一种led驱动电路和led灯具的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种LED驱动电路和LED灯具，LED驱动电路包括：第一输入端与火线相连，第二输入端与零线相连，输出端与LED相连，对输入的交流电进行处理，进而输出全波整流信号的全波整流模块；电压输入端与电压检测端与全波整流模块的输出端相连，根据全波整流信号输出对应的驱动电流的逻辑控制模块；以及连接于LED与逻辑控制模块之间，根据驱动电流驱动LED工作的开关模块。解决了现有的LED灯具只能选用体形较大的AC-DC非隔离的供电电源进行驱动，局限了LED灯具的应用范围的问题。
【专利说明】
一种LED驱动电路和LED灯具
技术领域
[0001]本实用新型属于驱动电路领域，尤其涉及一种LED驱动电路和LED灯具。
【背景技术】
[0002]随着人们环保意识的提升，越来越多的LED照明产品备受需求。但是由于现有的LED其结构的特殊性，在实现LED照明产品民用化的时，需要对民用市电进行调整，以输出适合LED照明产品工作的供电电压。例如，民用市电输出的电压为220V交流电压，一般的LED照明产品的输入电压为远小于220V的直流电压，此时需要通过AC-DC非隔离的供电电源对民用市电输出的电压为220V交流电压进行转换，实现稳定的直流电压输出。
[0003]但是，由于现有的AC-DC非隔离的供电电源的体形较大，使得选用AC-DC非隔离的供电电源作为LED驱动的LED灯具的体形较大，无法实现LED灯具的小型化，不仅局限了 LED灯具的应用范围还影响了 LED灯具的美观性。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种LED驱动电路和LED灯具，旨在解决现有的LED灯具中采用的AC-DC非隔离的供电电源体现较大，局限了 LED灯具的应用范围的问题。
[0005]本实用新型是这样实现的，一种LED驱动电路，与LED相连，所述LED驱动电路包括:
[0006]第一输入端与火线相连，第二输入端与零线相连，输出端与所述LED相连，对输入的交流电进行处理，进而输出全波整流信号的全波整流模块；
[0007]电压输入端与电压检测端与所述全波整流模块的输出端相连，根据所述全波整流信号输出对应的驱动电流的逻辑控制模块;以及
[0008]连接于所述LED与所述逻辑控制模块之间，根据所述驱动电流驱动所述LED工作的开关模块。
[0009]进一步的，所述全波整流模块包括:
[0010]第一电压输入端与第二电压输入端分别与火线和零线相连，在所述输入的交流电的电压过大时进行过压保护的保护单元；
[0011]输入端与所述保护单元的输出端相连，输出端与所述LED和所述逻辑控制模块相连，对输入的交流电进行整流处理，进而输出全波整流信号的整流单元。
[0012]进一步的，所述逻辑控制模块包括:控制单元、滤波单元、采样单元以及电流反馈单元；
[0013]所述控制单元包括电压输入端、电压检测端、多个驱动电流输出端以及多个反馈电流信号接收端，所述滤波单元连接于所述控制单元的电压输入端与所述整流单元的输出端之间，对所述全波整流信号进行滤波并输出滤波后的全波整流信号，所述采样单元连接于所述控制单元的电压检测端与所述整流单元的输出端之间，对所述全波整流信号进行电压采样并输出采样电压，所述电流反馈单元连接于所述多个反馈电流信号接收端与所述开关模块之间，对所述驱动电流进行采集，以生成所述反馈电流信号，所述控制单元中的所述多个驱动电流输出端与所述开关模块相连，所述控制单元将所述采样电压与参考电压进行比较以恒定输出功率，并根据所述滤波后的全波整流信号从相应的驱动电流输出端输出驱动电流，选择相应的反馈电流信号接收端接收反馈电流信号，并根据所述反馈电流信号切换不同的工作模式。
[0014I进一步的，所述保护单元包括:
[0015]保险丝Fl、压敏电阻RlOl、第一电容Cl以及第二电容C2;
