一种LED驱动器的控制电路模块的制作方法

本发明涉及一种LED驱动器，具体涉及一种LED驱动器的控制电路模块。

背景技术：

LED灯是近年来新兴发展出来的一种灯具，具有高效、节能、环保等优点。随着技术的发展，LED灯具的制造成本也出现大幅降低，使得其在照明领域都得到了较为广泛的市场应用。

但是，目前的LED灯在使用中也存在一些问题。例如部分LED灯由于其可靠性、稳定性较差，导致其在使用过程中会出现LED负载异常情况，而在LED负载异常情况下，LED灯具往往会产生人眼不易容察觉的频闪，如果LED灯具在此异常情况下继续使用，会对人的健康产生负面影响，例如导致眼睛疲劳、头晕甚至出现人体异常反应等。因此，有必要在LED驱动器的控制电路中对LED负载异常情况进行监测，以便提醒灯具的使用者及早发现其隐患，并对使用中已经产生异常的LED灯进行及时的更换。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提出一种LED驱动器的控制电路模块，旨在实现LED负载异常情况的监测，避免LED灯具负载异常导致的对人体健康的负面影响，进而提高LED照明系统工作的稳定性和可靠性，提升和简化LED产品在终端应用的安全与便利性。具体的技术方案如下：

一种LED驱动器的控制电路模块，包括定时线路供电源以及按照输入/输出信号依次串接的输出异常检测控制电路、定时控制电路、异常状态指示电路，所述控制电路模块设有用于给输出异常检测控制电路、定时线路供电源、异常状态指示电路供电的DC电压输入接口，所述定时线路供电源连接定时控制电路，所述输出异常检测控制电路中设有用于连接LED负载的电压输出接口，所述定时控制电路的信号输出端反馈连接至输出异常检测控制电路的信号输入端。

上述技术方案中，外部电源模块通过电压输入接口提供给控制电路模块工作电压，定时线路供电源用于给定时控制电路提供工作电压，定时控制电路用于接收异常保护信号，同时输出定时控制信号，异常状态指示电路用于输出正常状态和非正常状态下的负载异常信号，输出异常检测控制电路用于检测LED负载的异常状态并提供控制信号给定时控制电路，并接受定时控制电路发出的定时信号，在LED负载异常时通过定时控制电路控制异常状态指示电路发出异常指示的信号，以提醒灯具的使用者及早发现LED灯的负载异常隐患，并对使用中已经产生异常的LED灯进行及时更换。

具体来说，本发明的所述输出异常检测控制电路中设有用于检测LED负载异常情况的异常检测控制芯片U7以及用于将LED负载信号反馈至所述异常检测控制芯片U7的增强型N-MOS场效应管Q14，所述定时控制电路中设有定时控制芯片U13、增强型N-MOS场效应管Q17，所述输出异常检测控制电路的信号输出端通过所述增强型N-MOS场效应管Q17连接至定时控制电路，所述输出异常检测控制电路中还设有增强型N-MOS场效应管Q16，所述定时控制电路的信号输出端通过增强型N-MOS场效应管Q16反馈连接至输出异常检测控制电路。

本发明中，所述DC电压输入接口包括用于给输出异常检测控制电路、定时线路供电源提供电压的正极端V+及负极端V-、用于给异常状态指示电路提供工作电压的电压供给端LEDVCC，所述连接LED负载的电压输出接口包括正极端V+、负极端Vout1-。

