一种无电感升压的超长型恒流LED灯条的制作方法

本实用新型涉及LED灯条产品技术领域，尤其涉及一种结构设计合理、电路结构简单、性价比高的无电感升压的超长型恒流LED灯条。

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背景技术：
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目前LED市场上传统的低压恒流LED软灯条，多数采用线性恒流方案。此方案在超长型恒流应用中，由于长距离串接电压衰减的影响，在串接N米后电压衰减到小于最小恒流电压时，LED将无法工作于恒流状态，亮度将有较大差异，导致灯条串联长度有限，在已产生电压衰减的状态下，要使LED工作于恒流，只有通过升压电路将电压升至大于最小恒流电压，较常见的DC-DC升压拓扑，基本都采用储能电感，器件尺寸较大，放置于LED之间，易产生暗影形成光斑，并且电感器件的磁性材质，在欠缺外壳防护的LED软灯条中，容易碰撞破损，因此，电感升压方案，不适用于LED软灯条应用。

怎样才能经过结构的改进和元器件的搭配，有效避免电感升压方案上述缺陷，是本领域技术人员经常考虑的问题，也进行了大量的研发和实验，并取得了较好的成绩。

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技术实现要素：
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为克服现有技术所存在的问题，本实用新型提供一种结构设计合理、电路结构简单、性价比高的无电感升压的超长型恒流LED灯条。

本实用新型解决技术问题的方案是提供一种无电感升压的超长型恒流LED灯条，包括可裁剪式LED灯条体；该LED灯条体上设置有若干个灯条体单元，且各灯条体单元中都设置有升压电路单元、恒流电路单元以及若干个LED灯珠；在该所述LED灯条体一端与外部电源连接的端头部位还设置有MCU控制电路单元；所述升压电路单元包括电阻R3、电阻R4、晶体管Q3、晶体管Q4、二极管D1、二极管D2、电容C1和电容C2；所述恒流电路单元包括晶体管Q1、晶体管Q2、电阻R1和电阻R2；所述MCU控制电路单元包括电阻R11、电阻R12、二极管D11、晶体管Q11、电容C11、电容C12、贴片式MCU芯片U1和晶体管Q12；该所述电阻R11、电阻R12、二极管D11、晶体管Q11相互连接呈稳压电路。

优选地，所述升压电路单元和恒流电路单元中的晶体管Q3为NPN型晶体管，晶体管Q4为PNP型晶体管；且所述二极管D1和二极管D2串联连接，电容C2的输入端与二极管D1的输入端及二极管D2的输出端相连接；所述晶体管Q3的集电极与二极管D2的输入端相连接；所述晶体管Q3的发射极与电容C2的输出端及晶体管Q4的发射极相连接；所述晶体管Q3的基极与电阻R4相连接；所述晶体管Q4的集电极接公共地；所述电容C1的输入端与二极管D1的输出端相连接，电容C1的输出端接公共地；所述晶体管Q1和晶体管Q2为PNP型晶体管，且晶体管Q2的发射极与二极管D1的输出端相连接，晶体管Q2的集电极与电阻R2相连接后接公共地；所述晶体管Q1的发射极与电阻R1相连接后连接二极管D1的输出端。

优选地，所述MCU控制电路单元的晶体管Q11为NPN型晶体管，且该晶体管Q11的发射极与电容C11的输入端、电容C12的输入端相连接；晶体管Q11的集电极与电阻R12相连接后接电源V+；所述二极管D11为稳压二极管；晶体管Q12为场效应管；且电容C12的输入端与输出端都与贴片式MCU芯片U1的触点相连接；所述晶体管Q12的栅极与贴片式MCU芯片U1的触点相连接，晶体管Q12的源极接公共地，晶体管Q12的漏极与外部PWM控制信号线相连接。

与现有技术相比，本实用新型一种无电感升压的超长型恒流LED灯条通过在所述LED灯条体上设置若干个灯条体单元，且各灯条体单元中都设置升压电路单元、恒流电路单元以及若干个LED灯珠，结合具体的电路结构连接关系，实际运行过程中，使用贴片式MCU芯片U1产生PWM控制信号驱动升压电路，每段灯条以小体积的贴片电容取代电感作为升压储能器件，与晶体管组建电荷泵升压拓扑，电路结构简单、性价比高，有效避免了电感升压方案上述缺陷，同等供电电压、板宽、功率，并确保首尾恒流的条件下，与线性恒流方案相比，单端供电的串接长度增加20％-25％，提升了产品应用的简便性。

[附图说明]

图1是本实用新型一种无电感升压的超长型恒流LED灯条平面状态结构示意图。

图2是本实用新型一种无电感升压的超长型恒流LED灯条中升压电路单元、恒流电路单元的电路连接图。

图3是本实用新型一种无电感升压的超长型恒流LED灯条中MCU控制电路单元的电路连接图。

[具体实施方式]

