LED恒流驱动电路.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103716946 A (43)申请公布日 2014.04.09 CN 103716946 A (21)申请号 201210375781.3 (22)申请日 2012.09.29 H05B 37/02(2006.01) (71)申请人 深圳市海洋王照明工程有限公司 地址 518100 广东省深圳市南山区东滨路 84 号华业公司主厂房二层北侧 申请人 海洋王照明科技股份有限公司 (72)发明人 周明杰 黄晓东 (74)专利代理机构 广州华进联合专利商标代理 有限公司 44224 代理人 何平 (54) 发明名称 LED 恒流驱动电路 (57) 摘要 一种 LED 恒流驱。

2、动电路， 包括整流滤波模块、 变电模块， 还包括 ： 开关电源模块、 反馈隔离模块 及电流反馈模块 ； 上述 LED 恒流驱动电路通过电 流反馈模块检测负载 LED 中的电流， 并将检测的 电流通过反馈隔离模块发送给开关电源模块， 当 电流反馈模块检测的电流低于额定的恒流时， 开 关电源模块控制变电模块的输出电压增大， 使负 载 LED 中的电流增大 ； 当电流反馈模块检测的电 流高于额定的恒流时， 开关电源模块控制变电模 块的输出电压减小， 使负载LED中的电流减小。 从 而使负载 LED 一直工作在额定恒流状态， 其中采 用的开关电源模块能够实现能量的高效转化， 保 证整体电气效率， 所以。

3、上述 LED 恒流驱动电路具 有效率高和损耗低的优点。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 2 页 (19)中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2页 说明书5页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103716946 A CN 103716946 A 1/2 页 2 1. 一种 LED 恒流驱动电路， 包括整流滤波模块、 变电模块， 其特征在于， 还包括 ： 开关电 源模块、 反馈隔离模块及电流反馈模块 ； 整流滤波模块包括第一输入端、 第二输入端和输出端， 所述变电模块包括初级输入端 和次级输出端 ； 所述开关电源模块包括电源端、 第一。

4、反馈端、 第二反馈端和控制端 ； 所述反 馈隔离模块包括发光模块和受光模块 ； 所述电流反馈模块包括检测端、 输出端和控制端 ； 所述整流滤波模块的第一输入端和第二输入端用于与隔离变压器的次级输出端连接， 所述整流滤波模块的输出端与所述变电模块的初级输入端的第一输入端连接 ； 所述开关电源模块的电源端与所述整流滤波模块的输出端和所述变电模块的初级输 入端的公共端连接， 所述开关电源模块的控制端与所述变电模块的初级输入端的第二输入 端连接， 所述开关电源模块的第一反馈端和第二反馈端之间接入所述反馈隔离模块的受光 模块 ； 所述电流反馈模块的检测端与所述变电模块的次级输出端的第二输出端连接， 所述。

5、电 流反馈模块的控制端与所述变电模块次级输出端的第一输出端之间接入所述反馈隔离模 块的发光模块， 所述电流反馈模块的输出端用于与负载 LED 的负极连接 ； 所述变电模块次 级输出端的第一输出端用于与所述负载 LED 的正极连接 ； 其中， 所述电流反馈模块用于检测负载电流， 并通过所述反馈隔离模块反馈给所述开 关电源模块， 所述开关电源模块根据所述反馈隔离模块反馈的电流控制所述变电模块的输 出电压大小使所述负载 LED 处于恒流工作状态。 2.根据权利要求1所述的LED恒流驱动电路， 其特征在于， 所述整流滤波模块包括整流 桥 D1、 电解电容 C1 和电容 C2 ； 所述整流桥 D1 的输。

6、入端为所述整流滤波模块的第一输入端 和第二输入端， 所述整流桥 D1 的输出端与所述电解电容 C1 和电容 C2 的公共端连接， 所述 电解电容C1和电容C2并联后的另一端接地， 所述整流桥D1、 电解电容C1和电容C2的公共 端为所述整流滤波模块的输出端。 3. 根据权利要求 1 所述的 LED 恒流驱动电路， 其特征在于， 所述变电模块为高频变压 器 T1， 所述变电模块的初级输入端为所述高频变压器 T1 的初级线圈， 所述变电模块的次级 输出端为所述高频变压器 T1 的次级线圈。 4. 根据权利要求 1 所述的 LED 恒流驱动电路， 其特征在于， 还包括二极管 D3、 电解电容 C4 。

