專利名稱：一種電流調節控制阻容驅動led燈電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電子電路，特別涉及一種電流調節控制阻容驅動LED燈電路，該電路采用普通阻容驅動電路并聯電流調節控制支路形成一種穩流的電流調節控制阻容驅動LED燈電路。
背景技術：
在LED照明技術領域，目前，LED驅動電路主要有兩種，一種是恒流開關電源，另一種是阻容降壓驅動電路。LED驅動電路采用恒流開關電源，可以保證LED不因電流過載造成LED壽命減短和損壞。恒流開關電源的LED驅動技術已經比較成熟，用于恒流開關電源的IC電路的應用也越來越廣泛。但是，由于恒流開關電源的電路比較復雜，恒流IC電路對工作環境的要求較高，且工作在高頻脈沖狀態，其穩定性和可靠性均不比LED元件本身，因此，LED長壽命的優勢在恒流開關電源這一環節大打折扣。目前LED產品的故障多數是因為恒流開關電源的質量原因引起。其次，恒流開關電源的負載只能是單個LED串聯支路，對多支路并聯的LED燈電路，要求每條支路都設計有單獨恒流開關電源，否則，當多支路LED燈電路中的一條或多條支路開路時，剩余支路的電流會相應增大，形成雪崩效應，整個LED燈電路會加速損壞，而采用多個恒流開關電源驅動多支路LED燈電路勢必增加成本，同時也給結構設計帶來困難。傳統的阻容降壓驅動電路本身不具備穩壓和恒流功能，簡單應用在LED負載很容易造成LED過壓、過流而導致LED壽命縮短甚至損壞；其次，阻容降壓驅動電路在頻繁開關啟動時，因電容充放電所產生的尖峰脈沖會嚴重縮短LED的壽命甚至損毀，上述阻容降壓驅動電路缺陷，在低壓負載情形更為突出，直接影響其在LED應用技術領域的推廣與應用。從優勢來看，阻容降壓驅動電路可以驅動長串的LED串聯電路，而長串的LED串聯電路工作電流小，可有效提高電路可靠性和穩定性，降低電路功耗和成本，其次，阻容降壓驅動電路負載特性為容性，在電網變壓器負載末端起功率因素補償作用，可減輕電容柜的補償強度，減少電網線路損耗。如何發揮阻容降壓驅動電路優勢，克服其不利因素，揚長避短，是開發阻容降壓驅動電路應用的關鍵。本發明人是阻容降壓LED驅動電路的研究和倡導者，曾申請或組織申請過多項相關專利，并在實際中得到廣泛應用。本實用新型嘗試進一步拓展阻容降壓驅動電路在LED照明領域的應用范圍，以解決阻容降壓驅動電路在LED應用電路中的過壓過流問題，改善其抗開關尖峰脈壓沖擊特性，有望在LED應用領域推廣普及。
實用新型內容本實用新型需要解決的技術問題是，如何發揮阻容降壓驅動電路優勢，克服其不利因素，特別是在低壓 負載時，提供一種結構簡單、成本低、可靠性較好、相對效率較高的阻容降壓LED驅動電路，可以在LED產品尤其在小功率LED產品中有效取代恒流開關電源驅動。本實用新型的技術解決方案是:構建一種電流調節控制阻容驅動LED燈電路，包括LED燈電路單元、與交流電相連產生所述的LED燈電路單元所需直流電壓的阻容降壓驅動電路單元，所述的LED燈電路單元接入所述的阻容降壓驅動電路單元的輸出端，還包括電流調節控制支路，所述的電流調節控制支路與所述的LED燈電路單元并聯，在輸入交流電壓升高到一定值時，所述電流調節控制支路被控導通分流。按照本實用新型提供的電流調節控制阻容驅動LED燈電路:還包括限流電阻R3，所述的限流電阻R3串連在所述的LED燈電路單元與阻容降壓驅動電路單元的負極之間。