一种LED灯电路设计方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201010578222.3

申请日:

2010.12.08

公开号:

CN101984737A

公开日:

2011.03.09

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):H05B 37/02申请公布日:20110309|||公开

IPC分类号:

H05B37/02

主分类号:

H05B37/02

申请人:

西安福安创意咨询有限责任公司

发明人:

刘崇朴; 段重阳; 刘明

地址:

710075 陕西省西安市锦业路69号创新商务公寓1号楼

优先权:

专利代理机构:

西安吉盛专利代理有限责任公司 61108

代理人:

张培勋

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内容摘要

本发明涉及一种LED灯电路设计方法,它至少包括:EMC和浪涌电流控制电路、一次整流和滤波电路、稳压电路,其特征是:一次整流和滤波电路的电源输出端串接负载回路,负载回路包括串联连接的50个LED、一个取样电阻R0和三极管G1,三极管G1的集电极串接在负载回路中,取样电阻R0两端通过限流电阻R2与光电耦合器,光电耦合器的集电极与稳压电路的电源端电连接,光电耦合器的发射接与电压反馈电路电连接,电压反馈电路的输出控制端与三极管G1基极电连接;电压反馈电路包括1个PNP三极管。它提供了一种不会因电压和温度等因素变化带来的LED电流波动、成本低、可靠性好的LED灯电路设计方法。

权利要求书

1: 一种 LED 灯电路设计方法, 它至少包括 : EMC 和浪涌电流控制电路、 一次整流和滤波 电路、 稳压电路, 其特征是 : 一次整流和滤波电路的电源输出端串接负载回路, 负载回路包 括串联连接的 50 个 LED、 一个取样电阻 R0 和三极管 G1, 三极管 G1 的集电极串接在负载回 路中, 取样电阻 R0 两端通过限流电阻 R2 与光电耦合器, 光电耦合器的集电极与稳压电路的 电源端电连接, 光电耦合器的发射接与电压反馈电路电连接, 电压反馈电路的输出控制端 与三极管 G1 基极电连接 ; 电压反馈电路包括 1 个 PNP 三极管, PNP 三极管接成集电极输出 电路, 集电极输出电路与三极管 G1 的基极电连接 ; 当负载回路中的电流随一次整流和滤波 电路的输入电压或 LED 随温度变化使其变化时, 取样电阻 R0 的电压会在设计的工作点电压 上变化, 这种变化通过光电耦合器耦合到电压反馈电路上, 由电压反馈电路控制三极管 G1 导通角发生变化, 使其负载回路的电流重新稳定在工作点电流上。
2: 根据据权利要求 1 所述的一种 LED 灯电路设计方法, 其特征是 : 所述的工作点电流 为 20mA±1 mA。

