一种线性宽电压恒流恒功率电路及具有它的LED灯的制作方法

文档序号:14360188阅读:219来源:国知局

本发明涉及led照明灯驱动电路领域,具体涉及一种线性宽电压恒流恒功率电路及具有它的led灯。



背景技术:

led灯作为一种高效的新光源,由于具有寿命长,能耗低,节能环保,正广泛应用于各领域照明。一般家庭照明用led灯由开关电源或阻容电源驱动;

对于阻容电源,其虽能够驱动led灯使其工作在工作电压vf值下,但其并不能实现led灯的110-220vac宽电压的全球化通用。

对于开关电源,其不但能够驱动led灯使其工作在工作电压vf值下,且能够通过变频技术实现led灯的110-220vac宽电压的全球化通用,但其技术复杂价格昂贵,具有led灯生产成本高,迫切需要加以改进或替换。



技术实现要素:

为解决上述问题,本发明提供了一种线性宽电压恒流恒功率电路及具有它的led灯。本发明的led灯能够满足全球110-220vac电源供电,自动切换负载的串并联状态,具体的说,本发明的两负载能够在高压输入下串联分压,低压输入下并联分流;同时不管是本发明的两个负载串联或者并联,其均连接有至少一个起恒流作用的恒流管或开关恒流管,从而实现了全电压下,负载恒流和恒功率的目的,大大提高了led灯具的全球通用性。

为实现所述技术目的,本发明的技术方案是:一种线性宽电压恒流恒功率电路,包括:

整流电路,所述整流电路的输入端连接于电源;

第一负载和第二负载,以及第一恒流管ic1和第二恒流管ic2;

所述整流电路的输出端db1连接至所述第二恒流管ic2的s2端;且第二恒流管ic2的s2端连接至第一负载后接地;

且,所述整流电路的输出端db1连接依次所述第二负载和第一恒流管ic1的d1端;

所述第一恒流管ic1的s1端连接至所述第二恒流管ic2的cs2端,用于控制第二恒流管ic2的状态;

设置开关恒流管ic3,开关恒流管ic3的d3端连接至所述第一恒流管的s1端或第一恒流的d1端,用于控制第一组件和第二组件的串并联关系。

进一步,所述第一恒流管ic1的cs1端通过第一测压电阻r4连接至第一恒流管ic1的s1端;所述第一恒流管ic1的s1端接地。

进一步,所述第二恒流管ic2的cs2端通过第二测压电阻r3连接至第二恒流管ic2的s2端。

进一步,所述第一恒流管ic1的s1端通过导向二极管d连接至所述第二恒流管ic2的cs2端,且导向二极管d正端和第一恒流管ic1的s1端连接,导向二极管d负端和第二恒流管ic2的cs2端连接.

进一步,所述整流电路的输出端db1连接依次连接第一钳位电阻r5和第二钳位电阻r6并接地,用于将整流电路输出电压钳位至开关恒流管ic3的fb端的测压范围;所述开关恒流管ic3的fb端连接至第一钳位电阻r5和第二钳位电阻r6之间。

进一步,所述开关恒流管ic3的cs3端通过第三测压电阻r7连接至开关恒流管ic3的s3端;所述开关恒流管ic3的s3端接地。

进一步,所述整流电路采用桥式整流电路。

作为本发明的一种优选的实施方案,基于上述内容,不同的是,在所述整流电路输出电压的0v至峰值电压之间设置参考电压;

所述开关恒流管ic3的d3端连接至所述第一恒流管的s1端,若整流电路输出电压小于参考电压,所述开关恒流管ic3的fb端控制开关恒流管ic3为导通状态,所述导向二极管d截止,整流电路输出端db1分别为第二恒流管ic2和第一负载组成的第一支路,第二负载、第一恒流管ic1、第三恒流管ic3组成的第二支路供电,此时第一负载和第二负载并联;若整流电路输出电压大于参考电压,所述开关恒流管ic3的fb端控制开关恒流管ic3为截止状态,所述导向二极管d导通,使得第二恒流管ic2截止,整流电路输出端db1和第二负载、第一恒流管ic1、导向二极管d、第二测压电阻r3、第一负载形成回路,此时第一负载和第二负载串联。

