一种符合安规的高效LED驱动电路的制作方法

文档序号:15390381发布日期:2018-09-08 01:04阅读:187来源:国知局

本实用新型属于电路领域,尤其涉及一种符合安规的高效LED驱动电路。



背景技术:

LED红外感应灯是一种靠感应人体的红外热辐射,检测光环境状态,通过内置延时开关,对灯具进行开启和关闭的新一代智能型照明灯具,又叫LED人体感应灯;现有的红外感应灯的驱动电路中的红外传感器通过外加菲涅尔透镜,采用高红外线透过率的PE材质,而该PE材质无法通过UL等安规认证;

目前红外感应照明产品的LED驱动电源电路大体分两种:一种采用非隔离电源,该种方案不符合安规要求,存在安全隐患;另一种采用隔离电源方案,虽然能通过安规认证要求,但驱动能量传输效率比较低,节能效果有限,电源体积也会比较大。另,传统红外感应照明产品,受感应功能的设定影响,生产中会出现不同的亮灭状态,严重影响生产中的测试和老化检验,降低生产效率增加了生产成本。



技术实现要素:

有鉴于此,针对现有技术的不足,本实用新型旨在于提供一种符合安规的高效LED驱动电路,其能有效的解决现有技术中存在的问题。

为实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案:

一种符合安规的LED高效驱动电路,包括主功率电路、直流供电电路、红外感应电路、控制信号电路及LED负载;

所述主功率电路采用非隔离设计,与所述LED负载相连接,为所述LED负载提供直流驱动电源;

所述直流供电电路采用隔离设计,一端与所述主功率电路连接,另一端与所述红外感应电路相连接,为所述红外感应电路提供低压直流电源;

所述红外感应电路另一端与所述控制信号电路相连接,用于感应外界状态,为控制信号电路提供高低电平信号;

所述控制信号电路采用隔离传输,其另一端与所述主功率信号相连接,用于控制LED负载的亮灭状态。

进一步地,所述主功率电路为AC-DC buck开关电路,包括整流滤波电路和DC-DC buck开关电路;所述整流滤波电路用于将交流电转换为直流电,并把转换后的直流电源提供给DC-DC buck开关电路,所述DC-DC buck开关电路采用非隔离设计,为LED提供电源。

进一步地,所述直流供电电路为fly back隔离电路,包括变压器T2,电解电容E2、E3,二极管D4、D5,芯片IC2、IC3,电容C7、C8、C9以及电阻R11、R12、R20;

所述电阻R11和所述电容C7并联后的一端同时连接到变压器T2的初级线圈上端和电解电容E2的正极,另一端连接到二极管D4的负极,所述二极管D4的正极同时连接到IC2内置的MOS漏极和变压器T2的初级线圈下端,所述电解电容E2的负极通过电容C8连接到IC2的VDD脚,所述IC2的MOS源极通过电阻R20回到电解电容E2的负极;所述变压器T2的次级线圈上端连接到二极管D5的正极,所述二极管D5的负极同时连接到IC3的Vin脚和电解电容E3的正极,所述电解电容E3的负极同时连接到IC3的Gnd脚和变压器T2的次级线圈下端,所述电阻R12与所述电解电容E3并联连接,所述IC3的Vout脚和Gnd脚作为输出电压的正负极,并通过并联电容C9进行稳压滤波。

进一步地,所述红外感应电路包括红外感应模块IC4,光敏二极管CDS1,电阻R23、R24、R25、R26、R27以及电容C6、C13、C14、C15;

所述电容C13的一端连接到红外感应模块IC4的6号引脚,另一端连接到红外感应模块IC4的5号引脚,所述电阻R23一端连接到红外感应模块IC4的6号引脚,另一端通过电阻R24连接到红外感应模块IC4的5号引脚,所述电阻R15一端连接到红外感应模块IC4的6号引脚,另一端通过电阻R26连接到红外感应模块IC4的5号引脚,所述电容C14与所述电阻R24并联连接,所述电容C15与所述电阻R26并联连接,所述电阻红外感应模块IC4的3号引脚连接到电阻R23的另一端,所述红外感应模块IC4的2号引脚连接到电阻R25的另一端,所述电阻R27一端连接到红外感应模块IC4的6号引脚,另一端同时连接到红外感应模块IC4的1号引脚和光敏二极管的正极,所述光敏二极管的负极连接到红外感应模块IC4的5号引脚,所述电容C6与所述光敏二极管并联连接。

