恒流LED电源最高输出功率的限制电路及恒流LED电源电路的制作方法

本实用新型涉及LED电源，尤其涉及一种恒流LED电源最高输出功率的限制电路及恒流LED电源电路。

背景技术：

目前市场上恒流LED电源的线路架构主要采用前级为单级恒压电路+后级DC-DC 降压电路的模式。采用该线路架构的恒流LED电源具有线路简单、性价比高和效率较高等特点，因此使得这种采用这种线路架构的LED电源在市场上比较普遍。

然而，在这种线路架构上，单级恒压电源的直流输出纹波比较大，并且后急的DC-DC 降压电路本身也需要一定的压差。因此，该恒流LED电源的DC-DC线路输入输出压差会比较大，通常大于5V以上。如果想提高前级的单级电源效率的话，则会提高前级电源的输出电压，由此导致DC-DC降压电路的输入输出的压差会比较大。

但是，如果加大DC-DC输入输出压差后就会存在诸多的负面问题。例如，恒流LED 电源在异常测试时要求把负载功率提高到最大，以进行过载测试。由于过载测试时的恒流LED电源的输入功率会大大超出额定功率，使得该恒流LED电源中的元器件温度会上升很多，以至于超出元器件在测试标准所要求的最大温度值，导致采用该线路架构的恒流LED电源无法通过过载测试标准。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术提供一种恒流LED电源最高输出功率的限制电路。

本实用新型所要解决的第二个技术问题是针对上述现有技术提供一种恒流LED电源电路。

本实用新型解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：恒流LED电源最高输出功率的限制电路，用于配合恒流LED电源中的单级恒压电源电路和DC-DC恒流输出电路，其特征在于，所述恒流LED电源最高输出功率的限制电路包括设置DC-DC输出电流用的稳压源电路和输出功率限制电路；其中：

所述设置DC-DC输出电流用的稳压源电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容和第一稳压集成块；所述第一电阻的第一端用以连接所述单级恒压电源电路的输出端以及所述DC-DC恒流输出电路的输入端，所述第一电阻的第二端分别连接第二电阻的第一端、第二电容的第一端以及第一稳压集成块的阴极，且所述第一电阻的第二端用以连接所述DC-DC恒流输出电路的稳压输入端；所述第二电阻的第一端连接第一电容的第一端，所述第二电阻的第二端和所述第二电容的第二端分别连接所述第三电阻的第一端；所述第一稳压集成块的阳极以及所述第三电阻的第二端分别连接该稳压源电路的内部接地端；

所述输出功率限制电路包括第二二极管和第三二极管；且所述第三二极管为稳压二极管；所述第二二极管的阴极用以分别连接所述DC-DC恒流输出电路的输出端以及 LED灯的电压输入端；所述第二二极管的阳极连接所述第三二极管的阳极，所述第三二极管的阴极连接所述第一电容的第一端。

进一步地，在所述恒流LED电源最高输出功率的限制电路中，所述单级恒压电源电路的输出电压为55V，所述设置DC-DC输出电流用的稳压源电路的输出电压为25V，所述DC-DC恒流输出电路的输出功率为40W。

本实用新型解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：恒流LED电源电路，包括单级恒压电源电路和DC-DC恒流输出电路，其特征在于，还具有所述恒流LED电源最高输出功率的限制电路，所述限制电路中第一电阻的第一端分别连接所述单级恒压电源电路的输出端以及所述DC-DC恒流输出电路的输入端；所述限制电路中第一电阻的第二端以及所述第三二极管的阴极分别连接所述DC-DC恒流输出电路的稳压输入端；所述DC-DC恒流输出电路的一个输出端连接LED灯的第一电压输入端，所述DC-DC 恒流输出电路的另一个输出端分别连接所述限制电路中第二二极管的阴极以及所述 LED灯的第二电压输入端。

进一步地，在所述恒流LED电源电路中，所述单级恒压电源电路包括有整流桥、隔离变压器和恒压电源控制芯片，所述整流桥的第一输入端通过保险丝连接电力线的火线，整流桥的第二输入端连接电力线的零线，所述整流桥的第一输出端和第二输出端分别连接在一第三电容的两端，所述整流桥的第一输出端分别连接有第四电容、第四电阻、第五电阻、第六电阻和隔离变压器的输入端；

所述第四电容的另一端以及第四电阻的另一端分别与一个第四二极管的阴极连接，所述第六电阻的另一端连接有一个第一三极管的漏极，所述第五电阻的另一端连接所述第一三极管的栅极，所述第一三极管的栅极连接有第九电容的一端以及所述恒压电源控制芯片的第三端，所述第九电容的另一端接地；所述第四二极管的阳极分别连接隔离变压器和一个第二三极管的漏极；