按照本實用新型提供的電流調節控制阻容驅動LED燈電路:所述電流調節控制支路包括分流負載電阻R5和限流電阻R3、R4，分流控制開關三極管VT1，所述的分流負載電阻R5連接在所述的分流控制開關三極管VTl的集電極與所述的阻容降壓驅動電路單元的正極之間，分流控制開關三極管VTl的發射極接地，基極通過限流電阻R4接限流電阻R3與所述的LED燈電路單元連接處。按照本實用新型提供的電流調節控制阻容驅動LED燈電路:所述電流調節控制支路包括分流負載電阻R5、限流電阻R4和分壓電阻R6、R7以及分流控制開關三極管VT1，所述的分壓電阻R6和分壓電阻R7串連連接在所述的阻容降壓驅動電路單元的正、負極之間，所述的分流負載電阻R5連接在所述的分流控制開關三極管VTl的集電極與所述的阻容降壓驅動電路單元的正極之間，分流控制開關三極管VTl的發射極接地，基極通過限流電阻R4接所述的分壓電阻R6和分壓電阻R7串連連接電路中間。按照本實用新型提供的電流調節控制阻容驅動LED燈電路:所述電流調節控制支路包括限流電阻R4、分壓電阻R6、R7和可控硅SCR1，所述的分壓電阻R6和R7串連連接在所述的阻容降壓驅動 電路單元的正、負極，所述的可控硅SCRl陽極和陰極分別接所述的阻容降壓驅動電路單元的正、負極，所述的可控硅SCRl的控制極通過所述的分流負載電阻R5接所述的分壓電阻R6和分壓電阻R7串連連接的電路中間。按照本實用新型提供的電流調節控制阻容驅動LED燈電路:所述的分壓電阻R6為光敏電阻。按照本實用新型提供的電流調節控制阻容驅動LED燈電路:還包括穩壓二極管VS1，所述的穩壓二極管VSl與所述的LED燈電路單元并聯。按照本實用新型提供的電流調節控制阻容驅動LED燈電路所述的阻容降壓驅動電路單元包括降壓電路、整流電路和濾波電路；所述的降壓電路連接在交流電與整流電路之間，包括并聯的降壓電阻Rl和降壓電容Cl ；所述的整流電路連接在降壓電路與濾波電路之間，包括由整流二極管VD1、VD2、VD3、VD4組成的橋式整流器；所述的濾波電路設置在整流電路與電源輸出端之間，包括并聯的整流電容C2和整流電阻R2。本實用新型以上的電流調節控制阻容驅動LED燈電路，其有益效果在于:提供電流調節控制支路，通過采用高壓分流和消除尖峰脈沖沖擊技術，使阻容降壓驅動電路單元可以有效地應用在低電壓、小功率LED燈電路，以有效提高LED電路的電流穩定性，降低電路成本，為LED應用技術引入一套便捷可靠、經濟可行的技術方案。以下結合附圖和具體實施例進一步對本實用新型進行詳細說明。
圖1為本實用新型優選技術方案的基本電原理框圖；圖2為本實用新型優選技術方案的實施例1電路原理圖；圖3為本實用新型優選技術方案的實施例2電路原理圖；圖4為本實用新型技術方案的優選實施例3電路原理附圖中數字標記所代表的部件名稱如下:01—阻容降壓驅動電路單元02-LED燈電路單元03——電流調節控制支路AC——交流電源Ctrl in——電流調節控制支路的控制輸入端具體實施方式
