專利名稱：一種led恒流驅(qū)動電路及l(fā)ed照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LED照明領(lǐng)域，尤其涉及一種LED恒流驅(qū)動電路及LED照明裝置。
背景技術(shù)：
LED作為新型光源，它有著節(jié)能、環(huán)保、高效的特點，技術(shù)已經(jīng)成熟并已被作為照明光源廣泛使用，隨之也出現(xiàn)了各種各樣的LED驅(qū)動電路。LED作為恒流工作負載，由于LED自身對工作電壓要求比較苛刻，電壓過高過低都會導(dǎo)致LED工作不正常，所以電源電壓的供電質(zhì)量直接影響著LED的可靠性。目前在直流低壓供電，如鋰電池供電、鉛酸電池供電、直流電源供電等，都是采用降壓恒流技術(shù)來驅(qū)動LED，它有著功耗小、效率高、單位功率體積小、重量輕等優(yōu)點。但是此種降壓型恒流輸出電路工作的首要條件是要求其輸入電壓高于LED燈組的電壓和，當(dāng)其輸入電壓低于LED燈組的電壓和時，降壓恒流電路就無法輸出恒定電流保證LED恒流工作，導(dǎo)致LED輸出光通量降低，LED不能滿負荷工作，給使用者帶來了嚴(yán)重不便，存在局限性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種恒流輸出的升壓型LED驅(qū)動，可安全可靠地驅(qū)動LED工作。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例提供了 1、一種LED恒流驅(qū)動電路，所述恒流驅(qū)動電路與電源和LED負載相連，其特征在于，所述LED恒流驅(qū)動電路包括:用于向所述LED負載輸出恒定電流的升壓型恒流輸出電路；與所述電源、LED負載以及所述升壓型恒流輸出電路連接，用于進行電源供電控制和對所述LED負載進行供電保護的電源控制電路；其中，所述升壓型恒流輸出電路包括恒流芯片U1，所述恒流芯片Ul用于控制與所述恒流芯片Ul驅(qū)動電源腳連接的儲能電容C5放電給所述LED負載供電，或者控制與所述恒流芯片Ul的輸出開關(guān)腳連接的儲能電感LI放電與所述電源疊加對所述LED負載供電實現(xiàn)升壓恒流輸出。其中，還包括:與所述電源的正極側(cè)連接的瓷片電容Cl。其中，所述升壓型恒流輸出電路的具體組成包括:所述恒流芯片Ul的功率地腳接地；所述恒流芯片Ul的工作控制腳和所述電源輸入腳連接，高電平有效，低電平關(guān)斷；所述恒流芯片Ul的工作頻率腳通過振蕩電阻R5和所述電源輸入腳連接；所述恒流芯片Ul的電壓采樣腳和所述LED負載的陰極連接，并和所述LED負載中的濾波電容C3 —端連接，并分別通過濾波電容C4、采樣電阻R6接地；所述恒流芯片Ul的信號地腳直接接地；
所述恒流芯片Ul的電源輸入腳通過電阻R4和場效應(yīng)管Ql的漏極連接，并通過濾波電容C2接地；所述恒流芯片Ul的驅(qū)動電源腳和整流二極管Dl的陰極、所述儲能電容C5的正極、所述LED負載的濾波電容C3、所述LED負載的陽極、穩(wěn)壓二極管D2的陽極連接；所述恒流芯片Ul的輸出開關(guān)腳通過所述儲能電感LI和所述場效應(yīng)管Ql的漏極連接。其中，所述電源控制電路的具體組成包括:所述場效應(yīng)管Ql的源極和所述電源正極連接，柵極和三極管Q2的集電極連接，并通過上拉電阻R3和所述電源正極連接；所述三極管Q2的基極和三極管Q3的集電極連接，并通過分壓電阻Rl和所述電源正極連接，通過分壓電阻R2接地；所述三極管Q2發(fā)射極直接接地；所述三極管Q3基極通過分壓電阻R7和所述穩(wěn)壓二極管D2連接，并通過分壓電阻R8接地，所述三極管Q3發(fā)射極則直接接地。其中，所述升壓型恒流輸出電路實現(xiàn)升壓恒流輸出是根據(jù):所述恒流芯片Ul根據(jù)所述采樣電阻R6上的采樣電壓調(diào)整所述恒流芯片Ul內(nèi)部的場效應(yīng)管的占空比，根據(jù)占空比控制輸出電流。