專利名稱：一種寬電壓led燈控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種寬電壓LED燈控制電路。
背景技術(shù)：
目前，LED的應(yīng)用越來越廣泛，用于日常室內(nèi)和戶外照明的LED燈具也正越來越普及。在LED燈具的控制電路中，雖然LED的功耗不大，但卻要求所提供的電源必需電流、電壓在一定范圍內(nèi)保持相對穩(wěn)定，同時(shí)要求對LED有一定的過流、過壓保護(hù)作用。LED照明電路一般需要將220V交流電在經(jīng)過整流濾波后輸出高達(dá)300 400V的直流電，由于LED的正向壓降的離散性，導(dǎo)致在高達(dá)300 400V的電壓下直接驅(qū)動LED串組也需要使用恒流驅(qū)動，以消除每組LED的總壓降的不一致的影響，解決這類負(fù)載的供電通常是采用恒流或穩(wěn)壓電源，而且在電源電路中還需要加入對負(fù)載中某些元件在異常情況下的過電流保護(hù)電路，這就使得這類電源存在元件多、電路復(fù)雜、消耗功率比例大的弊端。目前的LED驅(qū)動電 路一般都是單獨(dú)設(shè)置恒流或穩(wěn)壓電路，同時(shí)具有恒流及恒壓兩種功能的電路尚不多見。現(xiàn)有的隔離式開關(guān)電源穩(wěn)壓電路的電源輸出端的電壓雖可保持穩(wěn)定，但是由于LED在高溫下長期工作后其導(dǎo)通電壓會下降，因此如果LED兩端的電壓保持不變，則其工作電流會升高。所以在穩(wěn)壓電路的實(shí)際應(yīng)用中，在使用一段時(shí)間后，常常會發(fā)生由于電流的升高而造成LED被燒毀的現(xiàn)象，縮短使用壽命，其中所謂“隔離式”是指變壓器的兩側(cè)的接地端是獨(dú)立的?，F(xiàn)有的非隔離式電源LED恒流電路雖可保證輸出端的電流穩(wěn)定，但是在多個(gè)負(fù)載并聯(lián)的情形下，則會造成電流在各個(gè)支路內(nèi)的不平均分布，以致在一路LED燒毀后，容易加速造成全部支路LED的燒毀?！癑FET” 是英文“Junction Field Effect Transistor” 的縮寫，即“結(jié)型場效應(yīng)晶體管”。一個(gè)N溝道結(jié)型場效應(yīng)晶體管，當(dāng)柵極與源極同電位時(shí)，其溝道較寬，電阻較小，當(dāng)漏極施以正壓時(shí)，N溝道中的多數(shù)載流子電子在電場作用下由源極向漏極作漂移運(yùn)動，形成漏極電流，其輸出特性曲線先是經(jīng)過電流急速上升的可變電阻區(qū)，然后就進(jìn)入恒流導(dǎo)通的飽和區(qū)。由于N溝道結(jié)型場效應(yīng)晶體管在柵極電壓為零時(shí)已導(dǎo)通的特性及其在漏極電壓增加時(shí)電流基本在飽和區(qū)直到漏極雪崩擊穿，故其可作為一個(gè)恒流源使用。但是，目前還沒有將N溝道結(jié)型場效應(yīng)晶體管的柵極與源極短接并作為恒流源使用的先例。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、控制可靠、成本低、效率高、節(jié)能、能夠延長燈具的使用壽命、同時(shí)具有恒流及恒壓兩種功能的寬電壓LED燈控制電路。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是本實(shí)用新型包括LED光源負(fù)載、將交流電變?yōu)橹绷麟姷恼麟娐?、為所述LED光源負(fù)載提供恒壓直流電的穩(wěn)壓電路、為所述LED光源負(fù)載進(jìn)行穩(wěn)流的恒流電路，所述LED光源負(fù)載包括至少一組相串聯(lián)的若干個(gè)LED，所述恒流電路包括至少一個(gè)N溝道結(jié)型場效應(yīng)晶體管，所述N溝道結(jié)型場效應(yīng)晶體管的漏極為一接點(diǎn)，所述N溝道結(jié)型場效應(yīng)晶體管的源極與柵極相短接構(gòu)成另一接點(diǎn)。所述穩(wěn)壓電路為PFC電路。每個(gè)所述N溝道結(jié)型場效應(yīng)晶體管與至少一組LED相串聯(lián)連接。所述寬電壓LED燈控制電路還包括散熱風(fēng)扇電路，所述散熱風(fēng)扇電路與所述恒流電路相串聯(lián)。所述散熱風(fēng)扇電路包括與風(fēng)扇電機(jī)并聯(lián)的風(fēng)扇分流電阻。