如圖1所示，本實用新型電路包括相互串聯的阻容降壓驅動電路單元01和LED燈電路單元02，以及與LED燈電路單元02并聯的電流調節控制支路03。電流調節控制支路03是本實用新型創新的關鍵技術，其作用之一在于，當電路輸入交流電源AC電壓升高到一定值(比如超過220V達15V以上)時，通過該電路的控制輸入端Ctrl in取樣控制電流調節控制支路03導通分流，以增大阻容降壓驅動電路單元01的負載電流，進而使阻容降壓值升高，分擔更多的電源升壓，以減少LED燈電路單元02的電壓和電流，達到調節和穩定LED電流之目的。同樣的原理可以得出，電流調節控制支路03的另一個作用在于，可有效消除或減弱因電源頻繁開關引發電容充放電所產生的尖峰沖擊脈沖，以有效保護LED。當上述電流調節控制支路03的控制輸入端Ctrl in連接光控等智能控制電路時，電流調節控制支路可根據智能控制的需要(比如白天環境光照度較強時，將LED燈熄滅)將LED燈電路單元02電壓降低甚至短路，以控制LED燈電路單元02不導通，達到智能控制目的，而只要阻容降壓驅動電路單元01的耐壓足夠，即使LED燈電路單元02被短路，電壓全部由阻容降壓驅動電路單元01承擔，有功功耗也會很小，且由于阻容降壓驅動電路單元01的容性阻抗特性，在電網中可以分擔電容柜的功率因素補償作用，一舉兩得。另外，本實用新型的LED燈電路單元02可以是現在市場上的任何LED單元，目前使用較多的是一種NXM的LED燈電路單元，就是由N個LED燈串連，然后將M個這樣的串連的LED燈組成一個NXM個LED燈的單元，阻容降壓驅動電路單元采用比較通用、簡單的阻容降壓驅動電路。該電路主要由降壓電路、整流電路和濾波電路三個部分組成，輸出直流電壓與N個串連的LED燈所需電壓NX3.5V相符就可以了，如圖1中所示為一個簡單的阻容降壓驅動電路包括降壓電路、整流電路和濾波電路；降壓電路連接在交流電與整流電路之間，包括并聯的降壓電阻Rl和降壓電容Cl ；整流電路連接在降壓電路與濾波電路之間，包括由整流二極管VD1、VD2、VD3、VD4組成的橋式整流器；[0038]濾波電路設置在整流電路與電源輸出端之間，包括并聯的整流電容C2和整流電阻R2。在本實用新型的驅動電路中還可以加入其它LED的保護電路，如在LED單元中串連限流電阻R3、并聯穩壓二極管VS1。具體地，為便于本領域技術人員理解，
以下結合附圖和優選實施例方案對本實用新型的原理和結構特點作進一步說明。一、實施例1:如圖2所示是本實用新型優選技術方案的實施例電路原理圖。在圖2中，Cl和Rl組成阻容降壓電路，VD1-4組成橋式整流電路，C2和R2組成濾波電路，以上組合形成阻容降壓驅動電路單元01，也就是一個阻容降壓驅動電路單元#個LED(VLl-VLN)燈串作為驅動電路負載與上述濾波電路并聯，穩壓二極管VSl與LED燈串并聯，起穩壓和限流作用(考慮穩壓二極管的穩壓值和功率都比較小，可將LED燈串分組后再分別與單個穩壓二極管并聯)；限流電阻R4、分流負載電阻R5和分流控制開關三極管VTl組成電流調節控制支路03。限流電阻R3—方面作為LED燈串的限流電阻，另一方面作為電流調節控制支路中控制輸入端Ctrl in的取樣電阻。本實施例的電路工作過程如下:在圖2中，當交流電源輸入AC電壓在正常值(如市電不高于235V)以內，選擇合適的R3、R4、R5阻值使流過R5的平均電流近視為零，當輸入AC電壓升高到一定值(如超過220V達15V以上)時，流過LED的電流增大，R3上的電壓升高，VTl開始導通，流過R5的平均電流隨著AC電壓升高逐步加大，流過降壓電容Cl的電流也隨著增大，Cl兩端的電壓Uc=1/2 fC也隨著增大，LED燈串兩端的電壓相應降低，R3上的電壓降低，經過VTl調節，最終使流過LED的電流達到平 衡。本實施例中，LED的電流雖然不能做到十分恒定，但只要設計各元件參數使電路輸AAC電壓在250V以下時，LED的平均電流在其安全范圍之內，就可以保證LED的正常使用壽命。