一种LED驱动电路及LED电气指示灯的制作方法

本发明涉及led照明领域，特别是涉及一种led驱动电路及led电气指示灯。

背景技术：

随着照明技术的发展，led电气指示灯的应用越来越广泛。led电气指示灯相比于利用灯丝发热作为光源的电气指示灯来说，质量已经有所改善，但是，现有的led电气指示灯的led驱动电路比较劣质，导致led电气指示灯的质量和寿命显著下降。

具体地，led驱动电路包括多条led支路，每条led支路上均包括led串，当存在led支路中的led串发生短路或断路时，流经故障led支路的电流会发生变化，从而导致流经其他非故障led支路的电流也发生变化，使得流经各led支路的电流不均匀。针对该情况，现有技术中的驱动电路不能对流经各led支路的电流进行均衡调整，从而使得由于流经各led支路的电流不均匀，影响了led电气指示灯的发光质量和寿命，增加了led电气指示灯的故障率，降低了led电气指示灯的安全保障系数和可靠性。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种led驱动电路及led电气指示灯，提高了led电气指示灯的发光质量，延长了led电气指示灯的寿命，降低了led电气指示灯的故障率，增加了led电气指示灯的安全保障系数和可靠性。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种led驱动电路，应用于led电气指示灯，包括电源模块和电路均流模块，所述电路均流模块包括n条并联的、规格相同的led支路，每条所述led支路均包括led串、三极管、基极电阻及发射极电阻，n为不小于2的整数，其中：

所述led串的第一端与所述电源模块的输出正端相连，所述led串的第二端分别与其所在支路上的基极电阻的第一端和所述三极管的集电极相连，所述基极电阻的第二端与所述三极管的基极相连，所述三极管的发射极与所述发射极电阻的第一端相连，所述发射极电阻的第二端与所述电源模块的输出负端相连，n条所述led支路上的基极电阻的第一端相互连接。

优选地，每条所述led支路均还包括子二极管，所述led驱动电路还包括总二极管，其中：

所述子二极管的正极端分别与其所在支路上的led串的第二端和所述三极管的集电极相连，n条所述led支路上的子二极管的负极端相互连接，其公共端与所述总二极管的正极端相连，所述总二极管的负极端分别与n条所述led支路上的基极电阻的第一端相连。

优选地，所述电源模块包括电路保护模块、电路降压模块及整流桥，所述电路保护模块包括第一电容、第一电阻、负温度系数ntc电阻，其中：

所述第一电容的第一端分别与所述第一电阻的第一端和交流电源的输出正端相连，所述第一电容的第二端分别与所述ntc电阻的第一端和所述交流电源的输出负端相连，所述第一电阻的第二端与所述电路降压模块的输入端相连，所述电路降压模块的输出端与所述整流桥的输入正端相连，所述ntc电阻的第二端与所述整流桥的输入负端相连，所述整流桥的输出正端作为所述电源模块的输出正端，所述整流桥的输出负端作为所述电源模块的输出负端。

优选地，所述电路降压模块包括第二电阻和第二电容，其中：

所述第二电阻的第一端与所述第二电容的第一端相连，其公共端作为所述电路降压模块的输入端，所述第二电阻的第二端与所述第二电容的第二端相连，其公共端作为所述电路降压模块的输出端。

优选地，所述电源模块还包括第三电容、第三电阻及第四电容，其中：

所述第三电容的第一端分别与所述第三电阻的第一端和所述整流桥的输出正端相连，所述第三电阻的第二端与所述第四电容的第一端相连，其公共端作为所述电源模块的输出正端，所述第三电容的第二端分别与所述第四电容的第二端和所述整流桥的输出负端相连，其公共端作为所述电源模块的输出负端。

优选地，所述led驱动电路所在的电路板具体为双层板。

优选地，所述电路板具体为经过打胶处理的双层板。

优选地，所述led驱动电路还包括电路稳流模块，所述电路稳流模块包括稳压二极管和正温度系数ptc电阻，其中：

所述稳压二极管的正极端与所述电源模块的输出负端相连，所述稳压二极管的负极端分别与所述ptc电阻的第一端和所述电源模块的输出正端相连，所述ptc电阻的第二端与所述led串的第一端相连。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种led电气指示灯，包括上述任一种led驱动电路。

