专利名称：Led驱动电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种驱动电路，尤其是一种LED驱动电路。背景技术：
LED (Light Emitting Diode)照明即是发光二极管照明，是一种半导体固体发光 器件。它是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩 的能量而引起光子发射，直接发出红、绿、蓝或白色的光。LED照明产品就是利用LED作为光 源制造出来的照明器具。传统的LED驱动电路一方面能够接受的输入电压范围较窄，当输入电压在较宽范 围内变动时，容易造成LED及其电源和驱动电路的损坏；另一方面其负载调整率较差，当负 载变动较大时会造成电流不稳定。
发明内容基于此，有必要提供一种能适应输入电压在较宽范围内变化和负载的较大范围变 动的LED驱动电路。一种LED驱动电路，包括连接供电电源的输入滤波单元，以及连接LED负载的输出 滤波单元；此外，还包括供电单元100，用于输出稳定电压；与所述供电单元100输出相连 的控制信号产生单元200，用于产生控制信号并调节控制信号占空比；与所述控制信号产 生单元200输出相连的开关单元300，用于接收所述控制信号并根据所述控制信号调节输 出电压；与所述控制信号产生单元200相连的电流检测单元400，用于检测被驱动LED负载 的工作电流，并将检测结果反馈至所述控制信号产生单元200用以调节控制信号占空比。优选的，所述供电单元100包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一稳压管D1、第 一三极管Ql和第三电容C3 ；第一电阻Rl的一端与所述输入滤波单元的输出相连，第一电 阻Rl的另一端与第一三极管Ql的基极连接，第一稳压管Dl的负极与第一三极管Ql的基 极连接，第一稳压管Dl的正极接地。第二电阻R2的一端与所述输入滤波单元的输出连接， 第二电阻R2的另一端与第一三极管Ql的集电极连接，第一三极管Ql的发射极与第三电容 C3的一端连接，第三电容C3的另一端与第一稳压管Dl的正极连接且接地，以上连接共同构 成射极跟随电路，第一三极管Ql的发射极作为输出。优选的，所述控制信号产生单元200包括芯片BIT3251和分压电路；所述芯片 BIT3251包括电源端、EA引脚、电流监测反馈输入端、控制信号输出端；所述芯片BIT3251的 电源端连接供电单元100)的输出；所述芯片BIT3251的电源端与地之间还连接所述分压电 路，所述分压电路的输出连接所述芯片BIT3251的EA引脚，所述芯片BIT3251的EA引脚获 得所述供电单元100输出电压的分压电压，并设置为高电平状态；所述芯片BIT3251的电流 检测反馈输入端与电流检测单元400的输出相连，所述芯片BIT3251的控制信号输出端与 所述开关单元300相连，输出控制信号至开关单元300。更优选的，所述芯片BIT3251还包括反馈补偿端；所述芯片BIT3251的电流监测
4反馈输入端与反馈补偿端连接到第六电容C6的两端，作为反馈补偿、稳定环路。更优选的，所述分压电路由至少两个电阻串联组成，所述分压电路的输出为电阻 串联的结点。优选的，所述开关单元300包括第一电感Li、第四电容C4、第二稳压器D2、第二 电感L2以及场效应管Q2 ；第一电感Ll的一端连接到输入滤波单元的输出，第一电感Ll的 另一端与第四电容C4的一端相连，第四电容C4的另一端与第二稳压器D2正极相连，第二 稳压器D2负极连接到输出滤波单元的输入；第二稳压器D2的正极通过第二电感L2接地； 第一场效应管Q2为N沟道增强型MOS场效应晶体管，第一场效应管Q2的栅极G通过第四 电阻R4与芯片BIT3251的控制信号输出端连接，用于接收控制信号；同时第一场效应管Q2 的栅极G通过第五电阻R5接地；第一场效应管Q2的源极S接地，第一场效应管Q2的漏极 D连接第一电感Ll的另一端；第一场效应管Q2根据芯片BIT3251的控制信号输出端输出 的控制信号来控制栅极G电压，使第一场效应管Q2导通或截止，来调节开关单元300输出 电压。