二、實施例 2:如圖3所不,其工作原理和實施例1完全相同，唯一不同之處在于，在本實施例中，電流調節控制支路中控制輸入端(Ctrl in)與分壓電阻R6、R7組成的電阻分壓電路連接，其電路原理顯而易見，在此不再重述。三、實施例3:圖4為本實用新型實施例3電路原理圖。與實施例1和實施例2相比，主要區別在于電流調節控制支路，本實施例的電流調節控制支路不但可以調節LED燈電路單元02的電流，對LED燈電路單元02中的LED進行限流保護，同時可以自動控制LED燈電路單元02中的LED燈是否變亮，是一種智能光控LED燈電路。圖4是在實施例3的基礎上做一些功能性更改后，變成一個簡單的智能光控LED燈電路。采用光敏電阻RLl代替分壓電阻R6，采用可控硅SCRl代替開關三極管VT1，省略了作為集電極電阻的限流電阻R5。如圖4所示，分壓電阻R7和光敏電阻RLl組成分壓電路為可控硅SCRl的控制極提供偏置。當環境光照度較暗時，光敏電阻RLl呈現較大阻值，可控硅SCRl控制極因得不到足夠的門電壓而處于截止，LED燈正常點亮；當環境光照度變亮，光敏電阻RLl呈現較小阻值，可控硅SCRl導通，LED燈因短路而不亮，此時，電路輸入AC電壓全部加在阻容降壓(Cl、Rl)和橋式整流VD1-4電路上，由于分壓Cl的容性阻抗特性，此時整個電路的有功功耗很小，且容性負載在電網中還可以分擔電容柜的功率因素補償作用，一舉兩得。本實施例中，選擇合適的R7參數，可以控制光控開關的光感強度和提供可控硅SCRl由導通轉為截止所需的過零門電壓。四、實施例4本實施例是一種組合實施例1和實施例3的一種電流調節控制阻容驅動LED燈電路，主要電路結構包括相互串聯的阻容降壓驅動電路單元01和LED燈電路單元02，以及與LED燈電路單元02并聯的電流調節控制支路03，其中，電流調節控制支路03，由兩部分組成，其中一部分是實施例1中的電流調節控制支路，另一部分是實施例3的電流控制支路，兩個支路并 聯組成新的電流調節控制支路03。需要說明的是本實用新型的保護范圍并不局限于所述實施例，在沒有脫離本實用新型設計構思前提下，任何顯而易見的替換或電路上的微小改動(如將晶體三極管由NPN型改為PNP型或替換為可控硅等其它開關元件)或依本實用新型權利要求范圍所做的均等變化與修飾，均屬于本實用新型保護范圍之內。
權利要求1.一種電流調節控制阻容驅動LED燈電路，包括LED燈電路單元、與交流電相連產生所述的LED燈電路單元所需直流電壓的阻容降壓驅動電路單元，所述的LED燈電路單元接入所述的阻容降壓驅動電路單元的輸出端，其特征在于:還包括電流調節控制支路，所述的電流調節控制支路與所述的LED燈電路單元并聯，在輸入交流電壓升高到一定值時，所述電流調節控制支路被控導通分流。
2.根據權利要求1所述電流調節控制阻容驅動LED燈電路，其特征在于:還包括限流電阻R3，所述的限流電阻R3串連在所述的LED燈電路單元與阻容降壓驅動電路單元的負極之間。
3.根據權利要求2所述電流調節控制阻容驅動LED燈電路，其特征在于:所述電流調節控制支路包括分流負載電阻R5和限流電阻R3、R4，分流控制開關三極管VT1，所述的分流負載電阻R5連接在所述的分流控制開關三極管VTl的集電極與所述的阻容降壓驅動電路單元的正極之間，分流控制開關三極管VTl的發射極接地，基極通過限流電阻R4接限流電阻R3與所述的LED燈電路單元連接處。
