專利名稱：Led照明設(shè)備的控制電路的供電電路及l(fā)ed照明設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及一種供電電路，尤其涉及用于對(duì)LED (發(fā)光二極管)照明設(shè)備的控制電路進(jìn)行可靠供電的供電電路。本申請(qǐng)還涉及包括該供電電路的LED照明設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著LED光源技術(shù)進(jìn)步，對(duì)于在各種情形中都能安全工作的LED光源而言工作板上的控制電路是必需的。該控制電路可以在檢測(cè)到LED光源的驅(qū)動(dòng)電源的過壓、過流或過熱的情況下觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作，比如切斷對(duì)LED光源的供電，從而有效地保護(hù)LED光源。但是在這種情況下對(duì)控制電路的供電是個(gè)問題，這是因?yàn)楫?dāng)切斷電源時(shí)，控制電路自身的電壓也下降，導(dǎo)致不再能夠觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作。目前對(duì)該問題的解決方案是把從驅(qū)動(dòng)器的輸出電壓直接供應(yīng)穩(wěn)壓器。如圖1A所示，來自驅(qū)動(dòng)器的電源輸入除了供給LED光源之外，還直接連接到穩(wěn)壓器101，穩(wěn)壓器101生成適當(dāng)?shù)碾妷翰⒃撾妷汗┙o控制電路102，控制電路102連接到MOS (金屬氧化物半導(dǎo)體)晶體管Ql的柵極以對(duì)其進(jìn)行控制?？刂齐娐?02在檢測(cè)到故障比如過流的情況下將關(guān)斷Q1，從而斷開LED光源的電流路徑以保護(hù)LED光源。該方案的優(yōu)點(diǎn)是成本低，但缺點(diǎn)是效率低，因?yàn)檩斎腚妷禾?。另一種解決方案是使用附加的開關(guān)電源對(duì)控制電路進(jìn)行供電。如圖1B所示，附加的開關(guān)電源103單獨(dú)為控制電路104供電，這樣控制電路104在觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作的情況下仍可以持續(xù)被供電。該方案的缺點(diǎn)是復(fù)雜且成本聞，占空比太小，效率不聞。

發(fā)明內(nèi)容
本申請(qǐng)要解決的技術(shù)問題是提供一種用于對(duì)LED照明設(shè)備的控制電路進(jìn)行可靠供電的簡單、高效且低成本的供電電路，以使得無論在觸發(fā)還是不觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作的情況下都能夠保證控制電路不間斷工作。根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，提供一種用于LED照明設(shè)備的控制電路的供電電路，該LED照明設(shè)備包括串聯(lián)連接的多個(gè)LED光源和用于控制所述LED光源的電流路徑的通斷的控制開關(guān)。該供電電路的特征在于包括:第一 PNP晶體管，其集電極端耦接到控制電路的電源輸入端，射極端耦接到控制開關(guān)上游的第一組LED光源和第二組LED光源之間的第一節(jié)點(diǎn)，以及基極端耦接到控制開關(guān)和第二組LED光源之間的第二節(jié)點(diǎn)，使得當(dāng)控制開關(guān)控制電流路徑閉合時(shí)第一 PNP晶體管導(dǎo)通而當(dāng)控制開關(guān)控制電流路徑斷開時(shí)第一 PNP晶體管截止；第二 NPN晶體管，其基極端耦接到第一 PNP晶體管的射極端，射極端耦接到控制電路的電源輸入端，以及集電極端耦接到所述多個(gè)LED光源的電源輸入端。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種包括上述供電電路的LED照明設(shè)備。在應(yīng)用上述供電電路的LED照明設(shè)備中，在正常工作狀態(tài)中，控制電路的電源從串聯(lián)LED的中間抽頭被提供，可以是高效電源利用，大大節(jié)能。當(dāng)保護(hù)動(dòng)作發(fā)生時(shí)，即使與主電路串聯(lián)的開關(guān)關(guān)斷，電壓供給也不會(huì)切斷，這是因?yàn)殡娏鳝h(huán)路自動(dòng)切換到另一環(huán)路，控制電路可以不間斷工作，控制狀態(tài)不變。