所述散熱風(fēng)扇電路包括與風(fēng)扇電機(jī)并聯(lián)的風(fēng)扇穩(wěn)壓二極管，所述風(fēng)扇穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓工作點(diǎn)為6 24V DC之間的一個(gè)特定電壓。所述N溝道結(jié)型場效應(yīng)晶體管并聯(lián)接有第一穩(wěn)壓二極管，所述第一穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓工作點(diǎn)為20 80V DC之間的一個(gè)特定電壓。所述寬電壓LED燈控制電路還包括溫控開關(guān)電路，所述溫控開關(guān)電路接于電源的輸入端，所述溫控開關(guān)電路包括常閉溫控開關(guān)，所述常閉溫控開關(guān)裝于LED燈的散熱器上或燈內(nèi)，當(dāng)散熱器溫度或燈內(nèi)的溫度高于所述常閉溫控開關(guān)的斷開溫度時(shí)，所述常閉溫控開關(guān)斷開，切斷所述LED光源負(fù)載的供電，所述常閉溫控開關(guān)的斷開溫度為60 100°C之間的一個(gè)特定溫度。所述寬電壓LED燈控制電路還包括過流保護(hù)電路、電源防雷電路，所述過流保護(hù)電路接于電源的輸入端，所述過流保護(hù)電路包括過流保護(hù)保險(xiǎn)管，所述電源防雷電路接于所述過流保護(hù)電路之后。所述寬電壓LED燈控制電路還包括EMC電路，所述EMC電路接于所述整流電路之前，所述整流電路采用橋式整流。本實(shí)用新型的有益效果是由于本實(shí)用新型所述恒流電路包括至少一個(gè)N溝道結(jié)型場效應(yīng)晶體管，所述N溝道結(jié)型場效應(yīng)晶體管的漏極為一接點(diǎn)，所述N溝道結(jié)型場效應(yīng)晶體管的源極與柵極相短接構(gòu)成另一接點(diǎn)，本實(shí)用新型通過所述整流電路整流將交流電變?yōu)橹绷麟姾笤俳?jīng)過所述穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓變?yōu)楹銐旱闹绷麟娸敵?，即使所述LED光源負(fù)載在高溫下長時(shí)間工作，當(dāng)其工作的電流欲增加時(shí)，所述N溝道結(jié)型場效應(yīng)晶體管可阻止電流增加，并將所述LED光源負(fù)載在高溫環(huán)境工作下下降的電壓加在所述N溝道結(jié)型場效應(yīng)晶體管上，延長所述LED光源負(fù)載的使用壽命，避免燒毀，所述N溝道結(jié)型場效應(yīng)晶體管作為一個(gè)獨(dú)立的器件，方便替換現(xiàn)有其他電路的外圍穩(wěn)壓及穩(wěn)流電路，使得電路元件大大減少、電路簡單，故本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、控制可靠、成本低、效率高、節(jié)能，能夠延長燈具的使用壽命，同時(shí)具有恒流及恒壓兩種功能。

圖I是本實(shí)用新型實(shí)施例一的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例二的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例三的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例四的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一[0021 ] 如圖I所示，本實(shí)施例的LED燈中包括用于被動散熱的散熱器，寬電壓LED燈控制電路包括溫控開關(guān)電路I、過流保護(hù)電路11、電源防雷電路2、EMC電路3、將交流電變?yōu)橹绷麟姷恼麟娐?、LED光源負(fù)載6、為所述LED光源負(fù)載6提供恒壓直流電的穩(wěn)壓電路5、為所述LED光源負(fù)載6進(jìn)行穩(wěn)流的恒流電路7，所述過流保護(hù)電路11接于電源的輸入端，所述過流保護(hù)電路11包括過流保護(hù)保險(xiǎn)管F1，用于過流及短路保護(hù)之用，所述電源防雷電路2接于所述過流保護(hù)電路11之后，用于防雷保護(hù)之用，包括壓敏電阻RV1、RV2、R2、熱敏電阻RT、放電管DSA1，所述EMC電路3接于所述整流電路4之前，以使電路符合電磁兼容性要求，包括電阻R1、電容Cl C4、共模電感Tl，所述整流電路4采用橋式整流，包括四個(gè)整流二極管Dl