一種led控制電路的製作方法

2023-11-01 15:49:02

專利名稱：一種led控制電路的製作方法
技術領域：
本發明屬於LED領域，尤其涉及一種LED控制電路。
背景技術：
現有的LED控制電路中，輸入電壓範圍比較窄，輸入功率因數較低，同時對線路板 的保護不足。

發明內容
本發明實施例的目的在於提供一種LED控制電路，旨在解決現有的LED控制電路 中輸入電壓範圍過窄、輸入功率因數過低、保護功能不足的問題。 本發明實施例是這樣實現的，一種LED控制電路，其包括EMI電路、整流電路以及 濾波電路，所述LED控制電路還包括輸入欠壓保護電路、PFC電路、降壓電路以及輸出恆流 及過壓保護電路；所述EMI電路、所述整流電路、所述PFC電路以及所述濾波電路順次連接； 所述輸入欠壓保護電路的輸入端連接至所述整流電路的輸入端，所述輸入欠壓保護電路的 第一輸出端連接至所述PFC電路的控制端，所述輸入欠壓保護電路的第二輸出端連接至所 述降壓電路的第二輸入端，所述降壓電路的第一輸入端連接至所述濾波電路的輸出端，所 述降壓電路的輸出端連接至所述輸出恆流及過壓保護電路的輸入端，所述輸出恆流及過壓 保護電路的輸出端連接負載，所述輸出恆流及過壓保護電路的反饋端連接至所述降壓電路 的控制端。 更進一步地，所述輸入欠壓保護電路包括第一檢測電路，其輸入端連接至所述整 流電路的輸入端，對輸入電壓進行檢測；用於提供基準電壓的第一電壓源；比較模塊，其第 一輸入端連接至所述第一檢測電路的輸出端，所述比較模塊的第二輸入端連接至所述第一 電壓源的輸出端；開關管，其輸入端連接至所述比較模塊的輸出端；所述比較模塊將第一 檢測電路檢測的輸入電壓與第一 電壓源提供基準電壓進行比較，根據比較結果控制所述開 關管的導通或斷開。 更進一步地，所述第一檢測電路包括二極體D16、二極體D17、電阻R60、電阻R61、 電阻R62、電阻R63、電阻R64、電容C35以及電容C36 ;所述二極體D16的陽極連接至所述整 流電路的電壓輸入端正極，所述二極體D16的陰極依次通過所述電阻R60和所述電容C35 接地；所述二極體D17的陽極連接至所述整流電路的電壓輸入端負極，所述二極體D17的 陰極依次通過所述電阻R61、所述電阻R62和所述電阻R63接地；所述電阻R64與所述電阻 R63並聯連接，所述電容C36與所述電阻R63並聯連接；所述電阻R60與所述電容C35的串 聯連接端與所述電阻R61和所述電阻R62的串聯連接端連接，所述電阻R62與所述電阻R63 的串聯連接端作為所述第一檢測電路的輸出端連接至所述比較模塊的第一輸入端。
更進一步地，所述PFC電路包括變壓器，其輸入端連接至所述整流電路的輸出 端，將整流電路整流後的電壓進行升壓後輸出；第二檢測電路，其輸入端連接至所述整流電 路的輸出端，對整流後的電壓進行檢測後輸出參考電壓；用於提供供電電壓的第二電壓源；PFC控制模塊，其參考電壓輸入端連接至所述第二檢測電路的輸出端，所述PFC控制模塊的 電源端連接至所述第二電壓源的輸出端；第一MOS管，其柵極連接至所述PFC控制模塊的驅 動輸出端，所述第一 MOS管的漏極連接至所述變壓器的輸出端；第三檢測電路，其輸入端連 接至所述第一 MOS管的源極，所述第三檢測電路的輸出端連接至所述PFC控制模塊電流反 饋端；以及第四檢測電路，其輸入端連接至所述變壓器的輸出端，所述第四檢測電路的輸出 端連接至所述PFC控制模塊電壓反饋端。 更進一步地，所述第二檢測電路包括順次串聯連接在所述整流電路的輸出端與 地之間的電阻R3、電阻R4和電阻R5 ;電阻R4和電阻R5的串聯連接端作為第二檢測電路的 輸出端連接至所述PFC控制模塊的參考電壓輸入端。 更進一步地，所述第四檢測電路包括依次串聯連接在所述變壓器的輸出端與地 之間的電阻R17、電阻R18、電阻R19和電阻R20 ;以及與所述電阻R20並聯連接的電阻R21 ; 所述電阻R19與所述電阻R20的串聯連接端連接至PFC控制模塊的電壓反饋端。
更進一步地，所述第三檢測電路包括電阻R14、電阻R15以及電阻R16 ;所述電阻 R14連接在所述第一M0S管的柵極與源極之間的；所述電阻R16的一端連接至所述第一MOS 管的源極，所述電阻R16的另一端接地；所述電阻R16的一端還通過所述電阻R15連接至所 述PFC控制模塊電流反饋端。 更進一步地，所述降壓電路包括P麗控制模塊；連接在所述P麗控制模塊的電源 端，用於給所述P麗控制模塊提供工作電壓的偵測線電壓電路；連接在所述P麗控制模塊的 驅動輸出端的第二 MOS管；連接在所述第二 MOS管的源極與所述P麗控制模塊的電流反饋 端SENSE的第五檢測電路；連接在所述第二MOS管的漏極的放電迴路；以及連接在所述P麗 控制模塊的電源端的第六檢測電路。 更進一步地，所述放電迴路包括電阻R32、電阻R33、電阻R34、電阻R35以及二極 管DIO ;所述二極體DIO的陽極連接至第二M0S管Q3的漏極，所述二極體DIO的陰極通過依 次串連接的電阻R34和電阻R32連接至所述偵測線電壓電路的輸入端，二極體D10的陰極 還通過依次串連連接的電阻R35和電阻R33連接至所述偵測線電壓電路的輸入端，所述電 阻R34和所述電阻R32的串聯連接端與所述電阻R35和所述電阻R33的串聯連接端連接。