进一步地,所述控制信号电路包括光耦U1,三极管Q2、Q3,稳压管ZD1,电阻R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19以及电容C10、C11;

所述电阻R15通过电阻R16连接到三极管Q3的基极,所述三极管Q3的集电极同时连接到电阻R17和光耦U1的输入正极,所述光耦U1的输入负极连接到三极管Q3的发射极,所述光耦U1的输出端正极通过电阻R14和电容C11连接到所述光耦U1的输出端负极,所述三极管Q2的发射极连接到电阻R14和电容C11的公共端,所述三极管Q2的基极连接到稳压二极管AD1的负极,所述稳压二极管ZD1的正极连接到地,所述三极管Q2的集电极与电阻R18和R19相连接,所述电阻R13一端连接到三极管Q2的集电极,另一端连接到三极管Q2的基极,所述电容C10与所述稳压二极管ZD1并联连接。

进一步地,所述控制信号电路包括光耦U1,三极管Q2、Q3,稳压管ZD1,电阻R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19以及电容C10、C11;

所述光耦U1的输入正极连接到3.3V,输入负极通过电阻R17连接到三极管Q3的集电极,三极管Q3的基极通过电阻R16连接到光耦U1的输入负极,所述三极管Q3的发射极连接到浮地,所述光耦U1的输出端正极通过电阻R14、电容C11以及电阻R15连接到所述光耦U1的输出端负极,所述三极管Q2的发射极连接到电阻R14和电容C11的公共端,所述三极管Q2的基极连接到稳压二极管ZD1的负极,所述稳压二极管ZD1的正极连接到地,所述三极管Q2的集电极与电阻R18和R19相连接,所述电阻R13一端连接到三极管Q2的集电极,另一端连接到三极管Q2的基极,所述电容C10与所述稳压二极管ZD1并联连接。

本实用新型的有益效果为通过合理的电路隔离设计,LED采用非隔离设计,感应及控制电路采用隔离设计;使得整个电路即满足UL安规认证要求,同时提高LED驱动电源效率,实现高效节能。

附图说明

图1为本实用新型一种符合安规的高效LED驱动电路的模块结构图;

图2为本实用新型一种符合安规的高效LED驱动电路的电路原理图;

图3为本实用新型一种符合安规的高效LED驱动电路的另一种电路原理图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施方式,对本实用新型做进一步描述:

实施例1

如图1所示,一种符合安规的高效LED驱动电路的模块结构图,包括包括主功率电路10、直流供电电路20、红外感应电路30、控制信号电路40及LED负载;

所述主功率电路10采用非隔离设计,与所述LED负载相连接,为所述LED负载提供直流驱动电源;

所述直流供电电路20采用隔离设计,一端与所述主功率电路10连接,另一端与所述红外感应电路30相连接,为所述红外感应电路30提供低压直流电源;

所述红外感应电路30另一端与所述控制信号电路40相连接,用于感应外界状态,为控制信号电路40提供高低电平信号;

所述控制信号电路40采用隔离传输,其另一端与所述主功率信号10相连接,用于控制LED负载的亮灭状态。

如图2所示,一种符合安规的高效LED驱动电路的电路原理图,包括包括主功率电路10、直流供电电路20、红外感应电路30、控制信号电路40及LED负载;

所述主功率电路为AC-DC buck开关电路,包括整流滤波电路和DC-DC buck开关电路;所述整流滤波电路用于将交流电转换为直流电,并把转换后的直流电源提供给DC-DC buck开关电路,所述DC-DC buck开关电路采用非隔离设计,为LED提供电源。

上述的主功率电路为LED提供电源时,减少了能量传递损耗,实现电源高效设计,同时控制IC预留的带PWM调光端口,通过输入高低电平控制LED亮和灭。

所述直流供电电路为fly back隔离电路,包括变压器T2,电解电容E2、E3,二极管D4、D5,芯片IC2、IC3,电容C7、C8、C9以及电阻R11、R12、R20;