本发明的所述输出异常检测控制电路中，异常检测控制芯片U7的OUT1管脚通过电阻R108一方面与定时控制电路中的增强型N-MOS场效应管Q17的栅极连接，另一方面连接电阻R124后接地；所述异常检测控制芯片U7的OUT2管脚通过电阻R83连接增强型N-MOS场效应管Q14的栅极，所述DC电压输入接口中的负极端V-连接分流电阻RS4后一方面与增强型N-MOS场效应管Q14的源极相连接，另一方面通过电阻R86连接异常检测控制芯片U7的Vref管脚，所述异常检测控制芯片U7的Vref管脚还通过电容C32接地，所述增强型N-MOS场效应管Q14的漏极连接LED负载的电压输出接口的负极端Vout1-；所述DC电压输入接口的正极端V+通过正向连接的二极管D21、电阻R81一方面连接至异常检测控制芯片U7的8脚VCC端，另一方面通过与电阻R92连接后，再分别通过电阻R95连接至异常检测控制芯片U7的IN B-管脚、通过电阻R82连接至异常检测控制芯片U7的IN A-管脚、通过电阻R93连接至异常检测控制芯片U7的IN B+管脚,所述异常检测控制芯片U7的IN A-管脚还分别通过电阻R85、R84接地，所述异常检测控制芯片U7的IN B-管脚还通过电阻R96接地；所述异常检测控制芯片U7的IN B+管脚一方面通过电阻R94接地，另一方面通过电阻R104连接增强型N-MOS场效应管Q16的漏极，所述增强型N-MOS场效应管Q16的源极接地，增强型N-MOS场效应管Q16的栅极连接定时控制电路的信号输出端。

本发明的所述定时控制电路中，定时控制芯片U13的管脚Vcc和管脚Reset连接定时线路供电源的电压输出端，所述定时控制芯片U13的管脚Discharge和管脚Threshold短接后通过电阻R113连接定时线路供电源的电压输出端，所述定时控制芯片U13的管脚Discharge和管脚Threshold短接后还通过电容C35接地；所述定时控制芯片U13的管脚Velt通过电容C41接地，所述定时控制芯片U13的管脚Gnd接地，所述定时控制芯片U13的管脚Vcc连接定时线路供电源的电压输出端，所述定时控制芯片U13的管脚Trigger一方面通过电阻R105连接定时线路供电源的电压输出端，另一方面连接增强型N-MOS场效应管Q17的漏极，所述增强型N-MOS场效应管Q17的源极通过电阻R109接地，所述增强型N-MOS场效应管Q17的栅极连接输出异常检测控制电路的信号输出端。

本发明的所述异常状态指示电路中，设置有异常状态指示元件LED1、LED2，所述用于给异常状态指示电路提供工作电压的电压供给端LEDVCC的电压分别通过电阻R62、R61加载到异常状态指示元件LED1、LED2的正极，所述异常状态指示元件LED1、LED2的负极接地，所述定时控制电路的信号输出端一方面连接输出异常检测控制电路中增强型N-MOS场效应管Q16的栅极，另一方面通过电阻R121连接NPN三极管Q10的基极，所述NPN三极管Q10的发射极接地，所述NPN三极管Q10的集电极连接异常状态指示元件LED1的正极，且NPN三极管Q10的集电极还通过电阻R63连接NPN三极管Q11的基极，所述NPN三极管Q11的发射极接地，所述NPN三极管Q11的集电极连接异常状态指示元件LED2的正极。

本发明中，所述异常状态指示元件LED1、LED2为LED指示灯或发声元件。

本发明中，所述定时线路供电源中设有稳压芯片U11。

为了提高控制电路模块在LED灯中的应用灵活性，本发明的所述控制电路模块中设置有双路的异常检测控制电路、定时控制电路、异常状态指示电路，包括第一路的异常检测控制电路(第一异常检测控制电路)、定时控制电路(第一定时控制电路)、异常状态指示电路(第一异常状态指示电路)，以及第二路的第二异常检测控制电路、第二定时控制电路、第二异常状态指示电路。