[0016]所述保险丝Fl第一端与所述火线相连，所述保险丝Fl第二端接所述压敏电阻RlOl第一端，所述压敏电阻RlOl第二端与所述零线相连，所述第一电容Cl的第一端和所述第二电容C2的第一端共接所述压敏电阻RlOl第一端，所述第一电容Cl的第二端和所述第二电容C2的第二端共接所述压敏电阻RlOl第二端，所述第二电容C2的第一端和第二端分别与所述整流单元相连。
[0017]进一步的，所述整流单元包括:
[0018]全波整流器BDl;
[0019]所述全波整流器BDl第一输入端与所述第二电容C2的第一端相连，所述全波整流器BDl第二输入端与所述第二电容C2的第二端相连，所述全波整流器BDl的负输出端接地，所述全波整流器BDl的正输出端接所述LED和所述逻辑控制模块。
[0020]进一步的，所述控制单元包括:
[0021]单片机Ul、电阻R401、电阻R402和电容C5 ；
[0022]所述单片机Ul的供电端为所述控制单元的电压输入端，与所述滤波单元相连，所述单片机Ul的检测端为所述控制单元的电压检测端，与所述采样单元相连，所述单片机Ul的受控信号端和参考电压输出端分别与所述电阻R401第一端和所述电阻R402第一端相连，所述单片机Ul的参考电压输入端、所述电阻R401第二端以及所述电阻R402第二端共接所述电容C5第一端，所述电容C5第二端接地，所单片机Ul的多个电流输出端与所述开关模块相连，所述单片机Ul的多个反馈端与所述电流反馈单元的多个反馈电流信号输出端对应相连。
[0023]进一步的，所述滤波单元包括:
[0024]电阻R201和滤波电容C4;
[0025]所述电阻R201第一端与所述整流单元的输出端相连，所述电阻R201第二端共接所述滤波电容C4第一端和所述控制单元的电压输入端，所述滤波电容C4第二端接地；
[0026]所述采样单元包括:电阻R301和电阻R302 ；
[0027]所述电阻R301第一端与所述整流单元的输出端相连，所述电阻R301第二端共接所述电阻R302第一端和所述控制单元的电压检测端，所述电阻R302第二端接地。
[0028]进一步的，所述电流反馈单元包括至少一个电阻，所述电阻的第一端与所述单片机Ul的一个反馈电流信号输出端相连，所述电阻的第二端接地。
[0029]进一步的，所述开关模块包括至少一个开关管，所述开关管的控制端与所述单片机Ul的一个电流输出端相连，所述开关管的高电位端与所述LED相连，所述开关管的低电位端与所述单片机Ul的一个反馈电流信号输出端相连。
[0030]相对应的，本实用新型的另一目的在于提供一种LED灯具，所述LED灯具还包括如上所述的LED驱动电路。
[0031]本实用新型的目的在于提供的一种LED驱动电路和LED灯具，LED驱动电路包括:第一输入端与火线相连，第二输入端与零线相连，输出端与LED相连，对输入的交流电进行处理，进而输出全波整流信号的全波整流模块；电压输入端与电压检测端与全波整流模块的输出端相连，根据全波整流信号输出对应的驱动电流的逻辑控制模块；以及连接于LED与逻辑控制模块之间，根据驱动电流驱动LED工作的开关模块。解决了现有的LED灯具只能选用体形较大的AC-DC非隔离的供电电源进行驱动，局限了 LED灯具的应用范围的问题。
【附图说明】
[0032]图1为本实用新型实施例提供的LED驱动电路的结构示意图；
[0033]图2为本实用新型实施例提供的LED驱动电路的具体结构示意图；
[0034]图3为本实用新型实施例提供的LED驱动电路的具体电路原理示意图。
【具体实施方式】
[0035]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0036]本实用新型的目的在于提供一种LED驱动电路和LED灯具，旨在解决现有的LED灯具中采用的AC-DC非隔离的供电电源体现较大，局限了 LED灯具的应用范围的问题。
[0037]图1示出了本实用新型实施例1提供的LED驱动电路的结构示意图。如图1所示，本实用新型实施例的目的在于提供一种LED驱动电路100，与LED200相连，LED驱动电路100包括:
[0038]第一输入端与火线AC_L相连，第二输入端与零线AC_N相连，输出端与LED200相连，对输入的交流电进行处理，进而输出全波整流信号的全波整流模块10;
[0039]电压输入端与电压检测端分别与全波整流模块10的第二输出端相连，根据全波整流信号输出对应的驱动电流的逻辑控制模块20;以及
[0040]连接于LED200与逻辑控制模块20之间，根据驱动电流驱动LED200工作的开关模块30 ο
[0041 ]在本实施例中，全波整流模块10与220V的交流市电相连，产生全波整流信号，同时对LED200与逻辑控制模块20直接供电。逻辑控制模块20根据全波整流信号输出对应的驱动电流，控制开关模块30开启，进而实现控制LED200的电流稳定在恒流状态。另外，逻辑控制模块20会检测输入电压与流经LED200的电流，据此来决定内部状态机的运作。对LED200的正向电压的选择没有限制，但是总的电压需要小于并接近于输入的市电交流电压的峰值，对于220V电压来说，一般总串联电压控制在260V-270V为宜。
[0042]图2示出了本实用新型实施例提供的LED驱动电路的具体结构示意图。如图2所示，全波整流模块1包括:
[0043]第一电压输入端与第二电压输入端分别与火线AC_L和零线AC_N相连，在输入的交流电的电压过大时进行过压保护的保护单元11;
[0044]输入端与保护单元丨丨的输出端相连，输出端与LED200和逻辑控制模块20相连，对输入的交流电进行整流处理，进而输出全波整流信号的整流单元12。
[0045]在本实施例中，保护电源11设于市电交流电压与整流单元12之间，保护单元11的第一电压输入端和第二电压输入端分别与火线AC_L和零线AC_N相连。市电交流电压通过保护电源11输入给整流单元12，通过整流单元12对市电交流电压进行整流后输出全波整流信号。其中，整流单元12可以是现有的全波整流器。
[0046]如图2所示，逻辑控制模块20包括:
[0047]控制单元21、滤波单元22、采样单元23以及电流反馈单元24;
[0048]控制单元21包括电压输入端、电压检测端、多个驱动电流输出端以及多个反馈电流信号接收端，滤波单元22连接于控制单元21的电压输入端与整流单元的输出端之间，对全波整流信号进行滤波并输出滤波后的全波整流信号，采样单元23连接于控制单元22的电压检测端与整流单元12的输出端之间，对全波整流信号进行电压采样并输出采样电压，电流反馈单元24连接于多个反馈电流信号接收端与开关模块30之间，对驱动电流进行采集，以生成反馈电流信号，控制单元21中的多个驱动电流输出端与开关模块30相连，控制单元22将采样电压与参考电压进行比较，以恒定输出功率，并根据滤波后的全波整流信号从相应的驱动电流输出端输出驱动电流，选择相应的反馈电流信号接收端接收反馈电流信号，并根据反馈电流信号切换不同的工作模式。
[0049]在本实施例中，滤波单元21全波整流信号进行滤波并向控制单元24输出滤波后的全波整流信号。采样单元22对全波整流信号进行电压采样并向控制单元24输出采样电压。其中，滤波单元21的输入端与整流单元12的输出端相连，滤波单元21的输出端与控制单元24相连，控制单元24对监测滤波单元21输出端的电压，当滤波单元21输出端的电压高于12V时，控制单元24使能开始工作。当滤波单元21输出端的电压低于8V时，控制单元24会关闭，以避免低电压状态时控制逻辑的不稳定。采样单元22的输入端与整流单元12的输出端相连，采样单元22的输出端与控制单元24相连。控制单元24通过检测采样单元22的输出端上的采样电压，与固定的参考电压比较，进而输出随输入电压变化而占空比改变的PWM信号，对参考电压进行调制，产生与输入电压负相关的控制信号。当输入电压升高时，补偿光通量变大的趋势，从而达到恒定光通控制。
[0050]图3示出了本实用新型实施例提供的LED驱动电路的具体电路原理示意图。
[0051]如图3所示，保护单元11包括:保险丝F1、压敏电阻R101、第一电容Cl以及第二电容C2o
