专利名称：一种led恒流驱动电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及LED驱动技术，更具体地说，涉及一种LED恒流驱动电路。
背景技术：
现有LED灯具控制电路中，包括控制部分、驱动部分和反馈部分，通常反馈部分采 用运放取样LED的电压和电流，并将取样电压和电流的信息反馈至控制部分。如图1所示， 运放U51的反向输入端取样LED的电压，运放U52的反向输入端取样LED的电流，并利用与 LED串联的电流取样电阻R60提取电流取样电阻R60两端的电压，然后，将取样的LED两端 的电压和电流取样电阻R60两端的电压分别与运放U51和运放U52基准电压作比较，分别 生成取样电压和取样电流的控制信号，控制部分根据所述控制信号控制驱动部分的电压。运放是一种很常用的元器件，一般用电压源为运放提供基准电压，运放的基准电 压的参考精度只有1 %，对于需求不高或不作需求的可以接受，但专用于输出电压、输出电 流精度要求较高的场合，必须使用精度较高的运放，例如，负载为LED的大屏幕，当其电压、 电流不能控制在相应技术要求内时，将会严重影响到LED的明暗度，且有可能出现光偏，甚 至缩短LED使用寿命，或频闪现象。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的LED恒流驱动电路运放精度不高 的问题，提供一种运放精度高的LED恒流驱动电路。一种LED恒流驱动电路，包括控制部分、驱动部分和反馈部分；所述驱动部分包括 LED ；所述反馈部分包括运放，所述运放用于将LED的取样信号转换成控制信号；所述控制 部分根据所述控制信号向驱动部分输出相应的电压，还包括与所述运放连接的第一电压基 准源，所述第一电压基准源用于向运放提供基准电压。在本发明所述的LED恒流驱动电路中，还包括第一电阻、第二电阻，所述运放包括 第一运放和第二运放；所述第一运放用于将LED的电压取样信号转换成控制信号；所述第 二运放用于将LED的电流取样信号转换成控制信号；所述第一电阻与所述第二电阻串联， 一端接所述第一运放的同相输入端，另一端接地，第一电阻与第二电阻的交汇点接所述第 二运放的同相输入端；所述第一电压基准源的控制端和取样端连接所述第一运放的同向输 入端，其接地端接地。在本发明所述的LED恒流驱动电路中，所述第一电压基准源为型号为TL431的芯 片。在本发明所述的LED恒流驱动电路中，所述第一运放和所述第二运放的组成双运 放。在本发明所述的LED恒流驱动电路中，还包括第三电阻、第一电容和第二电容，第 三电阻与第一电容串联后与第二电容并联，所述第二电容的一端连接双运放的第1脚，其 另一端连接 运放的第2脚，所述第三电阻、第一电容、第二电容用于LED电压取样信号的相位补偿。在本发明所述的LED恒流驱动电路中，还包括第四电阻、第三电容和第四电容，第 四电阻与第三电容串联后与第四电容并联，所述第四电容的一端连接双运放的第7脚，其 另一端连接双运放的第6脚，所述第四电阻、第三电容和第四电容用于LED电流取样信号的 相位补偿。在本发明所述的LED恒流驱动电路中，还包括连接在第一电压基准源的控制端和 接地端之间的第五电容，所述第五电容用于双运放基准电压的短路保护。在本发明所述的LED恒流驱动电路中，还包括连接在驱动部分和控制部分之间的 过压保护部分，所述过压保护部分包括第五电阻、第六电阻、光耦和第二电压基准源；第五 电阻和第六电阻串联，一端接驱动部分LED的正极，另一端接地，第五电阻和第六电阻的交 汇点接第二电压基准源的取样端，第二电压基准源的接地端接地，其控制端接光耦的输入 端负极，光耦的输入端正极外接高电平，其输出端接控制部分，所述过压保护部分用于采样 LED的电压，并将采样电压信号转化为控制信号。在本发明所述的LED恒流驱动电路中，还包括连接在第二电压基准源的取样端和 接地端之间的第五电容，所述第五电容用于第二电压基准源的短路保护。