更進一步地，所述第六檢測電路包括三極體Q4、電阻R31、電阻R30、穩壓二極體 ZD3、電容C18以及二極體D12 ;所述二極體D12的陽極與所述輸出恆流及過壓保護電路連 接，所述二極體D12的陰極通過依次串聯連接的電阻R30和電容C18接地；所述電阻R30和 所述電容C18的串聯連接端連接至所述三極體Q4的集電極，所述電阻R30和所述電容C18 的串聯連接端還通過所述電阻R31連接至所述三極體Q4的基極，所述穩壓二極體ZD3的陽 極接地，所述穩壓二極體ZD3的陰極連接至所述三極體Q4的基極，所述三極體Q4的發射極 作為輸出端連接至所述P麗控制模塊的電源端。 本發明提供的LED控制電路利用PFC電路使得輸入功率因素大於0. 99，同時將電 壓升高到80V，再利用降壓電路使電壓降低到22V，同時有輸出反饋電路，使輸出恆流，保證 LED恆定發光；另外還具有防止高溫時線路板被損壞的過溫保護功能；以及當電路輸出有 異常時有效地保護外接負載的功能。


圖1是本發明實施例提供的一種LED控制電路的模塊結構示意圖； 圖2是本發明實施例提供的LED控制電路中輸入欠壓保護電路的電路圖； 圖3是本發明實施例提供的LED控制電路中PFC電路的電路圖； 圖4是本發明實施例提供的LED控制電路中降壓電路的電路圖； 圖5是本發明實施例提供的LED控制電路中輸出恆流及過壓保護電路的電路圖。
具體實施例方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並 不用於限定本發明。 本發明實施例提供的一種LED控制電路的模塊結構如圖1所示，為了便於說明，僅 示出了與本發明實施例相關的部分，詳述如下。 LED控制電路包括EMI電路5、整流電路6以及濾波電路7，輸入欠壓保護電路1 、 PFC電路2、降壓電路3以及輸出恆流及過壓保護電路4 ;其中EMI電路5、整流電路6、 PFC 電路2以及濾波電路7順次連接，輸入欠壓保護電路1的輸入端連接至整流電路6的輸入 端，輸入欠壓保護電路1的第一輸出端連接至PFC電路2的控制端，輸入欠壓保護電路1的 第二輸出端連接至降壓電路3的第二輸入端，降壓電路3的第一輸入端連接至濾波電路7 的輸出端，降壓電路3的輸出端連接至輸出恆流及過壓保護電路4的輸入端，輸出恆流及過 壓保護電路4的輸出端連接負載，輸出恆流及過壓保護電路4的反饋端連接至降壓電路3 的控制端；通過整流電路6將輸入交流電壓進行整流，通過PFC電路2提高輸入功率因數， 同時將整流後的電壓升高到80V，同時有輸入檢測保護電路；然後將80V電壓降低到負載8 的工作電壓，通過採集輸出的電流和電壓，使輸出電流恆定。由於使用了二級電路(先升壓 後降壓)，使輸入電壓的範圍加寬，此電路可以在13V到55V交流輸入電壓範圍內穩定工作。
另外輸入欠壓保護電路1採集整流電路輸出的電壓信號，當採集到的電壓信號高於預設的 第一閾值電壓時，PFC電路2工作；降壓電路3對工作電壓進行降壓處理；當工作溫度高於 預設的閾值溫度時，降壓電路3關斷輸出；當輸出電壓高於預設的第二閾值電壓時，輸出恆 流及過壓保護電路4保護負載不被損壞。 其中，輸入欠壓保護電路l的具體電路如圖2所示，為了便於說明，僅示出了與本 發明實施例相關的部分，詳述如下。 輸入欠壓保護電路包括比較模塊11、第一檢測電路12、第一電壓源13和開關管 14 ;其中第一檢測電路12的輸入端連接至整流電路6的輸入端，對輸入電壓進行檢測；第 一電壓源13用於提供基準電壓；比較模塊11的第一輸入端連接至第一檢測電路12的輸出 端，比較模塊11的第二輸入端連接至所述第一電壓源13的輸出端；開關管14的輸入端連 接至比較模塊11的輸出端；比較模塊11將第一檢測電路12檢測的輸入電壓與第一電壓源 13提供基準電壓進行比較，根據比較結果控制開關管14的導通或斷開。
其中，比較模塊11包括低功率雙運算放大器U7以及電阻R74，其中功率雙運算放 大器U7包括8個引腳，U7的第1引腳定義為Output A，U7的第1引腳作為比較模塊11的輸 出端；U7的第2引腳定義為Inverting input A，U7的第2引腳作為比較模塊11的第一輸