说明书


一种 LED 灯电路设计方法

    【技术领域】
     本发明涉及一种 LED 灯电路设计方法。背景技术 现有的 LED 常采用串并联 LED 构成阵列, 这会使输出电流随输入电压和环境温度 等因素而发生的变化更加显著, 并且阵列形式或 LED 个数变化, 限流电阻也应相应变化, 所 以采用这种简单结构的 LED 驱动电路一般只适合于驱动阵列形式固定的, 并且灯个数较少 的 LED 陈列。
     LED 伏安特性的数字模型可用下式表示 VF=Vturn-on+RsIF+(ΔVF/ΔT) (T-25℃) 其中, Vturn-on 是 LED 的启动电压。
     Rs 表示伏安曲线的斜率。T 环境温度, ΔVF/ΔT 是 LED 正向电压的温度系数, 对 于多数 LED 而言典型值为 -2V/℃。
     从 LED 的伏安曲线及数字模型看, LED 在正向导通后其正向电压的细小变动将引 起 LED 电流的很大变化, 并且, 环境温度, LED 老化时间等因素也将改变影响 LED 的电气性 能。而 LED 的光输出直接与 LED 电流相关, 所以 LED 驱动电路在输入电压和环境温度等因 素发生变动的情况下, LED 的光输出将随输入电压和温度等因素变化而变化,LED 长期工作 在大电流下将影响 LED 的可靠性和寿命, 并有可能失效。
     因此现有的高性能的控制电路采用 EMC 和浪涌电流控制电路、 一次整流和滤波电 路、 宽动态范围隔离型单端反激式 DC/DC 功率变换器、 二次整流和滤波电路和恒流、 恒压输 出电路构成总控制电路以克服输入电压和温度等因素变化带来的 LED 长期工作在和稳定 电流状态下。
     这种电路虽然能克服输入电压和温度等因素变化带来的 LED 电流不稳定, 同时也 带来了成本的上升, 最终冲击着市场价格。影响着 LED 市场规模。
     发明内容
     本发明的目的是提供一种不会因电压和温度等因素变化带来的 LED 电流波动、 成 本低、 可靠性好的 LED 灯电路设计方法。
     本发明的目的是这样实现的, 一种 LED 灯电路设计方法, 它至少包括 : EMC 和浪涌 电流控制电路、 一次整流和滤波电路、 稳压电路, 其特征是 : 一次整流和滤波电路的电源输 出端串接负载回路, 负载回路包括串联连接的 50 个 LED、 一个取样电阻 R0 和三极管 G1, 三 极管 G1 的集电极串接在负载回路中, 取样电阻 R0 两端通过限流电阻 R2 与光电耦合器, 光 电耦合器的集电极与稳压电路的电源端电连接, 光电耦合器的发射接与电压反馈电路电连 接, 电压反馈电路的输出控制端与三极管 G1 基极电连接 ; 电压反馈电路包括 1 个 PNP 三极 管, PNP 三极管接成集电极输出电路, 集电极输出电路与三极管 G1 的基极电连接 ; 当负载回 路中的电流随一次整流和滤波电路的输入电压或 LED 随温度变化使其变化时, 取样电阻 R0的电压会在设计的工作点电压上变化, 这种变化通过光电耦合器耦合到电压反馈电路上, 由电压反馈电路控制三极管 G1 导通角发生变化, 使其负载回路的电流重新稳定在工作点 电流上。
     所述的工作点电流为 20mA±1 mA。
     本发明的优点是 : 由于在负载回路中串入有取样电阻 R0 和三极管 G1, 取样电阻 R0 上的电压通过光电耦合器控制电压反馈电路, 由电压反馈电路重新调整负载回路的电阻值 使负载回路工作设计的电流状态, 因此, , LED 的光输出将不随输入电压和温度等因素变化 而变化。整体电路简单可靠, 可大大降低成本。 附图说明
     下面结合实施例附图对本发明作进一步说明 : 图 1 是本发明实施例 1 电路原理图。具体实施方式
     如图 1 所示, 一种 LED 灯电路设计方法, 包括 : EMC 和浪涌电流控制电路、 一次整流 和滤波电路、 稳压电路, 其特征是 : 一次整流和滤波电路的电源输出端串接负载回路, 负载 回路包括串联连接的 LED、 取样电阻 R0 和三极管 G1, 三极管 G1 的集电极串接在负载回路 中, 取样电阻 R0 两端通过限流电阻 R2 与光电耦合器, 光电耦合器的集电极与稳压电路的电 源端电连接, 光电耦合器的发射接与电压反馈电路电连接, 电压反馈电路的输出控制端与 三极管 G1 基极电连接。电压反馈电路包括 1 个 PNP 三极管, PNP 三极管接成集电极输出电 路, 集电极输出电路与三极管 G1 的基极电连接。
     当负载回路中的电流随一次整流和滤波电路的输入电压或 LED 随温度变化使其 变化时, 取样电阻 R0 的电压会在设计的工作点电压上变化, 这种变化通过光电耦合器耦合 到电压反馈电路上, 由电压反馈电路控制三极管 G1 导通角发生变化, 使其负载回路的电流 重新稳定在工作点电流上。所述的工作点电流为 20mA±1 mA。
     本发明中, 串联连接的 LED 的数量与功率有关, 当设计 3W 功率输出时, 每个 LED 流 过的电流是 20 Ma, 工作电压 3 伏, 因此需串接 50 个 LED。