[0052]保险丝Fl第一端与火线AC_L相连，保险丝Fl第二端接压敏电阻RlOl第一端，压敏电阻RlOl第二端与零线AC_N相连，第一电容Cl的第一端和第二电容C2的第一端共接压敏电阻RlOl第一端，第一电容Cl的第二端和第二电容C2的第二端共接压敏电阻RlOl第二端，第二电容C2的第一端和第二端分别与整流单元相连。
[0053 ] 如图3所示，整流单元12包括:全波整流器BDl。
[0054]全波整流器BDl第一输入端与第二电容C2的第一端相连，全波整流器BDl第二输入端与第二电容C2的第二端相连，全波整流器BDI的负输出端接地，全波整流器BDI的正输出端接LED和逻辑控制模块20。
[0055]如图3所示，控制单元21包括:单片机U1、电阻R401、电阻R402和电容C5。
[0056]单片机Ul的供电端VCC为控制单元的电压输入端，与滤波单元22相连，单片机Ul的检测端Vsense为控制单元的电压检测端，与采样单元23相连，单片机Ul的受控信号端PffM和参考电压输出端VREFO分别与电阻R401第一端和电阻R402第一端相连，述单片机Ul的参考电压输入端VREF1、电阻R401第二端以及电阻R402第二端共接电容C5第一端，电容C5第二端接地，单片机UI的多个电流输出端与开关模块30相连，单片机Ul的多个反馈端与电流反馈单元24的多个反馈电流信号输出端对应相连。
[0057]如图3所示，滤波单元22包括:电阻R201和滤波电容C4。
[0058]电阻R201第一端与整流单元的输出端相连，电阻R201第二端共接滤波电容C4第一端和控制单元的电压输入端，滤波电容C4第二端接地。
[0059]如图3所示，采样单元23包括:电阻R301和电阻R302。
[0060]电阻R301第一端与整流单元的输出端相连，电阻R301第二端共接电阻R302第一端和控制单元的电压检测端，电阻R302第二端接地。
[0061]在本实施例中，单片机Ul的多个电流输出端为控制单元21的多个驱动电流输出端，单片机UI的多个反馈端为控制单元21的多个反馈电流信号接收端。电流反馈单元24包括至少一个电阻，电阻的第一端与单片机Ul的一个反馈电流信号输出端相连，电阻的第二端接地。开关模块30包括至少一个开关管，开关管的控制端与单片机Ul的一个电流输出端相连，开关管的高电位端与LED200相连，开关管的低电位端与单片机Ul的一个反馈电流信号输出端相连。
[0062]如图3所述，以1^0200为4个1^0灯串1^1、1^、1^3、1^4为例，对应的，单片机1]1包括四个电流输出端61、62、63、64和四个反馈端51、52、53、54。电流反馈单元包括四个反馈电流信号输出。单片机Ul的四个电流输出端Gl、G2、G3、G4与开关模块30相连，单片机Ul的四个反馈端S1、S2、S3、S4与电流反馈单元的四个反馈电流信号输出端对应相连。相对应的，电流反馈单元24可以包括四个电阻，分别为:电阻R501、电阻R502、电阻R503以及电阻R504。电阻R501第一端、电阻R502第一端、电阻R503第一端以及电阻R504第一端分别与所述单片机Ul的多个反馈端S1、S2、S3、S4相连，所述电阻R501第二端与所述电阻R502第一端相连，所述电阻R502第二端与所述电阻R503第一端相连，所述电阻R503第二端与所述电阻R504第一端相连，所述电阻R504第二端接地。相对应的开关模块30包括四个开关管，分别为:第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3以及第四开关管Q4。每个开关管的高电位端分别对应连接一 LED灯串。具体的，第一开关管Ql的控制端、第二开关管Q2的控制端、第三开关管Q3的控制端以及第四开关管Q4的控制端分别与单片机Ul的四个电流输出端G1、G2、G3、G4相连。第一开关管Ql的低电位端、第二开关管Q2的低电位端、第三开关管Q3的低电位端以及第四开关管Q4的低电位端共接所述单片机Ul的一反馈端SI。