所述恒压电源控制芯片的第一端分别连接有第六电容、第七电容、第七电阻和第八电阻，所述恒压电源控制芯片的第二端分别连接有第九电阻和第十电阻，所述恒压电源控制芯片的第四端连接有第十二电阻，所述恒压电源控制芯片的第五端接地，所述恒压电源控制芯片的第六端连接有第十一电阻；所述第七电阻的另一端连接所述第一三极管的源极；所述第八电阻连接有一第六二极管的阴极，所述第九电阻连接所述第六二极管的阳极；所述第十一电阻的另一端与第二三极管的栅极连接，所述第十二电阻的另一端分别连接有第十三电阻以及所述第二三极管的源极，所述第十三电阻的另一端接地；

所述隔离变压器的输出端连接有一个第五二极管的阳极，所述第五二极管的阴极连接有第五电容，所述第五电容的另一端连接该单级恒压电源电路的内部接地端，且所述单级恒压电源电路内具有第八电容，所述第八电容的一端接地，所述第八电容的另一端连接该单级恒压电源电路的内部接地端。

再进一步地，在所述恒流LED电源电路中，所述DC-DC恒流输出电路包括DC-DC 降压控制芯片、第三三极管、第一电感、第七二极管、第十电容、第十二电容、第十三电容、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻和第十七电阻；

所述第十电容的第一端分别连接第七二极管的阴极以及第十六电阻的一端，且第十电容的该第一端用以连接所述限制电路中的第一电阻，所述第十电容的第二端连接该 DC-DC恒流输出电路的内部接地端；

所述第十四电阻的一端与所述稳压源电路的稳压输出端连接，所述第十四电阻的另一端分别连接第十五电阻的一端、第十二电容的一端以及所述DC-DC降压控制芯片的第三端；所述第十五电阻的另一端、第十二电容的另一端以及所述DC-DC降压控制芯片的第四端分别连接该DC-DC恒流输出电路的内部接地端；

所述DC-DC降压控制芯片的第一端连接第七二极管的阴极，所述DC-DC降压控制芯片的第二端连接第十六电阻的另一端，所述DC-DC降压控制芯片的第五端连接第七电阻的一端，所述DC-DC降压控制芯片的第六端连接第十三电容的一端，所述第十三电容的另一端连接该DC-DC恒流输出电路的内部接地端；所述第十七电阻的另一端连接第三三极管的栅极，所述第三三极管的源极与该DC-DC恒流输出电路的内部接地端连接；所述第一电感的一端连接第十一电容的一端，所述第一电感的另一端分别连接第三三极管的漏极和第七二极管的阳极。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：在本实用新型中，通过将设置DC-DC 输出电流用的稳压源电路和输出功率限制电路增加到现有恒流LED电源电路中，使得 DC-DC输出电流用的稳压源电路与单级恒压电源电路的输出端相连接，将输出功率限制电路与DC-DC恒流输出电路的恒流输出端相连，从而通过利用输出功率限制电路中的两个二极管之间的钳位作用，以将稳压源电路的稳压输入端电压进行下拉，并且使得 DC-DC恒流输出电路的控制D端的电压也出现同比例下降，从而利用控制D端控制 DC-DC恒流输出电路所对应的DC-DC输出电流大幅度下降，限制了输出负载功率。

附图说明

图1为本实施例中的恒流LED电源电路示意图；

图2为本实施例中设置DC-DC输出电流用的稳压源电路示意图；

图3为本实施例中输出功率限制电路的示意图；

图4为本实施例中单级恒压电源的电路示意图；

图5为本实施例中DC-DC恒流输出电路的示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1～图3所示，本实施例中恒流LED电源最高输出功率的限制电路，用于配合恒流LED电源中的单级恒压电源电路3和DC-DC恒流输出电路4，该恒流LED电源最高输出功率的限制电路包括设置DC-DC输出电流用的稳压源电路1和输出功率限制电路2；其中：

设置DC-DC输出电流用的稳压源电路1包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1、第二电容C2和第一稳压集成块D1；第一电阻R1的第一端用以连接单级恒压电源电路3的输出端以及DC-DC恒流输出电路4的输入端，第一电阻R1 的第二端分别连接第二电阻R2的第一端、第二电容C2的第一端以及第一稳压集成块 D1的阴极，且第一电阻R1的第二端用以连接DC-DC恒流输出电路4的稳压输入端；第二电阻R2的第一端连接第一电容C1的第一端，第二电阻R2的第二端和第二电容 C2的第二端分别连接第三电阻R3的第一端；第一稳压集成块D1的阳极以及第三电阻 R3的第二端分别连接该稳压源电路的内部接地端；