优选地，所述led电气指示灯还包括散热器。

本发明提供了一种led驱动电路，应用于led电气指示灯，包括电源模块和电路均流模块，电路均流模块包括n条并联的、规格相同的led支路，每条led支路均包括led串、三极管、基极电阻及发射极电阻，n为不小于2的整数，其中：led串的第一端与电源模块的输出正端相连，led串的第二端分别与其所在支路上的基极电阻的第一端和三极管的集电极相连，基极电阻的第二端与三极管的基极相连，三极管的发射极与发射极电阻的第一端相连，发射极电阻的第二端与电源模块的输出负端相连，n条led支路上的基极电阻的第一端相互连接。

可见，采用本申请中led驱动电路的电路结构，当存在led支路的led串短路或断路时，由于各led支路的三极管的基极电压相同，各三极管的发射极电压也相同，则各三极管的基极与发射极之间的电压相同，所以流经各三极管的集电极电流相同，实现了流经每条led支路的电流的均匀，提高了led电气指示灯的发光质量，延长了led电气指示灯的寿命，降低了led电气指示灯的故障率，增加了led电气指示灯的安全保障系数和可靠性。

本发明还提供了一种led电气指示灯，与上述led驱动电路具有相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种led驱动电路的结构示意图；

图2为本发明提供的另一种led驱动电路的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种led驱动电路及led电气指示灯，提高了led电气指示灯的发光质量，延长了led电气指示灯的寿命，降低了led电气指示灯的故障率，增加了led电气指示灯的安全保障系数和可靠性。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，图1为本发明提供的一种led驱动电路的结构示意图。

该led驱动电路应用于led电气指示灯，包括电源模块1和电路均流模块2，电路均流模块2包括n条并联的、规格相同的led支路，每条led支路均包括led串d、三极管q、基极电阻r1及发射极电阻r2，n为不小于2的整数，其中：

led串d的第一端与电源模块1的输出正端相连，led串d的第二端分别与其所在支路上的基极电阻r1的第一端和三极管q的集电极相连，基极电阻r1的第二端与三极管q的基极相连，三极管q的发射极与发射极电阻r2的第一端相连，发射极电阻r2的第二端与电源模块1的输出负端相连，n条led支路上的基极电阻r1的第一端相互连接。

具体地，led驱动电路包括电源模块1和电路均流模块2，led驱动电路通过电源模块1为电路均流模块2供电。电路均流模块2包括多条并联的led支路，考虑到要保证流经每条led支路的电流的均匀性，所以电路均流模块2中每条led支路的规格应该相同。

具体地，led电气指示灯包括n条led支路，每条led支路均包括led串d、三极管q、基极电阻r1及发射极电阻r2。基极电阻r1作为三极管q的偏置电阻，使三极管q工作在放大状态，同时，基极电阻r1也作为基极限流电阻，能够防止基极电流过大，从而保护三极管q不被烧毁。发射极电阻r2作为电压检测电阻，当led串d短路或断路时，流经发射极电阻r2的电流会发生变化，发射极电阻r2两端的电压也随之变化，从而导致发射极的电压发生变化。

当存在led支路上的led串d短路或断路时，电路均流模块2用于均衡调整流经各led支路的电流。具体地，当部分led支路上的led串d短路时，故障led支路上的led串d的压降减小，导致所在故障led支路上的三极管q的基极电压增大，由于各led支路的三极管q的基极通过基极电阻r1连接在一起，所以其他非故障led支路上的三极管q基极电压也增大，又因为发射极通过发射极电阻r2连接在一起，所以流经各led支路上的三极管q的基极电流发生变化，从而导致流经各led支路上的三极管q的集电极电流发生变化。由于各三极管q的基极电压相同，各三极管q的发射极电压也相同，则各三极管q的基极与发射极之间的电压相同，也就是说，各三极管q的参数相互匹配，从而将发生变化的各三极管q的集电极电流均衡调整至流经各三极管q的集电极电流相同，也即流经各led支路上的电流均匀。当所有led支路上的led串d短路时，led电气指示灯不工作，流经每条led支路的电流增大。

当存在部分led支路上的led串d断路时，流经其他非故障led支路上的电流增大，由于故障led支路上的三极管q的集电极断路，此三极管q相当于一个普通的二极管，基于上述原理，由于非故障led支路上三极管q的参数相互匹配，因此，非故障led支路上增大的电流平均分配，也即流经各非故障led支路上的电流均匀。当存在所有led支路上的led串d断路时，led电气指示灯不工作，所有的三极管也不工作。

