一種led燈串的恒流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種LED燈串的恒流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括：預(yù)穩(wěn)壓模塊，對(duì)輸入電壓進(jìn)行降壓處理，輸出直流電壓并產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓；高壓保護(hù)模塊，對(duì)基準(zhǔn)電壓轉(zhuǎn)換得到閾值電壓，進(jìn)而使輸入電壓與閾值電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生控制LED燈串通斷的控制信號(hào)；低溫度系數(shù)恒流模塊，以直流電壓作為工作電壓，產(chǎn)生PTAT電流，并對(duì)PTAT電流進(jìn)行溫度補(bǔ)償及微調(diào)后在控制信號(hào)的作用下向LED燈串輸出恒定電流。本發(fā)明通過(guò)采用分別具有正、負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻RC1、RC2對(duì)PTAT電流進(jìn)行溫度補(bǔ)償，電流修調(diào)電路對(duì)PTAT電流大小進(jìn)行修調(diào)，保證恒定電流的高精確度；通過(guò)高壓保護(hù)電路在過(guò)壓時(shí)控制恒定電流關(guān)斷，保證了系統(tǒng)的可靠性。
【專利說(shuō)明】一種LED燈串的恒流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及照明LED驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域，具體涉及一種LED燈串的恒流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]LED是一種新型光源，具有能耗低、效率高、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，尤其是照明設(shè)備中。為了使LED的發(fā)光亮度保持穩(wěn)定，通常需要用恒流電源來(lái)驅(qū)動(dòng)LED負(fù)載。而且，恒流源能使LED的使用壽命延長(zhǎng)，并且多個(gè)恒流源可以與適當(dāng)?shù)目刂齐娐缝`活配合，驅(qū)動(dòng)多路LED陣列。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的照明LED恒流驅(qū)動(dòng)裝置中，通常有兩種方法實(shí)現(xiàn)恒流。一種是采用開(kāi)關(guān)電源對(duì)輸出電流進(jìn)行調(diào)制，包括開(kāi)關(guān)脈沖脈寬調(diào)制(PWM)和開(kāi)關(guān)脈沖頻率調(diào)制(PFM)等方法。另一種是采用恒流二極管產(chǎn)生恒定電流。
[0004]中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?01110421756.X的發(fā)明申請(qǐng)公開(kāi)了一種多路恒流LED驅(qū)動(dòng)電路及LED驅(qū)動(dòng)芯片，包括均流轉(zhuǎn)換單元、整流濾波單元和恒流控制單元。均流轉(zhuǎn)換單元通過(guò)多個(gè)變壓器將電源電壓均等耦合至多路LED負(fù)載端，恒流控制單元通過(guò)采樣電阻和光耦元器件進(jìn)行采樣反饋，用開(kāi)關(guān)電源芯片對(duì)輸出電流進(jìn)行調(diào)制，實(shí)現(xiàn)多路恒流輸出。這種方法會(huì)用到電感、電容和光耦元器件，縮短了恒流驅(qū)動(dòng)的使用壽命，且電路比較復(fù)雜，成本較高。
[0005]中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?01210545511.2的發(fā)明申請(qǐng)公開(kāi)了一種220V可調(diào)光的恒流驅(qū)動(dòng)高壓LED電路。其通過(guò)恒流二極管來(lái)驅(qū)動(dòng)LED負(fù)載，并使該電路可以匹配市售標(biāo)準(zhǔn)型可控硅調(diào)光器來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)光。這種方法用到的恒流二極管的工作電壓范圍比較窄，一般為30?100V，因此功耗很大，容易損壞。另外，采用恒流二極管產(chǎn)生的恒定電流具有較大的溫度系數(shù)，輸出電流的精確度低。
[0006]綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)存在可靠性差且精確度低的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)以上問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種具有高壓保護(hù)的低溫度系數(shù)的恒流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的可靠性差和精確度低的問(wèn)題。
[0008]一種LED燈串的恒流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括:
[0009]預(yù)穩(wěn)壓模塊，對(duì)輸入電壓進(jìn)行降壓處理，輸出直流電壓并產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓；
[0010]高壓保護(hù)模塊，對(duì)基準(zhǔn)電壓轉(zhuǎn)換得到閾值電壓，進(jìn)而使所述的輸入電壓與閾值電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生控制LED燈串通斷的控制信號(hào)；
[0011]低溫度系數(shù)恒流模塊，以所述的直流電壓作為工作電壓，產(chǎn)生PTAT電流，并對(duì)所述的PTAT電流進(jìn)行溫度補(bǔ)償及微調(diào)后在控制信號(hào)的作用下向LED燈串輸出恒定電流。
[0012]所述的低溫度系數(shù)恒流模塊包括用于產(chǎn)生PTAT電流的PTAT電流產(chǎn)生電路、用于對(duì)PTAT電流進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)臏囟妊a(bǔ)償電路以及用于對(duì)PTAT電流進(jìn)行微調(diào)的電流修調(diào)電路。
[0013]電流修調(diào)電路能夠修調(diào)PTAT電流的工藝角偏差，防止PTAT電流的上下波動(dòng)，保證恒定電流的精確度。
[0014]PTAT 全稱為 proportional to absolute temperature, PTAT 電流產(chǎn)生電路產(chǎn)生的PTAT電流與絕對(duì)溫度成正比。