其中，所述恒流芯片Ul具體是根據(jù)所述采樣電阻R6上的采樣電壓與所述恒流芯片Ul內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓進行比較，根據(jù)比較結(jié)果控制內(nèi)部場效應(yīng)管開通或者關(guān)閉脈沖的占空比，以調(diào)整所述恒流芯片Ul內(nèi)部的場效應(yīng)管的占空比。其中，所述采樣電阻R6的電阻值可調(diào)。其中，所述電源控制電路連接的所述電源為直流電源。其中，所述場效應(yīng)管Ql為P溝道MOS管。相應(yīng)地，本發(fā)明實施例還提供了一種LED照明裝置，包括電源和LED負載，還包括如上述的LED恒流驅(qū)動電路。實施本發(fā)明實施例，具有如下有益效果:本發(fā)明的LED恒流驅(qū)動電路作為一種升壓型的恒流輸出電路，能夠根據(jù)采樣電壓的大小，通過控制恒流芯片內(nèi)部的MOS管導(dǎo)通、關(guān)閉脈沖的占空比，實現(xiàn)升壓或者降壓控制，從而控制輸出電流到設(shè)定值以保持恒流輸出，安全可靠地驅(qū)動LED工作。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明實施例的LED照明裝置的結(jié)構(gòu)組成示意圖；圖2是本發(fā)明實施例的LED恒流驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)組成示意圖；圖3是圖2中的LED恒流驅(qū)動電路的其中一種具體電路圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。請參見圖1，是本發(fā)明的LED照明裝置的結(jié)構(gòu)組成示意圖。本實施例的所述LED照明裝置包括:電源1，LED負載2以及LED恒流驅(qū)動電路3。所述電源I可以為目前常用的鋰電池供電、鉛酸電池供電、直流電源供電等供電電源，所述LED負載2則包括一個LED，或者由多個LED構(gòu)成的LED燈組。所述LED恒流驅(qū)動電路3則為可以提供恒流輸出的升壓型LED驅(qū)動電路。具體的，請參見圖2，是本發(fā)明實施例的LED恒流驅(qū)動電路3的結(jié)構(gòu)組成示意圖。所述LED恒流驅(qū)動電路3包括:用于向所述LED負載2輸出恒定電流的升壓型恒流輸出電路31 ；與所述電源1、LED負載2以及所述升壓型恒流輸出電路31連接，用于進行電源供電控制和對所述LED負載2進行供電保護的電源控制電路32。其中，所述升壓型恒流輸出電路31包括:恒流芯片U1，與所述恒流芯片Ul的輸出開關(guān)腳連接的儲能電感LI,與所述恒流芯片Ul驅(qū)動電源腳連接的儲能電容C5,與所述恒流芯片Ul的電壓采樣腳連接的采樣電阻R6，以及與所述恒流芯片Ul驅(qū)動電源腳連接的整流二極管Dl。具體的，當(dāng)接通電源后，經(jīng)過所述電源控制電路32給所述升壓型恒流輸出電路31以及所述LED負載2提供工作電源。當(dāng)所述升壓型恒流輸出電路31得電后，所述恒流芯片Ul的工作控制腳即第2腳也處于高電平狀態(tài)，所以恒流芯片Ul開始工作，所述恒流芯片U1、儲能電感L1、儲能電容C5、整流二極管D1、所述LED負載2、采樣電阻R6形成對所述LED負載2的工作控制回路，所述LED負載2的工作電流根據(jù)所述恒流芯片Ul的控制，相應(yīng)地依靠所述儲能電容C5維持，或者依靠所述儲能電感LI和所述電源I共同維持，從而實現(xiàn)升壓的目的，并且該升壓型恒流輸出電路31在所述恒流芯片Ul的控制下可輸出恒定電流為所述LED負載2供電，所述LED負載2得電即開始以恒定電流工作。再請參見圖3，是圖2中的LED恒流驅(qū)動電路3的其中一種具體電路圖。