优选的，所述电流检测单元400包括第七电容C7、第九电阻R9、第十电阻RlO和 第十一电阻Rll ；第九电阻R9的一端与芯片BIT3251的电流检测反馈输入端连接，第九电 阻R9的另一端接地；第十电阻RlO的一端与芯片BIT3251的电流检测反馈输入端连接，第 十电阻RlO的另一端连接到被驱动LED负载的输入；第十一电阻Rll的一端连接到LED负 载的输入，第十一电阻Rll的另一端接地；第七电容C7并联在第十一电阻Rll的两端。更优选的，所述芯片BIT3251还包括电压保护检查端；所述驱动电路还包括与 所述控制信号产生单元200相连的电压检测单元500，用于检测被驱动LED负载的输入电 压，并将检测结果反馈至所述控制信号产生单元200，当所述被驱动LED负载的输入电压超 过设定值时，所述控制信号产生单元200关闭控制信号输出；所述芯片BIT3251的电压保护 检查端与电压检测单元500的输出相连，用于接收所述电压检测单元500输出的电压信号。优选的，所述电压检测单元500包括第六电阻R6、第七电阻R7和第五电容C5 ； 第六电阻R6的一端与所述芯片BIT3251的电压保护检查端连接，第六电阻R6的另一端连 接所述输出滤波单元的输入；第七电阻R7的一端与所述芯片BIT3251的电压保护检查端连 接，第七电阻R7的另一端接地；第五电容C5并联在第七电阻R7的两端。该LED驱动电路通过控制信号产生单元调节控制信号的占空比以及输出滤波单 元的反馈调节，适应LED器件输入电压在较宽范围内的变化和LED负载的较大范围变动。
图1为LED驱动电路一原理图；图2为LED驱动电路一优选实施例的电路图。
具体实施方式如图1所示，电路包括供电单元100、控制信号产生单元200、开关单元300、电流 检测单元400和电压检测单元500、前端连接供电电源的输入滤波单元和后端连接LED负载 的输出滤波单元。供电单元100用于接收输入滤波单元并输出稳定电压；控制信号产生单元200与
5供电单元100输出端相连，用于产生控制信号并调节控制信号占空比；开关单元300与控 制信号产生单元200输出端相连，用于接收控制信号并调节输出电压后发送到输出滤波单 元；输出滤波单元后的输出电压可以连接负载。与所述控制信号产生单元200相连的电流 检测单元400，用于检测被驱动LED负载的工作电流，并将检测结果反馈至所述控制信号产 生单元200用以调节控制信号占空比。与所述控制信号产生单元200相连的电压检测单 元500，用于检测被驱动LED负载的输入电压，并将检测结果反馈至所述控制信号产生单元 200，当所述输入电压超过设定值时，所述控制信号产生单元200关闭控制信号输出。这里 的输入滤波单元和输出滤波单元可以根据需要选择合适的滤波电路来实现，比如选择两个 的滤波电容。如图2所示的驱动电路的电路图。本实施例中，控制信号为芯片BIT3251产生的PWM控制信号。本实施例中，输入滤波单元和输出滤波单元选择两个的滤波电容Cl、C2来充当滤 波电路。供电单元100包括第一电阻Rl、第二电阻R2、第一稳压管Dl、第一三极管Ql和第 三电容C3。第一电阻Rl的一端与输入滤波单元的输出相连，第一电阻Rl的另一端与第一三 极管Ql的基极连接，第一稳压管Dl的负极与第一三极管Ql的基极连接，第一稳压管Dl的 正极接地。第二电阻R2的一端与输入滤波单元的输出连接，第二电阻R2的另一端与第一三 极管Ql的集电极连接，第一三极管Ql的发射极与第三电容C3的一端连接，第三电容C3的 另一端与第一稳压管Dl的正极连接且接地，以上连接共同构成射极跟随电路，第一三极管 Ql的发射极作为输出，提供稳定的电压输出。