实施本发明的LED恒流驱动电路，通过增设第一电压基准源为反馈电路中的运 放提供基准电压，而电压基准源的精度为0. 14%，高于一般的运放基准电压的参考精度 (1.0% )，因此，提高了运放的精度，进而提高了控制电路输出电压和输出电流的精度。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中图1是现有技术LED恒流驱动电路的原理图；图2是本发明LED恒流驱动电路的原理图；图3是本发明LED恒流驱动电路反馈部分优选实施例的电路图；图4是本发明LED恒流驱动电路优选实施例的电路图。
具体实施例方式图2示出了本发明LED恒流驱动电路的原理图，控制部分的输出电压为驱动部分 工作提供电源；驱动部分包括LED及与电流取样电阻R60，电流取样电阻R60的一端接地， 另一端连接LED的负极；反馈部分包括运放TO1、U52,电阻R72、R73，电压基准源U6，运放 U51的反相输入端连接LED的正极，运放U52的反相输入端连接取样电阻R60和LED的交汇 点；电阻R72、R73串联，一端接运放TOl的同相输入端，另一端接地，电阻R72、R73的交汇 点接运放U52的同向输入端，电压源的电压输出端连接运放TOl的同向输入端，电压基准源 U6的控制端和取样端连接运放TOl的同向输入端，其接地端接地，电压基准源U6用于为运 放TO1W52提供基准电压，由于电压基准源U6的精度为0. 14%，高于电压源的精度1. 0%， 因此通过增设电压基准源TO，大大提高了 LED恒流驱动电路的运放精度。在电路工作时，运放U51用于反馈LED的电压，具体为运放TOl的反相输入端连 接LED的正极，用于取样LED的电压，将取样电压与运放TOl的基准电压比较，并将比较结 果反馈至控制部分，控制部分根据比较结果调整输出电压的占空比来调整驱动部分LED的电压。例如，当LED的电压过高时，采样电压高于运放TOl的基准电压，运放U51的输出端 输出低电平，控制部分则减小输出电压的占空比以使LED的电压减小。运放U52用于反馈 LED的电流，具体为电流取样电阻R60将取样电流转化为取样电压，即电阻R60两端的电 压，并将电阻R60的电压与运放TO2的基准电压比较，然后将比较结果反馈至控制部分，控 制部分根据比较结果调整输出电压的占空比来调整驱动部分LED的电流。例如，当LED的 电流过高时，电流取样电阻R60的电压也随着升高，即大于运放TO2的基准电压，运放TO2 的输出端输出低电平，控制部分则减小输出电压的占空比以使LED的电压减小。图3示出了本发明LED恒流驱动电路反馈部分优选实施例的电路图，在图中，运放 U5为双运放，分别用于反馈LED的电压和电流，运放U5的第8脚接电源(Vcc)，其第4脚接 地，其第2脚通过分压电阻R65、R66接驱动部分LED的正极(未示出)，即接Su，其第6脚通 过电阻R68接取样电阻R60与LED的交汇点(未示出)，即接Si，电源(Vcc)通过电阻R71、 R72、R73接地，电阻R72、R71的交汇点通过电阻R75接运放U5的第3脚，电阻R72、R73的 交汇点接运放U5的第5脚，电源(Vcc)为运放TO提供基准电压，电容C46并联于电阻R72、 R73的两端，电容C47并联于电阻R73的两端，电容C46、C47用于运放TO基准电压的短路保 护，电压基准源TO的取样端与控制端连接电阻R71、R72的交汇点，其接地端接地，电阻R76、 电容C45串联后与电容C43并联，连接在运放TO的第1脚和第2脚之间，用于LED电压取 样信号的相位补偿，同理，电阻R77、电容C42串联后与电容C44连接，连接在运放第6脚和 第7脚之间，用于LED电流取样信号的相位补偿，运放U5的第1脚连接二极管D23的负极， 二极管D23的正极连接光耦U3的输入端负极，同理，运放U5的第7脚连接二极管D24的负 极，二极管D24的正极连接光耦U3的输入端负极，光耦U3的输入端正极通过电阻R70接电 源(Vcc)，其输出端负极接地，其输出端正极接控制部分。