一種具有過熱保護功能的led電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種具有過熱保護功能的LED電路，屬于LED電路的【技術(shù)領(lǐng)域】；解決的技術(shù)問題為：提供一種結(jié)構(gòu)簡單、能夠為LED提供穩(wěn)定電流、當LED的光源斷路后電路仍然可以正常工作、且當LED溫度過高時可將電源切斷以保護LED的具有過熱保護功能的LED電路；采用的技術(shù)方案為：包括電源電路、驅(qū)動電路、控制電路、LED發(fā)光電路和備用電源電路，電源電路給驅(qū)動電路和LED發(fā)光電路供電，控制電路與驅(qū)動電路和LED發(fā)光電路電連接，備用電源電路與LED發(fā)光電路電連接，正常情況下電源電路給備用電源電路充電，電源電路斷開時備用電源電路給LED發(fā)光電路供電；適用于LED領(lǐng)域。
【專利說明】一種具有過熱保護功能的LED電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型一種具有過熱保護功能的LED電路，屬于LED電路的【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[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(wěn)定 等優(yōu)勢，在金融、交通、體育、廣告等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用；LED工作在低壓環(huán)境下且由電流來 進行驅(qū)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(xiàn)有的 LED電路較為復(fù)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(chǎn)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，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(fā)光效果，所以在LED電 路中需要采取一些手段來給LED發(fā)光電路提供穩(wěn)定的工作電流；而且，當LED的供電電源發(fā) 生異常而斷路時，整個LED系統(tǒng)將不能正常工作；LED的自身溫度會隨著發(fā)光時間的增長而 升高，當?shù)竭_一定高溫時，LED會發(fā)生爆裂甚至燒壞整個LED電路，造成不可挽救的經(jīng)濟損 失。 實用新型內(nèi)容
[0003] 本實用新型克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，所要解決的技術(shù)問題為：提供一種結(jié)構(gòu)簡 單、能夠為LED提供穩(wěn)定電流、當LED的光源斷路后電路仍然可以正常工作、且當LED溫度 過高時可將電源切斷以保護LED的具有過熱保護功能的LED電路。
[0004] 為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案為：一種具有過熱保護功能 的LED電路，包括電源電路、驅(qū)動電路、控制電路和LED發(fā)光電路，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(fā)光電路供電、通 過第二輸出端0UT2給驅(qū)動電路供電，儲能芯片的接地端GND接地；所述驅(qū)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、電阻R6的一端、電阻R7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的另一端后與第一開關(guān)電路的電源輸入端 相連，所述第一開關(guān)電路的電源輸出端與LED發(fā)光電路的電源輸入端相連，所述LED發(fā)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；所述電阻R6的另一端串接電阻R8后接地，所述電阻R7的另一端串接電 阻R9后接地，第一比較器的非反相輸入端與電阻R6和電阻R8之間的連線相連，第一比較 器的反相輸入端與電阻R7和電阻R9之間的連線相連，第一比較器的輸出端與第一開關(guān)控 制電路相連，第一開關(guān)控制電路與第一開關(guān)電路相連；
[0005] 所述LED電路還包括備用電源電路，備用電源電路包括可充電電池U1、電阻R3、電 阻R4、電阻R5、NPN型三極管Q2、NPN型三極管Q3和二極管D2,所述可充電電池U1的正極 并接電阻R4的一端、電阻R5的一端后與LED發(fā)光電路的電源輸入端相連，可充電電池U1 的負極并接電阻R3的一端后與NPN型三極管Q2的基極相連，NPN型三極管Q2的集電極并 接電阻R4的另一端后與NPN型三極管Q3的基極相連，NPN型三極管Q3的集電極連接二極 管D2的負極，二極管D2的正極連接電阻R5的另一端，NPN型三極管Q3的發(fā)射極并接NPN 型三極管Q2的發(fā)射極、電阻R3的另一端后與控制芯片的第二控制端相連；電阻R12的一端 并接電阻R13的一端后與可充電電池U1的正極相連，電阻R12的另一端串接電阻R10后接 地，電阻R13是另一端串接電阻R11后接地，第二比較器的非反相輸入端與電阻R10和電阻 R12之間的連線相連，第二比較器的反相輸入端與電阻R11和電阻R13之間的連線相連，第 二比較器的輸出端與第二開關(guān)控制電路相連，第二開關(guān)控制電路與第二開關(guān)電路相連，第 二開關(guān)電路設(shè)置在所述LED發(fā)光電路電源輸入端與可充電電池U1正極之間的電源線路上。
