一種led模組輸入浪涌電流的控制裝置的制造方法
【專利說明】
[0001]【技術領域】
本發明涉及一種控制裝置，尤其指一種LED模組輸入浪涌電流的控制裝置。
[0002]【【背景技術】】
LED光源由于其高光效和長壽命越來越受到照明行業的重視。和傳統光源不同，LED光源需要恒定直流驅動，一般需要在輸入和LED光源之間加入恒流驅動電源，請參考圖1所示，輸入電壓Vin可以為交流市電輸入，也可以是直流輸入，用來提供功率給LED光源。驅動電源往往是功率變換電路，其可以是開關電源，也可以是線性恒流電路，用來提供LED光源所需的直流信號。在驅動電源的輸出端，往往接有輸出電容Co，輸出電容Co主要是用來濾除驅動電源輸出電流紋波，抑制從輸入端過來的浪涌電壓；LED模組主要是LED光源芯片，按照光學、熱學和結構的要求進行分布，模組和驅動電源之間需要通過端子或者導線進行電氣連接，這樣驅動電源可以輸出合適的信號給LED模組，使LED芯片按照設計正常發光。
[0003]在實際應用中，驅動電源和LED模組之間的端子連接或者導線焊接連接會出現接觸不良的情況，這對恒流驅動電源來說相當于負載在正常條件和過載條件兩種狀態來回切換。恒流驅動電源在輸出過載時輸出電壓會迅速上升，為了避免對驅動電源造成損壞，驅動電源一般加有輸出過壓保護，從而把輸出電壓控制在合適的范圍內，同時，為了不影響正常工作，這個過壓保護點需要設計得比正常工作輸出電壓要高，這樣在輸出電容Co上面儲存了過高的能量。當LED模組重新接入，驅動電源輸出從過載變回正常負載時，Co上面的電壓就會對LED模組進行放電，在LED芯片流過非常高的浪涌電流，最終導致LED芯片燒壞。在個別應用中，往往也需要系統支持帶電操作，要求在不斷電情況下隨時更換LED模組，如果驅動電源采用恒流輸出，就會存在上述問題，在插拔LED模組過程中損壞LED芯片。
[0004]現有技術中，通常通過在LED模組中加入限流的部件來解決上述問題。在LED模組接入系統時，如果有過高的浪涌電壓，通過限流部件控制輸入浪涌電流，達到保護的目的。請參照圖2所示，LED模組具有負溫度系數NTC電阻作為限流的部件。當接入系統時，由于NTC電阻阻值較大，可以抑制電流的增加，正常工作時NTC電阻由于發熱使得阻值下降，不影響正常轉換效率。但由于NTC電阻阻值變化有一個比較緩慢的過程，對于接觸不良或者快速熱插拔所起的限流作用比較有限，并且NTC本身會發熱，會影響模組的溫度特性。而且，采用NTC電阻限流，流入LED模組的浪涌電流會隨輸入浪涌電壓變大而變大，不能很好設定電流上限。
[0005]因此，為了克服上述缺陷，有必要提供一種改進的LED模組輸入浪涌電流的控制
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[0006]【
【發明內容】
】
本發明的目的在于提供一種LED模組輸入浪涌電流的控制裝置。
[0007]為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案:一種LED模組輸入浪涌電流的控制裝置，用于控制經過LED模組的電流，包括供電單元以及控制單元，所述供電單元為控制單元供電，所述控制單元與所述LED模組串聯，所述控制單元包括與所述LED模組串聯的開關元件、連接于所述開關元件的采樣電路以及限流單元，LED模組具有額定電流，所述采樣電路采樣通過所述LED模組的電流，當流過LED模組的電流在額定電流范圍內時，所述控制單元的開關元件工作于飽和導通工作狀態，當流過LED模組的電流大于額定電流范圍時，所述限流單元通過所述采樣電路給出的信號啟動限流，使所述控制單元的開關元件工作于線性放大狀態，從而控制流過LED模組的電流。
[0008]優選地，所述LED模組輸入浪涌電流的控制裝置還包括泄放單元，所述泄放單元連接所述控制單元，當LED模組與電源驅動斷開時,所述泄放單元給所述控制單元放電。
[0009]優選地，所述泄放單元包括第二開關，所述第二開關具有第一端和第二端，所述第一端連接所述供電單元的輸入端，所述第二端連接所述控制單元的開關元件。
[0010]優選地，所述泄放單元還包括穩壓管以及分壓電阻，所述泄放單元的第二開關的第一端通過所述穩壓管和所述分壓電阻與所述供電單元的輸入端連接。
[0011]優選地，所述泄放單元包括電阻，所述電阻的一端連接所述開關元件，另一端連接所述采樣電路。
[0012]優選地，所述限流單元包括第一開關和電流設定單元，所述第一開關的第一端連接所述開關元件，第二端連接所述電流設定單元，第三端連接采樣電路，所述采樣電路的第一端連接開關元件，第二端連接所述第一開關，所述電流設定單元的一端連接所述采樣電路的第一端，另一端連接所述第一開關，所述電流設定單元通過采樣電路給出的信號輸出電流，從而控制所述第一開關的導通和關斷。
[0013]優選地，所述電流設定單元通過所述采樣電路給出的信號輸出不同大小和不同變化趨勢的電流。
[0014]優選地，所述電流設定單元包括運算放大器，所述運算放大器的輸入端的正極連接所述采樣電路，所述運算放大器的輸入端的負極連接基準值，所述運算放大器的輸出端連接所述第一開關。
