Led電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種LED電路，屬于LED電路的【技術領域】；解決的技術問題為：提供一種結構簡單、能夠為LED提供穩定電流、且當LED的光源斷路后電路仍然可以正常工作的帶有備用電源電路的LED電路；采用的技術方案為：包括電源電路、驅動電路、控制電路和LED發光電路，電源電路給驅動電路和LED發光電路供電，控制電路與驅動電路和LED發光電路電連接，還包括過熱保護電路；適用于LED領域。
【專利說明】LED電路
【技術領域】
[0001] 本實用新型LED電路，屬于LED電路的【技術領域】。
【背景技術】
[0002] LED由于其具有亮度高、工作電壓低、功耗小、小型化、壽命長、耐沖擊和性能穩定 等優勢，在金融、交通、體育、廣告等領域得到廣泛應用；LED工作在低壓環境下且由電流來 進行驅動，一般在LED電路中，LED工作的電源是從供電電源降壓后而得到的，目前現有的 LED電路較為復雜，其降壓電路一般采用阻容降壓電路，阻容降壓電路的工作原理是利用電 容在一定的交流信號頻率下產生的容抗來限制最大工作電流，這類電路的輸出電流較小， 隨著輸入電壓的改變，LED的亮度也隨之改變，而且阻容降壓式電源是一種非隔離電源，安 全性較低；此外，LED工作電路中的高頻噪聲、電壓的激變均會影響其發光效果，所以在LED 電路中需要采取一些手段來給LED發光電路提供穩定的工作電流；LED的自身溫度會隨著 發光時間的增長而升高，當到達一定高溫時，LED會發生爆裂甚至燒壞整個LED電路，造成 不可挽救的經濟損失。 實用新型內容
[0003] 本實用新型克服現有技術存在的不足，所要解決的技術問題為：提供一種結構簡 單、能夠為LED提供穩定電流、且具有過熱保護功能的LED電路。
[0004] 為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為：LED電路，包括電源電 路、驅動電路、控制電路和LED發光電路，所述LED電路還包括過熱保護電路，所述電源電路 包括輸入端與市電電源相連的變壓器、輸入端與變壓器輸出端相連的橋式整流器以及輸入 端與橋式整流器輸出端相連的儲能芯片，所述儲能芯片通過第一輸出端0UT1給LED發光電 路和過熱保護電路供電、通過第二輸出端0UT2給驅動電路供電，儲能芯片的接地端GND接 地；所述驅動電路包括控制芯片和主要由二極管D1、電容C3、電感L2組成的降壓電路，所述 控制芯片的電源端并接電容C2的一端后與儲能芯片的輸出端0UT2相連，所述電容C2的另 一端接地，所述控制芯片的第一控制端并接二極管D1的正極后與電容C3的一端相連，所述 二極管D1的負極并接電感L2的一端后與儲能芯片的第一輸出端0UT1相連，電容C1的一 端與儲能芯片第一輸出端0UT1和二極管D1負極之間的連線相連，所述電容C1的另一端接 地；所述電感L2的另一端并接電容C3的另一端后與LED發光電路的電源輸入端相連，所述 LED發光電路的電源輸出端與控制電路電連接后與所述控制芯片的第二控制端相連，所述 控制芯片的接地端GND接地；所述過熱保護電路包括比較器、開關控制電路和開關電路，所 述比較器的非反相輸入端并接電阻R5的一端、電阻R6的一端、電阻R8的一端后與電容C4 的一端相連，比較器的反相輸入端并接電容C5的一端、熱敏電阻R4的一端后與分壓電阻R3 的一端相連，分壓電阻R3的另一端并接電阻R5的另一端、比較器的電源端、電阻R7的一端 后與儲能芯片的第一輸出端0UT1相連，熱敏電阻R4的另一端、電容C4的另一端、電阻R6 的另一端、電容C5的另一端和比較器的接地端均接地，比較器的輸出端并接電阻R7的另一 端、電阻R8的另一端后與開關控制電路的信號輸入端相連，開關控制電路的信號輸出端與 開關電路相連，開關電路設置于LED發光電路與降壓電路之間的電源線路上。