[0063]在本实施例中，当整流后的全波整流信号从OV开始上升时，到达LED灯串LI的启动电压值时，单片机Ul通过电流输出端Gl控制第一开关管Ql的控制端电压，进而控制LED灯串LI的电流稳定在第一恒流工作状态。与之对应的，第一恒流工作状态的电流11 =Vref/(R501+R502+R503+R504)。其中，Vref为此时整流后的全波整流信号的电压值，R501、R502、R503和R504分别为电阻R501、电阻R502、电阻R503和电阻R504的阻值。
[0064]当整流后的全波整流信号继续上升达到LED灯串LI的启动电压值与LED灯串L2的启动电压值的和时，单片机Ul通过电流输出端GI关闭第一开关管QI，通过电流输出端G2打开和控制第二开关管Q2，进而控制流经LED灯串LI和LED灯串L2的电流稳定在第二恒流工作状态。与之对应的，第二恒流工作状态的电流I2 = Vref/(R502+R503+R504)。其中，Vref为此时整流后的全波整流信号的电压值，R502、R503和R504分别为电阻R502、电阻R503和电阻R504的阻值。
[0065]与此对应，随整流后的全波整流信号的电压上升，单片机Ul通过电流输出端G2关闭第二开关管Q2，通过电流输出端G3打开和控制第三开关管Q3，进而控制流经LED灯串L1、LED灯串L2和LED灯串L3的电流稳定在第三恒流工作状态。与之对应的，第三恒流工作状态的电流I3 = Vref/(R503+R504)。其中，Vref为此时整流后的全波整流信号的电压值，R503和R504分别为电阻R503和电阻R504的阻值。
[0066]当整流后的全波整流信号的电压继续上升，达到LED灯串L1、LED灯串L2、LED灯串L3以及LED灯串L4的启动电压值之和时，单片机Ul通过电流输出端G3关闭第三开关管Q3，通过电流输出端G4打开和控制第四开关管Q4，进而控制流经LED灯串L1、LED灯串L2、LED灯串L3以及LED灯串L4的电流稳定在第四恒流工作状态。与之对应的，第四恒流工作状态的电流I4 = Vref/R504。其中，Vref为此时整流后的全波整流信号的电压值，R504为电阻R504的阻值。
[0067]相对应的，本实用新型的另一目的在于提供一种LED灯具，该LED灯具包括如上所述的LED驱动电路100。由于本实施例提供的LED灯具与本实用新型相关的具体实现方式和工作原理在上述实施例中已经详细阐述，因此，此处不再赘述。
[0068]本实用新型的目的在于提供的一种LED驱动电路和LED灯具，LED驱动电路包括:第一输入端与火线相连，第二输入端与零线相连，输出端与LED相连，对输入的交流电进行处理，进而输出全波整流信号的全波整流模块；电压输入端与电压检测端与全波整流模块的输出端相连，根据全波整流信号输出对应的驱动电流的逻辑控制模块；以及连接于LED与逻辑控制模块之间，根据驱动电流驱动LED工作的开关模块。解决了现有的LED灯具只能选用体形较大的AC-DC非隔离的供电电源进行驱动，局限了 LED灯具的应用范围的问题。
[0069]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种LED驱动电路，与LED相连，其特征在于，所述LED驱动电路包括: 第一输入端与火线相连，第二输入端与零线相连，输出端与所述LED相连，对输入的交流电进行处理，进而输出全波整流信号的全波整流模块； 电压输入端与电压检测端分别与所述全波整流模块的输出端相连，根据所述全波整流信号输出对应的驱动电流的逻辑控制模块;以及 连接于所述LED与所述逻辑控制模块之间，根据所述驱动电流驱动所述LED工作的开关模块。2.如权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述全波整流模块包括: 第一电压输入端与第二电压输入端分别与火线和零线相连，在所述输入的交流电的电压过大时进行过压保护的保护单元； 输入端与所述保护单元的输出端相连，输出端分别与所述LED和所述逻辑控制模块相连，对输入的交流电进行整流处理，进而输出全波整流信号的整流单元。3.