[實用新型]一種具有過熱保護功能的LED驅動電路

無效

• 申請號: 201120033501.1
• 申請日: 2011-01-30
• 公開（公告）號: CN201995175U
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發明（設計）人: 廖永波;王文君;范茂;李昊陽;王佐
• 申請（專利權）人: 東莞市茂揚科技股份有限公司
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 成都惠迪專利事務所 51215
• 代理人: 劉勛

技術領域

本實用新型涉及電子技術。

背景技術

LED屬于直流驅動型器件，其發光亮度同流過LED的正向電流成正比，傳統的LED驅動電路，通過電流控制來調節LED的發光強度，很少具備過溫保護功能。LED耗散功率大，發熱量非常可觀，而LED的壽命和光衰很大程度上由LED?PN結的溫度決定。所以為保證LED的壽命和可靠性，有必要對LED的溫度進行檢測和控制。特別是一些異常狀況如LED陣列某些LED出現故障，導致其他LED電流急劇增大，LED陣列溫度急劇升高，這時必須通過一定的控制手段降低流過LED陣列的電流，以使LED和驅動電路不至于受到損壞?，F有的一些LED過溫保護電路，雖然也很好的實現了LED的過熱保護功能，但實施較復雜，成本較高。這些過溫保護電路，往往需要復雜的溫度檢測傳感器，微控制器等。本專利提出了一種電路更加簡單，實施成本更低的具有過熱保護功能的LED驅動電路，在LED陣列電流異常增大，溫度升高時，減小流過LED陣列的電流，達到保護LED陣列和驅動電路的目的。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種簡單有效的手段，使LED陣列在由于異常原因導致電流增大、溫度升高時得到保護。

本實用新型解決所述技術問題采用的技術方案是，一種具有過熱保護功能的LED驅動電路，包括直流驅動電源、其特征在于，還包括溫度檢測部分和控制部分，溫度檢測部分和控制部分連接，控制部分和直流驅動電源連接。

進一步的，溫度檢測部分為正溫度系數電阻，控制部分為NPN三極管，正溫度系數電阻和分壓電阻串聯于直流驅動電源的高電平和低電平之間，正溫度系數電阻一端接直流驅動電源的高電平，一端接電阻，正溫度系數電阻和分壓電阻的連接點接NPN三極管的基極。

或者，溫度檢測部分為負溫度系數電阻，控制部分為NPN三極管，分壓電阻和負溫度系數電阻串聯于直流驅動電源的高電平和低電平之間，負溫度系數電阻一端接直流驅動電源的低電平，一端接電阻，負溫度系數電阻和分壓電阻的連接點接NPN三極管的基極。

本實用新型通過一種簡單的電路，實現了LED的過熱保護功能。電路較簡單，實施難度小。當LED陣列異常溫升時，溫度檢測及控制部分中的相關變量隨之改變，進而減小電流控制三極管QC的基極偏置電壓，減小其射極輸出電流，達到減小LED支路電流的目的?？梢酝ㄟ^合理的設計溫度檢測及控制部分中隨溫度線性變化的變量，使LED陣列正常工作時，溫度檢測及控制部分不會對其造成影響。在LED陣列發生故障已成溫升時，才減小流過LED陣列的電流，將溫度控制在安全的范圍。

以下結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步的說明。

附圖說明

圖1是本實用新型的原理圖。

圖2是本實用新型的第一種實施方式的示意圖。

圖3是本實用新型的第二種實施方式的示意圖。

圖4是實施例的電路圖。

具體實施方式

圖1為本專利的基本原理圖，單元1為電路的直流驅動電源，為整個電路提供直流驅動；單元2包括了溫度檢測部分及控制部分，溫度感應電路檢測LED陣列(LED11～LEDmn)溫度的改變，當LED陣列的溫度達到一定值時，變量控制單元的相關變量發生改變，進而調節控制三極管Qc的基極偏置電壓，使其減小，達到減小三極管Qc射極輸出電流的目的；單元3為恒流控制單元，核心部分在于NPN三極管Q1、Q2、……Qmn，Q1、Q2、……Qmn的基極同三極管Qc的射極輸出相連。集電極同LED陣列各支路陰極相連，射極通過電阻連接到地。