输出功率限制电路2包括第二二极管D2和第三二极管D3；且第三二极管D3为稳压二极管；第二二极管D2的阴极用以分别连接DC-DC恒流输出电路4的输出端以及 LED灯的电压输入端；第二二极管D2的阳极连接第三二极管D3的阳极，第三二极管 D3的阴极连接第一电容C1的第一端。

具体地，在本实施例中，单级恒压电源电路3的输出电压为55V，设置DC-DC输出电流用的稳压源电路1的输出电压为25V，DC-DC恒流输出电路4的输出功率为40W。其中，稳压源电路1的电压精度会影响DC-DC恒流输出电路4所输出电流的精度。

需要说明的是，输出功率限制电路2中的第二二极管D2属于隔离二极管，该二极管D2能够隔离“输出B”端的电压流入到稳压源电路1中。第三二极管D3是稳压二极管，该二极管D3的稳压值的大小可以设置为恒流LED电源的最大输出功率。

通过将本实施例中的该限制电路与恒流LED电源中的单级恒压电源电路3和 DC-DC恒流输出电路4对应的连接，就可以实现针对恒流LED电源最高输出功率的限制效果。

参加图1～图5所示，本实施例还提供一种恒流LED电源电路，该恒流LED电源电路包括单级恒压电源电路3和DC-DC恒流输出电路4以及前述的恒流LED电源最高输出功率的限制电路，该限制电路中第一电阻R1的第一端分别连接单级恒压电源电路3 的输出端以及DC-DC恒流输出电路4的输入端；限制电路中第一电阻R1的第二端以及第三二极管D3的阴极分别连接DC-DC恒流输出电路4的稳压输入端；DC-DC恒流输出电路4的一个输出端(即图中的输出A端)连接LED灯的第一电压输入端，DC-DC 恒流输出电路4的另一个输出端(即图中的输出B端)分别连接限制电路中第二二极管 D2的阴极以及LED灯的第二电压输入端。

具体地，本实施例针对所述的单级恒压电源电路和DC-DC恒流输出电路采用如下技术方案：

针对单级恒压电源电路，该实施例中的单级恒压电源电路3包括有整流桥B、隔离变压器TR和恒压电源控制芯片N1，整流桥B的第一输入端通过保险丝F连接电力线的火线L，整流桥B的第二输入端连接电力线的零线N1，整流桥B的第一输出端和第二输出端分别连接在一第三电容C3的两端，整流桥B的第一输出端分别连接有第四电容C4、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6和隔离变压器TR的输入端；

第四电容C4的另一端以及第四电阻R4的另一端分别与一个第四二极管D4的阴极连接，第六电阻R6的另一端连接有一个第一三极管Q1的漏极，第五电阻R5的另一端连接第一三极管Q1的栅极，第一三极管Q1的栅极连接有第九电容C9的一端以及恒压电源控制芯片N1的第三端，第九电容C9的另一端接地；第四二极管D4的阳极分别连接隔离变压器TR和一个第二三极管Q2的漏极；

恒压电源控制芯片N1的第一端分别连接有第六电容C6、第七电容C7、第七电阻 R7和第八电阻R8，恒压电源控制芯片N1的第二端分别连接有第九电阻R9和第十电阻 R10，恒压电源控制芯片N1的第四端连接有第十二电阻R12，恒压电源控制芯片N1的第五端接地，恒压电源控制芯片N1的第六端连接有第十一电阻R11；第七电阻R7的另一端连接第一三极管Q1的源极；第八电阻R8连接有一第六二极管D6的阴极，第九电阻R9连接第六二极管D6的阳极；第十一电阻R11的另一端与第二三极管Q2的栅极连接，第十二电阻R12的另一端分别连接有第十三电阻R13以及第二三极管Q2的源极，第十三电阻R13的另一端接地；

隔离变压器TR的输出端连接有一个第五二极管D5的阳极，第五二极管D5的阴极连接有第五电容C5，第五电容C5的另一端连接该单级恒压电源电路的内部接地端，且单级恒压电源电路内具有第八电容C8，第八电容C8的一端接地，第八电容C8的另一端连接该单级恒压电源电路的内部接地端。

针对DC-DC恒流输出电路，该实施例中的DC-DC恒流输出电路4包括DC-DC降压控制芯片N2、第三三极管Q3、第一电感L1、第七二极管D7、第十电容C10、第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16和第十七电阻R17；