所述电阻R11和所述电容C7并联后的一端同时连接到变压器T2的初级线圈上端和电解电容E2的正极,另一端连接到二极管D4的负极,所述二极管D4的正极同时连接到IC2内置的MOS漏极和变压器T2的初级线圈下端,所述电解电容E2的负极通过电容C8连接到IC2的VDD脚,所述IC2的MOS源极通过电阻R20回到电解电容E2的负极;所述变压器T2的次级线圈上端连接到二极管D5的正极,所述二极管D5的负极同时连接到IC3的Vin脚和电解电容E3的正极,所述电解电容E3的负极同时连接到IC3的Gnd脚和变压器T2的次级线圈下端,所述电阻R12与所述电解电容E3并联连接,所述IC3的Vout脚和Gnd脚作为输出电压的正负极,并通过并联电容C9进行稳压滤波。

上述的直流供电电路的工作原理为:采用内置MOS,高压自供电的高效fly back隔离电路;电解电容E2,正极接主功率电路的二极管D1负极,从主功率电路通过二极管D1整流进行取电,并将主功率电路的母线上带纹波的DC电源进行滤波为相对稳定的DC电源,为开关电路供电。变压器T2的初级线圈,上端接电解电容E2的正极,下端接IC2内置MOS漏极(Drain脚),再通过MOS源极(CS脚),CS脚通过检测电阻R20,回到电解电容E2的负极,构成变压器储能回路。二极管D4、电阻R11、电容C7构成RCD滤波电路,二极管D4正极接变压器T2初级线圈下端,负极接电阻R11、电容C7并联后一端,电阻R11、电容C7并联后的另一端接变压器T2初级线圈上端,对变压器T2漏感产生的电流尖峰进行吸收滤波。变压器T2存储能量通过次级线圈传递到电解电容E3,变压器T2次级线圈上端接续流二极管D5正极,D5负极接电解电容E3正极,电解电容E3负极接T2次级线圈下端。电阻R12与电解电容E3并联,作为假负载放电电阻。稳压IC3和电容C9构成电压转换和稳压电路,IC3的Vin脚接电解电容E3的正极,Gnd脚接电解电容E3的负极,电解电容E3上电压作为IC3输入电压,IC3的Vout和Gnd作为输出电压的正负极,并通过并联C9进行稳压滤波;为感应电路和控制电路提供稳定的电源。

所述红外感应电路包括红外感应模块IC4,光敏二极管CDS1,电阻R23、R24、R25、R26、R27以及电容C6、C13、C14、C15;

所述电容C13的一端连接到红外感应模块IC4的6号引脚,另一端连接到红外感应模块IC4的5号引脚,所述电阻R23一端连接到红外感应模块IC4的6号引脚,另一端通过电阻R24连接到红外感应模块IC4的5号引脚,所述电阻R15一端连接到红外感应模块IC4的6号引脚,另一端通过电阻R26连接到红外感应模块IC4的5号引脚,所述电容C14与所述电阻R24并联连接,所述电容C15与所述电阻R26并联连接,所述电阻红外感应模块IC4的3号引脚连接到电阻R23的另一端,所述红外感应模块IC4的2号引脚连接到电阻R25的另一端,所述电阻R27一端连接到红外感应模块IC4的6号引脚,另一端同时连接到红外感应模块IC4的1号引脚和光敏二极管的正极,所述光敏二极管的负极连接到红外感应模块IC4的5号引脚,所述电容C6与所述光敏二极管并联连接。

上述的红外感应电路通过IC4自带的红外传感器,检测一定范围内人体或生物移动,并通过PWM脚将高低电平信号输出到控制信号电路;由于采用数字红外感应模块,感应功能实现小体积,高精度的要求。

所述控制信号电路包括光耦U1,三极管Q2、Q3,稳压管ZD1,电阻R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19以及电容C10、C11;

所述电阻R15通过电阻R16连接到三极管Q3的基极,所述三极管Q3的集电极同时连接到电阻R17和光耦U1的输入正极,所述光耦U1的输入负极连接到三极管Q3的发射极,所述光耦U1的输出端正极通过电阻R14和电容C11连接到所述光耦U1的输出端负极,所述三极管Q2的发射极连接到电阻R14和电容C11的公共端,所述三极管Q2的基极连接到稳压二极管AD1的负极,所述稳压二极管ZD1的正极连接到地,所述三极管Q2的集电极与电阻R18和R19相连接,所述电阻R13一端连接到三极管Q2的集电极,另一端连接到三极管Q2的基极,所述电容C10与所述稳压二极管ZD1并联连接。

上述的控制信号电路的工作原理为:通过光耦U1和外围逻辑电路将红外感应电路的PWM信号通过隔离方式传递到主功率电路。R15上端接直流供电电路的直流输出电压3.3V,下端接R16,R16另一端接三极管Q3的基极,为Q3提供静态偏置电压。R17一端接3.3V,另一端接光耦输入正极和Q3集电极,作为分压电阻,为驱动光耦提供高低电平。