上述一种LED驱动器的控制电路模块的具体工作原理如下：其所述定时控制芯片U13(555定时芯片或同类功能芯片)的触发输入端Trigger连接增强型N-MOS场效应管Q17的漏极，当增强型N-MOS场效应管Q17栅极接受来自U7输出(M2904或同类功能芯片)的正向电压而导通，U13Trigger脚经Q17、R109连接到GND，U13Trigger脚由高电平变为低电平，与U13外部R113与C35组成的定时线路所产生的定时信号处理后，U13Out脚输出一个高电平控制信号，通过R107与R106分压后，一方面经Q16给到输出异常检测控制电路，另一方面经R121给到异常状态指示电路。Vout1-输出端负载在串联在负载中的RS4电阻上产生一个电压信号，此信号经R86、C32滤波后进入U7第3脚(Vref管脚)同相输入端，与U7第2脚(IN A-管脚)反相输入端R82\R84\R85所产生的基准电压进行比较，从U7第1脚(OUT1管脚)信号输出端输出高低电平控制信号，经R108\R124电阻分压后给到定时控制线路；Q16MOS栅极接收来自定时控制电路所产生的高低电平控制信号，Q16MOS导通后，通过R104连接到地中，将U7第5脚(IN B+管脚)同相输入端电平拉低，U7 5脚(IN B+管脚)与U7 6脚(IN B-管脚)反向输入端R95\R96所产生的基准电压进行比较，从U7第7脚(OUT2管脚)信号输出端输出高低电平控制信号，经R83电阻来控制Q14MOS的开通与关断，LED VCC电压通过R61\R62电阻给LED1LED2提供工作电流，定时控制芯片U13第三脚(Out管脚)输出的高低电平控制信息，通过Q10\Q11三极管的导通与关断，来实现LED1与LED2的导通与关断。由此实现了LED负载异常情况下的LED1与LED2的信号输出。

本发明中，与所述控制电路模块连接的电源模块包括按照输入/输出信号依次串接的AC输入EMC(电磁兼容)与整流滤波电路、PFC功率因数校正电路、LLC半桥谐振功率转换电路、输出SR同步整流滤波电路、恒压恒流反馈控制电路，所述PFC功率因数校正电路中设有功率因数校正控制芯片U2，所述LLC半桥谐振功率转换电路中设有高压谐振控制芯片U3，所述输出SR同步整流滤波电路中设有同步整流控制芯片U4，所述恒压恒流反馈控制电路中设有恒压恒流控制芯片U5，且所述恒压恒流反馈控制电路的输出信号反馈连接至LLC半桥谐振功率转换电路。

上述电源模块中，AC输入EMC与整流滤波电路用于将AC输入电压滤波成DC直流电压与EMC抑制；PFC功率因数校正电路用于提高电路PF值，降低产品谐波电流；LLC半桥谐振功率转换电路：将高压DC电压转成输出DC电压；输出SR同步整流滤波电路用于将变压器能量整流转换成次级输出能量；恒压恒流反馈控制电路用于对输出电压电流进行检测，并把信息反馈回到LLC半桥谐振功率转换电路的高压谐振控制芯片，控制芯片根据该信息对输出功率进行控制，从而实现恒流。

本发明中，异常检测控制芯片U7采用M2904比较器或同类功能芯片，定时控制芯片U13采用555定时芯片或同类功能芯片，稳压芯片U11采用7805三端稳压集成电路芯片或同类功能芯片，功率因数校正控制芯片U2采用FAN7930或同类功能芯片，高压谐振控制芯片U3采用L6599或同类功能芯片，同步整流控制芯片U4采用TEA1995或同类功能芯片，恒压恒流控制芯片U5采用M2904或同类功能芯片。

本发明的有益效果是：

第一，本发明的一种LED驱动器的控制电路模块，能够在LED负载异常时通过定时控制电路控制异常状态指示电路发出异常指示的信号，以提醒灯具的使用者及早发现LED灯的负载异常隐患，并对使用中已经产生异常的LED灯进行及时更换，从而避免了LED灯具异常情况下使用对人体产生健康负面影响。

第二，本发明的一种LED驱动器的控制电路模块，采用双路输出，并具有双路输出最大功率限制功能，有利于扩大其控制电路模块应用的灵活性。

第三,采用本发明中的电源模块及控制电路模块制作的LED驱动器，由于在电源模块中设置有PFC功率因数校正电路、LLC半桥谐振功率转换电路，提高了转换效率，并使得功率因数得到较大幅度提升。

第四,采用本发明中的电源模块及控制电路模块制作的LED驱动器，通过电源模块中的恒压恒流反馈控制电路提高了恒压恒流的精度，使得Led工作的稳定性和可靠性得到较大的提高。