7入端通過電阻R65連接至第一檢測電路12的輸出端；U7的第3引腳定義為Non-inverting input A，U7的第3引腳作為比較模塊11的第二輸入端連接至第一電壓源13的輸出端；U7 的第4引腳定義為Vcc-， U7的第5引腳定義為Non-inverting input B， U7的第4引腳和 第5引腳均接地；U7的第6引腳定義為Inverting input B， U7的第6引腳通過電阻R68與 第一電壓源13的輸入端連接；U7的第7引腳定義為0utputB， U7的第7引腳通過電阻R74 接地；U7的第8引腳定義為Vcc+， U7的第8引腳通過電容C39接地。當U7的第3引腳的 電壓大於U7的第2引腳的電壓時，U7的第1引腳輸出高電平信號，反之輸出低電平信號； 當U7的第5引腳的電壓大於U7的第6引腳的電壓時，U7的第7引腳輸出高電平信號，反 之輸出低電平信號。其中，電阻R65的作用是限流，防止電流過大對U7的損害。
第一檢測電路12包括二極體D16、二極體D17、電阻R60、電阻R61、電阻R62、電 阻R63、電阻R64、電容C35以及電容C36 ;其中，二極體D16的陽極連接至整流電路6的電 壓輸入端正極，二極體D16的陰極依次通過電阻R60和電容C35接地；二極體D17的陽極連 接至整流電路6的電壓輸入端負極，二極體D17的陰極依次通過電阻R61、電阻R62和電阻 R63接地；電阻R64與電阻R63並聯連接，電容C36與電阻R63並聯連接；電阻R60與電容 C35的串聯連接端與電阻R61和電阻R62的串聯連接端連接，電阻R62與電阻R63的串聯連 接端作為第一檢測電路12的輸出端連接至比較模塊的第一輸入端。 第一電壓源13包括穩壓源U8、電阻R66和電阻R67，其中穩壓源U8的輸入端通 過電阻R77接地，穩壓源U8的地端接地，穩壓源U8的輸出端通過串聯連接的電阻R67、電 阻R66和電阻R69連接至U7的第1引腳，電阻R66和電阻R67的串聯連接端連接至U7的 第3引腳，電阻R66和電阻R69的串聯連接端通過電容C38接地，電阻R66和電阻R69的串 聯連接端還連接至穩壓二極體ZD4的陰極，穩壓二極體ZD4的陽極接地；穩壓源U8的輸入 端還通過電阻R74連接至U7的第8引腳。第一電壓源13使U7的第3引腳的電壓為2. 5V， 當U7的第2引腳的電壓大於2. 5V時，U7的第1引腳輸出低電平，反之，輸出高電平，三極 管Q8導通，拉低降壓模塊3中的電阻R7和電阻R8之間的電壓，即降壓模塊3中的PFC控 制晶片Ul的第8引腳VCC的電壓，此時PFC控制晶片Ul不工作，整個電路無輸出。
開關管14包括三極體Q8，三極體Q8的集電極作為輸出端111 ;三極體Q8發射極接 地；三極體Q8的基極通過電阻R72連接至其發射極，三極體Q8的基極還通過依次串聯連接的 電阻R70和電阻R71連接至三極體Q9的基極，電阻R70和電阻R71的串聯連接端作為輸出端 114，電阻R70和電阻R71的串聯連接端還連接至U7的第1弓,；三極體Q9的集電極作為輸 出端112，三極體Q9的發射極接地，三極體Q9的基極通過電阻R73連接至其發射極。
在本發明實施例中，輸入欠壓保護電路還包括三極體Q7，穩壓二極體ZD、二極體 D18以及電阻R75，其中三極體Q7的集電極作為輸出端113，三極體Q7的發射極連接至二極 管D18的陽極，二極體D18的陰極連接至U7的第8引腳，三極體Q7的基極通過電阻R75連 接至其集電極，穩壓二極體ZD的陽極接地，穩壓二極體ZD的陰極連接至三極體Q7的基極。
在本發明實施例中，整流電路6包括二極體單元D1、 D2、 D3和D4 ;二極體單元D1 和D3串聯連接，二極體單元D2和D4串聯連接，二極體單元D1和D3的串聯連接端通過電 感L3連接至保險單元F1，保險單元F1的作用是當電流過大時(異常狀態)，保險被燒掉， 保護其他的電路不受損傷；其中二極體單元是由兩個並聯連接的二極體組成；通過二極體 整流後將交流輸入電壓轉變為直流電壓。
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在本發明實施例中，濾波電路7包括並聯連接的電容C1和電容C2 ;其中電容C1的 一端接地，電容Cl的另一端作為輸出端110。 圖3示出了本發明實施例提供的LED控制電路中PFC電路2的具體電路，為了便 於說明，僅示出了與本發明實施例相關的部分，詳述如下。 