[0005] 所述控制電路包括NPN型三極管Q1和電阻R1，所述NPN型三極管Q1的集電極連 接LED發光電路的電源輸出端，NPN型三極管Q1的基極連接電阻R1的一端，電阻R1的另 一端并接NPN型三極管Q1的發射極后與所述控制芯片的第二控制端相連；所述比較器的型 號為LM393 ;所述熱敏電阻R4為負溫度系數型的電阻；所述控制芯片為CAT4201芯片；所述 控制芯片的電源端為VBT端，所述控制芯片的第一控制端為SW端，所述控制芯片的第二控 制端為CTRL端，所述控制芯片還具有復位端RSET，所述復位端RSET串接電感L1后接地； 所述變壓器和橋式整流器之間串接有一個電阻R2 ;所述LED發光電路包括至少一個LED支 路。
[0006] 本實用新型與現有技術相比具有以下有益效果：
[0007] 1、本實用新型中，通過變壓器和橋式整流器可把市電電源轉換為LED所需電源， 將轉換后的電能儲存在儲能芯片中，由儲能芯片分別輸出給LED發光電路和驅動電路，驅 動電路通過控制電路來控制LED發光電路的。
[0008] 2、在儲能芯片和LED發光電路之間的電源線路上設置有電容C1，此電容C1不僅能 夠濾除儲能芯片輸出的高頻噪聲、切斷高頻噪聲通過供電回路進行傳播的通路，而且防止 電源攜帶的噪聲對電路構成干擾、改善儲能芯片輸出給LED發光電路的電流上升和下降的 波形、使波形變得平緩，達到了給LED發光電路提供平穩電流的目的；同理，在儲能芯片和 控制芯片之間的電源線路上設置有電容C2,使得控制芯片擁有穩定的電源輸入，減小了電 源激增對芯片的影響。
[0009] 3、本實用新型中，將降壓電路與CAT4201芯片的SW端口連接、將控制電路與 CAT4201芯片的CTRL端口連接，工作時，降壓電路與CAT4201芯片配合對儲存芯片的輸 出電壓進行降壓輸出，控制LED發光電路的電流，LED發光電路的負端連接控制電路后與 CAT4201芯片的CTRL端口相連，對LED發光電路的電流進行檢測，并反饋出開關信號量，達 到控制電流的輸出。
[0010] 4、本實用新型中，熱敏電阻R4的阻值隨著LED溫度的升高而減小，從而使得熱敏 電阻R4上的壓降隨著LED溫度的升高而減小，當LED的溫度維持在一定范圍內時，熱敏電 阻R4上的壓降（即比較器的反相輸入電壓值)大于比較器內設的上限閾值，比較器的輸出信 號為低電平，基于高電平工作的開關控制電路不動作；當LED的溫度升高至一定值時，熱敏 電阻R4上的壓降（即比較器的反相輸入電壓值)小于比較器內設的上限閾值，比較器的輸出 端為高阻抗，則比較器的輸出信號為高電平，基于高電平工作的開關控制電路動作，控制開 關電路切斷LED發光電路的供給電源，保護了 LED不被燒壞。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011] 下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細的說明；
[0012] 圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0013] 圖中：1為電源電路，2為驅動電路，3為控制電路，4為LED發光電路，5為儲能芯 片，6為控制芯片，7為降壓電路，8為比較器，9為開關控制電路，10為過熱保護電路，11為 開關電路。
【具體實施方式】
[0014] 如圖1所示，LED電路，包括電源電路1、驅動電路2、控制電路3、LED發光電路4 和過熱保護電路10,所述電源電路1包括輸入端與市電電源相連的變壓器、輸入端與變壓 器輸出端相連的橋式整流器以及輸入端與橋式整流器輸出端相連的儲能芯片5,可在所述 變壓器和橋式整流器之間串接一個電阻R2,所述儲能芯片5通過第一輸出端0UT1給LED發 光電路4和過熱保護電路10供電、通過第二輸出端0UT2給驅動電路2供電，儲能芯片5的 接地端GND接地；
