一种LED驱动电路的制作方法

一种led驱动电路
技术领域
1.本实用新型属于led领域，具体涉及一种led驱动电路。


背景技术：

2.目前，在世界各国重视节能减排的背景下，led因其具有环保、节能、使用寿命长、亮度高、安全性、稳定等多方面被逐渐应用于通用照明领域。
3.现阶段，户外如洗墙灯、点光源、线条灯等各种作为亮化的灯具，其供电都是12v、24v甚至36v，但一个驱动最多只能串30米的灯，驱动能力低，若使用多串数的话，需要多个驱动来配合使用，导致材料成本和人工成本高，且led采用现有的驱动，其发光性能不稳定，安全性低。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种led驱动电路，所述led驱动电路解决了现有led驱动的驱动能力差，安全性低的问题。
5.根据本实用新型实施例的led驱动电路，包括：
6.雷击浪涌保护模块，包括第一共模电感和输入干扰抑制电路，所述第一共模电感具有第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端，所述第一连接端和所述第二连接端共同用于输入交流电压，所述第一共模电感用于抑制所述交流电压中的共模干扰；所述输入干扰抑制电路具有第一干扰抑制端和第二干扰抑制端，所述第一干扰抑制端与所述第三连接端连接，所述第二干扰抑制端与所述第四连接端连接，所述输入干扰抑制电路用于防止产生浪涌电流和瞬间过压；
7.emi滤波模块，具有第一滤波输入端、第二滤波输入端、第一滤波输出端和第二滤波输出端，所述第一滤波输入端与所述第三连接端连接，所述第二滤波输入端与所述第四连接端连接；所述emi滤波模块用于滤除电磁噪声和杂波信号；
8.整流滤波模块，具有第一整流输入端、第二整流输入端和直流输出端，所述第一整流输入端与所述第一滤波输出端连接，所述第二整流输入端与所述第二滤波输出端连接；所述整流滤波模块用于将所述交流电压转换为直流电压并通过所述直流输出端输出；
9.开关电源模块，用于对所述直流电压进行升压后输出升压直流电压；
10.驱动模块，用于接收所述升压直流电压并输出恒定的驱动电压至led。
11.根据本实用新型实施例的led驱动电路，至少具有如下技术效果：输入交流电压，通过雷击浪涌保护模块可以抑制共模干扰，并防止产生浪涌电流和瞬间过压，通过emi滤波模块可以滤除交流电压中的电磁噪声和杂波信号，再通过整流滤波模块可以将交流电压转换为直流电压，然后通过开关电源模块对直流电压进行升压后输出升压直流电压，驱动模块接收升压直流电压后可以输出恒定的驱动电压至led，以驱动led发光。本实用新型实施例的led驱动电路的电路结构简单，驱动能力强，使得驱动多串数led的材料成本低，配合开
关电源使得led 的性能更稳定，安全系数更高，解决了现有led驱动的驱动能力差，安全性低的问题。
12.根据本实用新型的一些实施例，所述输入干扰抑制电路包括第一压敏电阻、第二压敏电阻、第一y电容和第二y电容，所述第一压敏电阻与所述第一y电容并联构成第一并联结构，所述第二压敏电阻与所述第二y电容并联构成第二并联结构，所述第一并联结构的一端与所述第三连接端连接，另一端与地线连接，所述第二并联结构的一端与所述第四连接端连接，另一端与所述地线连接。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述开关电源模块包括：
14.boost控制器，具有电源输入端、第一pwm控制端、第一电压反馈端和第一电流检测端，所述电源输入端与所述直流输出端连接；
15.第一电感，其一端与所述电源输入端连接；
16.第一二极管，其正极与所述第一电感的另一端连接，负极用于输出所述升压直流电压；
17.mos功率管，其栅极与所述第一pwm控制端连接，漏极与所述第一二极管的所述正极连接；
18.电流检测电阻，连接在所述mos功率管的源极与所述第一电流检测端之间；
19.第一采样电阻，连接在所述第一二极管的所述负极与所述第一电压反馈端之间；
20.第一输出电容，连接在所述第一二极管的所述负极与所述地线之间；
21.第一输出电阻，与所述第一输出电容并联。