如权利要求2所述的LED驱动电路，其特征在于，所述逻辑控制模块包括:控制单元、滤波单元、采样单元以及电流反馈单元； 所述控制单元包括电压输入端、电压检测端、多个驱动电流输出端以及多个反馈电流信号接收端;所述滤波单元连接于所述控制单元的电压输入端与所述整流单元的输出端之间，对所述全波整流信号进行滤波并输出滤波后的全波整流信号;所述采样单元连接于所述控制单元的电压检测端与所述整流单元的输出端之间，对所述全波整流信号进行电压采样并输出采样电压;所述电流反馈单元连接于所述多个反馈电流信号接收端与所述开关模块之间，对所述驱动电流进行采集，以生成所述反馈电流信号;所述控制单元中的所述多个驱动电流输出端与所述开关模块相连，所述控制单元将所述采样电压与参考电压进行比较，以恒定输出功率，并根据所述滤波后的全波整流信号从相应的驱动电流输出端输出驱动电流，选择相应的反馈电流信号接收端接收反馈电流信号，并根据所述反馈电流信号切换不同的工作模式。4.如权利要求3所述的LED驱动电路，其特征在于，所述保护单元包括: 保险丝F1、压敏电阻R101、第一电容Cl以及第二电容C2; 所述保险丝Fl第一端与所述火线相连，所述保险丝Fl第二端接所述压敏电阻RlOl第一端，所述压敏电阻RlOl第二端与所述零线相连，所述第一电容Cl的第一端和所述第二电容C2的第一端共接所述压敏电阻RlOl第一端，所述第一电容Cl的第二端和所述第二电容C2的第二端共接所述压敏电阻RlOl第二端，所述第二电容C2的第一端和第二端分别与所述整流单元相连。5.如权利要求4所述的LED驱动电路，其特征在于，所述整流单元包括: 全波整流器K) I; 所述全波整流器BDl第一输入端与所述第二电容C2的第一端相连，所述全波整流器BDl第二输入端与所述第二电容C2的第二端相连，所述全波整流器BDl的负输出端接地，所述全波整流器BDI的正输出端接所述LED和所述逻辑控制模块。6.如权利要求3所述的LED驱动电路，其特征在于，所述控制单元包括: 单片机Ul、电阻R401、电阻R402和电容C5 ； 所述单片机Ul的供电端为所述控制单元的电压输入端，与所述滤波单元相连，所述单片机Ul的检测端为所述控制单元的电压检测端，与所述采样单元相连，所述单片机Ul的受控信号端和参考电压输出端分别与所述电阻R401第一端和所述电阻R402第一端相连，所述单片机Ul的参考电压输入端、所述电阻R401第二端以及所述电阻R402第二端共接所述电容C5第一端，所述电容C5第二端接地，所单片机Ul的多个电流输出端与所述开关模块相连，所述单片机Ul的多个反馈端与所述电流反馈单元的多个反馈电流信号输出端对应相连。7.如权利要求3所述的LED驱动电路，其特征在于，所述滤波单元包括:电阻R201和滤波电容C4; 所述电阻R201第一端与所述整流单元的输出端相连，所述电阻R201第二端共接所述滤波电容C4第一端和所述控制单元的电压输入端，所述滤波电容C4第二端接地； 所述采样单元包括:电阻R301和电阻R302; 所述电阻R301第一端与所述整流单元的输出端相连，所述电阻R301第二端共接所述电阻R302第一端和所述控制单元的电压检测端，所述电阻R302第二端接地。8.如权利要求6所述的LED驱动电路，其特征在于，所述电流反馈单元包括至少一个电阻，所述电阻的第一端与所述单片机Ul的一个反馈电流信号输出端相连，所述电阻的第二端接地。9.如权利要求6所述的LED驱动电路，其特征在于，所述开关模块包括至少一个开关管，所述开关管的控制端与所述单片机Ul的一个电流输出端相连，所述开关管的高电位端与所述LED相连，所述开关管的低电位端与所述单片机Ul的一个反馈电流信号输出端相连。10.一种LED灯具，其特征在于，所述LED灯具还包括如权利要求1-9任一项所述的LED驱动电路。
【文档编号】H05B33/08GK205491303SQ201620056710
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月20日
【发明人】徐泓, 易代贵, 易龙, 郑利, 刘青, 李宝, 曾强
【申请人】深圳市科纳实业有限公司