[0006] 所述電阻R6為用于感測LED發(fā)光電路中LED的溫度、且具有負溫度系數(shù)的熱敏 電阻，電阻R10為用于感測LED發(fā)光電路中LED的溫度、且具有正溫度系數(shù)的熱敏電阻，電 阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻R11、電阻R12和電阻R13不具有溫度系數(shù)；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(fā)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(fā)射極后與所述控制芯片的第二控制端相連；所述控制芯片為CAT4201芯片；所述控制芯 片的電源端為VBT端，所述控制芯片的弟一控制端為SW端，所述控制芯片的弟_控制端為 CTRL端，所述控制芯片還具有復(fù)位端RSET，所述復(fù)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(fā)光電路包括至少一個LED支路。
[0007] 本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：
[0008] 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(zhuǎn)換為LED所需電源， 將轉(zhuǎn)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(fā)光電路和驅(qū)動電路，驅(qū) 動電路通過控制電路來控制LED發(fā)光電路的。
[0009] 2、在儲能芯片和LED發(fā)光電路之間的電源線路上設(shè)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(gòu)成干擾、改善儲能芯片輸出給LED發(fā)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(fā)光電路提供平穩(wěn)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(shè)置有電容C2,使得控制芯片擁有穩(wěn)定的電源輸入，減小了電 源激增對芯片的影響。
[0010] 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(fā)光電路的電流，LED發(fā)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(fā)光電路的電流進行檢測，并反饋出開關(guān)信號量，達 到控制電流的輸出。
[0011] 4、電源電路正常工作時，不僅給LED發(fā)光電路和驅(qū)動電路供電，還給備用電源電 路進行充電，當電源電路與可充電電池U1的電流相同時，NPN型三極管Q2截止，NPN型三 極管Q3導(dǎo)通，二極管D2點亮，說明可充電電池U1已充滿電，當電源電路因為異常情況斷開 時，備用電源電路給LED發(fā)光電路供電，從而使電路正常工作。
[0012] 5、本實用新型中加入了由電阻R6、電阻R7、電阻R8和電阻R9組成的橋電路，其中 電阻R6為用于感測LED發(fā)光電路中LED的溫度信號的熱敏電阻，當LED發(fā)光電路中LED的 溫度升高到一定值時，與上述橋電路相連的第一比較電路的輸出端給第一開關(guān)控制電路一 個信號，第一開關(guān)控制電路控制第一開關(guān)電路斷開，截斷對LED發(fā)光電路的電源供給，繼而 使得LED發(fā)光電路斷開，從而保護了 LED發(fā)光電路中的各LED燈。
[0013] 6、由于本實用新型中還設(shè)置有備用電源電路，當LED的溫度過高、第一開關(guān)電路 將主電源切斷后，備用電源電路開始給LED發(fā)光電路供電使其正常發(fā)光，達不到保護LED的 目的，所以在備用電源電路與LED發(fā)光電路的電源線路上加入了包括第二開關(guān)電路、第二 開關(guān)控制電路、第二比較器以及由電阻R10、電阻R11、電阻R12和電阻R13組成的橋電路的 備用電源切斷電路，其中電阻R10為用于感測LED發(fā)光電路中LED的溫度信號的熱敏電阻， 當當LED發(fā)光電路中LED的溫度升高到一定值時，與上述橋電路相連的第二比較電路的輸 出端給第二開關(guān)控制電路一個信號，第二開關(guān)控制電路控制第二開關(guān)電路斷開，截斷對LED 發(fā)光電路備用電源的供給，繼而使得LED發(fā)光電路徹底斷開，從而保護了 LED發(fā)光電路中的 各LED燈。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014] 下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細的說明。
[0015] 圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖中：1為電源電路，2為驅(qū)動電路，3為控制電路，4為LED發(fā)光電路，5為儲能芯 片，6為控制芯片，7為降壓電路，8為第一比較器，9為第一開關(guān)控制電路，10為第一開關(guān)電 路，11為第二開關(guān)電路，12為第二開關(guān)控制電路，13為第二比較器。
【具體實施方式】