7、和电容 C5， 所述电解电容 C4 和电容 C5 并联后的一公共端与所述二极管 D3 的负极连接， 所述二极管 D3 的正极与所述变电模块次级输出端的第一输出端连接， 所述电解电容 C4 和 电容 C5 并联后的另一公共端与所述变电模块次级输出端的第二输出端连接。 5.根据权利要求1所述的LED恒流驱动电路， 其特征在于， 所述电流反馈模块包括电流 检测电阻 R4、 分压电阻 R5 和三极管 Q2， 所述电流检测电阻 R4 串联于所述变电模块的次级 输出端的第二输出端与所述负载LED的负极之间， 所述三极管Q2的基极与所述电流检测电 阻 R4 和所述负载 LED 负极的公共端连接， 所述分压电。

8、阻 R5 串联于所述三极管 Q2 的基极与 发射极之间， 所述三极管 Q2 的集电极为所述电流反馈模块的控制端。 6. 根据权利要求 1 所述的 LED 恒流驱动电路， 其特征在于， 所述反馈隔离模块包括光 耦合器 U1 和分压电阻 R3， 所述光耦合器 U1 包括发光二极管 D4 和三极管 Q3， 所述发光二极 管 D4 的正极、 分压电阻 R3 依次与所述负载 LED 的正极连接， 所述发光二极管 D4 的负极与 所述电流反馈模块的控制端连接， 所述三极管 Q3 的集电极与所述开关电源模块的第一反 权 利 要 求 书 CN 103716946 A 2 2/2 页 3 馈端连接， 所述三极管。

9、 Q3 的发射极与所述开关电源模块的第二反馈端连接。 7. 根据权利要求 1 所述的 LED 恒流驱动电路， 其特征在于， 所述开关电源模块包括 DC/ DC 转换器、 开关管 Q1 和分压电阻 R2， 所述 DC/DC 转换器包括电源端。控制端， 第一输入端、 第二输入端和输出端 ； 所述 DC/DC 转换器的电源端、 第一输入端和第二输入端对应为所述 开关电源模块的电源端、 第一反馈端和第二反馈端， 所述 DC/DC 转换器的输出端与所述开 关管 Q1 的输入端连接， 所述 DC/DC 转换器的控制端与所述开关管 Q1 的控制端连接， 所述开 关管 Q1 的输出端为所述开关电源模块的控制端。

10、。 8. 根据权利要求 1 所述的 LED 恒流驱动电路， 其特征在于， 还包括高压保护模块， 所述 高压保护模块包括电容 C3、 电阻 R1 和二极管 D2， 所述电阻 R1 和二极管 D2 串联后并联于所 述变电模块的第一输入端和第二输入端之间， 所述电容 C3 与所述电阻 R1 并联。 权 利 要 求 书 CN 103716946 A 3 1/5 页 4 LED 恒流驱动电路 技术领域 0001 本发明涉及调光电路， 特别是涉及一种 LED 恒流调光驱动电路。 背景技术 0002 目前， 机场飞机跑道或滑行道都安装有助航灯光， 该助航灯光是确保飞机在夜间 或低能见度情况下进出港正常起降的。

11、必要设施。助航灯系统的工作状态、 可靠性对飞机的 安全起降至关重要。 0003 国内助航灯系统普遍采用卤钨灯串联， 由恒流调光器供电。由于卤钨灯发光效率 低， 灯泡使用寿命短， 需要频繁更换光源。因此， 开发基于 LED 光源的助航灯具有很重要的 意义， 不仅节能， 而且寿命长， 不需要更换光源。但是， 机场助航灯供电采用恒流调光器供 电， 电流值较大， 不能直接驱动 LED 否则将烧毁 LED 负载， 需要设计一种专门的 LED 驱动电 路， 才能正常点亮 LED 负载。 0004 目前多采用工频变压器加外围恒流电路实现恒流驱动。 但工频变压器需要损耗较 大的能量， 造成整体电气效率低下。 。