22.根据本实用新型的一些实施例，所述开关电源模块还包括第一散热器模块，所述第一散热器模块连接在所述mos功率管的所述源极与所述地线之间。
23.根据本实用新型的一些实施例，所述boost控制器采用kp2801。
24.根据本实用新型的一些实施例，所述驱动模块包括：
25.恒压控制器，具有驱动输入端、第二pwm控制端和第二电压反馈端，所述驱动输入端与所述第一二极管的所述负极连接；
26.第二二极管，其负极与所述第一二极管的所述负极连接；
27.第二共模电感，具有第五连接端、第六连接端、第七连接端和第八连接端，所述第五连接端与所述第二二极管的正极连接，所述第八连接端与所述地线连接；
28.mos开关管，其栅极与所述第二pwm控制端连接，漏极与所述第二二极管的所述正极连接；
29.第二采样电阻，连接在所述第六连接端与所述第二电压反馈端之间；
30.第二输出电容，其一端与所述第七连接端连接，所述第二输出电容的两端共同用于连接所述led；
31.第二输出电阻，与所述第二输出电容并联。
32.根据本实用新型的一些实施例，所述恒压控制器采用kp212。
33.根据本实用新型的一些实施例，所述驱动模块还包括第二散热器模块，所述第二散热器模块连接在所述mos开关管的所述源极与所述地线之间。
34.根据本实用新型的一些实施例，所述驱动模块还包括：
35.第三共模电感，其具有第一共模抑制端、第二共模抑制端、第三共模抑制端和第四
共模抑制端，所述第一共模抑制端和所述第二共模抑制端分别与所述第二输出电容的两端连接；
36.第三y电容，其一端与所述第三共模抑制端连接，另一端与所述地线连接；
37.第四y电容，其一端与所述第四共模抑制端连接，另一端与所述地线连接，所述第三y电容的所述一端和所述第四y电容的所述一端共同用于连接所述led。
38.根据本实用新型的一些实施例，还包括：
39.输入电阻，其一端与所述第一连接端连接；
40.保险丝，其一端与所述第二连接端连接，所述输入电阻的另一端和所述保险丝的另一端共同用于输入所述交流电压。
41.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
42.本实用新型的上述或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
43.图1是本实用新型实施例的led驱动电路的部分电气原理图；
44.图2是本实用新型实施例的驱动模块的电气原理图。
45.附图标记：
46.雷击浪涌保护模块100；
47.emi滤波模块200；
48.整流滤波模块300；
49.开关电源模块400、第一散热器模块410；
50.驱动模块500、第二散热器模块510。
具体实施方式
51.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
52.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
53.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
54.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型
中的具体含义。
55.下面参考图1至图2描述根据本实用新型实施例的led驱动电路。
56.根据本实用新型实施例的led驱动电路，包括雷击浪涌保护模块100、emi 滤波模块200、整流滤波模块300、开关电源模块400和驱动模块500。雷击浪涌保护模块100，包括第一共模电感lf1和输入干扰抑制电路，第一共模电感lf1 具有第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端，第一连接端和第二连接端共同用于输入交流电压，第一共模电感lf1用于抑制交流电压中的共模干扰；输入干扰抑制电路具有第一干扰抑制端和第二干扰抑制端，第一干扰抑制端与第三连接端连接，第二干扰抑制端与第四连接端连接，输入干扰抑制电路用于防止产生浪涌电流和瞬间过压；