可见，当存在led支路的led串d短路或断路时，由于各led支路的三极管q的参数相互匹配，实现了流经每条led支路的电流的均匀。此外，只要不是所有的led串d出现故障，该led电气指示灯的非故障led串d仍然以同样的亮度工作，只是亮度大小有所变化，经过实际的使用情况来看，这两种情况发生的概率很低，增强了led电气指示灯的安全保障系数。

本发明提供了一种led驱动电路，应用于led电气指示灯，包括电源模块和电路均流模块，电路均流模块包括n条并联的、规格相同的led支路，每条led支路均包括led串、三极管、基极电阻及发射极电阻，n为不小于2的整数，其中：led串的第一端与电源模块的输出正端相连，led串的第二端分别与其所在支路上的基极电阻的第一端和三极管的集电极相连，基极电阻的第二端与三极管的基极相连，三极管的发射极与发射极电阻的第一端相连，发射极电阻的第二端与电源模块的输出负端相连，n条led支路上的基极电阻的第一端相互连接。

可见，采用本申请中led驱动电路的电路结构，当存在led支路的led串短路或断路时，由于各led支路的三极管的基极电压相同，各三极管的发射极电压也相同，则各三极管的基极与发射极之间的电压相同，所以流经各三极管的集电极电流相同，实现了流经每条led支路的电流的均匀，提高了led电气指示灯的发光质量，延长了led电气指示灯的寿命，降低了led电气指示灯的故障率，增加了led电气指示灯的安全保障系数和可靠性。

在上述实施例的基础上：

请参照图2，图2为本发明提供的另一种led驱动电路的结构示意图。

作为一种优选地实施例，每条led支路均还包括子二极管d1，led驱动电路还包括总二极管d2，其中：

子二极管d1的正极端分别与其所在支路上的led串d的第二端和三极管q的集电极相连，n条led支路上的子二极管d1的负极端相互连接，其公共端与总二极管d2的正极端相连，总二极管d2的负极端分别与n条led支路上的基极电阻r1的第一端相连。

具体地，在每条led支路上的led串d和基极电阻r1之间均增加子二极管d1，所有的子二极管d1和所有的基极电阻r1之间通过一个总二极管d2连接。当led支路上的led串d发生短路时，流入各led支路的电流会增大，在这一过程中，有部分增加的电流会分流到子二极管d1中，然后通过总二极管d2将电流分到各led支路上的三极管q的基极。

二极管的伏安特性为电流和电压呈指数关系，当电压微小变化时，电流呈指数变化。因此，当led支路上的led串d发生短路时，led串d的电压发生变化，即其所在支路的子二极管d1的电压发生变化，则子二极管d1的电流随之指数变化。此时的子二极管d1和总二极管d2相当于一个可变电阻，当流经子二极管d1和总二极管d2的电流增大时，其电阻随之增大，从而使电流减小。因此，子二极管d1和总二极管d2的存在，防止增加的电流全部落入各led支路的三极管q上，从而保护三极管q不被烧坏。

作为一种优选地实施例，电源模块1包括电路保护模块、电路降压模块及整流桥，电路保护模块包括第一电容、第一电阻、ntc(negativetemperaturecoefficient，负温度系数)电阻，其中：

第一电容的第一端分别与第一电阻的第一端和交流电源的输出正端相连，第一电容的第二端分别与ntc电阻的第一端和交流电源的输出负端相连，第一电阻的第二端与电路降压模块的输入端相连，电路降压模块的输出端与整流桥的输入正端相连，ntc电阻的第二端与整流桥的输入负端相连，整流桥的输出正端作为电源模块1的输出正端，整流桥的输出负端作为电源模块1的输出负端。

具体地，电源模块1包括电路保护模块、电路降压模块及整流桥，电路降压模块用于降低交流电源的电压，整流桥用于将降低电压的交流电源的交流电转变成直流电。本申请采用整流桥整流，相比于分立元件，能够有效地减少故障点。