12、发明内容 0005 基于此， 提供一种效率高、 损耗低的 LED 恒流驱动电路。 0006 一种 LED 恒流驱动电路， 包括整流滤波模块、 变电模块， 还包括 ： 开关电源模块、 反 馈隔离模块及电流反馈模块 ； 0007 整流滤波模块包括第一输入端、 第二输入端和输出端， 所述变电模块包括初级输 入端和次级输出端 ； 所述开关电源模块包括电源端、 第一反馈端、 第二反馈端和控制端 ； 所 述反馈隔离模块包括发光模块和受光模块 ； 所述电流反馈模块包括检测端、 输出端和控制 端 ； 0008 所述整流滤波模块的第一输入端和第二输入端用于与隔离变压器的次级输出端 连接， 所述整流滤波模块的输出。

13、端与所述变电模块的初级输入端的第一输入端连接 ； 0009 所述开关电源模块的电源端与所述整流滤波模块的输出端和所述变电模块的初 级输入端的公共端连接， 所述开关电源模块的控制端与所述变电模块的初级输入端的第二 输入端连接， 所述开关电源模块的第一反馈端和第二反馈端之间接入所述反馈隔离模块的 受光模块 ； 0010 所述电流反馈模块的检测端与所述变电模块的次级输出端的第二输出端连接， 所 述电流反馈模块的控制端与所述变电模块次级输出端的第一输出端之间接入所述反馈隔 离模块的发光模块， 所述电流反馈模块的输出端与所述负载 LED 的负极连接 ； 0011 其中， 所述电流反馈模块用于检测负载电流。

14、， 并通过所述反馈隔离模块反馈给所 述开关电源模块， 所述开关电源模块根据所述反馈隔离模块反馈的电流控制所述变电模块 的输出电压大小使所述负载 LED 处于恒流工作状态。 0012 在其中一个实施例中， 所述整流滤波模块包括整流桥 D1、 电解电容 C1 和电容 C2 ； 说 明 书 CN 103716946 A 4 2/5 页 5 所述整流桥 D1 的输入端为所述整流滤波模块的第一输入端和第二输入端， 所述整流桥 D1 的输出端与所述电解电容 C1 和电容 C2 的公共端连接， 所述电解电容 C1 和电容 C2 并联后 的另一端接地， 所述整流桥D1、 电解电容C1和电容C2的公共端为所述整。

15、流滤波模块的输出 端。 0013 在其中一个实施例中， 所述变电模块为高频变压器 T1， 所述变电模块的初级输入 端为所述高频变压器 T1 的初级线圈， 所述变电模块的次级输出端为所述高频变压器 T1 的 次级线圈。 0014 在其中一个实施例中， 还包括二极管 D3、 电解电容 C4 和电容 C5， 所述电解电容 C4 和电容 C5 并联后的一公共端与所述二极管 D3 的负极连接， 所述二极管 D3 的正极与所述变 电模块次级输出端的第一输出端连接， 所述电解电容 C4 和电容 C5 并联后的另一公共端与 所述变电模块次级输出端的第二输出端连接。 0015 在其中一个实施例中， 所述电流反馈。

16、模块包括电流检测电阻 R4、 分压电阻 R5 和三 极管 Q2， 所述电流检测电阻 R4 串联于所述变电模块的次级输出端的第二输出端与所述负 载 LED 的负极之间， 所述三极管 Q2 的基极与所述电流检测电阻 R4 和所述负载 LED 负极的 公共端连接， 所述分压电阻 R5 串联于所述三极管 Q2 的基极与发射极之间， 所述三极管 Q2 的集电极为所述电流反馈模块的控制端。 0016 在其中一个实施例中， 所述反馈隔离模块包括光耦合器 U1 和分压电阻 R3， 所述光 耦合器U1包括发光二极管D4和三极管Q3， 所述发光二极管D4的正极、 分压电阻R3依次与 所述负载 LED 的正极连接，。

