一种双环控制的LED驱动电路.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103079311 A (43)申请公布日 2013.05.01 CN 103079311 A *CN103079311A* (21)申请号 201210577718.8 (22)申请日 2012.12.27 H05B 37/02(2006.01) (71)申请人木林森股份有限公司地址 528400 广东省中山市小榄镇木林森大道 1 号 (72)发明人张庆蓉周党培刘天明 (74)专利代理机构广州嘉权专利商标事务所有限公司 44205 代理人张海文 (54) 发明名称一种双环控制的 LED 驱动电路 (57) 摘要本发明公开了一种双环控制的 LED。

2、驱动电路，包括依次连接的交流电源、整流电路、负载电路，以及输出电流采样控制环路、输入电压采样控制环路；负载电路包括若干串联或并联的 LED 光源、功率三极管 Q1、采样电阻 Rs 及偏置电阻 Rb ；输出电流采样控制环路包括控制三极管 Q2 与采样电阻 Rs ；输入电压采样控制环路包括控制三极管 Q3、采样电阻 R1 和 R2 ；本发明利用双环控制的 LED 驱动电路，使功率管的功耗随着输入电压的升高而降低，提高了电源效率，减小了发热，增加了灯具的安全性能。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页说明书 3 页附图 3 页 (19)中。

3、华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图3页 (10)申请公布号 CN 103079311 A CN 103079311 A *CN103079311A* 1/1 页 2 1.一种双环控制的LED驱动电路，包括依次连接的交流电源（1）、整流电路（2）、负载电路（3）；所述负载电路（3）包括若干串联或并联的 LED 光源、功率三极管 Q1、采样电阻 Rs 及偏置电阻 Rb ；所述功率三极管 Q1 集电极与 LED 光源的负极连接，发射极连接电阻 Rs，基极与整流电路（2）的输出正极之间连接偏置电阻 Rb ；其。

4、特征在于还包括：一输出电流采样控制环路（4），包括控制三极管 Q2 与采样电阻 Rs ；所述控制三极管 Q2 的基极与功率三极管Q1的发射极相连，集电极与功率三极管Q1的基极连接，发射极与整流电路（2）的输出负极连接；一输入电压采样控制环路（5），包括控制三极管 Q3、采样电阻 R1 和 R2 ；所述控制三极管 Q3 的集电极与功率三极管 Q1 的基极连接，发射极与整流电路（2）的输出负极连接，基极与整流电路（2）的输出正、负极分别连接电阻 R1 和 R2。 2. 根据权利要求 1 所述的一种双环控制的 LED 驱动电路，其特征在于所述整。

5、流电路（2）为全桥整流电路。权利要求书 CN 103079311 A 2 1/3 页 3 一种双环控制的 LED 驱动电路技术领域 0001 本发明涉及一种 LED 驱动电路，尤其是一种双环控制的 LED 驱动电路。背景技术 0002 目前，许多LED灯具采用高电压低电流的驱动方案。其中恒流二极管串联LED的驱动方案具有电路简单，体积小等优点开始被使用，恒流二极管在一定的电压范围内使输出电流恒定，当输入电压产生波动时，可以保证负载电流基本不变，因此适合用作 LED 驱动。由于恒流二极管与负载串联， LED 负载电压基本不变，当输入电压与负载电压不等时，。

6、其压差将全部加在恒流二极管上，压差越大，恒流二极管功耗越大，温度急剧上升，如果散热不良，则危及电路的稳定和安全。 0003 此外，目前家用 LED 照明驱动趋向于低成本小型化，传统的阻容降压大行其道，但其固有的缺陷（非隔离，非恒流、过压冲击）限制了在LED照明上的应用，开关电源结构复杂，成本高，且不适合高电压小电流的 LED 驱动；线性电源具有结构简单，电磁兼容性能好等优点，是高电压小电流驱动的首选方案，但是由于线性电源的调整管与 LED 串联，调整管的功耗大，产生大量的热，降低了电源的效率，同时加大了灯具的散热设计难度。发明内容。

7、0004 本发明要解决的技术问题是提供一种电源效率高、散热低的 LED 驱动电路。 0005 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种双环控制的 LED 驱动电路，包括依次连接的交流电源、整流电路、负载电路；所述负载电路包括若干串联或并联的 LED 光源、功率三极管 Q1、采样电阻 Rs 及偏置电阻 Rb ；所述功率三极管 Q1 集电极与 LED 光源的负极连接，发射极连接电阻Rs，基极与整流电路的输出正极之间连接偏置电阻Rb ；该LED驱动电路还包括：一输出电流采样控制环路，包括控制三极管 Q2 与采样电阻 Rs ；所述控制三极管 Q2 的。

