[实用新型]一种具有过热保护功能的LED驱动电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及电子技术。

背景技术

LED属于直流驱动型器件，其发光亮度同流过LED的正向电流成正比，传统的LED驱动电路，通过电流控制来调节LED的发光强度，很少具备过温保护功能。LED耗散功率大，发热量非常可观，而LED的寿命和光衰很大程度上由LED PN结的温度决定。所以为保证LED的寿命和可靠性，有必要对LED的温度进行检测和控制。特别是一些异常状况如LED阵列某些LED出现故障，导致其他LED电流急剧增大，LED阵列温度急剧升高，这时必须通过一定的控制手段降低流过LED阵列的电流，以使LED和驱动电路不至于受到损坏。现有的一些LED过温保护电路，虽然也很好的实现了LED的过热保护功能，但实施较复杂，成本较高。这些过温保护电路，往往需要复杂的温度检测传感器，微控制器等。本专利提出了一种电路更加简单，实施成本更低的具有过热保护功能的LED驱动电路，在LED阵列电流异常增大，温度升高时，减小流过LED阵列的电流，达到保护LED阵列和驱动电路的目的。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种简单有效的手段，使LED阵列在由于异常原因导致电流增大、温度升高时得到保护。

本实用新型解决所述技术问题采用的技术方案是，一种具有过热保护功能的LED驱动电路，包括直流驱动电源、其特征在于，还包括温度检测部分和控制部分，温度检测部分和控制部分连接，控制部分和直流驱动电源连接。

进一步的，温度检测部分为正温度系数电阻，控制部分为NPN三极管，正温度系数电阻和分压电阻串联于直流驱动电源的高电平和低电平之间，正温度系数电阻一端接直流驱动电源的高电平，一端接电阻，正温度系数电阻和分压电阻的连接点接NPN三极管的基极。

或者，温度检测部分为负温度系数电阻，控制部分为NPN三极管，分压电阻和负温度系数电阻串联于直流驱动电源的高电平和低电平之间，负温度系数电阻一端接直流驱动电源的低电平，一端接电阻，负温度系数电阻和分压电阻的连接点接NPN三极管的基极。

本实用新型通过一种简单的电路，实现了LED的过热保护功能。电路较简单，实施难度小。当LED阵列异常温升时，温度检测及控制部分中的相关变量随之改变，进而减小电流控制三极管QC的基极偏置电压，减小其射极输出电流，达到减小LED支路电流的目的。可以通过合理的设计温度检测及控制部分中随温度线性变化的变量，使LED阵列正常工作时，温度检测及控制部分不会对其造成影响。在LED阵列发生故障已成温升时，才减小流过LED阵列的电流，将温度控制在安全的范围。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。

附图说明

图1是本实用新型的原理图。

图2是本实用新型的第一种实施方式的示意图。

图3是本实用新型的第二种实施方式的示意图。

图4是实施例的电路图。

具体实施方式

图1为本专利的基本原理图，单元1为电路的直流驱动电源，为整个电路提供直流驱动；单元2包括了温度检测部分及控制部分，温度感应电路检测LED阵列(LED11～LEDmn)温度的改变，当LED阵列的温度达到一定值时，变量控制单元的相关变量发生改变，进而调节控制三极管Qc的基极偏置电压，使其减小，达到减小三极管Qc射极输出电流的目的；单元3为恒流控制单元，核心部分在于NPN三极管Q1、Q2、……Qmn，Q1、Q2、……Qmn的基极同三极管Qc的射极输出相连。集电极同LED阵列各支路阴极相连，射极通过电阻连接到地。

图2表示采用正温度系数电阻作为温度检测部分的实施方式。温度检测部分为正温度系数电阻RT1，控制部分为NPN三极管Qc，正温度系数电阻RT1和分压电阻RB串联于直流驱动电源的高电平和低电平之间，正温度系数电阻RT1一端接直流驱动电源的高电平，一端接电阻RB，正温度系数电阻RT1和分压电阻RB的连接点接NPN三极管Qc的基极。

图3中，温度检测部分为负温度系数电阻RT，控制部分为NPN三极管Qc，电阻RB和负温度系数电阻RT串联于直流驱动电源的高电平和低电平之间，负温度系数电阻RT一端接直流驱动电源的低电平，一端接分压电阻RB，负温度系数电阻RT和分压电阻RB的连接点接NPN三极管Qc的基极。

图4是更详细的实施例的电路图。

本实施例电路的直流驱动电源由开关电源提供，IC1为开关电源的主控芯片，市电交流电经整流滤波后得到直流电压输入变压器初级，IC1的漏极D对变压器初级的直流电流进行斩波控制，R2、R3、C3、D1组成了浪涌电压抑制电路，保护电路不受浪涌电压的损害。变压器次级包括驱动绕组，偏置绕组，反馈绕组。驱动绕组为LED阵列阳极提供导通电压，同时为三极管Qc集电极提供偏置电压。偏置绕组提供三极管Qc的基极偏置电压。反馈绕组通过分压电阻RF1、RF2为IC1提供反馈电压。VR1为偏置绕组的输出提供进一步的稳压，使Qc基极偏置电压的控制更加精确。Qc基极偏置电压由电阻RB和负温度系数电阻RT进行分压。负温度系数电阻RT的阻值同温度的变化成反比。当LED阵列正常工作时，整个电路处于热平衡状态，负温度系数电阻RT阻值稳定，Qc的基极偏置电压稳定，射极输出电流稳定。恒流控制阵列中三极管Q1、Q2、Q3的基极电流IB1、IB2、IB3大小稳定，而LED各支路电流I1＝IC1≈IB1、I2＝IC2≈IB2、I3＝IC3≈IB3，各支路电流也稳定不变，LED阵列稳定工作。当LED阵列温度异常升高，负温度系数电阻RT的阻值随之减小，由于稳压二极管稳压电压VR1不变，Qc的基极偏置电压VCE＝VR1RT/(RB+RT)将减小，射极输出电流IE↓，而电阻RE的值较大，流过其电流可忽略不计，即恒流控制阵列中三极管Q1、Q2、Q3的基极电流可视为IB1＝IB2＝IB3＝IE/3减小，支路电流I1＝IC1≈IB1减小、I2＝IC2≈IB2减小、I3＝IC3≈IB3减小，即流过LED阵列的电流减小，进而降低LED阵列的温度，使LED阵列的温度回到正常范围。本实施例的关键之处在于合理的选择负温度系数电阻RT，以及在电路布局中，使负温度系数电阻RT尽可能的靠近LED阵列的散热片。综合使用环境，总功率，以及所用LED的耗散功率和温度曲线，通过估算和试验，得到LED阵列正常工作时，负温度系数电阻RT检测到的温度T0，所选用的负温度系数电阻RT应具有这样的特性，在温度小于T0，温度曲线较平缓，即这时阻值随温度的变化很小。通过试验和估算，还可以得到另一个温度T1(T1＞T0)，负温度系数电阻T1为判定LED阵列发生异常时的最低温度。所选用的负温度系数电阻RT还应具有这样的特性，在温度大于等于T1时，温度曲线陡直，即这时阻值随温度变化很大，即RT的阻值急剧减小，有效的减小控制三极管Qc的基极偏置电压。负温度系数电阻RT还应具有这样的特性：阻值随温度的变化响应迅速，即在温度达到和超过T1时，负温度系数电阻RT的阻值应在很短的时间内迅速减小。