17、 所述发光二极管 D4 的负极与所述电流反馈模块的控制端连接， 所述三极管 Q3 的集电极与所述开关电源模块的第一反馈端连接， 所述三极管 Q3 的发射极 与所述开关电源模块的第二反馈端连接。 0017 在其中一个实施例中， 所述开关电源模块包括 DC/DC 转换器、 开关管 Q1 和分压电 阻 R2， 所述 DC/DC 转换器包括电源端。控制端， 第一输入端、 第二输入端和输出端 ； 所述 DC/ DC 转换器的电源端、 第一输入端和第二输入端对应为所述开关电源模块的电源端、 第一反 馈端和第二反馈端， 所述DC/DC转换器的输出端与所述开关管Q1的输入端连接， 所述DC/DC 转换器的控制。

18、端与所述开关管 Q1 的控制端连接， 所述开关管 Q1 的输出端为所述开关电源 模块的控制端。 0018 在其中一个实施例中， 还包括高压保护模块， 所述高压保护模块包括电容 C3、 电阻 R1 和二极管 D2， 所述电阻 R1 和二极管 D2 串联后并联于所述变电模块的第一输入端和第二 输入端之间， 所述电容 C3 与所述电阻 R1 并联。 0019 上述 LED 恒流驱动电路通过电流反馈模块检测负载 LED 中的电流， 并将检测的电 流通过反馈隔离模块发送给开关电源模块， 当电流反馈模块检测的电流低于额定的恒流 时， 开关电源模块控制变电模块的输出电压增大， 使负载 LED 中的电流增大 。

19、； 当电流反馈模 块检测的电流高于额定的恒流时， 开关电源模块控制变电模块的输出电压减小， 使负载 LED 中的电流减小。从而使负载 LED 一直工作在额定恒流状态， 其中采用的开关电源模块能够 实现能量的高效转化， 保证整体电气效率， 所以上述 LED 恒流驱动电路具有效率高和损耗 低的优点。 附图说明 说 明 书 CN 103716946 A 5 3/5 页 6 0020 图 1 为 LED 恒流驱动电路的模块图 ； 0021 图 2 为 LED 恒流驱动电路的原理图。 具体实施方式 0022 如图 1 所示， 为 LED 恒流驱动电路的模块图。一种 LED 恒流驱动电路， 包括整流滤 波。

20、模块 101、 变电模块 103、 开关电源模块 105、 电流反馈模块 107 及反馈隔离模块 109。 0023 整流滤波模块101包括第一输入端、 第二输入端和输出端， 变电模块103包括初级 输入端和次级输出端 ； 开关电源模块 105 包括电源端、 第一反馈端、 第二反馈端和控制端 ； 电流反馈模块107包括检测端、 输出端和控制端 ； 反馈隔离模块109包括发光模块和受光模 块。 0024 整流滤波模块 101 的第一输入端和第二输入端用于与隔离变压器的次级输出端 连接， 整流滤波模块 101 的输出端与变电模块 103 的初级输入端的第一输入端连接。 0025 开关电源模块 10。

21、5 的电源端与整流滤波模块 101 的输出端和变电模块 103 的初级 输入端的公共端连接， 开关电源模块 105 的控制端与变电模块 103 的初级输入端的第二输 入端连接， 开关电源模块 105 的第一反馈端和第二反馈端之间接入反馈隔离模块 109 的受 光模块。 0026 电流反馈模块 107 的检测端与变电模块 103 的次级输出端的第二输出端连接， 电 流反馈模块107的控制端与变电模块103次级输出端的第一输出端之间接入反馈隔离模块 109 的发光模块， 电流反馈模块 107 的输出端与负载 LED 的负极连接。 0027 其中， 电流反馈模块107用于检测负载电流， 并通过反馈隔。

22、离模块109反馈给开关 电源模块105， 开关电源模块105根据反馈隔离模块109反馈的电流控制变电模块103的输 出电压大小使负载 LED 处于恒流工作状态。 0028 整流滤波模块 101 用于将隔离变压器的输出电压整流为稳定的直流电压， 从而为 LED 恒流驱动电路的负载 LED 供电。 0029 开关电源模块 105 用于控制变电模块 103 的输出电压大小。一般地， 当开关电源 模块 105 的第一反馈端和第二反馈端接收的反馈电流小于预设的额定恒流时， 开关电源模 块 105 则控制变电模块 103 的输出电压增大， 从而使负载 LED 中的电流增大到额定恒流值。 当开关电源模块 1。