PFC電路2包括變壓器20、第二檢測電路21、第二電壓源22、 PFC控制模塊23、 開關管24、第三檢測電路25以及第四檢測電路26 ;其中變壓器20的輸入端連接至整流電 路6的輸出端，將整流電路6整流後的電壓進行升壓後輸出；第二檢測電路21的輸入端連 接至整流電路6的輸出端，對整流後的電壓進行檢測後輸出參考電壓；第二電壓源22用於 提供供電電壓；PFC控制模塊23的參考電壓輸入端MU連接至第二檢測電路21的輸出端， PFC控制模塊23的電源端VCC連接至第二電壓源22的輸出端；第一 MOS管24的柵極連接 至PFC控制模塊23的驅動輸出端G，第一 MOS管24的漏極連接至變壓器20的輸出端；第三 檢測電路25的輸入端連接至第一M0S管24的源極，第三檢測電路25的輸出端連接至PFC 控制模塊23電流反饋端CS ;第四檢測電路26，的輸入端連接至變壓器20的輸出端，第四檢 測電路26的輸出端連接至PFC控制模塊23電壓反饋端INV。 其中，第二檢測電路21包括順次串聯連接在整流電路6的輸出端與地之間的電 阻R3、電阻R4和電阻R5 ;其中電阻R4和電阻R5的串聯連接端作為第二檢測電路21的輸 出端連接至PFC控制模塊23的參考電壓輸入端MU ;第二檢測電路21通過電阻R3、電阻R4 和電阻R5輸入電壓檢測，給PFC控制模塊23提供一個參考電壓。 第二電壓源22包括依次串聯連接的阻R6、電阻R7、電阻R8以及穩壓二極體ZD1 ; 其中電阻R6、電阻R7和電阻R8依次串聯連接，電阻R7和電阻R8的串聯連接端作為輸入 端211與輸入欠壓保護電路1的輸出端111連接；穩壓二極體ZD1的陽極接地，穩壓二極體 ZD1的陰極作為輸入端212與輸入欠壓保護電路1的輸出端112連接。第二電壓源22給 PFC控制模塊23的電源端提供電壓，當檢測到PFC控制模塊23的電源端電壓過低時，PFC 控制模塊23不工作。 PFC控制模塊23包括PFC控制晶片U1， Ul包括8個引腳，其中Ul的電壓反饋端 INV通過電容C8連接至Ul的COM端，Ul的電壓反饋端INV還依次通過電容C7和電阻R9 連接至U1的COM端，Ul的參考電壓輸入端MU連接至電阻R4和電阻R5的串聯連接端；U1 的電流反饋端CS通過電容C9接地；U1的電源端VCC與電阻R8的非串聯連接端連接；U1的 驅動輸出端G與電阻R13的一端連接，Ul的GND端接地，Ul的ZCD端與電阻R12的一端連 接。PFC控制晶片Ul可以校正電流的波形緊跟著電壓的波形，提高輸入功率因素減少電源 對輸入網絡的汙染，同時把輸出電壓升壓到一定的數值(本電路設置為75VDC)。
第一 MOS管Q2的柵極與電阻R13的另一端連接，第一 MOS管Q2的漏極與變壓器 Tl的初級繞組的一端連接，第一M0S管Q2的源極與第三檢測電路25的輸入端連接。當PFC 控制晶片Ul的驅動輸出端G為高電平時，第一 MOS管Q2導通，反之，第一 MOS管Q2不導通。
第三檢測電路25包括電阻R14、電阻R15和電阻R16 ;其中電阻R14連接在第一 MOS管Q2的柵極與源極之間的；電阻R16的一端連接至第一 MOS管Q2的源極，電阻R16的 另一端接地；電阻R16的一端還通過電阻R15連接至PFC控制模塊23電流反饋端CS。第 三檢測電路25通過電阻R14、電阻R15和電阻R16檢測第一 MOS管Q2的電流，並將檢測到 的電流信號反饋給PFC控制晶片Ul的電流反饋端CS。
第四檢測電路26包括依次串聯連接在所述變壓器20的輸出端與地之間的電阻 R17、電阻R18、電阻R19和電阻R20 ;以及與電阻R20並聯連接的電阻R21 ;其中電阻R19與 電阻R20的串聯連接端連接至PFC控制模塊23的電壓反饋端INV。第四檢測電路26用於 檢測輸出電壓，電阻R20和電阻R21分壓給PFC控制晶片Ul的電壓反饋端INV，是一個反饋 迴路，保證電阻R20和電阻R21兩端的電壓是2. 5V。 在本發明實施例中，PFC電路2還包括二極體D5、 D6、 D7、 D8和D9，電容C5、 C6、 C10、C11、C12、C13，電阻R10、R11、R12、三極體Q1以及元件NTC1 ;其中三極體Ql的基極作 為輸入端212與輸入欠壓保護電路1的輸出端112連接；三極體Ql的發射極連接至二極體 D7的陽極，二極體D7的陰極連接至PFC控制晶片U1的VCC端，三極體Q1的集電極通過電 阻R10連接至其基極，三極體Q1的集電極還通過電容C5接地，三極體Q1的集電極還連接 至二極體D5的陰極，二極體D5的陽極通過順次串聯連接的電容C6、電阻Rll和電阻R12連 接至PFC控制晶片Ul的ZCD端；電阻Rll和電阻R12的串聯連接端連接至變壓器Tl的次 級繞組的一端，變壓器T1的次級繞組的另一端接地；二極體D6的陰極連接至二極體D5的 陽極，二極體D6的陽極接地；變壓器T1的初級繞組的另一端連接至輸入端210 ;二極體D8 的陽極連接至；變壓器T1的初級繞組的一端，二極體D8的陰極與元件NTC1的一端連接，元 件NTC1的另一端作為輸入端213與輸入欠壓保護電路1的輸出端113連接；元件NTC1的 另一端還通過並聯連接的電容C12和電容C13接地；二極體D9的陽極連接至變壓器Tl的 初級繞組的另一端，二極體D9的陰極連接至元件NTC1的一端。 