8、基极与功率三极管Q1的发射极相连，集电极与功率三极管Q1的基极连接，发射极与整流电路的输出负极连接；一输入电压采样控制环路，包括控制三极管 Q3、采样电阻 R1 和 R2 ；所述控制三极管 Q3 的集电极与功率三极管 Q1 的基极连接，发射极与整流电路的输出负极连接，基极与整流电路的输出正、负极分别连接电阻 R1 和 R2。 0006 进一步，所述整流电路为全桥整流电路。 0007 本发明利用双环控制的 LED 驱动电路，使功率管的功耗随着输入电压的升高而降低，提高了电源效率，减小了发热，增加了灯具的安全性能。附图说明 0008 下面结合附图对本发明的具体。

9、实施方式做进一步的说明。 0009 图 1 是本发明 LED 驱动电路的电路图；说明书 CN 103079311 A 3 2/3 页 4 图 2 是本发明 LED 驱动电路输入电压 220V 时的输出电流波形图；图 3 是本发明 LED 驱动电路输入电压 230V 时的输出电流波形图；图 4 是本发明 LED 驱动电路输入电压 240V 时的输出电流波形图；图 5 是本发明 LED 驱动电路输入电压 250V 时的输出电流波形图；图 6 是本发明 LED 驱动电路输入电压 265V 时的输出电流波形图。具体实施方式 0010 如图1所示，为一种双环控制的LED驱动电。

10、路，包括依次连接的交流电源1、整流电路 2、负载电路 3，以及输出电流采样控制环路 4、输入电压采样控制环路 5 ；其中，负载电路 3 包括若干串联的 LED 光源、功率三极管 Q1、采样电阻 Rs 及偏置电阻 Rb ；功率三极管 Q1 集电极与LED光源的负极连接，发射极连接电阻Rs，基极与整流电路2的输出正极之间连接偏置电阻 Rb。 0011 需要指出的是，本发明的整流电路 2 不仅限于全桥整流电路，其他常用的整流电路 2 均属于惯常设计，如半桥整流电路，倍压整流电路。此外，交流电源 1 实际上为外部交流电网。 0012 如图1所示，输出电流采。

11、样控制环路4，包括控制三极管Q2与采样电阻Rs ；所述控制三极管 Q2 的基极与功率三极管 Q1 的发射极相连，集电极与功率三极管 Q1 的基极连接，发射极与整流电路 2 的输出负极连接。 0013 如图 1 所示，输入电压采样控制环路 5，包括控制三极管 Q3、采样电阻 R1 和 R2 ；所述控制三极管 Q3 的集电极与功率三极管 Q1 的基极连接，发射极与整流电路 2 的输出负极连接，基极与整流电路 2 的输出正、负极分别连接电阻 R1 和 R2。 0014 本发明双环控制的 LED 驱动电路工作过程为： 1）、交流电源 1 输入正弦交流电，经全桥整流电。

12、路 2 整流后变为半个周波的脉动直流电，当脉动直流电的电压上升至 LED 的开启电压时，功率三极管 Q1 导通，为 LED 提供电流通路，当电压回落到LED的开启电压以下时，功率三极管Q1截止，切断LED电流通路，因此LED 是以脉动电流驱动发光的。 0015 2）、所述输出电流采样控制环路 4 由输出电流采样电阻 Rs 和控制三极管 Q2 组成，采样电阻串联在负载电路 3 之中。当回路中的输出电流随着输入电压的升高而上升时，采样电阻 Rs 上的压降也随之上升，当采样电阻 Rs 上的压降将达到三极管 Q2 导通所需的电压，三极管 Q2 开始导通，主回路的功率。

13、三极管 Q1 基极电流被电流控制三极管 Q2 集电极分流而减小，从而使功率三极管 Q1 的集电极电流减小，主回路电流被限定在设定值。 0016 3）、输入电压采样控制环路5由输入电压分压采样电阻R1和R2、控制三极管Q3组成，当输入电压正常时， Q3 的基极电压处于令其导通所需的电压水平之下， Q3 截止；当输入电压高于正常电压时， Q3 基极电压升高至使 Q3 导通， Q1 基极电流被 Q3 集电极进一步分流，输出电流减小， Q1 功耗减小。 0017 如图2-图6所示，分别为LED驱动电路的输入电压220V， 230V， 240V， 250V和265V 时对应的输。