23、05 的第一反馈端和第二反馈端接收的反馈电流大于预设的额定恒流时， 开关电源模块 105 则控制变电模块 103 的输出电压减小， 从而使负载 LED 中的电流减小到 额定恒流值。 0030 电流反馈模块 107 用于检测负载 LED 中的电流， 并通过反馈隔离模块 109 将检测 的电流值发送给开关电源模块 105。 0031 反馈隔离模块109用于将电流反馈模块107检测的电流发送给开关电源模块105。 0032 具体地， 整流滤波模块 101 将隔离变压器的次级输出电压整流为稳定的直流电 压， 并通过变电模块 103 的转换后给负载 LED 供电。电流反馈模块 107 用于检测负载 LE。

24、D 中的电流， 并通过反馈隔离模块 109 将负载 LED 中的电流反馈给开关电源模块 105， 开关电 源模块 105 根据接收的反馈电流控制变电模块 103 的输出电压大小从而实现控制负载 LED 中的电流一直为恒流。 0033 请结合图 2。整流滤波模块 101 包括整流桥 D1、 电解电容 C1 和电容 C2 ； 整流桥 D1 说 明 书 CN 103716946 A 6 4/5 页 7 的输入端为整流滤波模块101的第一输入端和第二输入端， 整流桥D1的输出端与电解电容 C1 和电容 C2 的公共端连接， 电解电容 C1 和电容 C2 并联后的另一端接地， 整流桥 D1、 电解 电容。

25、 C1 和电容 C2 的公共端为整流滤波模块 101 的输出端。 0034 变电模块103为高频变压器T1， 变电模块103的初级输入端为高频变压器T1的初 级线圈， 变电模块 103 的次级输出端为高频变压器 T1 的次级线圈。 0035 LED 恒流驱动电路还包括二极管 D3、 电解电容 C4 和电容 C5， 电解电容 C4 和电容 C5 并联后的一公共端与二极管 D3 的负极连接， 二极管 D3 的正极与变电模块 103 次级输出 端的第一输出端连接， 电解电容 C4 和电容 C5 并联后的另一公共端与变电模块 103 次级输 出端的第二输出端连接。 0036 电流反馈模块 107 包括。

26、电流检测电阻 R4、 分压电阻 R5 和三极管 Q2， 电流检测电阻 R4串联于变电模块103的次级输出端的第二输出端与负载LED的负极之间， 三极管Q2的基 极与电流检测电阻 R4 和负载 LED 负极的公共端连接， 分压电阻 R5 串联于三极管 Q2 的基极 与发射极之间， 三极管 Q2 的集电极为电流反馈模块 107 的控制端。 0037 反馈隔离模块 109 包括光耦合器 U1 和分压电阻 R3， 光耦合器 U1 包括发光二极管 D4 和三极管 Q3， 发光二极管 D4 的正极、 分压电阻 R3 依次与负载 LED 的正极连接， 发光二极 管 D4 的负极与电流反馈模块 107 的控制。

27、端连接， 三极管 Q3 的集电极与开关电源模块 105 的第一反馈端连接， 三极管 Q3 的发射极与开关电源模块 105 的第二反馈端连接。 0038 开关电源模块 105 包括 DC/DC 转换器、 开关管 Q1 和分压电阻 R2， DC/DC 转换器包 括电源端。控制端， 第一输入端、 第二输入端和输出端 ； DC/DC 转换器的电源端、 第一输入端 和第二输入端对应为开关电源模块 105 的电源端、 第一反馈端和第二反馈端， DC/DC 转换器 的输出端与开关管 Q1 的输入端连接， DC/DC 转换器的控制端与开关管 Q1 的控制端连接， 开 关管 Q1 的输出端为开关电源模块 105。