4.根據權 利要求1所述電流調節控制阻容驅動LED燈電路，其特征在于:所述電流調節控制支路包括分流負載電阻R5、限流電阻R4和分壓電阻R6、R7以及分流控制開關三極管VT1，所述的分壓電阻R6和分壓電阻R7串連連接在所述的阻容降壓驅動電路單元的正、負極之間，所述的分流負載電阻R5連接在所述的分流控制開關三極管VTl的集電極與所述的阻容降壓驅動電路單元的正極之間，分流控制開關三極管VTl的發射極接地，基極通過限流電阻R4接所述的分壓電阻R6和分壓電阻R7串連連接電路中間。
5.根據權利要求3所述電流調節控制阻容驅動LED燈電路，其特征在于:所述電流調節控制支路包括限流電阻R4、分壓電阻R6、R7和可控硅SCR1，所述的分壓電阻R6和R7串連連接在所述的阻容降壓驅動電路單元的正、負極，所述的可控硅SCRl陽極和陰極分別接所述的阻容降壓驅動電路單元的正、負極，所述的可控硅SCRl的控制極通過所述的分流負載電阻R5接所述的分壓電阻R6和分壓電阻R7串連連接的電路中間。
6.根據權利要求4或5所述電流調節控制阻容驅動LED燈電路，其特征在于:所述的分壓電阻R6為光敏電阻。
7.根據權利要求1至5任一所述電流調節控制阻容驅動LED燈電路，其特征在于:還包括穩壓二極管VS1，所述的穩壓二極管VSl與所述的LED燈電路單元并聯。
8.根據權利要求6所述電流調節控制阻容驅動LED燈電路，其特征在于:還包括穩壓二極管VS1，所述的穩壓二極管VSl與所述的LED燈電路單元并聯。
9.根據權利要求7所述電流調節控制阻容驅動LED燈電路，其特征在于:所述的阻容降壓驅動電路單元包括降壓電路、整流電路和濾波電路； 所述的降壓電路連接在交流電與整流電路之間，包括并聯的降壓電阻Rl和降壓電容Cl ； 所述的整流電路連接在降壓電路與濾波電路之間，包括由整流二極管VD1、VD2、VD3、VD4組成的橋式整流器； 所述的濾波電路設置在整流電路與電源輸出端之間，包括并聯的整流電容C2和整流電阻R2。
10.根據權利要求8所述電流調節控制阻容驅動LED燈電路，其特征在于:所述的阻容降壓驅動電路單元包括降壓電路、整流電路和濾波電路； 所述的降壓電路連接在交流電與整流電路之間，包括并聯的降壓電阻Rl和降壓電容Cl ； 所述的整流電路連接在降壓電路與濾波電路之間，包括由整流二極管VD1、VD2、VD3、VD4組成的橋式整流器； 所述的濾波電路設置在整流電路 與電源輸出端之間，包括并聯的整流電容C2和整流電阻R2。
專利摘要本實用新型涉及一種電流調節控制阻容驅動LED燈電路，包括LED燈電路單元、與交流電相連產生所述的LED燈電路單元所需直流電壓的阻容降壓驅動電路單元，所述的LED燈電路單元接入所述的阻容降壓驅動電路單元的輸出端，還包括電流調節控制支路，所述的電流調節控制支路與所述的LED燈電路單元并聯，在輸入交流電壓升高到一定值時，所述電流調節控制支路被控導通分流。上述電流調節控制阻容驅動LED燈電路結構簡單，成本低廉，用電效率高，經實際連續開關測試和高低壓應用實驗，穩定性和可靠性均達到實用要求，可應用于各種LED燈具，特別適用于各種小功率LED燈具如吸頂燈、筒燈、燈泡、小夜燈、小臺燈、鏡前燈、櫥柜燈等。
文檔編號H05B37/02GK203120222SQ20122072394
公開日2013年8月7日 申請日期2012年12月25日 優先權日2012年12月25日
發明者肖祥柏 申請人:深圳市客億電子科技有限公司