57.emi滤波模块200，具有第一滤波输入端、第二滤波输入端、第一滤波输出端和第二滤波输出端，第一滤波输入端与第三连接端连接，第二滤波输入端与第四连接端连接；emi滤波模块200用于滤除电磁噪声和杂波信号；整流滤波模块 300，具有第一整流输入端、第二整流输入端和直流输出端，第一整流输入端与第一滤波输出端连接，第二整流输入端与第二滤波输出端连接；整流滤波模块 300用于将交流电压转换为直流电压并通过直流输出端输出；开关电源模块400，用于对直流电压进行升压后输出升压直流电压；驱动模块500，用于接收升压直流电压并输出恒定的驱动电压至led。
58.交流电压从第一共模电感lf1的第一连接端和第二连接端输入，经过第一共模电感lf1抑制共模干扰，再输入到输入干扰抑制电路防止产生浪涌电流和瞬间过压，交流电压经过emi滤波模块200滤除电磁噪声和杂波信号，再经过整流滤波模块300转换为直流电压输入到开关电源模块400，对直流电压进行升压后输出升压直流电压至驱动模块500，驱动模块500接收到升压直流电压后输出恒定的驱动电压至led。
59.如图1所示，emi滤波模块200包括x电容cx1、cx2，压敏电阻vr3，电阻r1、r2、r3，共模电感lf2，其中，x电容cx1连接在输入干扰抑制电路的两端，电阻r1、r2、r3串联后构成的串联结构并联在x电容cx1的两端，共模电感lf2的两个连接端分别与串联结构的两端连接，x电容cx2和压敏电阻vr3并联后连接在共模电感lf2的另外两个连接端。x电容cx1、cx2可以抑制差模干扰，共模电感lf2则可以抑制共模干扰，共同对交流电压起到电磁干扰滤波的作用。
60.如图1所示，整流滤波模块300包括整流桥bd1、电感l1、电阻r4、电容 c1、c2，整流桥bd1具有第一整流连接端、第二整流连接端、第三整流连接端和第四整流连接端，第一整流连接端和第二整流连接端分别与x电容cx2的两端连接，第三整流连接端与地线连接，电感l1的一端与第四整流连接端连接，交流电压通过整流桥bd1转换为直流电压后通过电感l1的另一端输出，电阻r4 与电感l1并联，电容c1连接在电阻r4的一端与地线之间，电容c2连接在电阻 r4的另一端与地线之间，电感l1、电阻r4、电容c1、c2共同用于对直流电压进行滤波处理。
61.在一些实施例中，输入220v交流电压，经过雷击浪涌保护模块100抑制共模干扰，并防止产生浪涌电流和瞬间过压，再经过emi滤波模块200滤除220v 交流电压中的电磁噪声和杂波信号，通过整流滤波模块300将220v交流电压转换为220v直流电压，然后通过开关电源模块400对直流电压进行升压后输出 410v升压直流电压，驱动模块500接收410v升压直流电压后输出恒定的180v 驱动电压至led，以驱动led发光。在现有技术中，一个驱动最
多只能串30米的led，而一个本实用新型的led驱动电路可以串50米的led，本实用新型的 led驱动电路的驱动能力明显提高，若需要使用多串数的led，采用本实用新型的led驱动电路可以降低材料成本和人力成本。另外，相比高压灯带的直驱，本实用新型的led驱动电路配合开关电源，性能更稳定，安全系数更高。需要说明的是，上述涉及的具体数值不能看作是对本实用新型的限定。
62.根据本实用新型实施例的led驱动电路，输入交流电压，通过雷击浪涌保护模块100可以抑制共模干扰，并防止产生浪涌电流和瞬间过压，通过emi滤波模块200可以滤除交流电压中的电磁噪声和杂波信号，再通过整流滤波模块300 可以将交流电压转换为直流电压，然后通过开关电源模块400对直流电压进行升压后输出升压直流电压，驱动模块500接收升压直流电压后可以输出恒定的驱动电压至led，以驱动led发光。本实用新型实施例的led驱动电路的电路结构简单，驱动能力强，使得驱动多串数led的材料成本低，配合开关电源使得led 的性能更稳定，安全系数更高，解决了现有led驱动的驱动能力差，安全性低的问题。
63.在本实用新型的一些实施例中，参考图1，输入干扰抑制电路包括第一压敏电阻vr1、第二压敏电阻vr2、第一y电容cy1和第二y电容cy2，第一压敏电阻vr1与第一y电容cy1并联构成第一并联结构，第二压敏电阻vr2与第二y 电容cy2并联构成第二并联结构，第一并联结构的一端与第三连接端连接，另一端与地线连接，第二并联结构的一端与第四连接端连接，另一端与地线连接。压敏电阻和y电容并联可以防止产生浪涌电流和瞬间过压，具体原理为本领域技术人员可知的现有技术，在此不再进行赘述。