28、 的控制端。 0039 LED 恒流驱动电路还包括高压保护模块 111， 高压保护模块 111 包括电容 C3、 电阻 R1 和二极管 D2， 电阻 R1 和二极管 D2 串联后并联于变电模块 103 的第一输入端和第二输入 端之间， 电容 C3 与电阻 R1 并联。 0040 在开关管 Q1 截止时， 开关管 Q1 的输出端会产生很高的感应电压， 具体地， 感应电 压会高达 1000V 以上， 这样的感应高压会使开关管 Q1 击穿损坏。因此， 在开关管 Q1 的输出 端和整流滤波模块 101 的输出端之间串联高压保护模块 111 后， 感应高压通过二极管 D2 对 电容 C3 充电， 而电容。

29、 C3 充电后又可以立即通过电阻 R1 放电， 从而吸收感应高压， 达到保护 开关管 Q1 的目的。 0041 基于上述所有实施例， LED 恒流驱动电路的工作原理如下 ： 0042 隔离变压器的次级输出与整流滤波模块 101 的整流桥 D1 连接， 电流经整流桥 D1 整流后再经过电解电容 C1 和电容 C2 滤波， 向变电模块 103 输出稳定的直流电压。变电模 块 103 将接收的电压变换成负载 LED 需要的压降大小。特别地， 变电模块 103 的输出电压 使负载 LED 的工作电流为设定的额定恒流值。 0043 电流反馈电路 107 的电流检测电阻 R4 检测负载 LED 中的电流，。

30、 并将检测的电流反 馈给反馈隔离模块 109。反馈隔离模块 109 将反馈电流转换为光信号再转换成电流信号发 送给开关电源模块 105。开关电源模块 105 根据接收的反馈电流大小控制变电模块 103 的 输出电压大小。 说 明 书 CN 103716946 A 7 5/5 页 8 0044 开关电源模块105中的DC/DC转换器是利用电容、 电感的储能特性， 通过可控开关 （MOSFET 等） 进行高频开关的动作， 将输入的电能储存在电容 （感） 里， 当开关断开时， 电能再 释放给负载， 提供能量， 其输出的功率或电压能力与占空比 （由开关导通时间与整个开关的 周期的比值） 有关。因此， 。

31、DC/DC 转换器具有升压和降压的作用。 0045 因此， 在电流反馈模块 107 反馈的电流值高于额定的恒流值时， 开关电源模块 105 发挥降压作用， 使变电模块103的输出电压减小， 从而使负载LED的工作电流降低直至额定 的恒流值。在电流反馈模块 107 反馈的电流值低于额定的恒流值时， 开关电源模块 105 发 挥升压作用， 使变电模块103的输出电压增大， 从而使负载LED的工作电流升高至额定的恒 流值。在电流反馈模块 107 反馈的电流值与额定的恒流值一致时， 开关电源模块 105 不对 变电模块 103 作用， 变电模块 103 的输出电压不变， 使负载 LED 的工作电流不变。

32、。在上述控 制过程中， 能够使负载 LED 的工作电流一直在额定的恒流值。 0046 上述 LED 恒流驱动电路通过电流反馈模块 107 检测负载 LED 中的电流， 并将检测 的电流通过反馈隔离模块109发送给开关电源模块105， 当电流反馈模块107检测的电流低 于额定的恒流时， 开关电源模块 105 控制变电模块 103 的输出电压增大， 使负载 LED 中的电 流增大 ； 当电流反馈模块107检测的电流高于额定的恒流时， 开关电源模块105控制变电模 块 103 的输出电压减小， 使负载 LED 中的电流减小。从而使负载 LED 一直工作在额定恒流 状态， 其中采用的开关电源模块 10。

33、5 能够实现能量的高效转化， 保证整体电气效率， 所以上 述 LED 恒流驱动电路具有效率高和损耗低的优点。 0047 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式， 其描述较为具体和详细， 但并 不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是， 对于本领域的普通技术人员 来说， 在不脱离本发明构思的前提下， 还可以做出若干变形和改进， 这些都属于本发明的保 护范围。因此， 本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。 说 明 书 CN 103716946 A 8 1/2 页 9 图 1 说 明 书 附 图 CN 103716946 A 9 2/2 页 10 图 2 说 明 书 附 图 CN 103716946 A 10 。