当电路工作时，若LED的电压过高，运放U5的第1脚输出低电平，光耦U3导通，其 输出端正极输出低电平；当LED的电流过高，运放U5的第7脚输出低电平，光耦U3导通，其 输出端正极输出低电平。即，若LED的电压或电流有至少一个过高时，光耦U3导通，向控制 部分输出低电平。图4示出了本发明LED恒流驱动电路优选实施例的电路图，该电路包括控制部分 100、驱动部分200、反馈部分300和过压保护部分400。控制部分包括控制芯片U2和场效应管Q8、Q9、电阻R48、R49、R50、R51、R52、R40、 二极管D16、D17。光耦U3的输出端正极通过分压电R52、R40连接控制芯片U2的第4脚 (RF)，控制芯片U2的第15脚(HVG)通过电阻R50接场效应管Q8的栅极，场效应管Q8的漏 极接400V的升压电压，其源极接场效应管Q9的漏极，场效应管Q9的栅极通过电阻R51接 控制芯片U2的第11脚(LVG)，其源极接地，二极管D16的正极接场效应管Q8的栅极，其负 极接控制芯片的第15脚，二极管D16用于场效应管Q8的短路保护，同样地，二极管D17连 接在场效应管Q9的栅极和控制芯片U2第11脚之间，电阻R48连接在场效应管Q8的栅极 和源极之间，电阻R49连接在场效应管Q9的栅极和源极之间，控制芯片U2的第14脚(OUT) 连接场效应管Q8的源极。控制芯片U2根据第4脚(RF)输入的反馈回路的控制信号输出相应占空比的脉宽 调制信号。例如，LED的电压或电流过高，光耦U3的输出端正极为低电平，控制芯片U2根 据第4脚(RF)的低电平信号减小输出电压的占空比，即调整场效应管Q8、Q9的交替导通时间，来达到调整输出电压的目的，具体为，当控制芯片U2的第15脚(HVG)为高电平时，场效 应管Q8导通，其第14脚(OUT)输出的电压为高电平；当控制芯片U2的第11脚(LVG)为高 电平时，场效应管Q9导通，其第14脚(OUT)输出的电压为低电平，控制芯片U2通过控制其 第15脚(HVG)和第11脚(LVG)交替输出高电平的导通时间来达到输出不同电压的目的。在图4中，控制部分100还包括限制稳压电源，稳压二极管ZD6、ZD7、ZD8依次串 联，其中，稳压二极管ZD6的阴极接400V的升压电压，稳压二极管ZD8的阳极接三极管Q6的 集电极，三极管Q6的基极接稳压二极管ZD9的阴极，其发射极通过电阻R27接稳压二极管 ZD9的阳极，电阻R25、R26串联后连接在稳压二极管ZD7的阳极和三极管Q6的基极之间。 三极管Q5的基极通过电阻R28接地，其集电极接三极管Q6的基极，其发射极接地。二极管 Dll的正极接稳压二极管ZD9的阳极，其负极连接二极管D12的负极，二极管D12的正极连 接三极管Q7的发射极，三极管Q7的基极接稳压二极管ZDlO的阴极，其集电极连接二极管 D13的负极，稳压二极管ZDlO的阳极接地，二极管D13的正极通过电阻R31连接驱动部分 200，电阻R30连接在三极管Q7的集电极和基极之间，电容C21连接在稳压二极管ZDlO的 阳极和二极管D13的负极之间。电阻R29连接在三极管Q5的基极和三极管Q7的发射极之 间。光耦U4的输出端正极外接18V的直流电，电容C35和电阻R56并联后，一端接光耦U4 的输出端正极和三极管Qll的发射极，另一端接三极管Qll的基极，三极管Qll的基极通过 电阻R55接三极管QlO的集电极，三极管QlO的发射极接地，其基极通过并联的电容C36和 电阻R57接地，光耦U4的输出端负极通过两串联的电阻R53、R54接三极管QlO的基极，三 极管Qll的集电极接电阻R53、R54的交汇点和二极管D18的正极，二极管D18的负极通过 电阻R58接三极管Q5的基极，三极管QlO的基极连接三极管Q12的基极，三极管Q12的发 射极接地，其集电极通过依次串联的电阻R32、R33、R34接稳压二极管ZD6的阴极，三极管 Q12的集电极通过电阻R36接控制芯片U2的第7脚(LIN)，电阻R35连接在三极管Q12的 发射极和集电极之间。