维持电流,此时电流泄放模块20的控制端和负载驱动模块50的接地端输出的电流经第二分压电阻R1B流入地。

第一分压电阻R1A用于对泄放恒流芯片21的电流设定端进行过压保护,第一分压电阻R1A和第二分压电阻R1B的阻值之和的大小决定电流泄放模块20的泄放电流的大小。在第一分压电阻R1A和第二分压电阻R1B的阻值之和固定不变的情况下,若提高第一分压电阻R1A的阻值、降低第二分压电阻R1B的阻值,则会使电流泄放模块20的工作时间延长;若降低第一分压电阻R1A的阻值、提高第二分压电阻R1B的阻值,则会使电流泄放模块20的工作时间缩短。在一实施例中,第一分压电阻R1A可以去掉。

电流调节模块30包括第三分压电阻R3、第四分压电阻R4、第六限流电阻R5、第五分压电阻R6、第一电容C1和第二MOS管Q2;

第三分压电阻R3的一端为电流调节模块30的输入端,第三分压电阻R3的另一端与第四分压电阻R4的一端、第一电容C1的正极和第六限流电阻R5的一端共接,第四分压电阻R4的另一端和第一电容C1的负极共接于模拟地;

第六限流电阻R5的另一端接第二MOS管Q2的控制端,第二MOS管Q2的输出端经第五分压电阻R6接模拟地,第二MOS管Q2的输入端为电流调节模块30的电流设定端;

第四分压电阻R4和第一电容C1构成滤波电路以滤除电流纹波,

在可控硅调光器200由小导通角逐步调节至大导通角的过程中,第二MOS管Q2的阻抗逐步减小,使负载驱动模块50的工作电流逐步增大;

在可控硅调光器200由大导通角逐步调节至小导通角的过程中,第二MOS管Q2的阻抗逐步增大,使负载驱动模块50的工作电流逐步减小。

在具体应用中,第二MOS管Q2为N型MOS管,所述N型MOS管的栅极、漏极和源极分别构成所述第二MOS管Q2的受控端、输入端和输出端。

使能模块40包括第六分压电阻R7、第七分压电阻R8、第八分压电阻R9和第二电容C2;

第六分压电阻R7的一端为使能模块的输入端,第六分压电阻R7的另一端与第七分压电阻R8的一端和第八分压电阻R9的一端共接,第七分压电阻R8的另一端与第二电容C2的负极共接于模拟地;

第八分压电阻R9的另一端与第二电容C2的正极共接构成使能模块40的使能端。

在本实施例中,负载驱动模块50包括负载恒流芯片51、供电电阻R10和第三电容C3;

供电电阻R10的一端为负载驱动模块50的第一电源端,供电电阻R10的另一端接负载恒流芯片51的第一电源端VIN,负载恒流芯片51的使能端TRAIC、电流设定端REXT和多个输出端(图2中表示为OUT1、OUT2、……、OUTn)分别为负载驱动模块50的使能端、电流设定端和多个输出端,第三电容C3的正极接负载恒流芯片51的第二电源端VDD,第三电容C3的负极为负载驱动模块50的第二电源端,负载恒流芯片51工作时驱动LED负载300工作,使多个LED芯片逐级开启和开闭。

在负载恒流芯片51的第一电源端VIN上电时,负载恒流芯片51的第二电源端VDD给第三电容C3充电,以使第三电容C3存储电能,当第三电容C3充满电之后,负载恒流芯片51开始工作,当负载恒流芯片51不工作时,第三电容C3开始放电。

实施例四:

如图4所示,本实施例是实施例二所提供的LED线性恒流驱动电路100的电路原理图。

在本实施例中,限流分压单元23包括第一限流电阻R6A、整流管DZ1和第一MOS管Q1;

第一限流电阻R6A的一端为限流分压单元23的第一输入端;

第一限流电阻R6A的另一端与整流管DZ1的负极和第一MOS管Q1的控制端共接,整流管DZ1的正极接地;

第一MOS管Q1的输入端和输出端为限流分压单元23的第二输入端和输出端;

在整流桥10接入市电时,第一MOS管Q1工作在可变电阻区,泄放恒流芯片21开始工作,以在泄放恒流芯片21的电流设定端REXT产生恒定的泄放电流,为可控硅调光器200提供维持电流,使可控硅调光器200正常导通。

如图4所示,在本实施例中,限流分压单元23还包括第二限流电阻R2B、第三限流电阻R2C、第四限流电阻R2D和第五限流电阻R2E,第二限流电阻R2B连接在整流桥10的输出端和第一限流电阻R2A的一端之间,第三限流电阻R2C和第四限流电阻R2D串接在整流桥10的输出端和第一开关管Q1的输入端之间,第五限流电阻R2E连接在第一限流电阻R2A的另一端、整流管DZ1的负极和第一MOS管Q1的控制端之间。

在具体应用中,第一MOS管Q1为N型MOS管,所述N型MOS管的栅极、漏极和源极分别构成所述第一MOS管Q1的受控端、输入端和输出端。

整流滤波电路60包括二极管D1、电阻R11和电容E1;

二极管D1的正极接整流桥10的输出端,二极管D1的负极与电阻R11的一端、电容E1的一端和串联在LED负载300中第一级的LED芯片的输入端共接;

电阻R11的另一端、电容E1的另一端和串联在LED负载300中最末级的LED芯片的输出端共接。

防雷滤波电路70包括相互并联的防雷管RV1和电容CX1。

在负载驱动模块50的多个输出端和多个LED芯片的输出端之间还一一对应连接有多个限流电阻。

本实用新型实施例还提供一种LED照明装置,其包括如上所述的LED线性恒流驱动电路。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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