14、出电流波形。由图可知，当输入电压为额定电压 220V 时， LED 导通时电流恒定，表明电流控制环路 4 起到了有效的控制作用；随着电压的升高， LED 导通时的电流出现下陷，表明输入电压采样控制环路 5 起作用，功率三极管 Q1 的功耗被限定在一定范围内。说明书 CN 103079311 A 4 3/3 页 5 0018 本发明利用双环控制的 LED 驱动电路，使功率管的功耗随着输入电压的升高而降低，提高了电源效率，减小了发热，增加了灯具的安全性能。且其电路简单，可靠性高，成本低，无电容，使用寿命长。 0019 以上所述仅为本发明的优先实施方式，本发明并不限定于上述实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。说明书 CN 103079311 A 5 1/3 页 6 图 1 图 2 说明书附图 CN 103079311 A 6 2/3 页 7 图 3 图 4 说明书附图 CN 103079311 A 7 3/3 页 8 图 5 图 6 说明书附图 CN 103079311 A 8 。

摘要
申请专利号：	CN201210577718.8	申请日：	2012.12.27
公开号：	CN103079311A	公开日：	2013.05.01
当前法律状态：	驳回	有效性：	无权
法律详情：	发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):H05B 37/02申请公布日:20130501\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):H05B 37/02申请日:20121227\|\|\|公开
IPC分类号：	H05B37/02	主分类号：	H05B37/02
申请人：	木林森股份有限公司
发明人：	张庆蓉; 周党培; 刘天明
地址：	528400 广东省中山市小榄镇木林森大道1号
优先权：
专利代理机构：	广州嘉权专利商标事务所有限公司 44205	代理人：	张海文
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内容摘要

本发明公开了一种双环控制的LED驱动电路，包括依次连接的交流电源、整流电路、负载电路，以及输出电流采样控制环路、输入电压采样控制环路；负载电路包括若干串联或并联的LED光源、功率三极管Q1、采样电阻Rs及偏置电阻Rb；输出电流采样控制环路包括控制三极管Q2与采样电阻Rs；输入电压采样控制环路包括控制三极管Q3、采样电阻R1和R2；本发明利用双环控制的LED驱动电路，使功率管的功耗随着输入电压的升高而降低，提高了电源效率，减小了发热，增加了灯具的安全性能。

权利要求书

权利要求书一种双环控制的LED驱动电路，包括依次连接的交流电源（1）、整流电路（2）、负载电路（3）；所述负载电路（3）包括若干串联或并联的LED光源、功率三极管Q1、采样电阻Rs及偏置电阻Rb；所述功率三极管Q1集电极与LED光源的负极连接，发射极连接电阻Rs，基极与整流电路（2）的输出正极之间连接偏置电阻Rb；其特征在于还包括：
一输出电流采样控制环路（4），包括控制三极管Q2与采样电阻Rs；所述控制三极管Q2的基极与功率三极管Q1的发射极相连，集电极与功率三极管Q1的基极连接，发射极与整流电路（2）的输出负极连接；
一输入电压采样控制环路（5），包括控制三极管Q3、采样电阻R1和R2；所述控制三极管Q3的集电极与功率三极管Q1的基极连接，发射极与整流电路（2）的输出负极连接，基极与整流电路（2）的输出正、负极分别连接电阻R1和R2。
根据权利要求1所述的一种双环控制的LED驱动电路，其特征在于所述整流电路（2）为全桥整流电路。