[0017] 如圖1所示，一種LED電路，包括電源電路1、驅(qū)動電路2、控制電路3和LED發(fā)光 電路4,所述LED發(fā)光電路4包括至少一個LED支路；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,所述變壓器和橋式整流器之間串接有一個電阻R2來進行分壓；所述 儲能芯片5通過第一輸出端0UT1給LED發(fā)光電路4供電、通過第二輸出端0UT2給驅(qū)動電 路2供電，儲能芯片5的接地端GND接地；所述驅(qū)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、電 阻R6的一端、電阻R7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的另一端后與第一開關(guān)電路10的電源輸入端相連，所述 第一開關(guān)電路10的電源輸出端與LED發(fā)光電路4的電源輸入端相連，所述LED發(fā)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；所述電阻R6的另一端串接電阻R8后接地，所述電阻R7的另一端串 接電阻R9后接地，第一比較器8的非反相輸入端與電阻R6和電阻R8之間的連線相連，第 一比較器8的反相輸入端與電阻R7和電阻R9之間的連線相連，第一比較器8的輸出端與 第一開關(guān)控制電路9相連，第一開關(guān)控制電路9與第一開關(guān)電路10相連。
[0018] 所述LED電路還包括備用電源電路，備用電源電路包括可充電電池U1、電阻R3、電 阻R4、電阻R5、NPN型三極管Q2、NPN型三極管Q3和二極管D2,所述可充電電池U1的正極 并接電阻R4的一端、電阻R5的一端后與LED發(fā)光電路4的電源輸入端相連，可充電電池U1 的負極并接電阻R3的一端后與NPN型三極管Q2的基極相連，NPN型三極管Q2的集電極并 接電阻R4的另一端后與NPN型三極管Q3的基極相連，NPN型三極管Q3的集電極連接二極 管D2的負極，二極管D2的正極連接電阻R5的另一端，NPN型三極管Q3的發(fā)射極并接NPN 型三極管Q2的發(fā)射極、電阻R3的另一端后與控制芯片6的第二控制端相連；電阻R12的一 端并接電阻R13的一端后與可充電電池U1的正極相連，電阻R12的另一端串接電阻R10后 接地，電阻R13是另一端串接電阻R11后接地，第二比較器13的非反相輸入端與電阻R10 和電阻R12之間的連線相連，第二比較器13的反相輸入端與電阻R11和電阻R13之間的連 線相連，第二比較器13的輸出端與第二開關(guān)控制電路12相連，第二開關(guān)控制電路12與第 二開關(guān)電路11相連，第二開關(guān)電路11設(shè)置在所述LED發(fā)光電路4電源輸入端與可充電電 池U1正極之間的電源線路上。
[0019] 本實施例中，所述電阻R6為用于感測LED發(fā)光電路4中LED的溫度、且具有負溫 度系數(shù)的熱敏電阻，電阻R10為用于感測LED發(fā)光電路4中LED的溫度、且具有正溫度系數(shù) 的熱敏電阻，所述第一開關(guān)控制電路9與第二開關(guān)控制電路12均基于高電平信號進行工 作；電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻R11、電阻R12和電阻R13不具有溫度系數(shù)；電阻R6、R7、 R8和R9的電阻值使得常溫時第一比較器8的輸出端子輸出低電平信號，電阻R10、R11、R12 和R13的電阻值使得常溫時第二比較器13的輸出端子輸出低電平信號，即電阻R6阻值與 電阻R9阻值的乘積大于電阻R7阻值與電阻R8阻值的乘積、電阻R11阻值與電阻R12阻值 的乘積大于電阻R10阻值與電阻R13阻值的乘積；當電阻R6感測到LED發(fā)光電路4中LED 的溫度升高時，電阻R6的阻值變小，第一比較器8的非反相輸入端的電壓變高，當LED的溫 度超過熱檢測溫度時，電阻R8的阻值將大于電阻R6的阻值，此時，第一比較器8的非反相 輸入端的電壓成為高電平信號，而不管LED的溫度如何變化，電阻R7、R8和R9的阻值也不 變，因此第一比較器8的反相輸入端的電壓也不變，所以第一比較器8輸出高電平信號，基 于高電平信號工作的第一開關(guān)控制電路9控制第一開關(guān)電路10切斷電源，使得LED發(fā)光電 路斷開，保護了各LED部件；同理，當電阻R10感測到LED發(fā)光電路4中LED的溫度升高時， 電阻R10的阻值增大，第二比較器13的非反相輸入端的電壓變高，當LED的溫度超過熱檢 測溫度時，電阻R10的阻值將大于電阻R12的阻值，此時，第二比較器13的非反相輸入端的 電壓成為高電平信號，而不管LED的溫度如何變化，電阻Rll、R12和R13的阻值也不變，因 此第二比較器13的反相輸入端的電壓也不變，所以第二比較器13輸出高電平信號，基于高 電平信號工作的第二開關(guān)控制電路12控制第二開關(guān)電路11切斷電源，使得LED發(fā)光電路 斷開，保護了各LED部件。
[0020] 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(fā)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(fā)射極后與所述控制芯片6的第二控制端相連。
[0021] 本實施例中，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，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(fù)位端RSET，所述復(fù)位端RSET串接電感L1后接地。