该射极跟随电路由稳压管Dl提供稳定的电压 输入Vz，并在发射极提供电压输出Vcc，其中Vcc = Vz-Vbe,由于Vbe较小，因而Vcc接近于 Vz。因此供电单元可以为控制信号产生单元200提供稳定的电压。本实施例中芯片工作电 压为5 8V，故选择8. 2V稳压管，Vbe电压为0. 6V，供电单元100输出电压为7. 6V。控制信号产生单元200用于产生控制信号并调节控制信号占空比。本实施例中， 第三电阻R3和第八电阻R8串联组成分压电路，其输出为第三电阻R3和第八电阻R8串联 的结点。芯片BIT3251的参数如下1脚为电源端，2脚为EA引脚，3脚为反馈补偿端，4脚 为电流检测反馈输入端，5脚为电压保护检查端，7脚为接地端，8脚为PWM控制信号输出端。 芯片BIT3251的1脚与第一三极管Ql的发射极连接，接收其输出电压，芯片BIT3251的2 脚与第三电阻R3和第八电阻R8组成的分压电路连接，获得由第一三极管Ql输出电压的分 压电压，设置为高电平状态，即该芯片始终处于工作状态。芯片BIT3251的3脚和4脚分别 连接在第六电容C6两端，作为反馈补偿，稳定环路；芯片BIT3251的4脚和5脚分别与电流 检测单元400和电压检测单元500相连，其中电流检测单元400和电压检测单元500共同 构成电流检测和电压检测单元400。芯片BIT3251的4脚的基准电压为0. 2V，通过设置反 馈电阻，本实施例中为第十一电阻R11，来设置负载输出电流的大小。芯片BIT3251的5脚 与电压检测单元500连接，接收电压检测单元500反馈的电压检测信息。本实施例中，芯片BIT3251的6脚开路。开关单元300包括第一电感Li、第四电容C4、第二稳压器D2、第二电感L2以及 场效应管Q2。第一电感Ll的一端连接到输入滤波单元的输出，第一电感Ll的另一端与第 四电容C4的一端相连，第四电容C4的另一端与第二稳压器D2正极相连，第二稳压器D2负极连接到输出滤波单元的输入。第二稳压器D2正极通过第二电感L2接地。第一场效应管 Q2为N沟道增强型MOS场效应晶体管，其栅极G通过第四电阻R4与芯片BIT3251的8脚 连接，用于接收控制信号。同时第一场效应管Q2的栅极G通过第五电阻R5接地；第一场效 应管Q2的源极S接地，第一场效应管Q2的漏极D连接第一电感Ll的另一端。第一场效应 管Q2根据芯片BIT3251的8脚输出的控制信号来控制栅极G电压，使第一场效应管Q2导 通或截止，来调节开关单元300输出电压。工作原理为当第一场效应管Q2开通时，电流分两个回路，第一个回路为输入电 压Vin-第一电感Ll-第一场效应管Q2-大地；第二个回路为第四电容C4-第一场效应管 Q2-第二电感L2 ；第二稳压器D2反向截止。此时第一电感Li、第二电感L2储能，第四电 容C4放电。当第一场效应管Q2关断时，电流回路为输入电压Vin-第一电感Ll-第四电 容C4-第二稳压器D2-负载-大地，第二电感L2-第二稳压器D2-负载-大地，此时第二稳 压器D2导通，第一电感Li、第二电感L2释放能量；输出电压和输入电压的关系为Vout = VinXD/(I-D)，D为第一场效应管Q2的开通占空比，第一场效应管Q2的开通占空比与控制 信号的占空比一致。电流检测单元400包括第七电容C7、第九电阻R9、第十电阻RlO和第i^一电阻 R11。第九电阻R9的一端与芯片BIT3251的4脚连接，其另一端接地；第十电阻RlO的一端 与芯片BIT3251的4脚连接，其另一端连接到被驱动LED负载的输入；第十一电阻Rll的一 端连接到LED负载的输入，其另一端接地；第七电容C7并联在第十一电阻Rll的两端。本 实施例通过调节第十一电阻Rll的大小来调节输出电流，输出电流大小Iout = 0. 2V/R11。电压检测单元500包括第六电阻R6、第七电阻R7和第五电容C5。