如圖所示，所述電源控制電路32的具體電路組成包括:場效應(yīng)管Ql的源極和所述電源I正極連接，柵極和所述三極管Q2的集電極連接，并通過上拉電阻R3和所述電源I正極連接，所述場效應(yīng)管Ql可以為P溝道MOS管；所述三極管Q2的基極和三極管Q3的集電極連接，并通過分壓電阻Rl和所述電源I正極連接，通過分壓電阻R2接地；所述三極管Q2發(fā)射極直接接地；所述三極管Q3基極通過分壓電阻R7和穩(wěn)壓二極管D2連接，并通過分壓電阻R8接地，所述三極管Q3發(fā)射極則直接接地。當(dāng)接通電源后，由于所述LED負載2的陽極電壓為O，所述穩(wěn)壓二極管D2處于截止?fàn)顟B(tài)，那么所述三極管Q3基極電平為0，所述三極管Q3處于截止?fàn)顟B(tài)。電源電壓經(jīng)過所述分壓電阻R1、R2給所述三極管Q2基極提供高電平，使得所述三極管Q2導(dǎo)通，那么所述場效應(yīng)管Ql柵極通過所述三極管Q2集電極和發(fā)射極直接和GND連通，處于低電平狀態(tài)，故所述場效應(yīng)管Ql導(dǎo)通，給后續(xù)電路提供工作電源。如圖所示，所述升壓型恒流輸出電路31的具體電路組成包括:所述恒流芯片Ul的功率地腳接地；所述恒流芯片Ul的工作控制腳和所述電源輸入腳連接，高電平有效，低電平關(guān)斷；所述恒流芯片Ul的工作頻率腳通過振蕩電阻R5和所述電源輸入腳連接；所述恒流芯片Ul的電壓采樣腳和所述LED負載2的陰極連接，并和所述LED負載2中的濾波電容C3 —端連接，并分別通過濾波電容C4、采樣電阻R6接地；所述恒流芯片Ul的信號地腳直接接地；所述恒流芯片Ul的電源輸入腳通過電阻R4和所述場效應(yīng)管Ql的漏極連接，并通過濾波電容C2接地；所述恒流芯片Ul的驅(qū)動電源腳和整流二極管Dl的陰極、儲能電容C5的正極、所述LED負載2的濾波電容C3、所述LED負載2的陽極、所述穩(wěn)壓二極管D2的陽極連接；所述恒流芯片Ul的輸出開關(guān)腳通過所述儲能電感LI和所述場效應(yīng)管Ql的漏極連接。所述恒流芯片Ul內(nèi)部可包括一場效應(yīng)管MOS管，所述恒流芯片Ul根據(jù)所述采樣電阻R6上的電壓(為恒定值)自動調(diào)整內(nèi)部MOS管導(dǎo)通的占空比。內(nèi)部MOS管開關(guān)頻率很高，在一個周期內(nèi)，當(dāng)內(nèi)部MOS管開通，電源電壓經(jīng)過所述儲能電感L1、內(nèi)部MOS管和GND形成通路，所述儲能電感LI儲存能量，所述儲能電容C5、LED負載2、采樣電阻R6形成工作回路，所述LED負載2的工作電流依靠所述儲能電容C5來維持；當(dāng)內(nèi)部MOS關(guān)閉，電源電壓經(jīng)過所述儲能電感L1、整流二極管Dl、LED負載2、采樣電阻R6形成工作回路，所述儲能電感LI中的能量和電源能量進行疊加，從而實現(xiàn)升壓的功能，所述LED負載2的工作電流依靠所述電源I和儲能電感LI共同維持，直到下一個周期內(nèi)部MOS管開通，從而達到恒定電流和升壓的目的，即只要所述采樣電阻R6的電阻值確定，那么輸出恒定電流即確定。所述恒流芯片Ul的電壓采樣腳和所述恒流芯片Ul內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓源形成一個比較器，根據(jù)采樣電壓(所述采樣電阻R6上的電壓)和基準(zhǔn)電壓的比較后，所述恒流芯片Ul內(nèi)部調(diào)整控制內(nèi)部MOS管開通、關(guān)閉脈沖的占空比，如果采樣電壓大于基準(zhǔn)電壓，說明輸出電流大于設(shè)定值，那么內(nèi)部MOS管導(dǎo)通的占空比就升高，減小輸出電流到設(shè)定值，如果采樣電壓小于基準(zhǔn)電壓，說明輸出電流小于設(shè)定值，那么內(nèi)部MOS管導(dǎo)通的占空比就降低，增大輸出電流到設(shè)定值。