[0015]優選地，所述控制單元還包括穩壓管以及電容，所述穩壓管的一端連接所述開關元件，另一端連接采樣電路的第二端，所述電容的一端連接所述開關元件，另一端連接采樣電路的第二端，所述穩壓管與所述電容并聯。
[0016]優選地，所述電流設定單元還包括限流電阻，所述限流電阻連接于所述運算放大器與所述控制單元的第一開關之間。
[0017]相較于現有技術，本發明LED模組輸入浪涌電流的控制裝置有以下優點:有效防止LED模組電流過大，且性能穩定。
[0018]【【附圖說明】】
圖1為現有技術的驅動電源和LED模組示意圖。
[0019]圖2為現有技術的LED模組輸入浪涌電流的控制裝置的示意圖。
[0020]圖3為本發明LED模組輸入浪涌電流的控制裝置的示意圖。
[0021]圖4為本發明LED模組輸入浪涌電流的控制裝置的第一實施例的電路圖。
[0022]圖5為本發明LED模組輸入浪涌電流的控制裝置的第二實施例的電路圖。
[0023]圖6為本發明LED模組輸入浪涌電流的控制裝置的關鍵點工作波形圖。
[0024]圖7為本發明LED模組輸入浪涌電流的控制裝置的第三實施例的電路圖。
[0025]【【具體實施方式】】
請參考圖3所示，一種LED模組輸入浪涌電流的控制裝置100，包括LED模組LED1-N、供電單元、以及控制單元200。供電單元為控制單元200供電，控制單元200與LED模組LEDl-N串聯。控制單元200包括與LED模組LEDl-N串聯的開關元件S、連接于開關元件S的采樣電路201以及限流單元，LED模組LEDl-N具有額定電流，采樣電路201采樣通過LED模組的電流，當流過LED模組LEDl-N的電流在額定電流范圍內時，控制單元200的開關元件S工作于飽和導通工作狀態，當流過LED模組LEDl-N的電流大于額定電流范圍時，限流單元通過采樣電路201給出的信號啟動限流，使控制單元200的開關元件S工作于線性放大狀態，從而控制流過LED模組LEDl-N的電流。
[0026]LED模組輸入浪涌電流的控制裝置100的一端連接恒流驅動電源，用于控制恒流驅動電源輸入LED模組LEDl-N的電流不會過大而導致LED模組LEDl-N損壞。本發明LED模組輸入浪涌電流的控制裝置100利用開關元件S的元件特性，當LED模組LEDl-N正常工作時，開關元件S飽和導通，使得LED模組LEDl-N在驅動電源的驅動下正常工作。而由于LED模組LEDl-N與驅動電源之間的熱插拔或者其他原因使得經過LED模組的電流過大時，限流單元控制開關元件S處于線性導通狀態，從而控制經過LED模組LEDl-N的電流不會過大。本發明的控制單元200可以連接LED模組LEDl-N的負端，也可以連接于LED模組LEDl-N的中間，即位于LED模組LEDl-N中LEDl至LEDN中任意兩顆的中間，只要控制單元200不位于LED模組LEDl-N的正端即可。本發明LED模組LEDl-N輸入浪涌電流的控制裝置100能夠實時監測LED模組LEDl-N的電流，并能根據LED模組LEDl-N電流的情況及時作出反應，很好的控制LED模組LEDl-N的輸入電流，使得不會因為輸入電流過大而導致LED模組LEDl-N損壞。
[0027]進一步地，本發明LED模組輸入浪涌電流的控制裝置100還包括泄放單元，泄放單元一端與控制單元200連接，另一端與采樣電路連接。當LED模組LEDl-N與電源驅動斷開時，泄放單元為開關元件S放電，確保開關元件S處于關斷狀態，這樣，當LED模組LEDl-N與電源驅動再連接時，開關元件S可以正常控制輸入電流。
[0028]具體地，請參照圖4所示，本發明第一較佳實施例LED模組輸入浪涌電流的控制裝置I包括LED模組LED1-N、控制單元11以及供電單元12。供電單元12為控制單元11供電，控制單元11與LED模組LEDl-N串聯。控制單元11包括與LED模組LEDl-N串聯的開關元件S、連接于開關元件S的采樣電路110以及限流單元112。LED模組LEDl-N具有額定電流，采樣電路110采樣通過LED模組LEDl-N的電流，當流過LED模組LEDl-N的電流在額定電流范圍內時，控制單元11的開關元件S工作于飽和導通工作狀態，當流過LED模組LEDl-N的電流大于額定電流范圍時，限流單元112通過采樣電路110給出的信號啟動限流，使控制單元11的開關元件S工作于線性放大狀態，從而控制流過LED模組LEDl-N的電流。本實施例中，采樣電路110包括采樣電阻Rs，開關元件S為場效應管，供電單元12包括限流電阻R3，其他實施例中，開關元件S也可以為其他類型的開關器件，采樣電路110和供電單元12還可以根據需要增加或減少元件。
[0029]控制單元11的限流單元112包括第一開關Ql和電流設定單元113。第一開關Ql的第一端連接開關元件S，第二端連接電流設定單元113，第三端連接采樣電路110。采樣電路110的第一端連接開關元件S，第二端連接第一開關Ql，電流設定單元113的一端連接采樣電路110的第一端，另一端連接第一開關Q1。電流設定單元113通過采樣電路110給出的信號輸出電流，從而控制第一開關Ql的導通和關斷。本實施例中，第一開關Ql的第一端為集電極，第二端為基極，第三端為發射極。
[0030]電流設定單元113通過采樣電路110給出的信號輸出