D4，當(dāng)然也可以采用其他整流方式整流，所述穩(wěn)壓電路5為PFC電路，是功率因數(shù)校正電路，接于所述整流電路4之后、所述LED光源負(fù)載6之前，用于為所述LED光源負(fù) 載6提供電壓穩(wěn)定的直流電，并提高整個(gè)電路的功率因數(shù)，所述穩(wěn)壓電路5是開關(guān)電源，包括功率因數(shù)校正芯片U1，所述功率因數(shù)校正芯片Ul采用ST公司生產(chǎn)的型號為L6561的電源PFC功率因數(shù)控制電路，其具有電路簡單、效率高等優(yōu)點(diǎn)，其外圍元件包括電容C5 C8、C10、電阻R3 RlO、二極管D5、D6、M0S管Ql、變壓器T2，所述溫控開關(guān)電路I接于電源的輸入端，所述溫控開關(guān)電路I包括常閉溫控開關(guān)TH1，所述常閉溫控開關(guān)THl裝于LED燈的散熱器上，當(dāng)然也可以裝于LED燈內(nèi)的某個(gè)位置，比如安裝于發(fā)熱較大的三極管上，當(dāng)散熱器溫度或燈內(nèi)的溫度高于所述常閉溫控開關(guān)THl的斷開溫度時(shí)，所述常閉溫控開關(guān)THl斷開，切斷所述LED光源負(fù)載6的供電，所述常閉溫控開關(guān)THl的斷開溫度為70°C，所述常閉溫控開關(guān)THl的斷開溫度范圍可根據(jù)燈具的工作條件及實(shí)際電路的功率等因素選定為60 100°C之間的某個(gè)特定溫度，當(dāng)散熱器或燈內(nèi)的溫度低于所述常閉溫控開關(guān)THl的斷開溫度時(shí)，所述常閉溫控開關(guān)THl重新閉合，點(diǎn)亮LED進(jìn)行照明，避免LED由于過熱而影響壽命和報(bào)廢，延長LED的使用壽命，保護(hù)LED免受高溫破壞，因此具有高溫保護(hù)功能，所述LED光源負(fù)載6包括一組相串聯(lián)的若干個(gè)LED，即LED Ia LED (n) a,相串聯(lián)的LED的個(gè)數(shù)n可視輸入電壓、額定功率的高低、光源照度的大小的要求而定，所述恒流電路7包括一個(gè)N溝道結(jié)型場效應(yīng)晶體管Q2a，所述N溝道結(jié)型場效應(yīng)晶體管Q2a的漏極為一接點(diǎn)，所述N溝道結(jié)型場效應(yīng)晶體管Q2a的源極與柵極相短接構(gòu)成另一接點(diǎn)，所述N溝道結(jié)型場效應(yīng)晶體管與所述LED光源負(fù)載6相串聯(lián)連接。實(shí)施例二 如圖2所示，本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別在于本實(shí)施例中，所述LED光源負(fù)載6包括若干組LED，即LED Ia LED(n)a、……、LED Ix LED(n)X，各組之間相并聯(lián)，各組內(nèi)包括若干個(gè)相串聯(lián)的LED，每組相串聯(lián)的LED的個(gè)數(shù)n可視輸入電壓、額定功率的高低、光源照度的大小的要求而定，所述恒流電路7包括數(shù)量與所述LED光源負(fù)載6中相串聯(lián)LED的組數(shù)相同的若干個(gè)N溝道結(jié)型場效應(yīng)晶體管Q2a、……、Q2x，每個(gè)所述N溝道結(jié)型場效應(yīng)晶
體管Q2a、......、Q2x的漏極為一接點(diǎn)，每個(gè)所述N溝道結(jié)型場效應(yīng)晶體管Q2a、......、Q2x
的源極與柵極相短接構(gòu)成另一接點(diǎn)，每個(gè)所述N溝道結(jié)型場效應(yīng)晶體管與所述LED光源負(fù)載6中的一組LED相串聯(lián)連接，以使每組LED都能獲得穩(wěn)定的工作電流，避免過流燒毀，延長使用壽命。本實(shí)施例的其余特征與實(shí)施例一相同。實(shí)施例三[0026]如圖3所示，本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別在于本實(shí)施例中，LED燈中還用于主動散熱的散熱風(fēng)扇，寬電壓LED燈控制電路還包括散熱風(fēng)扇電路8，所述散熱風(fēng)扇電路8與所述恒流電路7相串聯(lián)，所述散熱風(fēng)扇電路8包括與風(fēng)扇電機(jī)并聯(lián)的風(fēng)扇分流電阻R14，本實(shí)施例的散熱效果更好。本實(shí)施例的其余特征與實(shí)施例一相同。