[0015] 所述驅動電路2包括控制芯片6和主要由二極管D1、電容C3、電感L2組成的降壓 電路7,所述控制芯片6的電源端并接電容C2的一端后與儲能芯片5的輸出端0UT2相連，所 述電容C2的另一端接地，所述控制芯片6的第一控制端并接二極管D1的正極后與電容C3 的一端相連，所述二極管D1的負極并接電感L2的一端后與儲能芯片5的第一輸出端0UT1 相連，電容C1的一端與儲能芯片5第一輸出端0UT1和二極管D1負極之間的連線相連，所述 電容C1的另一端接地；所述電感L2的另一端并接電容C3的另一端后與LED發光電路4的 電源輸入端相連，所述LED發光電路4的電源輸出端與控制電路3電連接后與所述控制芯 片6的第二控制端相連，所述控制芯片6的接地端GND接地；所述控制芯片6可為CAT4201 芯片，則所述控制芯片6的電源端為VBT端、第一控制端為SW端、第二控制端為CTRL端，此 外所述控制芯片6還具有復位端RSET，所述復位端RSET串接電感L1后接地；
[0016] 所述控制電路3包括NPN型三極管Q1和電阻R1，所述NPN型三極管Q1的集電極 連接LED發光電路4的電源輸出端，NPN型三極管Q1的基極連接電阻R1的一端，電阻R1的 另一端并接NPN型三極管Q1的發射極后與所述控制芯片6的第二控制端相連；
[0017] 所述LED發光電路4包括至少一個LED支路；
[0018] 所述過熱保護電路10包括比較器8、開關控制電路9和開關電路11，所述比較器 8的非反相輸入端并接電阻R5的一端、電阻R6的一端、電阻R8的一端后與電容C4的一端 相連，比較器8的反相輸入端并接電容C5的一端、熱敏電阻R4的一端后與分壓電阻R3的 一端相連，分壓電阻R3的另一端并接電阻R5的另一端、比較器8的電源端、電阻R7的一端 后與儲能芯片5的第一輸出端0UT1相連，熱敏電阻R4的另一端、電容C4的另一端、電阻R6 的另一端、電容C5的另一端和比較器8的接地端均接地，比較器8的輸出端并接電阻R7的 另一端、電阻R8的另一端后與開關控制電路9的信號輸入端相連，開關控制電路9的信號 輸出端與開關電路11相連，開關電路11設置于LED發光電路4與降壓電路7之間的電源 線路上，電容C4、電容C5分別用于對輸入至比較器8的非反相輸入端、反相輸入端的電壓進 行濾波處理。
[0019] 所述分壓電阻R3與熱敏電阻R4組成一溫度感測電路，該溫度感測電路用于感測 LED發光電路4中LED的溫度變化，并輸出一相應的電壓信號；本實施例中，所述熱敏電阻 R4可為負溫度系數型的電阻，其阻值隨著LED溫度的升高而減小，如此，熱敏電阻R4上的 壓降將隨著LED溫度的升高而減小，進而用以表示LED的溫度，即當LED的溫度升高時，熱 敏電阻R4上的壓降將減小，而當LED的溫度降低時，熱敏電阻R4上的壓降將增加；所述比 較器8的型號可為LM393,其反相輸入端的電壓值即為熱敏電阻R4上的壓降值，在比較器8 內預存有一上限閾值，當比較器8反相輸入電壓值大于該上限閾值時，比較器8輸出一低電 平，當比較器8反相輸入電壓值小于該上限閾值時，比較器8的輸出端為高阻抗，輸出一高 電平；如此，通過將LED在發熱過程中所能允許達到的最大溫度值所對應的電壓值設置為 所述上限閾值，則所述比較器8可將所述熱敏電阻R4上的壓降（S卩比較器8的反相輸入電 壓值)與該預設的上限閾值進行比較，即將LED的發熱溫度與其能被允許的最大溫度進行比 較，并根據比較結果輸出相應的控制信號；具體地，當LED溫度低于最大溫度時，比較器8的 反相輸入電壓大于上限閾值，比較器8輸出低電平傳遞給基于高電平工作的開關控制電路 9,開關控制電路9不動作；當LED溫度高于最大溫度時，比較器8的反相輸入電壓校于上限 閾值，比較器8的輸出端為高阻抗，S卩比較器8輸出高電平傳遞給基于高電平工作的開關控 制電路9,開關控制電路9動作，控制開關電路切斷電源，使得LED發光電路斷開，保護了各 LED部件。
[0020] 本實用新型電路結構簡單，有效減小了高頻噪聲、電壓的激變對LED工作電路的 影響，通過各電路模塊的級聯為LED發光電路提供了穩定的工作電流，并且在LED由于過度 發熱使得自身溫度升高時能夠切斷供給電源、對LED進行保護，具有很大的實用性；上面結 合附圖對本發明的實施例作了詳細說明，但是本發明并不限于上述實施例，在本領域普通 技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本發明宗旨的前提下作出各種變化。