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资源描述

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1、(10)申请公布号 CN 101984737 A(43)申请公布日 2011.03.09CN101984737A*CN101984737A*(21)申请号 201010578222.3(22)申请日 2010.12.08H05B 37/02(2006.01)(71)申请人西安福安创意咨询有限责任公司地址 710075 陕西省西安市锦业路69号创新商务公寓1号楼(72)发明人刘崇朴 段重阳 刘明(74)专利代理机构西安吉盛专利代理有限责任公司 61108代理人张培勋(54) 发明名称一种LED灯电路设计方法(57) 摘要本发明涉及一种LED灯电路设计方法,它至少包括:EMC和浪涌电流控制电路、一。

2、次整流和滤波电路、稳压电路,其特征是:一次整流和滤波电路的电源输出端串接负载回路,负载回路包括串联连接的50个LED、一个取样电阻R0和三极管G1,三极管G1的集电极串接在负载回路中,取样电阻R0两端通过限流电阻R2与光电耦合器,光电耦合器的集电极与稳压电路的电源端电连接,光电耦合器的发射接与电压反馈电路电连接,电压反馈电路的输出控制端与三极管G1基极电连接;电压反馈电路包括1个PNP三极管。它提供了一种不会因电压和温度等因素变化带来的LED电流波动、成本低、可靠性好的LED灯电路设计方法。 (51)Int.Cl.(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 1 页 说明。

3、书 2 页 附图 1 页CN 101984740 A 1/1页21.一种LED灯电路设计方法,它至少包括:EMC和浪涌电流控制电路、一次整流和滤波电路、稳压电路,其特征是:一次整流和滤波电路的电源输出端串接负载回路,负载回路包括串联连接的50个LED、一个取样电阻R0和三极管G1,三极管G1的集电极串接在负载回路中,取样电阻R0两端通过限流电阻R2与光电耦合器,光电耦合器的集电极与稳压电路的电源端电连接,光电耦合器的发射接与电压反馈电路电连接,电压反馈电路的输出控制端与三极管G1基极电连接;电压反馈电路包括1个PNP三极管,PNP三极管接成集电极输出电路,集电极输出电路与三极管G1的基极电连接。

4、;当负载回路中的电流随一次整流和滤波电路的输入电压或LED随温度变化使其变化时,取样电阻R0的电压会在设计的工作点电压上变化,这种变化通过光电耦合器耦合到电压反馈电路上,由电压反馈电路控制三极管G1导通角发生变化,使其负载回路的电流重新稳定在工作点电流上。2.根据据权利要求1所述的一种LED灯电路设计方法,其特征是:所述的工作点电流为20mA1 mA。权 利 要 求 书CN 101984737 ACN 101984740 A 1/2页3一种 LED 灯电路设计方法技术领域0001 本发明涉及一种LED灯电路设计方法。背景技术0002 现有的LED常采用串并联LED构成阵列,这会使输出电流随输入。

5、电压和环境温度等因素而发生的变化更加显著,并且阵列形式或LED个数变化,限流电阻也应相应变化,所以采用这种简单结构的LED驱动电路一般只适合于驱动阵列形式固定的,并且灯个数较少的LED陈列。0003 LED伏安特性的数字模型可用下式表示 VF=Vturn-on+RsIF+(VF/T)(T-25)其中,Vturn-on是LED的启动电压。0004 Rs表示伏安曲线的斜率。T环境温度,VF/T是LED正向电压的温度系数,对于多数LED而言典型值为-2V/。0005 从LED的伏安曲线及数字模型看,LED在正向导通后其正向电压的细小变动将引起LED电流的很大变化,并且,环境温度,LED老化时间等因素。