当红外感应电路的PWM为高电平,则Q3的基极为高电平,Q3导通为低阻抗,通过R17和Q3分压后Q3集电极为低电平,则光耦U1的内置发光管未能导通,光耦U1右侧的开关管截止为高阻抗,且阻值远远高于上拉分压电阻R14,所以PWM-1高电平,该高电平控制主功率电路的IC1 PWM调光脚,使LED处于亮的状态;

当红外感应电路的PWM为低电平,则Q3的基极为低电平,Q3截止为高阻抗,通过R17和Q3分压后Q3集电极为高电平,则光耦U1的内置发光管导通发光并驱动右侧开关管,光耦U1右侧的开关管导通为低阻抗,所以PWM-1电平等同GND电平,为低电平,该低电平控制主功率电路的IC1 PWM调光脚,使LED处于灭的状态;

由三极管Q2、电阻R13、R18、R19、电容C10、C11、稳压管ZD1构成降压稳压电路,R18一端接E2高压电,另一端串联R19,通过R13对C10进行充电,为Q2提供静态偏置电压,同时通过Q2导通时为C11进行充电储能,设计设定C11上端电位为VC11 ,则通过ZD1钳位为VC11+0.7V,当VC11低于设定值时,因为Q2的Vbe大于0.7V,Q2导通,则电路通过Q2对C11进行充电,当VC11高于设定值时,因为Q2的Vbe小于0.7V,Q2截止,则电路停止通过Q2对C11进行充电。

实施例2

如图3所示,本实施例与上述实施例1的区别在于:通过改变所述控制信号电路的逻辑设置,以符合生产可操作性,提高生产效率。

所述控制信号电路包括光耦U1,三极管Q2、Q3,稳压管ZD1,电阻R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19以及电容C10、C11;

所述光耦U1的输入正极连接到3.3V,输入负极通过电阻R17连接到三极管Q3的集电极,三极管Q3的基极通过电阻R16连接到光耦U1的输入负极,所述三极管Q3的发射极连接到浮地,所述光耦U1的输出端正极通过电阻R14、电容C11以及电阻R15连接到所述光耦U1的输出端负极,所述三极管Q2的发射极连接到电阻R14和电容C11的公共端,所述三极管Q2的基极连接到稳压二极管ZD1的负极,所述稳压二极管ZD1的正极连接到地,所述三极管Q2的集电极与电阻R18和R19相连接,所述电阻R13一端连接到三极管Q2的集电极,另一端连接到三极管Q2的基极,所述电容C10与所述稳压二极管ZD1并联连接。

所述控制信号电路的工作原理为:当红外感应电路的PWM信号为高电平,则为Q3提供高电平偏置电压,Q3导通,则3.3V通过U1发光管、R17、Q3构成通路,R17起到限流保护作用。U1发光管导通发光,驱动U1右侧开关管,使开关管处于导通低阻抗状态,且阻抗远远小于下分压电阻R15,此时PWM-1为高电平,该高电平控制主功率电路的IC1 PWM调光脚,使LED处于亮的状态;

当红外感应电路的PWM信号为低电平,则为Q3提供低电平偏置电压,Q3截止,则3.3V无法通过U1发光管、R17、Q3构成通路,R17起到限流保护作用。U1发光管截止无发光,无法驱动U1右侧开关管,使开关管处于截止高阻抗状态,且阻抗远远大于下分压电阻R15,此时PWM-1为低电平,该低电平控制主功率电路的IC1 PWM调光脚,使LED处于灭的状态;

当未接入红外感应电路时,红外感应电路的PWM与控制信号电路的Q3基极处于断开状态,控制信号电路由3.3V电源通过U1发光管和R16为Q3基极提供高电平,使得Q3导通,U1发光管导通发光,驱动U1右侧开关管,使开关管处于导通低阻抗状态,且阻抗远远小于下分压电阻R15,此时PWM-1为高电平,该高电平控制主功率电路的IC1 PWM调光脚,使LED处于亮的状态;

该逻辑设计应用于生产中,当模块未接入的时候,产线上可以完成功能检测和老化检验测试,避免亮灭状态对生产测试和检验的影响,提高生产效率。

最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;对于本技术领域的普通技术人员来说,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型的保护范围。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1