第十电容C10的第一端分别连接第七二极管D7的阴极以及第十六电阻R16的一端，且第十电容C10的该第一端用以连接限制电路中的第一电阻R1，第十电容C10的第二端连接该DC-DC恒流输出电路的内部接地端；

第十四电阻R14的一端与稳压源电路的稳压输出端连接，第十四电阻R14的另一端分别连接第十五电阻R15的一端、第十二电容C12的一端以及DC-DC降压控制芯片 N2的第三端；第十五电阻R15的另一端、第十二电容C12的另一端以及DC-DC降压控制芯片N2的第四端分别连接该DC-DC恒流输出电路的内部接地端；

DC-DC降压控制芯片N2的第一端连接第七二极管D7的阴极，DC-DC降压控制芯片N2的第二端连接第十六电阻R16的另一端，DC-DC降压控制芯片N2的第五端连接第七电阻R7的一端，DC-DC降压控制芯片N2的第六端连接第十三电容C13的一端，第十三电容C13的另一端连接该DC-DC恒流输出电路的内部接地端；第十七电阻R17 的另一端连接第三三极管Q3的栅极，第三三极管Q3的源极与该DC-DC恒流输出电路的内部接地端连接；第一电感L1的一端连接第十一电容C11的一端，第一电感L1的另一端分别连接第三三极管Q3的漏极和第七二极管D7的阳极。

当然，针对该恒流LED电源电路，还可以采用其他形式的单级恒压电源电路和 DC-DC恒流输出电路，以分别对应实现该实施例中单级恒压电源电路的功能和该实施例中DC-DC恒流输出电路的功能。

具体地，在该实施例的DC-DC恒流输出电路4中，该恒流输出电路所对应输出电流的大小由R16、R14和R15来设定；DC-DC的工作频率由第一电感L1来确定；该 DC-DC恒流输出电路4即为DC-DC转换电路。

以下结合图1～图5，对本实施例中限制电路对恒流LED电源最高输出功率的限制原理做出说明：

假设单级恒压电源电路3的输出电压为55V，设置DC-DC输出电流用的稳压源电路1的输出电压为25V；DC-DC恒流输出电路4的额定输出功率设置为40V*1A，即输出功率为40W；通过上述设置，可以使得在DC-DC恒流输出电路4中的输出B端的电压处于15V左右：

情况一：在恒流LED电源未采用加入本实施例中限制电路的情况下，当负载(即 LED灯)过载到最大值时，DC-DC恒流输出电路4的输出功率约为55W(即 55V*1A＝55W)，此时负载的输出功率(55W)超出额定功率(15W)约1.38倍。那么，此时LED电源中的元件会出现相当高的温度上升，导致LED电源中的很多元件会超出负载测试标准所对应要求的最大温度值。

情况二：在恒流LED电源采用加入本实施例中限制电路的情况下，假设第三二极管D3的稳压值设置为13V，在负载(即LED灯)过载时，在DC-DC恒流输出电路4 中的输出B端的电压会下降，因DC-DC降压电路芯片N2的EN端是控制DC-DC降压电路的输出电流，在外围电路固定的情况下，EN端的电压高，则DC-DC降压电路输出电流大；EN端的电压低，则DC-DC降压电路输出电流小，即EN端的电压高低与DC-DC 降压电路输出电流的大小成正比例关系。例如，输出B端的电压下降到接近0V时，通过第二二极管D2和第三二极管D3的钳位作用，会把稳压源电路1的“稳压C”端的电压下拉到13.5V(假设第二二极管D2的正向压降为0.5V，则有13V+0.5V＝13.5V)左右；同时，“控制D”端的电压也会同样比例地进行下降；由于“控制D”端是DC-DC 恒流输出电路4的控制端，该“控制D”端会控制DC-DC恒流输出电路4所对应的DC-DC 输出电流大幅度下降，从而限制了输出负载功率，起到了针对恒流LED电源最高输出功率的限制效果。

根据过载测试的测试标准，通常会调整负载使输出功率最大。因此，当负载电压调整到55V-(25V-13.5V)＝43.5V时，它的输出功率达到最大，即43.5V*1A＝43.5W。其中，此处的43.5W是该恒流LED电源的最大输出功率，从而合理地限制了恒流LED 电源的输出功率。如果需要继续降低负载的最大输出功率，则可以通过适当降低第三二极管D3的稳压值就可以实现。

尽管以上详细地描述了本实用新型的优选实施例，但是应该清楚地理解，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。