需要说明的是,在本实施方案里,当输入电压较大,第一负载、第二负载和第一恒流管彼此串联分压(需要指出的是,恒流管能够实现动态分压的功能,使得负载始终工作在其工作电压vf下),第一恒流管工作在恒流状态,故两个负载也工作在恒流状态,其负载功率为工作电压vf乘以恒流电流;在输入电压较小时,第一负载、第二负载并联分流,且两个恒流管处于恒流状态,故负载电流为分流电流(两个恒流管分别串联负载,故分流电流也即恒流电流),负载电压同样为工作电压vf,其负载功率为工作电压vf乘以分流电流,且在此情况下的负载功率和输入电压较大下的负载功率一致;或者说,上述两种情况,根据整流电路的输出电压,两负载高压串联,低压并联,实现了全电压下,负载的自动串并联,进一步达到了恒流和恒功率的目的。

作为本发明的另一种优选的实施方案,基于上述内容,不同的是,在所述整流电路输出电压的0v至峰值电压之间设置参考电压;

一种led灯,包括上述两种实施方案的至少一种线性宽电压恒流恒功率电路,且所述负载为led灯。

本发明的有益效果在于:

本发明的led灯能够满足全球110-220vac电源,自动切换负载的串并联状态,具体的说,本发明的两负载能够在高压输入下串联分压,低压输入下并联分流;同时不管是本发明的两个负载串联或者并联,其均连接有至少一个起恒流作用的恒流管或开关恒流管,从而实现了全电压下,负载恒流和恒功率的目的,大大提供了负载的全球通用性。

附图说明

图1是本发明线性宽电压恒流恒功率电路的一种实施方案原理图;

图2是本发明线性宽电压恒流恒功率电路的另一种实施方案原理图;

图3是本发明的恒流管外部引脚结构图;

图4是本发明的恒流管内部模块电路原理图;

图5是本发明的开关恒流管的外部引脚结构图;

图6是本发明的整流电路输出为110v时的各负载电流电压波形图;

图7是本发明的整流电路输出为220v时的各负载电流电压波形图。

具体实施方式

下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

需要说明的是,如图3和图4所示,恒流管作为本发明技术领域内的人员来说,是一种公知常识,其内部集成高压功率器件,外部引脚包括接地极s端、漏极d端、检测cs端,内部由运算放大器和mos管组成,mos管栅极接运算放大器;且接地极s端接地,检测cs端接mos管源极,漏极d端mos管源极。在cs端为低电平(当前电压小于图3中的vref)时,恒流管为恒流状态,此时漏极d端对地导通,且d端电流处于恒定(恒流)状态;反之在cs端为高电平时,恒流管为截止状态。

如图5所示,开关恒流管作为本发明技术领域内的人员来说,也是一种公知常识,其包括s端、d端、cs端、fb端;且s端接地,fb端为高电平时d-s端处于截止(断开)状态,反之导通;cs端为低电平时,开关恒流管为开关状态(由fb端决定其状态),反之为恒流状态。

同时,也需要说明的是,本发明中的个电阻阻值,需要按照恒流管以及开关恒流管的设计基准电压vref、以及各负载的功率而设定的,作为本发明的技术人员,能够根据自身负载功率和基准电压vref,结合本发明的电路构架,清楚的计算出各电阻阻值,在本发明中不做赘述。

如图1和图2所示,一种线性宽电压恒流恒功率电路,包括:

整流电路,所述整流电路的输入端连接于电源;电源可为全球110v-220vac电源。同时,下述的输入电压,输出电压等,均为交流电压的有效值。

第一负载和第二负载,以及第一恒流管ic1和第二恒流管ic2;

所述整流电路的输出端db1连接至所述第二恒流管ic2的s2端;且第二恒流管ic2的s2端连接至第一负载后接地;

且,所述整流电路的输出端db1连接依次所述第二负载和第一恒流管ic1的d1端;

所述第一恒流管ic1的s1端连接至所述第二恒流管ic2的cs2端,用于控制第二恒流管ic2的状态;

设置开关恒流管ic3,开关恒流管ic3的d3端连接至所述第一恒流管的s1端或第一恒流的d1端,用于控制第一组件和第二组件的串并联关系。

进一步,所述第一恒流管ic1的cs1端通过第一测压电阻r4连接至第一恒流管ic1的s1端;所述第一恒流管ic1的s1端接地。

进一步,所述第二恒流管ic2的cs2端通过第二测压电阻r3连接至第二恒流管ic2的s2端。

进一步,所述第一恒流管ic1的s1端通过导向二极管d连接至所述第二恒流管ic2的cs2端,且导向二极管d正端和第一恒流管ic1的s1端连接,导向二极管d负端和第二恒流管ic2的cs2端连接。需要说明的是,在整流电路的输出电压高于下述的参考电压时,所述导向二极管d导通,由于导向二极管d负端和第二恒流管ic2的cs2端连接,提高了cs2端电压,故能够使得第二恒流管ic2截止。