为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仅用于解释本实用新型，并不用于限定此实用新型。

请参阅图1至图3，本实用新型一种无电感升压的超长型恒流LED灯条1包括可裁剪式LED灯条体；该LED灯条体上设置有若干个灯条体单元，且各灯条体单元中都设置有升压电路单元、恒流电路单元以及若干个LED灯珠；在该所述LED灯条体一端与外部电源连接的端头部位还设置有MCU控制电路单元；所述升压电路单元包括电阻R3、电阻R4、晶体管Q3、晶体管Q4、二极管D1、二极管D2、电容C1和电容C2；所述恒流电路单元包括晶体管Q1、晶体管Q2、电阻R1和电阻R2；所述MCU控制电路单元包括电阻R11、电阻R12、二极管D11、晶体管Q11、电容C11、电容C12、贴片式MCU芯片U1和晶体管Q12；该所述电阻R11、电阻R12、二极管D11、晶体管Q11相互连接呈稳压电路。

本申请通过在所述LED灯条体上设置若干个灯条体单元，且各灯条体单元中都设置升压电路单元、恒流电路单元以及若干个LED灯珠，结合具体的电路结构连接关系，实际运行过程中，使用贴片式MCU芯片U1产生PWM控制信号驱动升压电路，每段灯条以小体积的贴片电容取代电感作为升压储能器件，与晶体管组建电荷泵升压拓扑，电路结构简单、性价比高，有效避免了电感升压方案上述缺陷，同等供电电压、板宽、功率，并确保首尾恒流的条件下，与线性恒流方案相比，单端供电的串接长度增加20％-25％，提升了产品应用的简便性。

优选地，所述升压电路单元和恒流电路单元中的晶体管Q3为NPN型晶体管，晶体管Q4为PNP型晶体管；且所述二极管D1和二极管D2串联连接，电容C2的输入端与二极管D1的输入端及二极管D2的输出端相连接；所述晶体管Q3的集电极与二极管D2的输入端相连接；所述晶体管Q3的发射极与电容C2的输出端及晶体管Q4的发射极相连接；所述晶体管Q3的基极与电阻R4相连接；所述晶体管Q4的集电极接公共地；所述电容C1的输入端与二极管D1的输出端相连接，电容C1的输出端接公共地；所述晶体管Q1和晶体管Q2为PNP型晶体管，且晶体管Q2的发射极与二极管D1的输出端相连接，晶体管Q2的集电极与电阻R2相连接后接公共地；所述晶体管Q1的发射极与电阻R1相连接后连接二极管D1的输出端。

优选地，所述MCU控制电路单元的晶体管Q11为NPN型晶体管，且该晶体管Q11的发射极与电容C11的输入端、电容C12的输入端相连接；晶体管Q11的集电极与电阻R12相连接后接电源V+；所述二极管D11为稳压二极管；晶体管Q12为场效应管；且电容C12的输入端与输出端都与贴片式MCU芯片U1的触点相连接；所述晶体管Q12的栅极与贴片式MCU芯片U1的触点相连接，晶体管Q12的源极接公共地，晶体管Q12的漏极与外部PWM控制信号线相连接。

升压电路单元中，PWM端口为PWM控制信号输入接口，D-端口为PWM控制信号地，R3为PWM信号上拉电阻。当PWM低电平脉冲期间：Q3截止，Q4导通，输入电压V+经D2给C2充电至(VCC-VD2)电压，VC2极性为上正下负。当PWM高电平脉冲期间：Q3导通，Q4截止，输入电压V+经Q3与电容电压VC2串联后，经D1输出，通过C1滤波后得到稳定的升压输出，输出电压接近输入电压的2倍：VCC-VQ3-SAT+VC2-VD1(VQ3-SAT为Q3CE极饱和电压，约为0.2V，VD1为D1正向压降，约为0.7V)，升压后的输出电压提供给恒流电路。

恒流电路单元中，R2为电路负反馈电阻，上电时，由于R2下拉到GND，电源V+经R1、Q1加至LED灯串，当LED电流增加使R1两端电压上升到0.6-0.7V时，Q2符合导通条件，V+经Q2、R2到GND，在R2上建立反馈电压，调节Q1的导通电流，使其恒定，从而达成LED的恒流。

MCU控制电路单元中R11、R12、D11、Q11组成稳压电路，经C11、C12滤波后为MCU提供稳定的5V工作电压，U1为SOT23-6的小体积贴片MCU，产生50％占空比的PWM信号，经Q12反相后输出，为升压电路的PWM端口提供控制信号。

LED灯条采用可裁剪式设计，每段灯条为一个单元，每单元中，由升压电路、恒流电路、LED灯串组成。所有单元的V+、V-、PWM、D-端口采用并联连接，由电源输入端串接的MCU控制模块提供PWM驱动信号。

与现有技术相比，本实用新型一种无电感升压的超长型恒流LED灯条1通过在所述LED灯条体上设置若干个灯条体单元，且各灯条体单元中都设置升压电路单元、恒流电路单元以及若干个LED灯珠，结合具体的电路结构连接关系，实际运行过程中，使用贴片式MCU芯片U1产生PWM控制信号驱动升压电路，每段灯条以小体积的贴片电容取代电感作为升压储能器件，与晶体管组建电荷泵升压拓扑，电路结构简单、性价比高，有效避免了电感升压方案上述缺陷，同等供电电压、板宽、功率，并确保首尾恒流的条件下，与线性恒流方案相比，单端供电的串接长度增加20％-25％，提升了产品应用的简便性。

以上所述的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。