另外，所述電源控制電路32實現(xiàn)對所述LED負載2進行供電保護的過程如下:在工作過程中，當(dāng)所述LED負載2中的單個或多個LED出現(xiàn)短路，此時電路輸出電流保持恒定不變，所述升壓型恒流輸出電路31會調(diào)整所述LED負載2的工作電壓，直到所述LED負載2中所有LED短路，此時電路輸出電流保持恒定不變，只是輸出電壓會降低到所述恒流芯片Ul的基準(zhǔn)電壓如1.24V ;當(dāng)所述LED負載2中的某個LED出現(xiàn)短路，此時所述恒流芯片Ul的電壓采樣腳采樣不到電壓，就會把輸出電壓逐步升高，此時輸出電壓高于所述穩(wěn)壓二極管D2工作電壓，所述穩(wěn)壓二極管D2擊穿導(dǎo)通，為所述三極管Q3基極提供高電平，使所述三極管Q3導(dǎo)通，所述三極管Q2基極則通過所述三極管Q3和GND連通，那么所述三極管Q2進入關(guān)斷狀態(tài)，所述場效應(yīng)管(P溝道MOS管)Ql柵極電壓被上拉電阻R3拉高，所述P溝道MOS管Ql也進入關(guān)斷狀態(tài)，對所述LED負載2開路進行保護；當(dāng)所述LED負載2開路故障解除后，所述穩(wěn)壓二極管D2截止，所述三極管Q3基極電平變?yōu)榈?，使所述三極管Q3關(guān)斷，所述三極管Q2基極電平則由低變成高，那么所述三極管Q2重新進入導(dǎo)通狀態(tài)，所述P溝道MOS管Ql柵極電壓被再次拉低，重新進入導(dǎo)通狀態(tài)，為后續(xù)電路繼續(xù)供電。
另外，為了保證電源電壓平穩(wěn)波動并濾除耦合到電源信號中的高頻雜波，可在所述電源I的正極側(cè)設(shè)置瓷片電容Cl。所述采用電阻R6可以根據(jù)具體產(chǎn)品中LED負載2的要求，設(shè)置不同電阻值，當(dāng)然，也可直接將所述采樣電阻R6設(shè)計成滑動變阻器等電阻值可調(diào)的電阻，以便于針對不同的LED負載2，無需對LED恒流驅(qū)動電路3進行調(diào)整，直接調(diào)節(jié)所述采樣電阻R6的電阻值即可。通過上述實施例的描述可知，本發(fā)明具有以下有益效果:本發(fā)明的LED恒流驅(qū)動電路作為一種升壓型的恒流輸出電路，能夠根據(jù)采樣電壓的大小，通過控制恒流芯片內(nèi)部的MOS管導(dǎo)通、關(guān)閉脈沖的占空比，實現(xiàn)升壓或者降壓控制，從而控制輸出電流到設(shè)定值以保持恒流輸出，安全可靠地驅(qū)動LED工作。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分流程，是可以通過計算機程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可存儲于一計算機可讀取存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。其中，所述的存儲介質(zhì)可為磁碟、光盤、只讀存儲記憶體(Read-Only Memory, ROM)或隨機存儲記憶體(Random AccessMemory, RAM)等。以上所揭露的僅為本發(fā)明較佳實施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。
權(quán)利要求
1.一種LED恒流驅(qū)動電路，所述恒流驅(qū)動電路與電源和LED負載相連，其特征在于，所述LED恒流驅(qū)動電路包括: 用于向所述LED負載輸出恒定電流的升壓型恒流輸出電路； 與所述電源、LED負載以及所述升壓型恒流輸出電路連接，用于進行電源供電控制和對所述LED負載進行供電保護的電源控制電路； 其中，所述升壓型恒流輸出電路包括恒流芯片U1，所述恒流芯片Ul用于控制與所述恒流芯片Ul驅(qū)動電源腳連接的儲能電容C5放電給所述LED負載供電，或者控制與所述恒流芯片Ul的輸出開關(guān)腳連接的儲能電感LI放電與所述電源疊加對所述LED負載供電實現(xiàn)升壓恒流輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的LED恒流驅(qū)動電路，其特征在于，還包括: 與所述電源的正極側(cè)連接的瓷片電容Cl。