6、也将改变影响LED的电气性能。而LED的光输出直接与LED电流相关,所以LED驱动电路在输入电压和环境温度等因素发生变动的情况下,LED的光输出将随输入电压和温度等因素变化而变化, LED长期工作在大电流下将影响LED的可靠性和寿命,并有可能失效。 0006 因此现有的高性能的控制电路采用EMC和浪涌电流控制电路、一次整流和滤波电路、宽动态范围隔离型单端反激式DC/DC功率变换器、二次整流和滤波电路和恒流、恒压输出电路构成总控制电路以克服输入电压和温度等因素变化带来的LED长期工作在和稳定电流状态下。0007 这种电路虽然能克服输入电压和温度等因素变化带来的LED电流不稳定,同时也带来了成本的。

7、上升,最终冲击着市场价格。影响着LED市场规模。发明内容0008 本发明的目的是提供一种不会因电压和温度等因素变化带来的LED电流波动、成本低、可靠性好的LED灯电路设计方法。0009 本发明的目的是这样实现的,一种LED灯电路设计方法,它至少包括:EMC和浪涌电流控制电路、一次整流和滤波电路、稳压电路,其特征是:一次整流和滤波电路的电源输出端串接负载回路,负载回路包括串联连接的50个LED、一个取样电阻R0和三极管G1,三极管G1的集电极串接在负载回路中,取样电阻R0两端通过限流电阻R2与光电耦合器,光电耦合器的集电极与稳压电路的电源端电连接,光电耦合器的发射接与电压反馈电路电连接,电压反馈。

8、电路的输出控制端与三极管G1基极电连接;电压反馈电路包括1个PNP三极管,PNP三极管接成集电极输出电路,集电极输出电路与三极管G1的基极电连接;当负载回路中的电流随一次整流和滤波电路的输入电压或LED随温度变化使其变化时,取样电阻R0说 明 书CN 101984737 ACN 101984740 A 2/2页4的电压会在设计的工作点电压上变化,这种变化通过光电耦合器耦合到电压反馈电路上,由电压反馈电路控制三极管G1导通角发生变化,使其负载回路的电流重新稳定在工作点电流上。0010 所述的工作点电流为20mA1 mA。0011 本发明的优点是:由于在负载回路中串入有取样电阻R0和三极管G1,取。

9、样电阻R0上的电压通过光电耦合器控制电压反馈电路,由电压反馈电路重新调整负载回路的电阻值使负载回路工作设计的电流状态,因此,LED的光输出将不随输入电压和温度等因素变化而变化。整体电路简单可靠,可大大降低成本。附图说明0012 下面结合实施例附图对本发明作进一步说明:图1是本发明实施例1电路原理图。具体实施方式0013 如图1所示,一种LED灯电路设计方法,包括:EMC和浪涌电流控制电路、一次整流和滤波电路、稳压电路,其特征是:一次整流和滤波电路的电源输出端串接负载回路,负载回路包括串联连接的LED、取样电阻R0和三极管G1,三极管G1的集电极串接在负载回路中,取样电阻R0两端通过限流电阻R2。

10、与光电耦合器,光电耦合器的集电极与稳压电路的电源端电连接,光电耦合器的发射接与电压反馈电路电连接,电压反馈电路的输出控制端与三极管G1基极电连接。电压反馈电路包括1个PNP三极管,PNP三极管接成集电极输出电路,集电极输出电路与三极管G1的基极电连接。0014 当负载回路中的电流随一次整流和滤波电路的输入电压或LED随温度变化使其变化时,取样电阻R0的电压会在设计的工作点电压上变化,这种变化通过光电耦合器耦合到电压反馈电路上,由电压反馈电路控制三极管G1导通角发生变化,使其负载回路的电流重新稳定在工作点电流上。所述的工作点电流为20mA1 mA。0015 本发明中,串联连接的LED的数量与功率有关,当设计3W功率输出时,每个LED流过的电流是20 Ma,工作电压3伏,因此需串接50个LED。说 明 书CN 101984737 ACN 101984740 A 1/1页5图1说 明 书 附 图CN 101984737 A。

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