【權利要求】
1. LED電路，包括電源電路（1)、驅動電路（2 )、控制電路（3 )和LED發光電路（4)，其特 征在于：所述LED電路還包括過熱保護電路（10 )，所述電源電路（1)包括輸入端與市電電源 相連的變壓器、輸入端與變壓器輸出端相連的橋式整流器以及輸入端與橋式整流器輸出端 相連的儲能芯片（5)，所述儲能芯片（5)通過第一輸出端OUT1給LED發光電路（4)和過熱保 護電路（10)供電、通過第二輸出端OUT2給驅動電路（2)供電，儲能芯片（5)的接地端GND 接地；所述驅動電路（2)包括控制芯片（6)和主要由二極管D1、電容C3、電感L2組成的降壓 電路（7)，所述控制芯片（6)的電源端并接電容C2的一端后與儲能芯片（5)的輸出端OUT2 相連，所述電容C2的另一端接地，所述控制芯片（6)的第一控制端并接二極管D1的正極后 與電容C3的一端相連，所述二極管D1的負極并接電感L2的一端后與儲能芯片（5)的第一 輸出端OUT1相連，電容C1的一端與儲能芯片（5)第一輸出端OUT1和二極管D1負極之間 的連線相連，所述電容C1的另一端接地；所述電感L2的另一端并接電容C3的另一端后與 LED發光電路（4)的電源輸入端相連，所述LED發光電路（4)的電源輸出端與控制電路（3) 電連接后與所述控制芯片（6)的弟_控制端相連，所述控制芯片（6)的接地端GND接地； 所述過熱保護電路（10 )包括比較器（8 )、開關控制電路（9 )和開關電路（11 )，所述比較 器（8)的非反相輸入端并接電阻R5的一端、電阻R6的一端、電阻R8的一端后與電容C4的 一端相連，比較器（8)的反相輸入端并接電容C5的一端、熱敏電阻R4的一端后與分壓電阻 R3的一端相連，分壓電阻R3的另一端并接電阻R5的另一端、比較器（8)的電源端、電阻R7 的一端后與儲能芯片（5)的第一輸出端OUT1相連，熱敏電阻R4的另一端、電容C4的另一 端、電阻R6的另一端、電容C5的另一端和比較器（8)的接地端均接地，比較器（8)的輸出端 并接電阻R7的另一端、電阻R8的另一端后與開關控制電路（9)的信號輸入端相連，開關控 制電路（9)的信號輸出端與開關電路（11)相連，開關電路（11)設置于LED發光電路（4)與 降壓電路（7 )之間的電源線路上。
2. 根據權利要求1所述的LED電路，其特征在于：所述控制電路（3)包括NPN型三極管 Q1和電阻R1，所述NPN型三極管Q1的集電極連接LED發光電路（4)的電源輸出端，NPN型 三極管Q1的基極連接電阻R1的一端，電阻R1的另一端并接NPN型三極管Q1的發射極后 與所述控制芯片（6)的第二控制端相連。
3. 根據權利要求1所述的LED電路，其特征在于：所述比較器（8)的型號為LM393。
4. 根據權利要求3所述的LED電路，其特征在于：所述熱敏電阻R4為負溫度系數型的 電阻。
5. 根據權利要求1所述的LED電路，其特征在于：所述控制芯片（6)為CAT4201芯片。
6. 根據權利要求5所述的LED電路，其特征在于：所述控制芯片（6)的電源端為VBT 端，所述控制芯片（6)的第一控制端為SW端，所述控制芯片（6)的第二控制端為CTRL端，所 述控制芯片（6)還具有復位端RSET，所述復位端RSET串接電感L1后接地。
7. 根據權利要求1所述的LED電路，其特征在于：所述變壓器和橋式整流器之間串接 有一個電阻R2。
8. 根據權利要求1所述的LED電路，其特征在于：所述LED發光電路（4)包括至少一個 LED支路。
【文檔編號】H05B37/02GK203840612SQ201420225572
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年5月5日 優先權日:2014年5月5日
【發明者】劉進淼 申請人:長治市華杰光電科技有限公司