[0022] 本實用新型電路結(jié)構(gòu)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(lián)為LED發(fā)光電路提供了穩(wěn)定的工作電流，并且在LED由于過度 發(fā)熱使得自身溫度升高時能夠切斷主電源和備用電源、對LED進行保護，具有很大的實用 性；上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作了詳細說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施例，在本 領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變 化。
【權(quán)利要求】
1. 一種具有過熱保護功能的LED電路，包括電源電路（1)、驅(qū)動電路（2)、控制電路（3) 和LED發(fā)光電路（4)，其特征在于：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OUT 1給LED發(fā)光電路（4 )供電、通過第二輸出端 0UT2給驅(qū)動電路（2 )供電，儲能芯片（5 )的接地端GND接地；所述驅(qū)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、電阻R6的一端、電阻R7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的另一端后與第 一開關(guān)電路（10)的電源輸入端相連，所述第一開關(guān)電路（10)的電源輸出端與LED發(fā)光電路 (4)的電源輸入端相連，所述LED發(fā)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；所述電阻R6的 另一端串接電阻R8后接地，所述電阻R7的另一端串接電阻R9后接地，第一比較器（8)的 非反相輸入端與電阻R6和電阻R8之間的連線相連，第一比較器（8)的反相輸入端與電阻 R7和電阻R9之間的連線相連，第一比較器（8)的輸出端與第一開關(guān)控制電路（9)相連，第 一開關(guān)控制電路（9)與第一開關(guān)電路（10)相連； 所述LED電路還包括備用電源電路，備用電源電路包括可充電電池U1、電阻R3、電阻 R4、電阻R5、NPN型三極管Q2、NPN型三極管Q3和二極管D2,所述可充電電池U1的正極并 接電阻R4的一端、電阻R5的一端后與LED發(fā)光電路（4)的電源輸入端相連，可充電電池U1 的負極并接電阻R3的一端后與NPN型三極管Q2的基極相連，NPN型三極管Q2的集電極并 接電阻R4的另一端后與NPN型三極管Q3的基極相連，NPN型三極管Q3的集電極連接二極 管D2的負極，二極管D2的正極連接電阻R5的另一端，NPN型三極管Q3的發(fā)射極并接NPN 型三極管Q2的發(fā)射極、電阻R3的另一端后與控制芯片（6)的第二控制端相連；電阻R12的 一端并接電阻R13的一端后與可充電電池U1的正極相連，電阻R12的另一端串接電阻R10 后接地，電阻R13是另一端串接電阻R11后接地，第二比較器（13)的非反相輸入端與電阻 R10和電阻R12之間的連線相連，第二比較器（13)的反相輸入端與電阻R11和電阻R13之 間的連線相連，第二比較器（13)的輸出端與第二開關(guān)控制電路（12)相連，第二開關(guān)控制電 路（12)與第二開關(guān)電路（11)相連，第二開關(guān)電路（11)設(shè)置在所述LED發(fā)光電路（4)電源 輸入端與可充電電池U1正極之間的電源線路上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有過熱保護功能的LED電路，其特征在于：所述電阻 R6為用于感測LED發(fā)光電路（4)中LED的溫度、且具有負溫度系數(shù)的熱敏電阻，電阻R10為 用于感測LED發(fā)光電路（4)中LED的溫度、且具有正溫度系數(shù)的熱敏電阻，電阻R7、電阻R8、 電阻R9、電阻R11、電阻R12和電阻R13不具有溫度系數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有過熱保護功能的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(fā)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(fā)射極后與所述控制芯片（6)的第二控制端相連。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有過熱保護功能的LED電路，其特征在于：所述控制 芯片（6)為CAT4201芯片。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種具有過熱保護功能的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(fù)位端RSET，所述復(fù)位端RSET串接電感L1 后接地。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有過熱保護功能的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。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有過熱保護功能的LED電路，其特征在于：所述LED發(fā) 光電路（4)包括至少一個LED支路。
【文檔編號】H02H5/04GK203840611SQ201420225568
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年5月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月5日
【發(fā)明者】郭麗平 申請人:長治市華杰光電科技有限公司