进一步,所述整流电路的输出端db1连接依次连接第一钳位电阻r5和第二钳位电阻r6并接地,用于将整流电路输出电压钳位至开关恒流管ic3的fb端的测压范围;所述开关恒流管ic3的fb端连接至第一钳位电阻r5和第二钳位电阻r6之间。

进一步,所述开关恒流管ic3的cs3端通过第三测压电阻r7连接至开关恒流管ic3的s3端;所述开关恒流管ic3的s3端接地。

进一步,所述整流电路采用桥式整流电路。

作为本发明的一种优选的实施方案,基于上述内容,不同的是,如图1所示,开关恒流管ic3的d3端连接至所述第一恒流管的s1端;若整流电路输出电压小于参考电压,所述开关恒流管ic3的fb端控制开关恒流管ic3为导通状态,所述导向二极管d截止,整流电路输出端db1分别为第二恒流管ic2和第一负载组成的第一支路,第二负载、第一恒流管ic1、第三恒流管ic3组成的第二支路供电,此时第一负载和第二负载并联;若整流电路输出电压大于参考电压,所述开关恒流管ic3的fb端控制开关恒流管ic3为截止状态,所述导向二极管d导通,使得第二恒流管ic2截止,整流电路输出端db1和第二负载、第一恒流管ic1、导向二极管d、第二测压电阻r3、第一负载形成回路,此时第一负载和第二负载串联。

需要说明的是,在本实施方案里,当输入电压较大,第一负载、第二负载和第一恒流管彼此串联分压(需要指出的是,恒流管能够实现动态分压的功能,使得负载始终工作在其工作电压vf下),第一恒流管工作在恒流状态,故两个负载也工作在恒流状态,其负载功率为工作电压vf乘以恒流电流;在输入电压较小时,第一负载、第二负载并联分流,且两个恒流管处于恒流状态,故负载电流为分流电流(两个恒流管分别串联负载,故分流电流也即恒流电流),负载电压同样为工作电压vf,其负载功率为工作电压vf乘以分流电流,且在此情况下的负载功率和输入电压较大下的负载功率一致;或者说,上述两种情况,根据整流电路的输出电压,两负载高压串联,低压并联,实现了全电压下,负载的自动串并联,进一步达到了恒流和恒功率的目的。

作为本发明的另一种优选的实施方案,基于上述内容,不同的是,在所述开关恒流管ic3的d3端连接至所述第一恒流管的d1端;

如图2所示,所述开关恒流管ic3的d3端连接至所述第一恒流管的d1端,若整流电路输出电压小于参考电压,所述开关恒流管ic3的fb端、cs控制开关恒流管ic3为恒流状态,所述导向二极管d和第一恒流管ic1截止,整流电路输出端db1分别为第二恒流管ic2和第一负载组成的第一支路,第二负载和第三恒流管ic3组成的第二支路供电,此时第一负载和第二负载并联分流;若整流电路输出电压大于参考电压,所述开关恒流管ic3的fb端控制开关恒流管ic3为截止状态,所述导向二极管d导通,使得第二恒流管ic2截止,整流电路输出端db1和第二负载、第一恒流管ic1、导向二极管d、第二测压电阻r3、第一负载形成回路,此时第一负载和第二负载串联分流。

需要说明的是,在本实施方案里,在输入电压较大(大于参考电压)时,第一负载、第二负载、第一恒流管ic1串联分压(需要指出的是,恒流管能够实现动态分压的功能,使得负载始终工作在其工作电压vf下),且第一恒流管ic1处于恒流状态,故负载电压为工作电压vf,负载电流为恒流电流,其负载功率为工作电压vf乘以恒流电流;在输入电压较小时,第一负载、第二负载并联分流,且第二恒流管ic2和开关恒流管ic3处于恒流状态,故负载电压为工作电压vf,负载电流为分流电流(第二恒流管和开关恒流管分别串联负载,故分流电流也即恒流电流),其负载功率为工作电压vf乘以恒流电流,且在此情况下的负载功率和输入电压较大下的负载功率一致。或者说,上述两种情况,根据整流电路的输出电压,两负载高压串联,低压并联,实现了全电压下,负载的自动串并联,进一步达到了恒流和恒功率的目的。当输入电压较小,第一负载和第二负载彼此并联分流,开关恒流管ic3和第二恒流管ic2处于恒流状态,故两个负载也工作在恒流状态,其负载功率为输入电压乘以分流电流;

一种led灯,包括上述两种实施方案的至少一种线性宽电压恒流恒功率电路,且所述负载为led灯。

对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,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。

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