圖4示出了本發明實施例提供的LED控制電路中降壓電路3的具體電路；為了便 於說明，僅示出了與本發明實施例相關的部分，詳述如下。 降壓電路3包括P麗控制模塊31 、第二 MOS管32、第五檢測電路33、偵測線電壓電 路34、放電迴路35以及第六檢測電路36 ;其中偵測線電壓電路34連接在P麗控制模塊31 的電源端VIN，用於給P麗控制模塊31提供工作電壓；第二 M0S管32連接在P麗控制模塊 31的驅動輸出端G ;第五檢測電路33連接在第二M0S管32的源極與P麗控制模塊31的電 流反饋端SENSE ;放電迴路35連接在第二 MOS管32的漏極；第六檢測電路36連接在P麗 控制模塊31的電源端VDD。 其中，P麗控制模塊31包括P麗控制晶片U2、電阻R25和感應元件TH1 ;P麗控制 晶片U2包括8個引腳，U2的GND端接地，U2的FB端作為輸入端311， U2的FB端還通過電 容C15接地，U2的電源端VIN通過電容C14接地，U2的RI端通過電阻R25接地，U2的驅動 輸出端G與二極體Dll的陰極連接，U2的電源端VDD連接第六檢測電路36，U2的VDD端還 通過並聯連接的電容C34和電容C33接地；U2的RT端作為輸出端312， U2的RT端還通過 感應元件TH1接地；U2的電流反饋端SENSE連接至第五檢測電路33的輸出端。P麗控制芯 片U2是一個電流型的P麗控制晶片，具有過流保護，過載保護，過壓保護，過溫保護，欠壓鎖 定保護等功能。通過檢測P麗控制晶片U2的FB端的電流來控制驅動輸出端G的電平的高 低，從而控制第二 MOS管32的通斷，從而使輸出恆流。 作為本發明的一個實施例，電阻R25為頻率設定電阻，通過調節電阻R25阻值大小 可以調節P麗控制晶片U2的工作頻率。 在本發明實施例中，感應元件TH1為過溫保護設定元件，通過調節感應元件TH1的 大小，可以設定過溫保護的溫度點，此電路設定在85度的時候保護，當保護起作用時，P麗控制晶片U2停止工作，整個電路無輸出。防止元件由於溫度過高引起的損壞。作為本發明 的一個實施例，感應元件TH1可以為熱敏電阻或其他任何用於感應溫度的元件。
在本發明實施例中，第二M0S管Q3的柵極連接至二極體Dll的陽極，第二MOS管 Q3的源極與第五檢測電路33的輸入端連接，第二MOS管Q3的柵極與放電迴路35的控制端 連接，第二 MOS管Q3的柵極還作為輸出端316。通過P麗控制晶片U2的驅動輸出端G輸出 的信號控制第二 MOS管Q3的通斷，當第二 MOS管Q3導通時， 一次側的能量通過變壓器T2 傳輸到二次側。當第二MOS管Q3關斷時，剩餘的能量通過放電迴路35消耗掉。
第五檢測電路33包括電阻R27、電阻R28和電阻R29 ;其中電阻R27連接在第二 MOS管Q3的柵極與源極之間，電阻R28的一端連接至第二 MOS管Q3的源極，電阻R28的另 一端連接至P麗控制晶片U2的電流反饋端SENSE,電阻R28的另一端還通過電容C17接地； 電阻R29的一端連接至第二 MOS管Q3的源極，電阻R29的另一端接地。第五檢測電路33 用於檢測第二 M0S管Q3的電流，並傳輸給P麗控制晶片U2的FB端，控制驅動輸出端G輸 出的電平的高低，從而進一步控制第二M0S管Q3的通斷，使電路最終的輸出穩定。
偵測線電壓電路34包括依次串聯連接在輸入端310與P麗控制晶片U2的電源 端VIN之間的電阻R22、電阻R23和電阻R24。偵測線電壓電路34通過電阻R22，電阻R23 和電阻R24檢測線電壓，同時在開機瞬間給P麗控制晶片U2提供工作電壓；另外還有輸入 過流保護功能當線電壓過大的時，P麗控制晶片U2停止工作。 放電迴路35包括電阻R32、電阻R33、電阻R34、電阻R35以及二極體D10 ;其中 二極體DIO的陽極連接至第二M0S管Q3的漏極，二極體DIO的陰極通過依次串連接的電阻 R34和電阻R32連接至輸入端310， 二極體D10的陰極還通過依次串連接的電阻R35和電阻 R33連接至輸入端310，電阻R34和電阻R32的串聯連接端與電阻R35和電阻R33的串聯連 接端連接；二極體D10的陰極還通過電容C16連接至輸入端310。當第二 MOS管Q3處於關 斷狀態時，通過由電阻R32、電阻R33、電阻R34、電阻R35以及二極體D10組成的放電迴路 35瀉放能量。 第六檢測電路36包括三極體Q4、電阻R31、電阻R30、穩壓二極體ZD3、電容C18 以及二極體D12 ;其中，二極體D12的陽極作為輸出端317，二極體D12的陰極通過依次串聯 連接的電阻R30和電容C18接地，電阻R30和電容C18的串聯連接端連接至三極體Q4的集 電極，電阻R30和電容C18的串聯連接端還通過電阻R31連接至三極體Q4的基極，穩壓二 極管ZD3的陽極接地，穩壓二極體ZD3的陰極連接至三極體Q4的基極，三極體Q4發射極作 為輸出端連接至P麗控制晶片U2的電源端VDD。第六檢測電路36用於檢測電壓信號並傳 輸給P麗控制晶片U2的電源端VDD，同時具有欠壓保護和過壓保護功能。