说明书

说明书一种双环控制的LED驱动电路
技术领域
本发明涉及一种LED驱动电路，尤其是一种双环控制的LED驱动电路。
背景技术
目前，许多LED灯具采用高电压低电流的驱动方案。其中恒流二极管串联LED的驱动方案具有电路简单，体积小等优点开始被使用，恒流二极管在一定的电压范围内使输出电流恒定，当输入电压产生波动时，可以保证负载电流基本不变，因此适合用作LED驱动。由于恒流二极管与负载串联，LED负载电压基本不变，当输入电压与负载电压不等时，其压差将全部加在恒流二极管上，压差越大，恒流二极管功耗越大，温度急剧上升，如果散热不良，则危及电路的稳定和安全。
此外，目前家用LED照明驱动趋向于低成本小型化，传统的阻容降压大行其道，但其固有的缺陷（非隔离，非恒流、过压冲击）限制了在LED照明上的应用，开关电源结构复杂，成本高，且不适合高电压小电流的LED驱动；线性电源具有结构简单，电磁兼容性能好等优点，是高电压小电流驱动的首选方案，但是由于线性电源的调整管与LED串联，调整管的功耗大，产生大量的热，降低了电源的效率，同时加大了灯具的散热设计难度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种电源效率高、散热低的LED驱动电路。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种双环控制的LED驱动电路，包括依次连接的交流电源、整流电路、负载电路；所述负载电路包括若干串联或并联的LED光源、功率三极管Q1、采样电阻Rs及偏置电阻Rb；所述功率三极管Q1集电极与LED光源的负极连接，发射极连接电阻Rs，基极与整流电路的输出正极之间连接偏置电阻Rb；该LED驱动电路还包括：
一输出电流采样控制环路，包括控制三极管Q2与采样电阻Rs；所述控制三极管Q2的基极与功率三极管Q1的发射极相连，集电极与功率三极管Q1的基极连接，发射极与整流电路的输出负极连接；
一输入电压采样控制环路，包括控制三极管Q3、采样电阻R1和R2；所述控制三极管Q3的集电极与功率三极管Q1的基极连接，发射极与整流电路的输出负极连接，基极与整流电路的输出正、负极分别连接电阻R1和R2。
进一步，所述整流电路为全桥整流电路。
本发明利用双环控制的LED驱动电路，使功率管的功耗随着输入电压的升高而降低，提高了电源效率，减小了发热，增加了灯具的安全性能。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。
图1是本发明LED驱动电路的电路图；
图2是本发明LED驱动电路输入电压220V时的输出电流波形图；
图3是本发明LED驱动电路输入电压230V时的输出电流波形图；
图4是本发明LED驱动电路输入电压240V时的输出电流波形图；
图5是本发明LED驱动电路输入电压250V时的输出电流波形图；
图6是本发明LED驱动电路输入电压265V时的输出电流波形图。
具体实施方式
如图1所示，为一种双环控制的LED驱动电路，包括依次连接的交流电源1、整流电路2、负载电路3，以及输出电流采样控制环路4、输入电压采样控制环路5；其中，负载电路3包括若干串联的LED光源、功率三极管Q1、采样电阻Rs及偏置电阻Rb；功率三极管Q1集电极与LED光源的负极连接，发射极连接电阻Rs，基极与整流电路2的输出正极之间连接偏置电阻Rb。
需要指出的是，本发明的整流电路2不仅限于全桥整流电路，其他常用的整流电路2均属于惯常设计，如半桥整流电路，倍压整流电路。此外，交流电源1实际上为外部交流电网。
如图1所示，输出电流采样控制环路4，包括控制三极管Q2与采样电阻Rs；所述控制三极管Q2的基极与功率三极管Q1的发射极相连，集电极与功率三极管Q1的基极连接，发射极与整流电路2的输出负极连接。
如图1所示，输入电压采样控制环路5，包括控制三极管Q3、采样电阻R1和R2；所述控制三极管Q3的集电极与功率三极管Q1的基极连接，发射极与整流电路2的输出负极连接，基极与整流电路2的输出正、负极分别连接电阻R1和R2。
本发明双环控制的LED驱动电路工作过程为：
1）、交流电源1输入正弦交流电，经全桥整流电路2整流后变为半个周波的脉动直流电，当脉动直流电的电压上升至LED的开启电压时，功率三极管Q1导通，为LED提供电流通路，当电压回落到LED的开启电压以下时，功率三极管Q1截止，切断LED电流通路，因此LED是以脉动电流驱动发光的。
2）、所述输出电流采样控制环路4由输出电流采样电阻Rs和控制三极管Q2组成，采样电阻串联在负载电路3之中。当回路中的输出电流随着输入电压的升高而上升时，采样电阻Rs上的压降也随之上升，当采样电阻Rs上的压降将达到三极管Q2导通所需的电压，三极管Q2开始导通，主回路的功率三极管Q1基极电流被电流控制三极管Q2集电极分流而减小，从而使功率三极管Q1的集电极电流减小，主回路电流被限定在设定值。
3）、输入电压采样控制环路5由输入电压分压采样电阻R1和R2、控制三极管Q3组成，当输入电压正常时，Q3的基极电压处于令其导通所需的电压水平之下，Q3截止；当输入电压高于正常电压时，Q3基极电压升高至使Q3导通，Q1基极电流被Q3集电极进一步分流，输出电流减小，Q1功耗减小。
如图2‑图6所示，分别为LED驱动电路的输入电压220V，230V，240V，250V和265V时对应的输出电流波形。由图可知，当输入电压为额定电压220V时，LED导通时电流恒定，表明电流控制环路4起到了有效的控制作用；随着电压的升高，LED导通时的电流出现下陷，表明输入电压采样控制环路5起作用，功率三极管Q1的功耗被限定在一定范围内。
本发明利用双环控制的LED驱动电路，使功率管的功耗随着输入电压的升高而降低，提高了电源效率，减小了发热，增加了灯具的安全性能。且其电路简单，可靠性高，成本低，无电容，使用寿命长。
以上所述仅为本发明的优先实施方式，本发明并不限定于上述实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。