第六电阻R6 的一端与芯片BIT3251的5脚连接，其另一端连接输出滤波单元的输入；第七电阻R7的一 端与芯片BIT3251的5脚连接，其另一端接地；第五电容C5并联在第七电阻R7的两端。当 负载较低或无负载时，电压升高，通过第六电阻R6、第七电阻R7检测电压，当负载输出电压 超过电压设置值时，控制信号输出关闭，避免输出电压过高，保护LED和其他器件。当输入电压或者负载变化时，电流检测和电压检测单元400将信号反馈给控制信 号产生单元300，通过控制信号占空比的变化来调整输出电流，保证输出电流的恒定。这种LED驱动电路通过控制信号产生单元调节控制信号的占空比以及输出滤波 单元的反馈调节，适应LED器件输入电压在较宽范围内的变化和LED负载的较大范围变动。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并 不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保 护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
一种LED驱动电路，包括连接供电电源的输入滤波单元，以及连接LED负载的输出滤波单元；其特征在于，还包括供电单元(100)，用于输出稳定电压；与所述供电单元(100)输出相连的控制信号产生单元(200)，用于产生控制信号并调节控制信号占空比；与所述控制信号产生单元(200)输出相连的开关单元(300)，用于接收所述控制信号并根据所述控制信号调节输出电压；与所述控制信号产生单元(200)相连的电流检测单元(400)，用于检测被驱动LED负载的工作电流，并将检测结果反馈至所述控制信号产生单元(200)用以调节控制信号占空比。
2.如权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述供电单元(100)包括第一电 阻(Rl)、第二电阻(R2)、第一稳压管(Dl)、第一三极管(Ql)和第三电容(C3)；第一电阻(Rl)的一端与所述输入滤波单元的输出相连，第一电阻(Rl)的另一端与第 一三极管(Ql)的基极连接，第一稳压管(Dl)的负极与第一三极管(Ql)的基极连接，第一 稳压管(Dl)的正极接地，第二电阻(R2)的一端与所述输入滤波单元的输出连接，第二电 阻(R2)的另一端与第一三极管(Ql)的集电极连接，第一三极管(Ql)的发射极与第三电容 (C3)的一端连接，第三电容(C3)的另一端与第一稳压管(Dl)的正极连接且接地，以上连接 共同构成射极跟随电路，第一三极管(Ql)的发射极作为输出。
3.如权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述控制信号产生单元(200)包 括芯片BIT3251和分压电路；所述芯片BIT3251包括电源端、EA引脚、电流监测反馈输入端、控制信号输出端；所 述芯片BIT3251的电源端连接供电单元(100)的输出；所述芯片BIT3251的电源端与地之 间还连接所述分压电路，所述分压电路的输出连接所述芯片BIT3251的EA引脚，所述芯片 BIT3251的EA引脚获得所述供电单元(100)输出电压的分压电压，并设置为高电平状态； 所述芯片BIT3251的电流检测反馈输入端与电流检测单元(400)的输出相连，所述芯片 BIT3251的控制信号输出端与所述开关单元(300)相连，输出控制信号至开关单元(300)。
4.如权利要求3所述的LED驱动电路，其特征在于，所述芯片BIT3251还包括反馈补 偿端；所述芯片BIT3251的电流监测反馈输入端与反馈补偿端连接到第六电容(C6)的两端， 作为反馈补偿、稳定环路。
5.如权利要求3所述的LED驱动电路，其特征在于，所述分压电路由至少两个电阻串联 组成，所述分压电路的输出为电阻串联的结点。