在本發明實施例中，降壓電路3還包括三極體Q5、電阻R81和電阻R82 ;其中三極 管Q5的集電極連接至P麗控制晶片U2的RT端，三極體Q5的發射極接地，三極體Q5的基 極通過電阻R82連接至其發射極，三極體Q5的基極還連接至電阻R81的一端，電阻R81的 另一端作為輸入端318連接至輸入欠壓保護電路1的輸出端114。 圖5示出了本發明實施例提供的LED控制電路中輸出恆流及過壓保護電路4的具
體電路，為了便於說明，僅示出了與本發明實施例相關的部分，詳述如下。 輸出恆流及過壓保護電路4包括單片機41、第七檢測電路42以及輸出電路43。其
中，單片機41包括雙運算放大器U5 ;雙運算放大器U5與其他輔助元件構成PID調解器；
11雙運算放大器U5包括8個引腳，U5的第1引腳定義為Output 1，U5的第2引腳為Inverting input 1，U5的第3引腳定義為Non-inverting input 1，U5的第4引腳定義為Vcc-，U5的 第5引腳定義為Non-inverting input 2，U5的第6引腳定義為Inverting input 2，U5的 第7引腳定義為0utput2， U5的第8引腳定義為Vcc+， U7的第1引腳作為比較模塊11的 輸出端；U5的第1引腳通過電容C24連接至U5的第2引腳，U5的第1引腳還通過依次串 聯連接的電阻R42和電容C24連接至U5的第2引腳，U5的第1引腳還連接至二極體D5的 陰極，二極體D5的陽極連接至光電耦合器U3中二極體的陰極，U5的第3引腳通過電容C29 接地，電阻R40、電阻R41、電阻R44和電阻R45依次串聯連接在光電耦合器U3中二極體的 陽極與地之間，電阻R40和電阻R41的串聯連接端連接至U5的第8引腳，電阻R44和電阻 R45的串聯連接端連接至U5的第5引腳，電容C30與電阻R45並聯連接；U5的第7引腳通 過電容C25連接至U5的第6引腳，U5的第7引腳還通過依次串聯連接的電阻R43和電容 C25連接至U5的第6引腳，U5的第7引腳還連接至二極體D14的陰極，二極體D14的陽極 連接至光電耦合器U3中二極體的陰極；U5的第6引腳還通過電容C28接地，U5的第6引腳 還通過電阻R38與輸出電路43連接；U5的第8引腳還通過電容C27接地。
第七檢測電路42包括電阻R48、電阻R49、電阻R50、電阻R51、電阻R52、電壓基準 源U6和電容C32 ;其中電阻R50和電容C32串聯連接在第七檢測電路的輸入端與地之間， 電阻R50和電容C32的串聯連接端連接至電壓基準源U6的輸入端，電壓基準源U6的輸出 端連接至光電耦合器U4中二極體的陰極，電壓基準源U6的地端接地，電壓基準源U6的輸 入端還通過並聯連接的電阻R51和R52接地；電阻R48的一端連接至第七檢測電路的輸入 端，電阻R48的另一端連接至光電耦合器U4中二極體的陽極；電阻R49的一端連接至第七 檢測電路的輸入端，電阻R49的另一端連接至光電耦合器U4中二極體的陰極。輸出電壓通 過電阻R50、電阻R51和電阻R52的分壓連接到電壓基準源U6的輸入端，當輸出電壓大於 24V時(即電阻R51上的電壓大於2. 5V時)，電壓基準源U6導通，光電耦合器U4中的發光 二極體開始發光，Q5上的電壓被拉到地，P麗控制晶片U2停止工作，整個電路無輸出。
輸出電路43包括變壓器T2、二極體D13、電感L4、電容C20、電容C21、電阻R37、 電感L5和電容C22 ;其中，變壓器T2的第一初級線圈的一端作為輸入端410連接至降壓電 路的輸出端315，變壓器T2的第一初級線圈的另一端作為輸入端411連接至降壓電路的輸 出端316，變壓器T2的第二初級線圈的一端作為輸入端412連接至降壓電路的輸出端317， 變壓器T2的第二初級線圈的另一端接地；變壓器T2的次級線圈的一端連接至二極體D13 的陽極，變壓器T2的次級線圈的另一端接地；二極體D13的陰極通過電容C20接地，二極體 D13的陰極還連接至電感L4的一端，電感L4的另一端通過電容C21接地，電感L4的另一端 哈連接至電感L5的一端，電感L5的另一端作為輸出端415連接至負載8正極，電阻R37的 一端接地，電阻R37的另一端作為輸出端416連接至負載8負極，電感C22連接在電感L5的 另一端與電阻R37的另一端之間；電容C19的一端連接至二極體D13的陽極，電容C19的另 一端通過電阻R36連接至二極體D13的陰極。