64.在本实用新型的一些实施例中，参考图1，开关电源模块400包括boost控制器ic1、第一电感l2a、第一二极管、mos功率管q1、电流检测电阻r13、第一采样电阻、第一输出电容c10和第一输出电阻r15。boost控制器ic1，具有电源输入端hvdd、第一pwm控制端gate、第一电压反馈端fb和第一电流检测端cs/zcd，电源输入端hvdd与直流输出端连接；第一电感l2a，其一端与电源输入端hvdd连接；第一二极管，其正极与第一电感l2a的另一端连接，负极用于输出升压直流电压；mos功率管q1，其栅极与第一pwm控制端gate连接，漏极与第一二极管的正极连接；电流检测电阻r13，连接在mos功率管q1的源极与第一电流检测端cs/zcd之间；第一采样电阻，连接在第一二极管的负极与第一电压反馈端fb之间；第一输出电容c10，连接在第一二极管的负极与地线之间；第一输出电阻r15，与第一输出电容c10并联。
65.直流电压输入到boost控制器ic1的电源输入端hvdd，既为boost控制器 ic1供电，又用于进行升压变换。第一电感l2a用于限制流过它的纹波电流。boost 控制器ic1通过第一pwm控制端gate控制mos功率管q1以boost控制器ic1 设定的频率周期开闭，使第一电感l2a储存能量并释放能量。当mos功率管q1 导通时，第一电感l2a充电，把能量储存在第一电感l2a中。当mos功率管q1 截止时，第一电感l2a产生反向感应电压，通过第一二极管把储存的电能释放到第一输出电容c10中。输出的电压由传递的能量多少来控制，而传递能量的多少通过第一电感l2a电流的峰值来控制。通过boost控制器ic1控制mos功率管 q1导通或截止，从而调节pwm占空比的减小或增大，可以得到稳定的升压直流电压。
66.稳压过程由二个闭环来控制，闭环1：升压直流电压通过第一采样电阻取样后反馈给boost控制器ic1内部的误差放大器，用于同放大器内部的基准电压比较后产生误差电压，其中，误差放大器控制由于负载变化造成的升压直流电压的变化；闭环2：mos功率管q1
导通期间流经第一电感l2a的电流在电流检测电阻r13上产生的电压送至第一电流检测端cs/zcd，与误差电压进行比较后控制调制脉冲的脉宽，从而保持稳定的升压直流电压。误差信号实际控制着第一电感 l2a的峰值电感电流。
67.在本实用新型的一些实施例中，参考图1，开关电源模块400还包括第一散热器模块410，第一散热器模块410连接在mos功率管q1的源极与地线之间。第一散热器模块410为多个第一散热电阻并联构成的第三并联结构，如图1所示，第一散热电阻rs1、rs2、rs3、rs4、rs5并联后连接在mos功率管q1的源极与地线之间，多个电阻并联在一起使用，可以分担一部分电流，每个电阻流过的电流就会变小，电流小了电阻的发热量也就小了，同时多个电阻也增大了散热面积，提高了开关电源模块400长时间工作情况下的稳定性。需要说明的是，第一散热电阻的具体数量可以变化，不能看作是对本实用新型的限定。
68.在本实用新型的一些实施例中，参考图1，boost控制器ic1采用kp2801。 kp2801是高度集成的恒压boost控制器，芯片采用了工作在临界导通模式下的升压功率因素控制，高功率因素(pf)值，低总谐波失真(thd)。kp2801内部集成消磁信号检测技术和高压供电电路，无需辅助绕组检测消磁和供电，简化了系统的设计和生产成本，且kp2801体积小，减小了本实用新型实施例的led驱动电路的体积。kp2801还集成有完备的保护功能以保障系统安全可靠地运行，增加了led发光的稳定性。需要说明的是，boost控制器ic1的具体型号不能看作是对本实用新型的限定。