實(shí)施例四如圖4所示，本實(shí)施例與實(shí)施例二的區(qū)別在于本實(shí)施例中，LED燈中還用于主動散熱的散熱風(fēng)扇，寬電壓LED燈控制電路還包括散熱風(fēng)扇電路8，所述散熱風(fēng)扇電路8與所述恒流電路7相串聯(lián)，所述散熱風(fēng)扇電路8包括與風(fēng)扇電機(jī)并聯(lián)的風(fēng)扇多個(gè)分流電阻R14，用于大功率電路的分流，避免單個(gè)電阻帶來的高溫，所述散熱風(fēng)扇電路8還包括與風(fēng)扇電機(jī)并聯(lián)的風(fēng)扇穩(wěn)壓二極管D8，所述風(fēng)扇穩(wěn)壓二極管D8的穩(wěn)壓工作點(diǎn)可根據(jù)燈具的功率大 小及實(shí)際電路的情況等因素選定為6 24V DC之間的某個(gè)特定電壓，通過設(shè)置所述風(fēng)扇穩(wěn)壓二極管D8，使得所述風(fēng)扇電機(jī)的電壓控制在一定范圍內(nèi)，避免多個(gè)燈具同時(shí)開啟產(chǎn)生的 開關(guān)浪涌沖擊造成的瞬時(shí)電壓過高，減少對風(fēng)扇電機(jī)造成沖擊，避免風(fēng)扇損壞，保證整個(gè)電路的散熱穩(wěn)定運(yùn)行；另外，每個(gè)所述N溝道結(jié)型場效應(yīng)晶體管Q2a、……、Q2x均并聯(lián)接有第
一穩(wěn)壓二極管D6a、......、D6x,所述第一穩(wěn)壓二極管D6a、......、D6x的穩(wěn)壓工作點(diǎn)可根據(jù)
燈具的功率大小及實(shí)際電路的情況等因素選定為20 80V DC之間的某個(gè)特定電壓，使得所述恒流源器件的電壓控制在一定范圍內(nèi)，避免多個(gè)燈具同時(shí)開啟產(chǎn)生的開關(guān)浪涌沖擊造成的瞬時(shí)電壓過高，減少對所述N溝道結(jié)型場效應(yīng)晶體管造成沖擊，避免損壞，保證整個(gè)電路的穩(wěn)定運(yùn)行，因此本電路具有關(guān)鍵元件過壓保護(hù)功能，且本實(shí)施例的散熱效果更好。本實(shí)施例的其余特征同實(shí)施例二相同。 本實(shí)用新型通過所述整流電路整流4將交流電變?yōu)橹绷麟姾笤俳?jīng)過所述穩(wěn)壓電路5穩(wěn)壓變?yōu)楹銐旱闹绷麟娸敵觯词顾鯨ED光源負(fù)載6在高溫下長時(shí)間工作，當(dāng)其工作的電流欲增加時(shí)，所述N溝道結(jié)型場效應(yīng)晶體管可阻止電流增加，并將所述LED光源負(fù)載6在高溫環(huán)境工作下下降的電壓加在所述N溝道結(jié)型場效應(yīng)晶體管上，延長所述LED光源負(fù)載6的使用壽命，避免燒毀，所述N溝道結(jié)型場效應(yīng)晶體管作為一個(gè)獨(dú)立的器件，方便替換現(xiàn)有其他電路的外圍穩(wěn)壓及穩(wěn)流電路，使得電路元件大大減少、電路簡單，因此本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、控制可靠、成本低、效率高、節(jié)能，能夠延長燈具的使用壽命，同時(shí)具有恒流及恒壓兩種功能本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于LED照明電路領(lǐng)域。
權(quán)利要求1.一種寬電壓LED燈控制電路，包括LED光源負(fù)載(6)、將交流電變?yōu)橹绷麟姷恼麟娐?4)、為所述LED光源負(fù)載(6)提供恒壓直流電的穩(wěn)壓電路(5)、為所述LED光源負(fù)載(6)進(jìn)行穩(wěn)流的恒流電路(7)，其特征在于所述LED光源負(fù)載(6)包括至少一組相串聯(lián)的若干個(gè)LED，所述恒流電路(7)包括至少一個(gè)N溝道結(jié)型場效應(yīng)晶體管，所述N溝道結(jié)型場效應(yīng)晶體管的漏極為一接點(diǎn)，所述N溝道結(jié)型場效應(yīng)晶體管的源極與柵極相短接構(gòu)成另一接點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的寬電壓LED燈控制電路，其特征在于所述穩(wěn)壓電路(5)為PFC電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的寬電壓LED燈控制電路，其特征在于每個(gè)所述N溝道結(jié)型場效應(yīng)晶體管與至少一組LED相串聯(lián)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的寬電壓LED燈控制電路，其特征在于所述寬電壓LED燈控制電路還包括散熱風(fēng)扇電路(8 )，所述散熱風(fēng)扇電路(8 )與所述恒流電路(7 )相串聯(lián)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的寬電壓LED燈控制電路，其特征在于所述散熱風(fēng)扇電路(8)包括與風(fēng)扇電機(jī)并聯(lián)的風(fēng)扇分流電阻(R14)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的寬電壓LED燈控制電路，其特征在于所述散熱風(fēng)扇電路(8)包括與風(fēng)扇電機(jī)并聯(lián)的風(fēng)扇穩(wěn)壓二極管(D8)，所述風(fēng)扇穩(wěn)壓二極管(D8)的穩(wěn)壓工作點(diǎn)為6 24V DC之間的一個(gè)特定電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的寬電壓LED燈控制電路，其特征在于所述N溝道結(jié)型場效應(yīng)晶體管并聯(lián)接有第一穩(wěn)壓二極管，所述第一穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓工作點(diǎn)為20 80V DC之間的一個(gè)特定電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的寬電壓LED燈控制電路，其特征在于所述寬電壓LED燈控制電路還包括溫控開關(guān)電路(I )，所述溫控開關(guān)電路(I)接于電源的輸入端，所述溫控開關(guān)電路(I)包括常閉溫控開關(guān)(TH1)，所述常閉溫控開關(guān)(THl)裝于LED燈的散熱器上或燈內(nèi)，當(dāng)散熱器溫度或燈內(nèi)的溫度高于所述常閉溫控開關(guān)(THl)的斷開溫度時(shí)，所述常閉溫控開關(guān)(THl)斷開，切斷所述LED光源負(fù)載(6)的供電，所述常閉溫控開關(guān)(THl)的斷開溫度為60 100°C之間的一個(gè)特定溫度。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的寬電壓LED燈控制電路，其特征在于所述寬電壓LED燈控制電路還包括過流保護(hù)電路(11)、電源防雷電路(2)，所述過流保護(hù)電路(11)接于電源的輸入端，所述過流保護(hù)電路(11)包括過流保護(hù)保險(xiǎn)管(F1)，所述電源防雷電路(2)接于所述過流保護(hù)電路(11)之后。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的寬電壓LED燈控制電路，其特征在于所述寬電壓LED燈控制電路還包括EMC電路(3)，所述EMC電路(3)接于所述整流電路(4)之前，所述整流電路(4)米用橋式整流。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種結(jié)構(gòu)簡單、控制可靠、成本低、效率高、節(jié)能、能夠延長燈具的使用壽命、同時(shí)具有恒流及恒壓兩種功能的寬電壓LED燈控制電路。本實(shí)用新型包括LED光源負(fù)載(6)、將交流電變?yōu)橹绷麟姷恼麟娐?4)、為所述LED光源負(fù)載(6)提供恒壓直流電的穩(wěn)壓電路(5)、為所述LED光源負(fù)載(6)進(jìn)行穩(wěn)流的恒流電路(7)，所述LED光源負(fù)載(6)包括至少一組相串聯(lián)的若干個(gè)LED，所述恒流電路(7)包括至少一個(gè)N溝道結(jié)型場效應(yīng)晶體管，所述N溝道結(jié)型場效應(yīng)晶體管的漏極為一接點(diǎn)，所述N溝道結(jié)型場效應(yīng)晶體管的源極與柵極相短接構(gòu)成另一接點(diǎn)。本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于LED照明電路領(lǐng)域。
文檔編號H05B37/02GK202551464SQ20122019832
公開日2012年11月21日 申請日期2012年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月4日
發(fā)明者吳俊緯 申請人:廣州南科集成電子有限公司