當輸出端415或輸出端416不接負載8時， 輸出空載電壓20VDC-21VDC ;當輸出端415和輸出端416接負載且輸出電流小於0. 7A時， 輸出電壓是20VDC-21VDC ;當輸出端415和輸出端416接負載且輸出電流大於0. 7A時，輸 出恆流為0. 7A。 在本發明實施例中，輸出恆流及過壓保護電路4還包括光電耦合器U3 、光電耦合器U4、電阻R39、電阻R46、電阻R47和電容C31 ;其中，光電耦合器U3中三極體的發射極接 地，光電耦合器U3中三極體的集電極作為輸入端413連接至降壓電路3的輸出端311 ;光 電耦合器U4中三極體的發射極接地，光電耦合器U4中三極體的集電極作為輸入端414連 接至降壓電路3的輸出端312 ;電阻R39、電阻R46和電阻R47依次串聯連接在雙運算放大 器U5的第8引腳與地之間；電阻R39和電阻R46的串聯連接端通過電容C31接地。
在本發明實施例提供的輸出恆流及過壓保護電路4中，電路正常工作時，電壓基 準源U6不導通，當輸出電壓增加到一定的電壓時，電壓基準源U6導通，光電耦合器U4導 通，P麗控制晶片U2的RT端電壓被拉底，P麗控制晶片U2停止工作，電路無輸出；當輸出 電壓過高時，有效地保護了外接負載8。 在本發明實施例提供的輸入欠壓保護電路1中，輸入交流電壓經過整流採集輸入
到遲滯比較器U7的第2引腳，第3引腳接2. 5V的基準電壓，正常工作時，遲滯比較器U7的
第1引腳輸出低電平，當輸入電壓降低到12V以下時，遲滯比較器U7的第1引腳輸出高電
平，三極體Q8導通，拉低PFC控制晶片U1的Vcc電壓，PFC控制晶片U1停止工作，同時三
極管Q5導通，拉低P麗控制晶片U2的RT端電壓，P麗控制晶片U2不工作，整個電路無輸
出。由於使用了遲滯比較器，當電壓在12V上下浮動時，整個電路仍然無輸出。當輸入電壓
升高到13V以上時，遲滯比較器的第1引腳輸出低電平，電路開始正常工作。 在本發明實施例中，第一 M0S管Q2、第二 M0S管Q3都可以採用其他的開關元件器
代替；同樣本發明中提到的所有三極體都可以採用其他的開關元件器代替。 本發明實施例提供的LED控制電路利用PFC電路使得輸入功率因素大於0. 99，同
時將電壓升高到80V，再利用降壓電路使電壓降低到22V，同時有輸出反饋電路，使輸出恆
流，保證LED恆定發光；另外還具有防止高溫時線路板被損壞的過溫保護功能；以及當電路
輸出有異常時有效地保護外接負載的功能。 以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精 神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
一種LED控制電路，其包括EMI電路、整流電路以及濾波電路，其特徵在於，所述LED控制電路還包括輸入欠壓保護電路、PFC電路、降壓電路以及輸出恆流及過壓保護電路；所述EMI電路、所述整流電路、所述PFC電路以及所述濾波電路順次連接；所述輸入欠壓保護電路的輸入端連接至所述整流電路的輸入端，所述輸入欠壓保護電路的第一輸出端連接至所述PFC電路的控制端，所述輸入欠壓保護電路的第二輸出端連接至所述降壓電路的第二輸入端，所述降壓電路的第一輸入端連接至所述濾波電路的輸出端，所述降壓電路的輸出端連接至所述輸出恆流及過壓保護電路的輸入端，所述輸出恆流及過壓保護電路的輸出端連接負載，所述輸出恆流及過壓保護電路的反饋端連接至所述降壓電路的控制端。
2. 如權利要求1所述的LED控制電路，其特徵在於，所述輸入欠壓保護電路包括 第一檢測電路，其輸入端連接至所述整流電路的輸入端，對輸入電壓進行檢測； 用於提供基準電壓的第一電壓源； 比較模塊，其第一輸入端連接至所述第一檢測電路的輸出端，所述比較模塊的第二輸 入端連接至所述第一電壓源的輸出端；開關管，其輸入端連接至所述比較模塊的輸出端；所述比較模塊將第一檢測電路檢測的輸入電壓與第一 電壓源提供基準電壓進行比較， 根據比較結果控制所述開關管的導通或斷開。
3. 如權利要求2所述的LED控制電路，其特徵在於，所述第一檢測電路包括 二極體D16、二極體D17、電阻R60、電阻R61、電阻R62、電阻R63、電阻R64、電容C35以及電容C36 ;所述二極體D16的陽極連接至所述整流電路的電壓輸入端正極，所述二極體D16的陰 極依次通過所述電阻R60和所述電容C35接地；所述二極體D17的陽極連接至所述整流電路的電壓輸入端負極，所述二極體D17的陰 極依次通過所述電阻R61、所述電阻R62和所述電阻R63接地；所述電阻R64與所述電阻R63並聯連接，所述電容C36與所述電阻R63並聯連接；所述電阻R60與所述電容C35的串聯連接端與所述電阻R61和所述電阻R62的串聯連 接端連接，所述電阻R62與所述電阻R63的串聯連接端作為所述第一檢測電路的輸出端連 接至所述比較模塊的第一輸入端。