限制稳压电源工作时，三极管Ql 1截止，点B的电压为18V，三极管Q5导通，三极管 Q6导通，400V的升压电压经串联的稳压二极管ZD6、ZD7、ZD8后流经三极管Q7，三极管Q7 工作在饱和状态，其集电极输出的直流电压经变压器T2的次级绕组降压后为反馈部分300 提供工作电压。在图4中，控制部分100还包括电流感应部分，电容C28、C29、C30、C31、C32、C53 并联，一端接地，一端通过电感L7连接驱动部分，电感L7和电容C28的交汇点通过依次串 联的电阻R46、R47和电容C33接二极管D15的正极，二极管D15的负极接控制芯片U2的第 6脚(ISE)，电容C26与电阻R43并联后连接在二极管D15的负极和地之间，二极管D14的 负极接二极管D15的正极，其正极接地。电流感应部分用于感应LED的电流。在图4中，驱动部分200包括变压器T2、二极管D19、D20、D25、D26，电容C37、C38、 C39，电感L5、L6，电阻R59、R60、R74，LEDJ2、J3，变压器T2为双绕组变压器，其原边主绕组的 两端分别控制芯片U2的第14脚(OUT)和电流感应部分，其原边次绕组的两端分别接限制 稳压电源和地；二极管D19和二极管D25并联，其正极连接变压器T2的副边主绕组的一端， 二极管D20和二极管D26并联，其正极连接变压器T2的副边主绕组的另一端，二极管D19、 D20、D25、D26的负极连接。LEDJ2、J3依次串联，LEDJ2的正极通过两串联的电感L5、L6连 接二极管D19的负极；LEDJ3的负极通过取样电阻R60连接变压器T2的副边主绕组的接地端。电容C37连接在二极管D19的负极和LEDJ3的负极之间，电容C38连接在电感L5与电 感L6的交汇点和LEDJ3的负极之间，电容C39并联在LEDJ2、J3之间，电阻R59和电阻R74 分别并联在电容C38两端。控制部分输出的脉宽调制电压信号经变压器T2的主绕组降压， 然后通过二极管D19、D20、D25、D26后变为直流电，电感L5、L6、电容C37、C38、C39用于滤 波，经整流滤波后的直流电驱动LEDJ2、J3工作，电阻R60用于取样LEDJ2、J3的电流。在图4中，反馈部分300包括图3所示的反馈电路(相同部分在此不做赘述)，还 包括线性稳压电源，线性稳压电源包括二极管D21，稳压二极管ZD11，三极管Q14，电阻R61、 R62，电容C41，三极管Q14的发射极通过电容C40接地，电阻R62的一端连接稳压管ZDll的 阴极和三极管Q14的基极，其另一端接三极管Q14的集电极，稳压二极管ZDll的阳极接地， 电容C41并联在电阻R62和稳压二极管ZDll的两端，三极管Q14的集电极通过电阻R61连 接二极管D21的负极，二极管D21的正极连接变压器T2副边次绕组的一端，变压器T2副边 次绕组的另一端接地。三极管Q14的发射极输出电压相当于图3中的电源(Vcc)。控制部 分100中的限制稳压电源输出的电压经变压器T2的次级绕组后降压，再经线性稳压后输出 稳定的直流电，该直流电为反馈部分300提供工作电源。在图4中，还包括过压保护部分400，所述过压保护部分包括电阻R78、R79、R80、 R81、R82、电容C50、光耦U4，电压基准源U7。电阻R81、R82、电容C50并联后一端接地，另一 端通过电阻R80接LEDJ2的正极，光耦U4的输入端正极通过电阻R78连接三极管Q14的发 射极，其输入端负极连接电压基准源U7的控制端，电压基准源U7的接地端接地，其取样端 接电阻R80和电阻R81的交汇点，电阻R79连接在三极管Q14的发射极和光耦U4的输入端 负极之间。当LED的电压过高时，分压电阻R81、R82的电压增高，电压基准源U7的取样端电 压增高，其控制端的电压减小，光耦U4导通，点A的电压为低电平，三极管Q12截止，控制芯 片的第7脚(LIN)为高电平，控制芯片U2关断，停止LED的供电。另一方面，光耦U4导通， 点B的电压降低，三极管Q5截止，三极管Q6截止，限制稳压电源关断，反馈部分从而停止工 作，综上，当LED的电压过高时，控制部分、驱动部分和反馈部分都被关断，停止工作。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权利要求范围之内。