附图说明

图1是本发明的一种LED驱动器的控制电路模块的原理框图；

图2是在图1的控制电路模块基础上，采用双路输出的LED驱动器的控制电路模块的原理框图；

图3是电源模块的电路原理示意图；

图4是控制电路模块的电路原理示意图；

图5是图3中，AC输入EMC与整流滤波电路的放大图；

图6是图3中，PFC功率因数校正电路的放大图；

图7是图3中，LLC半桥谐振功率转换电路的放大图；

图8是图3中，输出SR同步整流滤波电路的放大图；

图9是图3中，恒压恒流反馈控制电路的放大图；

图10是图4中，定时线路供电源的放大图；

图11是图4中，定时控制电路(第一定时控制电路)的放大图；

图12是图4中，异常状态指示电路(第一异常状态指示电路)的放大图；

图13是图4中，第二定时控制电路的放大图；

图14是图4中，第二异常状态指示电路的放大图；

图15是图4中，输出异常检测控制电路(第一输出异常检测控制电路)的放大图；

图16是图4中，第二输出异常检测控制电路的放大图。

图中：A、电源模块，B、控制电路模块。

图中：001、AC输入EMC与整流滤波电路，002、PFC功率因数校正电路，003、LLC半桥谐振功率转换电路，004、输出SR同步整流滤波电路，005、恒压恒流反馈控制电路，006、定时线路供电源，007、定时控制电路(第一定时控制电路)，008、异常状态指示电路(第一异常状态指示电路)，009、第二定时控制电路，010、第二异常状态指示电路，011、输出异常检测控制电路(第一输出异常检测控制电路)，012、第二输出异常检测控制电路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1：

如图1至16所示为本发明的一种LED驱动器的控制电路模块的实施例，包括定时线路供电源006以及按照输入/输出信号依次串接的输出异常检测控制电路011、定时控制电路007、异常状态指示电路008，所述控制电路模块设有用于给输出异常检测控制电路011、定时线路供电源006、异常状态指示电路008供电的DC电压输入接口，所述定时线路供电源006连接定时控制电路007，所述输出异常检测控制电路011中设有用于连接LED负载的电压输出接口，所述定时控制电路007的信号输出端反馈连接至输出异常检测控制电路011的信号输入端。

上述实施例中，外部电源模块A通过电压输入接口提供给控制电路模块B工作电压，定时线路供电源006用于给定时控制电路007提供工作电压，定时控制电路007用于接收异常保护信号，同时输出定时控制信号，异常状态指示电路008用于输出正常状态和非正常状态下的负载异常信号，输出异常检测控制电路011用于检测LED负载的异常状态并提供控制信号给定时控制电路007，并接受定时控制电路007发出的定时信号，在LED负载异常时通过定时控制电路007控制异常状态指示电路发出异常指示的信号，以提醒灯具的使用者及早发现LED灯的负载异常隐患，并对使用中已经产生异常的LED灯进行及时更换。

具体来说，本实施例的所述输出异常检测控制电路011中设有用于检测LED负载异常情况的异常检测控制芯片U7以及用于将LED负载信号反馈至所述异常检测控制芯片U7的增强型N-MOS场效应管Q14，所述定时控制电路中设有定时控制芯片U13、增强型N-MOS场效应管Q17，所述输出异常检测控制电路的信号输出端通过所述增强型N-MOS场效应管Q17连接至定时控制电路，所述输出异常检测控制电路中还设有增强型N-MOS场效应管Q16，所述定时控制电路的信号输出端通过增强型N-MOS场效应管Q16反馈连接至输出异常检测控制电路。

本实施例中，所述DC电压输入接口包括用于给输出异常检测控制电路011、定时线路供电源006提供电压的正极端V+及负极端V-、用于给异常状态指示电路008提供工作电压的电压供给端LEDVCC，所述连接LED负载的电压输出接口包括正极端V+、负极端Vout1-。