4. 如權利要求1所述的LED控制電路，其特徵在於，所述PFC電路包括 變壓器，其輸入端連接至所述整流電路的輸出端，將整流電路整流後的電壓進行升壓後輸出；第二檢測電路，其輸入端連接至所述整流電路的輸出端，對整流後的電壓進行檢測後 輸出參考電壓；用於提供供電電壓的第二電壓源；PFC控制模塊，其參考電壓輸入端連接至所述第二檢測電路的輸出端，所述PFC控制模 塊的電源端連接至所述第二電壓源的輸出端；第一 MOS管，其柵極連接至所述PFC控制模塊的驅動輸出端，所述第一 MOS管的漏極連 接至所述變壓器的輸出端；第三檢測電路，其輸入端連接至所述第一 M0S管的源極，所述第三檢測電路的輸出端 連接至所述PFC控制模塊電流反饋端；以及第四檢測電路，其輸入端連接至所述變壓器的輸出端，所述第四檢測電路的輸出端連 接至所述PFC控制模塊電壓反饋端。
5. 如權利要求4所述的LED控制電路，其特徵在於，所述第二檢測電路包括順次串聯 連接在所述整流電路的輸出端與地之間的電阻R3、電阻R4和電阻R5 ;電阻R4和電阻R5的串聯連接端作為第二檢測電路的輸出端連接至所述PFC控制模塊 的參考電壓輸入端。
6. 如權利要求5所述的LED控制電路，其特徵在於，所述第四檢測電路包括 依次串聯連接在所述變壓器的輸出端與地之間的電阻R17、電阻R18、電阻R19和電阻R20 ;以及與所述電阻R20並聯連接的電阻R21 ;所述電阻R19與所述電阻R20的串聯連接端連接至PFC控制模塊的電壓反饋端。
7. 如權利要求4所述的LED控制電路，其特徵在於，所述第三檢測電路包括電阻R14、 電阻R15以及電阻R16 ;所述電阻R14連接在所述第一 M0S管的柵極與源極之間的；所述電阻R16的一端連接至所述第一 M0S管的源極，所述電阻R16的另一端接地；所述 電阻R16的一端還通過所述電阻R15連接至所述PFC控制模塊電流反饋端。
8. 如權利要求1所述的LED控制電路，其特徵在於，所述降壓電路包括 P麗控制模塊；連接在所述P麗控制模塊的電源端，用於給所述P麗控制模塊提供工作電壓的偵測線 電壓電路；連接在所述P麗控制模塊的驅動輸出端的第二 M0S管；連接在所述第二 M0S管的源極與所述P麗控制模塊的電流反饋端SENSE的第五檢測電路；連接在所述第二MOS管的漏極的放電迴路；以及 連接在所述P麗控制模塊的電源端的第六檢測電路。
9. 如權利要求8所述的LED控制電路，其特徵在於，所述放電迴路包括 電阻R32、電阻R33、電阻R34、電阻R35以及二極體D10 ;所述二極體DIO的陽極連接至第二M0S管Q3的漏極，所述二極體DIO的陰極通過依次 串連接的電阻R34和電阻R32連接至所述偵測線電壓電路的輸入端，二極體D10的陰極還 通過依次串連連接的電阻R35和電阻R33連接至所述偵測線電壓電路的輸入端，所述電阻 R34和所述電阻R32的串聯連接端與所述電阻R35和所述電阻R33的串聯連接端連接。
10. 如權利要求8所述的LED控制電路，其特徵在於，所述第六檢測電路包括 三極體Q4、電阻R31、電阻R30、穩壓二極體ZD3、電容C18以及二極體D12 ; 所述二極體D12的陽極與所述輸出恆流及過壓保護電路連接，所述二極體D12的陰極通過依次串聯連接的電阻R30和電容C18接地；所述電阻R30和所述電容C18的串聯連接端連接至所述三極體Q4的集電極，所述電阻 R30和所述電容C18的串聯連接端還通過所述電阻R31連接至所述三極體Q4的基極，所述 穩壓二極體ZD3的陽極接地，所述穩壓二極體ZD3的陰極連接至所述三極體Q4的基極，所述三極體Q4的發射極作為輸出端連接至所述P麗控制模塊的電源端。
全文摘要
本發明適用於LED領域，提供了一種LED控制電路；LED控制電路包括順次連接的EMI電路、整流電路、PFC電路以及濾波電路；輸入欠壓保護電路的輸入端連接至整流電路的輸入端，第一輸出端連接至PFC電路的控制端，第二輸出端連接至降壓電路的第二輸入端；降壓電路的第一輸入端連接至濾波電路的輸出端，輸出端連接至輸出恆流及過壓保護電路的輸入端；輸出恆流及過壓保護電路的輸出端連接負載，輸出恆流及過壓保護電路的反饋端連接至降壓電路的控制端。本發明提供的LED控制電路利用PFC電路使得輸入功率因素大於0.99，同時將電壓升高到80V，再利用降壓電路使電壓降低到22V，同時有輸出反饋電路，使輸出恆流，保證LED恆定發光。
文檔編號H05B37/02GK101778507SQ20091018880
公開日2010年7月14日 申請日期2009年12月10日 優先權日2009年12月10日
發明者周明傑, 肖磊, 陳永倫 申請人:海洋王照明科技股份有限公司