[0015]所述的預(yù)穩(wěn)壓模塊包括電阻R1、齊納二極管ZD1和MOS管NM1 ；M0S管NM1的漏極與電阻R1的一端相連并接收所述的輸入電壓，柵極與電阻R1的另一端和齊納二極管ZD1的陰極相連并輸出所述的基準(zhǔn)電壓，源極輸出所述的直流電壓；齊納二極管ZD1的陽(yáng)極接地。
[0016]優(yōu)選的，所述的MOS管米用高壓NMOS管,用于將高電壓的輸入電壓降低至低壓的直流電壓，從而為恒流源內(nèi)部電路提供直流電源。
[0017]所述的高壓保護(hù)模塊包括四個(gè)電阻R2~R5和一個(gè)比較器；電阻R4的一端接收所述的輸入電壓，另一端與電阻R5的一端和比較器的正相輸入端相連；電阻R2的一端接收所述的基準(zhǔn)電壓，另一端與電阻R3的一端和比較器的反相輸入端相連；電阻R3的另一端與電阻&的另一端相連并接地；比較器的輸出端輸出所述的控制信號(hào)。
[0018]所述的電阻R2~R5的電阻值及齊納二極管ZD1的穩(wěn)壓值Vz決定了最大可輸入的輸入電壓，即閾值電壓Vt。
【權(quán)利要求】
1.一種LED燈串的恒流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，包括: 預(yù)穩(wěn)壓模塊，對(duì)輸入電壓進(jìn)行降壓處理，輸出直流電壓并產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓； 高壓保護(hù)模塊，對(duì)基準(zhǔn)電壓轉(zhuǎn)換得到閾值電壓，進(jìn)而使所述的輸入電壓與閾值電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生控制LED燈串通斷的控制信號(hào)； 低溫度系數(shù)恒流模塊，以所述的直流電壓作為工作電壓，產(chǎn)生PTAT電流，并對(duì)所述的PTAT電流進(jìn)行溫度補(bǔ) 償及微調(diào)后在控制信號(hào)的作用下向LED燈串輸出恒定電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的低溫度系數(shù)恒流模塊包括用于產(chǎn)生PTAT電流的PTAT電流產(chǎn)生電路、用于對(duì)PTAT電流進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)臏囟妊a(bǔ)償電路以及用于對(duì)PTAT電流進(jìn)行微調(diào)的電流修調(diào)電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于:所述的預(yù)穩(wěn)壓模塊包括電阻札、齊納二極管ZD1和MOS管W1 ；M0S管W1的漏極與電阻R1的一端相連并接收所述的輸入電壓，柵極與電阻R1的另一端和齊納二極管ZD1的陰極相連并輸出所述的基準(zhǔn)電壓，源極輸出所述的直流電壓；齊納二極管ZD1的陽(yáng)極接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的恒流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于:所述的MOS管匪1采用高壓NMOS管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于:所述的高壓保護(hù)模塊包括四個(gè)電阻R2~R5和一個(gè)比較器；電阻R4的一端接收所述的輸入電壓，另一端與電阻R5的一端和比較器的正相輸入端相連；電阻R2的一端接收所述的基準(zhǔn)電壓，另一端與電阻R3的一端和比較器的反相輸入端相連；電阻R3的另一端與電阻R5的另一端相連并接地；比較器的輸出端輸出所述的控制信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的恒流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于:所述的PTAT電流產(chǎn)生電路包括兩個(gè)PMOS管PM1~PM2，一電流拷貝管PM3,兩個(gè)NMOS管NM2~NM3, —誤差放大器和兩個(gè)三極管Q1~Q2 ;兩個(gè)PMOS管PM1~PM2及電流拷貝管PM3的源極共連并接收所述的直流電壓，PMOS管PM1的漏極與誤差放大器的正相輸入端以及三極管Q1的集電極和基極相連；三極管Q1的發(fā)射極與所述的溫度補(bǔ)償電路相連；兩個(gè)PMOS管PM1~PM2及電流拷貝管PM3的柵極共連并接誤差放大器的輸出端；PM0S管PM2的漏極與誤差放大器的反相輸入端以及三極管Q2的集電極和基極相連；PM0S管PM3的漏極與NMOS管NM2的漏極和柵極、NMOS管NM3的漏極以及電流修調(diào)電路相連；NM0S管NM2的源極與三極管Q2的發(fā)射極和NMOS管NM3的源極相連并接地；NM0S管NM3的柵極接收所述的控制信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的恒流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于:所述的溫度補(bǔ)償電路包括兩個(gè)電阻Ra~Rc2 ;電阻Ra的一端與電阻Rc2的一端相連并接PTAT電流產(chǎn)生電路，電阻Ra的另一端與電阻Rc2的另一端相連并接地。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的恒流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于:所述的電阻RaS具有正溫度系數(shù)的熱敏電阻，所述的電阻Rc2為具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的恒流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于:所述的電流修調(diào)電路包括一電阻％、四個(gè)NMOS管NM4~NM7和四個(gè)熔斷器Fl~F4 ；NM0S管NM4的漏極與Rtl的一端相連后接PTAT電流產(chǎn)生電路，柵極與R0的另一端和熔斷器Fl的一端相連，源極與熔斷器Fl的另一端共連后接地；三個(gè)NMOS管NM5~NM7的柵漏兩端均共連且與電阻Rtl的一端相連后接PTAT電流產(chǎn)生電路，三個(gè)NMOS管NM5~NM7的源極分別與三個(gè)熔斷器F2~F4的一端相連，三個(gè)熔斷器F2~F4的另一端共連后接地。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的恒流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于:所述的四個(gè)NMOS管NM4~NM7寬長(zhǎng)比的比例為8:4:2:1`。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK103687201SQ201310590938
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】何樂(lè)年, 王晨陽(yáng), 奚劍雄, 吳旭烽, 高紅波, 殷櫻, 趙興農(nóng) 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)