圖2表示采用正溫度系數電阻作為溫度檢測部分的實施方式。溫度檢測部分為正溫度系數電阻RT1，控制部分為NPN三極管Qc，正溫度系數電阻RT1和分壓電阻RB串聯于直流驅動電源的高電平和低電平之間，正溫度系數電阻RT1一端接直流驅動電源的高電平，一端接電阻RB，正溫度系數電阻RT1和分壓電阻RB的連接點接NPN三極管Qc的基極。

圖3中，溫度檢測部分為負溫度系數電阻RT，控制部分為NPN三極管Qc，電阻RB和負溫度系數電阻RT串聯于直流驅動電源的高電平和低電平之間，負溫度系數電阻RT一端接直流驅動電源的低電平，一端接分壓電阻RB，負溫度系數電阻RT和分壓電阻RB的連接點接NPN三極管Qc的基極。

圖4是更詳細的實施例的電路圖。

本實施例電路的直流驅動電源由開關電源提供，IC1為開關電源的主控芯片，市電交流電經整流濾波后得到直流電壓輸入變壓器初級，IC1的漏極D對變壓器初級的直流電流進行斬波控制，R2、R3、C3、D1組成了浪涌電壓抑制電路，保護電路不受浪涌電壓的損害。變壓器次級包括驅動繞組，偏置繞組，反饋繞組。驅動繞組為LED陣列陽極提供導通電壓，同時為三極管Qc集電極提供偏置電壓。偏置繞組提供三極管Qc的基極偏置電壓。反饋繞組通過分壓電阻RF1、RF2為IC1提供反饋電壓。VR1為偏置繞組的輸出提供進一步的穩壓，使Qc基極偏置電壓的控制更加精確。Qc基極偏置電壓由電阻RB和負溫度系數電阻RT進行分壓。負溫度系數電阻RT的阻值同溫度的變化成反比。當LED陣列正常工作時，整個電路處于熱平衡狀態，負溫度系數電阻RT阻值穩定，Qc的基極偏置電壓穩定，射極輸出電流穩定。恒流控制陣列中三極管Q1、Q2、Q3的基極電流IB1、IB2、IB3大小穩定，而LED各支路電流I1＝IC1≈IB1、I2＝IC2≈IB2、I3＝IC3≈IB3，各支路電流也穩定不變，LED陣列穩定工作。當LED陣列溫度異常升高，負溫度系數電阻RT的阻值隨之減小，由于穩壓二極管穩壓電壓VR1不變，Qc的基極偏置電壓VCE＝VR1RT/(RB+RT)將減小，射極輸出電流IE↓，而電阻RE的值較大，流過其電流可忽略不計，即恒流控制陣列中三極管Q1、Q2、Q3的基極電流可視為IB1＝IB2＝IB3＝IE/3減小，支路電流I1＝IC1≈IB1減小、I2＝IC2≈IB2減小、I3＝IC3≈IB3減小，即流過LED陣列的電流減小，進而降低LED陣列的溫度，使LED陣列的溫度回到正常范圍。本實施例的關鍵之處在于合理的選擇負溫度系數電阻RT，以及在電路布局中，使負溫度系數電阻RT盡可能的靠近LED陣列的散熱片。綜合使用環境，總功率，以及所用LED的耗散功率和溫度曲線，通過估算和試驗，得到LED陣列正常工作時，負溫度系數電阻RT檢測到的溫度T0，所選用的負溫度系數電阻RT應具有這樣的特性，在溫度小于T0，溫度曲線較平緩，即這時阻值隨溫度的變化很小。通過試驗和估算，還可以得到另一個溫度T1(T1＞T0)，負溫度系數電阻T1為判定LED陣列發生異常時的最低溫度。所選用的負溫度系數電阻RT還應具有這樣的特性，在溫度大于等于T1時，溫度曲線陡直，即這時阻值隨溫度變化很大，即RT的阻值急劇減小，有效的減小控制三極管Qc的基極偏置電壓。負溫度系數電阻RT還應具有這樣的特性：阻值隨溫度的變化響應迅速，即在溫度達到和超過T1時，負溫度系數電阻RT的阻值應在很短的時間內迅速減小。