本实施例的所述输出异常检测控制电路011中，异常检测控制芯片U7的OUT1管脚通过电阻R108一方面与定时控制电路中的增强型N-MOS场效应管Q17的栅极连接，另一方面连接电阻R124后接地；所述异常检测控制芯片U7的OUT2管脚通过电阻R83连接增强型N-MOS场效应管Q14的栅极，所述DC电压输入接口中的负极端V-连接分流电阻RS4后一方面与增强型N-MOS场效应管Q14的源极相连接，另一方面通过电阻R86连接异常检测控制芯片U7的Vref管脚，所述异常检测控制芯片U7的Vref管脚还通过电容C32接地，所述增强型N-MOS场效应管Q14的漏极连接LED负载的电压输出接口的负极端Vout1-；所述DC电压输入接口的正极端V+通过正向连接的二极管D21、电阻R81一方面连接至异常检测控制芯片U7的8脚VCC端，另一方面通过与电阻R92连接后，再分别通过电阻R95连接至异常检测控制芯片U7的IN B-管脚、通过电阻R82连接至异常检测控制芯片U7的IN A-管脚、通过电阻R93连接至异常检测控制芯片U7的IN B+管脚,所述异常检测控制芯片U7的IN A-管脚还分别通过电阻R85、R84接地，所述异常检测控制芯片U7的IN B-管脚还通过电阻R96接地；所述异常检测控制芯片U7的IN B+管脚一方面通过电阻R94接地，另一方面通过电阻R104连接增强型N-MOS场效应管Q16的漏极，所述增强型N-MOS场效应管Q16的源极接地，增强型N-MOS场效应管Q16的栅极连接定时控制电路的信号输出端。

本实施例的所述定时控制电路007中，定时控制芯片U13的管脚Vcc和管脚Reset连接定时线路供电源的电压输出端，所述定时控制芯片U13的管脚Discharge和管脚Threshold短接后通过电阻R113连接定时线路供电源的电压输出端，所述定时控制芯片U13的管脚Discharge和管脚Threshold短接后还通过电容C35接地；所述定时控制芯片U13的管脚Velt通过电容C41接地，所述定时控制芯片U13的管脚Gnd接地，所述定时控制芯片U13的管脚Vcc连接定时线路供电源的电压输出端，所述定时控制芯片U13的管脚Trigger一方面通过电阻R105连接定时线路供电源的电压输出端，另一方面连接增强型N-MOS场效应管Q17的漏极，所述增强型N-MOS场效应管Q17的源极通过电阻R109接地，所述增强型N-MOS场效应管Q17的栅极连接输出异常检测控制电路的信号输出端。

本实施例的所述异常状态指示电路008中，设置有异常状态指示元件LED1、LED2，所述用于给异常状态指示电路提供工作电压的电压供给端LEDVCC的电压分别通过电阻R62、R61加载到异常状态指示元件LED1、LED2的正极，所述异常状态指示元件LED1、LED2的负极接地，所述定时控制电路的信号输出端一方面连接输出异常检测控制电路中增强型N-MOS场效应管Q16的栅极，另一方面通过电阻R121连接NPN三极管Q10的基极，所述NPN三极管Q10的发射极接地，所述NPN三极管Q10的集电极连接异常状态指示元件LED1的正极，且NPN三极管Q10的集电极还通过电阻R63连接NPN三极管Q11的基极，所述NPN三极管Q11的发射极接地，所述NPN三极管Q11的集电极连接异常状态指示元件LED2的正极。

本实施例中，所述异常状态指示元件LED1、LED2为LED指示灯或发声元件。

本实施例中，所述定时线路供电源006中设有稳压芯片U11。

为了提高控制电路模块在LED灯中的应用灵活性，本实施例的所述控制电路模块中设置有双路的异常检测控制电路、定时控制电路、异常状态指示电路，包括第一路的异常检测控制电路(第一异常检测控制电路)、定时控制电路(第一定时控制电路)、异常状态指示电路(第一异常状态指示电路)，以及第二路的第二异常检测控制电路、第二定时控制电路、第二异常状态指示电路。