电路保护模块包括第一电容、第一电阻、ntc电阻，具体地，考虑到工业用电环境里存在许多噪声，采用第一电容在交流电源的输入端进行滤波，从而保证了交流电源的稳定性，第一电容也可以抑制共模干扰的产生。第一电阻作为交流电源输入端的保护电阻，防止电压过高时烧毁元件。ntc电阻作为吸收浪涌元件，当交流电源接通的瞬间，ntc电阻的初始阻值很大，相当于断路，抑制交流电源刚接通瞬间电流过大，从而保护了led驱动电路；在led驱动电路逐渐进入正常的工作状态的过程中，随着流经ntc电阻的电流的增大，ntc电阻的温度逐渐升高，导致ntc电阻的电阻值逐渐减小，使得led驱动电路的正常工作不受ntc电阻的影响。

作为一种优选地实施例，电路降压模块包括第二电阻和第二电容，其中：

第二电阻的第一端与第二电容的第一端相连，其公共端作为电路降压模块的输入端，第二电阻的第二端与第二电容的第二端相连，其公共端作为电路降压模块的输出端。

具体地，这里的电路降压模块包括第二电阻和与第二电阻并联的第二电容，采用第二电容降压，降压效率高。这里的第二电阻的阻值较大，当led驱动电路工作时，电流大部分流入第二电容，第二电容会储存电量，当led驱动电路停电时，第二电阻和与第二电阻并联的第二电容形成一个回路，储存在第二电容的电量会通过第二电阻释放出来，防止过高的电压烧坏其他元件。

当然，本申请还可以选用其他降压方式，本发明在此不做特别的限定，根据实际情况来定。

作为一种优选地实施例，电源模块1还包括第三电容、第三电阻及第四电容，其中：

第三电容的第一端分别与第三电阻的第一端和整流桥的输出正端相连，第三电阻的第二端与第四电容的第一端相连，其公共端作为电源模块1的输出正端，第三电容的第二端分别与第四电容的第二端和整流桥的输出负端相连，其公共端作为电源模块1的输出负端。

具体地，第三电阻用于限流保护，第三电容作为低频整流滤波电容，用于对整流桥的输出信号进行滤波，第四电容作为高频滤波电容，三者使得电源模块1的输出信号更加稳定。

作为一种优选地实施例，led驱动电路所在的电路板具体为双层板。

具体地，led驱动电路所在的电路板选用双层板，一方面，双层板可以两面都布置电子元件，减少了占用空间，满足了国家对led电气指示灯大小的限制标准；另一方面，当led支路上的led串d短路时，故障led支路的三极管q的集电极电流比较大，双层板有助于led驱动电路的散热，从而防止故障led支路的三极管q被烧坏。

作为一种优选地实施例，电路板具体为经过打胶处理的双层板。

具体地，电路板打胶处理，增强了防尘、防潮、防触电的能力，以适应复杂的工业环境。

作为一种优选地实施例，led驱动电路还包括电路稳流模块，电路稳流模块包括稳压二极管和ptc(positivetemperaturecoefficient，正温度系数)电阻，其中：

稳压二极管的正极端与电源模块1的输出负端相连，稳压二极管的负极端分别与ptc电阻的第一端和电源模块1的输出正端相连，ptc电阻的第二端与led串d的第一端相连。

稳压二极管和ptc电阻为电路均流模块2提供稳定的电流，具体地，稳压二极管为电路均流模块2提供稳定的电压，采用ptc电阻做电流调整元件，当流经ptc电阻的电流增大时，ptc电阻的温度升高，从而导致ptc电阻的电阻值增大，降低了电流，反之，当流经ptc电阻的电流减小时，ptc电阻的温度降低，从而导致ptc电阻的电阻值减小，增大了电流。

本发明还提供了一种led电气指示灯，包括上述任一种led驱动电路。

对于本发明提供的led电气指示灯中led驱动电路的介绍请参照上述led驱动电路实施例，本发明在此不再赘述。

led电气指示灯还包括灯帽和灯柱，具体地，led驱动电路所在的电路板从灯帽方向装入，灯柱上具有四个夹槽，四个夹槽用于固定电路板，安装简单实用。led电气指示灯的两个接线柱留有过线孔，安装电路板时，两条主电源线穿过过线孔并焊接到接线柱上，然后才焊led盘的电源线。

作为一种优选地实施例，led电气指示灯还包括散热器。

为了进一步扩散led电气指示灯工作时产生的热量，在led电气指示灯上安装散热器。

需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。