6.如权利要求3所述的LED驱动电路，其特征在于，所述开关单元(300)包括第一电 感(Li)、第四电容(C4)、第二稳压器(D2)、第二电感(L2)以及场效应管(Q2)；第一电感(Li)的一端连接到输入滤波单元的输出，第一电感(Li)的另一端与第四 电容(C4)的一端相连，第四电容(C4)的另一端与第二稳压器(D2)正极相连，第二稳压器 (D2)负极连接到输出滤波单元的输入；第二稳压器(D2)的正极通过第二电感(L2)接地； 第一场效应管(Q2)为N沟道增强型MOS场效应晶体管，第一场效应管(Q2)的栅极(G)通 过第四电阻(R4)与芯片BIT3251的控制信号输出端连接，用于接收控制信号；同时第一场效应管(Q2)的栅极(G)通过第五电阻(R5)接地；第一场效应管(Q2)的源极(S)接地，第 一场效应管(Q2)的漏极(D)连接第一电感(Li)的另一端；第一场效应管(Q2)根据芯片 BIT3251的控制信号输出端输出的控制信号来控制栅极(G)电压，使第一场效应管(Q2)导 通或截止，来调节开关单元(300)输出电压。
7.如权利要求3所述的LED驱动电路，其特征在于，所述电流检测单元(400)包括第 七电容(C7)、第九电阻(R9)、第十电阻(RlO)和第十一电阻(Rll)；第九电阻(R9)的一端与芯片BIT3251的电流检测反馈输入端连接，第九电阻(R9)的 另一端接地；第十电阻(RlO)的一端与芯片BIT3251的电流检测反馈输入端连接，第十电阻 (RlO)的另一端连接到被驱动LED负载的输入；第十一电阻(Rll)的一端连接到LED负载 的输入，第十一电阻(Rll)的另一端接地；第七电容(C7)并联在第十一电阻(Rll)的两端。
8.如权利要求3所述的LED驱动电路，其特征在于，所述芯片BIT3251还包括电压保 护检查端；所述驱动电路还包括与所述控制信号产生单元(200)相连的电压检测单元(500)，用 于检测被驱动LED负载的输入电压，并将检测结果反馈至所述控制信号产生单元(200)，当 所述被驱动LED负载的输入电压超过设定值时，所述控制信号产生单元(200)关闭控制信 号输出；所述芯片BIT3251的电压保护检查端与电压检测单元(500)的输出相连，用于接收 所述电压检测单元(500)输出的电压信号。
9.如权利要求8所述的LED驱动电路，其特征在于，所述电压检测单元(500)包括第六 电阻(R6)、第七电阻(R7)和第五电容(C5)；第六电阻(R6)的一端与所述芯片BIT3251的电压保护检查端连接，第六电阻(R6)的 另一端连接所述输出滤波单元的输入；第七电阻(R7)的一端与所述芯片BIT3251的电压保 护检查端连接，第七电阻(R7)的另一端接地；第五电容(C5)并联在第七电阻(R7)的两端。
全文摘要
一种LED驱动电路，包括供电单元(100)，用于输出稳定电压；与所述供电单元(100)输出相连的控制信号产生单元(200)，用于产生控制信号并调节控制信号占空比；与所述控制信号产生单元(200)输出相连的开关单元(300)，用于接收所述控制信号并根据所述控制信号调节输出电压；与所述控制信号产生单元(200)相连的电流检测单元(400)，用于检测被驱动LED负载的工作电流，并将检测结果反馈至所述控制信号产生单元(200)用以调节控制信号占空比。这种LED驱动电路通过控制信号产生单元调节控制信号的占空比以及输出滤波单元的反馈调节，适应LED器件输入电压在较宽范围内的变化和LED负载的较大范围变动。
文档编号H05B37/02GK101917805SQ20101024880
公开日2010年12月15日 申请日期2010年8月9日 优先权日2010年8月9日
发明者周明杰, 谭威 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