上述实施例的一种LED驱动器的控制电路模块的具体工作原理如下：其所述定时控制芯片U13(555定时芯片或同类功能芯片)的触发输入端Trigger连接增强型N-MOS场效应管Q17的漏极，当增强型N-MOS场效应管Q17栅极接受来自U7输出(M2904或同类功能芯片)的正向电压而导通，U13Trigger脚经Q17、R109连接到GND，U13Trigger脚由高电平变为低电平，与U13外部R113与C35组成的定时线路所产生的定时信号处理后，U13Out脚输出一个高电平控制信号，通过R107与R106分压后，一方面经Q16给到输出异常检测控制电路，另一方面经R121给到异常状态指示电路。Vout1-输出端负载在串联在负载中的RS4电阻上产生一个电压信号，此信号经R86、C32滤波后进入U7第3脚(Vref管脚)同相输入端，与U7第2脚(IN A-管脚)反相输入端R82\R84\R85所产生的基准电压进行比较，从U7第1脚(OUT1管脚)信号输出端输出高低电平控制信号，经R108\R124电阻分压后给到定时控制线路；Q16MOS栅极接收来自定时控制电路所产生的高低电平控制信号，Q16MOS导通后，通过R104连接到地中，将U7第5脚(IN B+管脚)同相输入端电平拉低，U7 5脚(IN B+管脚)与U76脚(IN B-管脚)反向输入端R95\R96所产生的基准电压进行比较，从U7第7脚(OUT2管脚)信号输出端输出高低电平控制信号，经R83电阻来控制Q14MOS的开通与关断，LED VCC电压通过R61\R62电阻给LED1LED2提供工作电流，定时控制芯片U13第三脚(Out管脚)输出的高低电平控制信息，通过Q10\Q11三极管的导通与关断，来实现LED1与LED2的导通与关断。由此实现了LED负载异常情况下的LED1与LED2的信号输出。

本实施例中，与所述控制电路模块连接的电源模块包括按照输入/输出信号依次串接的AC输入EMC(电磁兼容)与整流滤波电路、PFC功率因数校正电路、LLC半桥谐振功率转换电路、输出SR同步整流滤波电路、恒压恒流反馈控制电路，所述PFC功率因数校正电路中设有功率因数校正控制芯片U2，所述LLC半桥谐振功率转换电路中设有高压谐振控制芯片U3，所述输出SR同步整流滤波电路中设有同步整流控制芯片U4，所述恒压恒流反馈控制电路中设有恒压恒流控制芯片U5，且所述恒压恒流反馈控制电路的输出信号反馈连接至LLC半桥谐振功率转换电路。

上述电源模块中，AC输入EMC与整流滤波电路用于将AC输入电压滤波成DC直流电压与EMC抑制；PFC功率因数校正电路用于提高电路PF值，降低产品谐波电流；LLC半桥谐振功率转换电路：将高压DC电压转成输出DC电压；输出SR同步整流滤波电路用于将变压器能量整流转换成次级输出能量；恒压恒流反馈控制电路用于对输出电压电流进行检测，并把信息反馈回到LLC半桥谐振功率转换电路的高压谐振控制芯片，控制芯片根据该信息对输出功率进行控制，从而实现恒流。

上述电源模块中设置有PFC功率因数校正电路、LLC半桥谐振功率转换电路，提高了转换效率，并使得功率因数得到较大幅度提升。另外，通过电源模块中的恒压恒流反馈控制电路，提高了恒压恒流的精度，使得Led工作的稳定性和可靠性得到较大的提高。

本实施例中，异常检测控制芯片U7及U8采用M2904比较器或同类功能芯片，定时控制芯片U13及U12采用555定时芯片或同类功能芯片，稳压芯片U11采用7805三端稳压集成电路芯片或同类功能芯片，功率因数校正控制芯片U2采用FAN7930或同类功能芯片，高压谐振控制芯片U3采用L6599或同类功能芯片，同步整流控制芯片U4采用TEA1995或同类功能芯片，恒压恒流控制芯片U5采用M2904或同类功能芯片。

实施例2：

采用实施例1的控制电路模块以及电源模块，制作成LED驱动器，测量其转换效率和功率因数，测得其转换效率为，功率因数为90.5％功率因数为0.91。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。