3.如權(quán)利要求2所述的LED恒流驅(qū)動電路，其特征在于，所述升壓型恒流輸出電路的具體組成包括: 所述恒流芯片Ul的功率地腳接地； 所述恒流芯片Ul的工作控制腳和所述電源輸入腳連接，高電平有效，低電平關(guān)斷； 所述恒流芯片Ul的工作頻率腳通過振蕩電阻R5和所述電源輸入腳連接； 所述恒流芯片Ul的電壓采樣腳和所述LED負載的陰極連接，并和所述LED負載中的濾波電容C3 —端連接，并分別通過濾波電容C4、采樣電阻R6接地； 所述恒流芯片Ul的信號地腳直接接地； 所述恒流芯片Ul的電源輸入腳通過電阻R4和場效應(yīng)管Ql的漏極連接，并通過濾波電容C2接地； 所述恒流芯片Ul的驅(qū)動電源腳和整流二極管Dl的陰極、所述儲能電容C5的正極、所述LED負載的濾波電容C3、所述LED負載的陽極、穩(wěn)壓二極管D2的陽極連接； 所述恒流芯片Ul的輸出開關(guān)腳通過所述儲能電感LI和所述場效應(yīng)管Ql的漏極連接。
4.如權(quán)利要求3所述的LED恒流驅(qū)動電路，其特征在于，所述電源控制電路的具體組成包括: 所述場效應(yīng)管Ql的源極和所述電源正極連接，柵極和三極管Q2的集電極連接，并通過上拉電阻R3和所述電源正極連接； 所述三極管Q2的基極和三極管Q3的集電極連接，并通過分壓電阻Rl和所述電源正極連接，通過分壓電阻R2接地； 所述三極管Q2發(fā)射極直接接地； 所述三極管Q3基極通過分壓電阻R7和所述穩(wěn)壓二極管D2連接，并通過分壓電阻R8接地，所述三極管Q3發(fā)射極則直接接地。
5.如權(quán)利要求4所述的LED恒流驅(qū)動電路，其特征在于，所述升壓型恒流輸出電路實現(xiàn)升壓恒流輸出是根據(jù): 所述恒流芯片Ul根據(jù)所述采樣電阻R6上的采樣電壓調(diào)整所述恒流芯片Ul內(nèi)部的場效應(yīng)管的占空比，根據(jù)占空比控制輸出電流。
6.如權(quán)利要求5所述的LED恒流驅(qū)動電路，其特征在于，所述恒流芯片Ul具體是根據(jù)所述采樣電阻R6上的采樣電壓與所述恒流芯片Ul內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓進行比較，根據(jù)比較結(jié)果控制內(nèi)部場效應(yīng)管開通或者關(guān)閉脈沖的占空比，以調(diào)整所述恒流芯片Ul內(nèi)部的場效應(yīng)管的占空比。
7.如權(quán)利要求6所述的LED恒流驅(qū)動電路，其特征在于，所述采樣電阻R6的電阻值可調(diào)。
8.如權(quán)利要求1所述的LED恒流驅(qū)動電路，其特征在于，所述電源控制電路連接的所述電源為直流電源。
9.如權(quán)利要求3所述的LED恒流驅(qū)動電路，其特征在于，所述場效應(yīng)管Ql為P溝道MOS管。
10.一種LED照明裝置， 包括電源和LED負載，其特征在于，還包括如權(quán)利要求1至9任一項所述的LED恒流驅(qū)動電路。
全文摘要
本發(fā)明實施例公開了一種LED恒流驅(qū)動電路及LED照明裝置，其中，所述LED恒流驅(qū)動電路包括與電源和LED負載相連，所述LED恒流驅(qū)動電路包括用于向所述LED負載輸出恒定電流的升壓型恒流輸出電路；與所述電源、LED負載以及所述升壓型恒流輸出電路連接，用于進行電源供電控制和對所述LED負載進行供電保護的電源控制電路。本發(fā)明的LED恒流驅(qū)動電路作為一種升壓型的恒流輸出電路，能夠根據(jù)采樣電壓的大小，通過控制恒流芯片內(nèi)部的MOS管導(dǎo)通、關(guān)閉脈沖的占空比，實現(xiàn)升壓或者降壓控制，從而控制輸出電流到設(shè)定值以保持恒流輸出，安全可靠地驅(qū)動LED工作。
文檔編號H05B37/02GK103167664SQ20111041403
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者周明杰, 孫占民 申請人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司