69.在本实用新型的一些实施例中，参考图1和图2，驱动模块500包括恒压控制器u1、第二二极管、第二共模电感t2c、mos开关管q2、第二采样电阻r23、第二输出电容和第二输出电阻。恒压控制器u1，具有驱动输入端vdd、第二pwm 控制端gate和第二电压反馈端fb，驱动输入端vdd与第一二极管的负极连接；第二二极管，其负极与第一二极管的负极连接；第二共模电感t2c，具有第五连接端、第六连接端、第七连接端和第八连接端，第五连接端与第二二极管的正极连接，第八连接端与地线连接；mos开关管q2，其栅极与第二pwm控制端gate 连接，漏极与第二二极管的正极连接；第二采样电阻r23，连接在第六连接端与第二电压反馈端fb之间；第二输出电容，其一端与第七连接端连接，第二输出电容的两端共同用于连接led；第二输出电阻，与第二输出电容并联。
70.如图2所示，升压直流电压通过驱动输入端vdd输入到恒压控制器u1，为恒压控制器u1供电，恒压控制器u1通过第二pwm控制端gate控制mos开关管q2以恒压控制器u1设定的频率周期开闭，使第二共模电感t2c储存能量并释放能量。当mos开关管q2导通时，第二共模电感t2c充电，把能量储存在第二共模电感t2c中。当mos开关管q2截止时，第二共模电感t2c产生反向感应电压，通过第二二极管把储存的电能释放到第二输出电容中。恒压控制器 u1对输出的电压值通过第二采样电阻r23进行采样和反馈，并控制mos开关管 q2导通或截止，从而调节pwm占空比的减小或增大，使得输出恒定的驱动电压，驱动led发光，且灯珠无频闪，输出功率因数高。
71.在本实用新型的一些实施例中，参考图2，恒压控制器u1采用kp212。kp212 是一款高性能原边控制器，可提供高精度恒压和恒流输出性能。在恒压输出模式中，kp212采用多模式工作方式，即调幅控制(am)和调频控制(fm)相结合，提高了系统的效率和可靠性。采用kp212可以工作无异音，同时可保证优异的动态性能。利用集成的线损补偿功能，可获得高性能的恒压输出表现，采用kp212 能使本实用新型实施例的led驱动电路输出恒定的驱动
电压，以驱动led发光。另外，kp212还集成有多种保护功能：vdd欠压保护(uvlo)、vdd过压保护 (ovp)、逐周期限流保护(ocp)、短路保护(slp)、gate箝位和vdd箝位等，安全性高。需要说明的是，恒压控制器u1的具体型号不能看作是对本实用新型的限定。
72.在本实用新型的一些实施例中，参考图2，驱动模块500还包括第二散热器模块510，第二散热器模块510连接在mos开关管q2的源极与地线之间。第二散热器模块510为多个第二散热电阻并联构成的第四并联结构，如图2所示，第二散热电阻rs6、rs7、rs8、rs9并联后连接在mos开关管q2的源极与地线之间，多个电阻并联在一起使用，可以分担一部分电流，每个电阻流过的电流就会变小，电流小了电阻的发热量也就小了，同时多个电阻也增大了散热面积，提高了驱动模块500长时间工作情况下的稳定性。需要说明的是，第二散热电阻的具体数量可以变化，不能看作是对本实用新型的限定。
73.在本实用新型的一些实施例中，参考图2，驱动模块500还包括第三共模电感lf3、第三y电容cy4和第四y电容cy5。第三共模电感lf3，其具有第一共模抑制端、第二共模抑制端、第三共模抑制端和第四共模抑制端，第一共模抑制端和第二共模抑制端分别与第二输出电容的两端连接；第三y电容cy4，其一端与第三共模抑制端连接，另一端与地线连接；第四y电容cy5，其一端与第四共模抑制端连接，另一端与地线连接，第三y电容cy4的一端和第四y电容cy5的一端共同用于连接led。第三共模电感lf3、第三y电容cy4和第四y电容cy5共同用于抑制驱动电压中的共模干扰。
74.在本实用新型的一些实施例中，参考图1，还包括输入电阻rt1和保险丝f1。输入电阻rt1，其一端与第一连接端连接；保险丝f1，其一端与第二连接端连接，输入电阻rt1的另一端和保险丝f1的另一端共同用于输入交流电压。输入电阻 rt1和保险丝f1共同提供输入短路保护功能。
75.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
76.尽管上述结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。