[实用新型]交流温控恒流多段式限压保护LED照明灯电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，属电子照明技术之LED照明技术范畴。

技术背景

LED是发光二极管(Light Emitting Diode)的简称，是一种效率高、光质好、能耗小、寿命长、安全环保的固体光源，在照明领域取代传统的白炽灯和荧光灯已是大势所趋。

普通LED单体的功率很小，一只照明灯具应有几十上百个单体甚至更多其亮度才能满足需要。LED也有自身的弱点，一是伏安曲线十分陡峭，在其额定电压上下区间，微小的电压变化对应大幅的电流变化，大幅超过额定电流将导致性能变坏甚至损坏；二是耐压性能差，即使电源限定了较小的电流，过高的(十几伏至数十伏)电压即可将其损坏；三是单体一致性差，不同厂商的产品不说，即便是同一厂商的同一批次产品其各项性能的差异也显著存在。这些无疑成了LED照明产品市场化进程的拦路虎。

针对LED的上述弱点，近年市面上可见的解决方案主要有：

1、低压驱动

通过变压器、降压电容、专用IC等将220伏交流电变换成十几伏至数十伏的直流电来驱动LED。此类电路的优点是安全可靠，但用电效率低，有的电路甚至将LED的节能性能丧失殆尽。

2、恒流驱动

放弃恒压驱动选择恒流驱动，是多年来业界人士的普遍共识，但不论是线性恒流驱动还是开关恒流驱动若采取了低压输出方式则效率折扣就令人难以接受；若采取了高压输出方式，尽管电流恒定，但因为单体一致性差，某一单体被高压损坏的机率很大，从而单纯采用这种电路的灯具故障率居高，产品寿命无法保证。

3、串并矩阵

将若干个LED单体按电压和电流的要求进行串联并联组合，来增强整体的稳定性和可靠性，这类电路是以放弃LED较理想工作状态为前提，且还须配合以其它稳压、稳流方式，目前这种较原始的方法已被淘汰出局。

4、LED并联或串联电阻保护

在LED单体或列阵上并联或串联电阻进行保护过去较为多见，串联电阻用意在降低LED所承受的电压，并联电阻用意在减少通过LED的电流(即分流)，这两类古板的方法的有效性与电路效率损失成正比。因简单，在电路局部使用尚有价值，仅此而已。

5、LED并联稳压二极管保护

有一种将每一个LED都并联一只稳压二极管的保护电路，应该说这种保护电路是有效可靠的，但是作为普通照明灯具增加数量如此之多的稳压二极管，显然成本太高。

当前，开发研制高效、实用、可靠、价廉四者兼备的驱动电路成了LED照明灯具大规模进入市场先决条件，受到了广泛的关注和期待。

发明内容

本实用新型为一种创新性的具有高效、实用、可靠、价廉特点的LED照明灯驱动电路。其创新之处主要在于：

1、在晶体三极管与三端精密可调基准IC构成的恒流源电路中，加入正温热敏电阻，将其作为电流取样电阻的一部分。合适阻值及热敏系数的选定，使温度上升时，取样电阻阻值增加，三端精密可调基准IC调节晶体三极管集电极电流相应减少，以抵消温度上升伴随的电路电流相应增加；而温度下降时，取样电阻阻值减少，三端精密可调基准IC调节晶体三极管集电极电流的增加，以抵消温度下降伴随的电路电流的减少，从而以最简单的方式实现温度变化意义上的恒流控制。

2、利用稳压二极管采取多段式限压方式对LED负载进行保护。电流在允许值内，LED的耐压值为其工作电压值的若干倍，完全没有必要将每一个LED单体都并联一只稳压二极管进行保护。可以根据LED产品说明书和抽样实验结果，确定LED的实际耐压下限值，选用稳压值略低于此值的稳压二极管进行多段式限压保护。这样即达到了对LED保护目的，与“一对一”的保护方式相比，减少了大量稳压二极管，降低了材料成本和人工成本。

本发明有以下特点和优势：

①具有电流恒流控制和温度调节性能，电压波动15％，灯具(壳体)温度在15℃～45℃范围变动，负载电流波动小于5％；②效率在90％左右；③LED负载在270伏(可能略高或略低)直流驱动下可连续稳定工作，无高压损坏LED单体现象；④线路简单，元器件普通价廉，整体灯具(壳体在外)造价在13元/5W水平；⑤本驱动电路适合于交流功率4～6W、8～12W、12～18W、16～24W......规格的各类LED灯具(如挂灯、饰灯、台灯、仿日光灯等)，便于商品产业化，亮度完全满足实际需要，例如5W亮度已赶超白炽灯40W、螺旋式荧光灯9W。

附图说明

1、附图1为结构原理框图；

2、附图2为交流温控恒流多段式限压保护LED照明灯典型电路图。

具体实施方式