权利要求
一种LED恒流驱动电路，包括控制部分、驱动部分和反馈部分；所述驱动部分包括LED；所述反馈部分包括运放，所述运放用于将LED的取样信号转换成控制信号；所述控制部分根据所述控制信号向驱动部分输出相应的电压；其特征在于，还包括与所述运放连接的第一电压基准源，所述第一电压基准源用于向运放提供基准电压。
2.根据权利要求1所述的LED恒流驱动电路，其特征在于，还包括第一电阻、第二电阻， 所述运放包括第一运放和第二运放；所述第一运放用于将LED的电压取样信号转换成控制信号；所述第二运放用于将LED的电流取样信号转换成控制信号；所述第一电阻与所述第二电阻串联，一端接所述第一运放的同相输入端，另一端接地， 第一电阻与第二电阻的交汇点接所述第二运放的同相输入端；所述第一电压基准源的控制 端和取样端连接所述第一运放的同向输入端，其接地端接地。
3.根据权利要求1所述的LED恒流驱动电路，其特征在于，所述第一电压基准源为型号 为TL431的芯片。
4.根据权利要求2所述的LED恒流驱动电路，其特征在于，所述第一运放和所述第二运 放的组成双运放。
5.根据权利要求4所述的LED恒流驱动电路，其特征在于，还包括第三电阻、第一电容 和第二电容，第三电阻与第一电容串联后与第二电容并联，所述第二电容的一端连接双运 放的第1脚，其另一端连接双运放的第2脚，所述第三电阻、第一电容、第二电容用于LED电 压取样信号的相位补偿。
6.根据权利要求4所述的LED恒流驱动电路，其特征在于，还包括第四电阻、第三电容 和第四电容，第四电阻与第三电容串联后与第四电容并联，所述第四电容的一端连接双运 放的第7脚，其另一端连接双运放的第6脚，所述第四电阻、第三电容和第四电容用于LED 电流取样信号的相位补偿。
7.根据权利要求1所述的LED恒流驱动电路，其特征在于，还包括连接在第一电压基准 源的控制端和接地端之间的第五电容，所述第五电容用于双运放基准电压的短路保护。
8.根据权利要求1所述的LED恒流驱动电路，其特征在于，还包括连接在驱动部分和控 制部分之间的过压保护部分，所述过压保护部分包括第五电阻、第六电阻、光耦和第二电压 基准源；第五电阻和第六电阻串联，一端接驱动部分LED的正极，另一端接地，第五电阻和 第六电阻的交汇点接第二电压基准源的取样端，第二电压基准源的接地端接地，其控制端 接光耦的输入端负极，光耦的输入端正极外接高电平，其输出端接控制部分，所述过压保护 部分用于采样LED的电压，并将采样电压信号转化为控制信号。
9.根据权利要求8所述的LED恒流驱动电路，其特征在于，还包括连接在第二电压基准 源的取样端和接地端之间的第五电容，所述第五电容用于第二电压基准源的短路保护。
全文摘要
本发明涉及一种LED恒流驱动电路，包括控制部分、驱动部分和反馈部分，所述驱动部分包括LED；所述反馈部分包括运放，所述运放用于将LED的取样信号转换成控制信号；所述控制部分根据所述控制信号向驱动部分输出相应的电压；还包括与所述运放连接的第一电压基准源，所述第一电压基准源用于向运放提供基准电压。实施本发明的技术方案，通过增设第一电压基准源为反馈电路中的运放提供基准电压，而电压基准源的精度为0.14％，高于一般的运放基准电压的参考精度(1.0％)，因此，提高了运放的精度，进而提高了控制电路输出电压和输出电流的精度。
文档编号H05B37/02GK101932162SQ20091010813
公开日2010年12月29日 申请日期2009年6月26日 优先权日2009年6月26日
发明者周明杰, 李勇, 汤尉东 申请人:海洋王照明科技股份有限公司;深圳市海洋王照明工程有限公司