為了進(jìn)一步闡明本發(fā)明的以上和其它優(yōu)點(diǎn)和特征，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。應(yīng)當(dāng)理解，這些附圖僅描述本發(fā)明的典型示例，而不應(yīng)看作是對(duì)本發(fā)明的范圍的限定。在附圖中:圖1A和圖1B是示出對(duì)控制電路進(jìn)行供電的已知方案的示意圖；圖2是簡要描述本申請(qǐng)的LED照明設(shè)備200的示意圖；圖3是示出本申請(qǐng)的LED照明設(shè)備的控制電路的供電電路的一個(gè)實(shí)施例；圖4是示出本申請(qǐng)的LED照明設(shè)備的控制電路的供電電路的另一個(gè)實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式一般而言，本發(fā)明的實(shí)施例涉及供電電路。更具體地，本發(fā)明的實(shí)施例涉及用于對(duì)LED(發(fā)光二極管)照明設(shè)備的控制電路進(jìn)行可靠供電的供電電路，從而允許無論在觸發(fā)還是不觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作的情況下都能夠保證控制電路不間斷工作。應(yīng)注意，下面的描述只作為說明而不應(yīng)用于限制所附權(quán)利要求或在此公開的實(shí)施例的范圍。首先參照?qǐng)D2簡要描述本申請(qǐng)的LED照明設(shè)備200。由圖2可知，LED照明設(shè)備200包括:來自驅(qū)動(dòng)器的電源輸入；用于照明的N個(gè)LED光源Dl-Dn，N彡I ;控制電路202，用于對(duì)LED光源的安全工作進(jìn)行控制和保護(hù)；控制電路202的供電電路201，(經(jīng)節(jié)點(diǎn)I)耦接到LED光源的電源輸入端，耦接到位于控制開關(guān)上游的第一組LED光源D4-Dn 和第二組LED光源D3-D1之間的節(jié)點(diǎn)2 (也稱為多個(gè)LED光源的“中間抽頭”)，以及耦接到控制開關(guān)和第二組LED光源D3-D1之間的節(jié)點(diǎn)4 ;控制開關(guān)，用于控制多個(gè)LED光源的電流路徑的通斷，此處典型地由MOS管Q表示，其柵極(經(jīng)節(jié)點(diǎn)5)耦接到控制電路202，受到控制電路202的控制，源極接地以及漏極耦接到節(jié)點(diǎn)4。本申請(qǐng)考慮到以下事實(shí):LED傳導(dǎo)電流可以大于700mA，正向電壓約為3.5V，是穩(wěn)定的。因此，可以從LED的中間抽頭得到要提供給控制電路的電源。應(yīng)注意，本文中所使用的“耦接”被限定為表示在兩個(gè)或更多電路對(duì)象之間沒有任何插入電路對(duì)象的直接連接，以及在兩個(gè)或更多電路對(duì)象之間通過一個(gè)或更多插入電路對(duì)象實(shí)現(xiàn)的間接連接。例如，兩個(gè)彼此直接連接的電路對(duì)象被稱為彼此“耦接”。同樣的兩個(gè)電路對(duì)象若其間連接有一個(gè)或更多插入電路對(duì)象則也被稱為彼此“耦接”。在控制電路202未檢測(cè)到電源輸入的異常時(shí)，通過控制開關(guān)控制從LED光源的正極向控制電路202供電。反之，控制電路202在檢測(cè)到異常時(shí)，通過控制開關(guān)把控制電路202的供電從LED光源的中間抽頭切換到所述多個(gè)LED光源的電源輸入端。雖然在上面把控制開關(guān)典型地描述為MOS晶體管，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)上面的描述容易理解，控制開關(guān)也可以包括能夠?qū)崿F(xiàn)類似功能的其他有源開關(guān)(如NPN晶體管)或無源開關(guān)。 圖3示出圖2的LED照明設(shè)備200中的供電電路201的一個(gè)實(shí)施例。在圖3中，控制開關(guān)仍由MOS晶體管Q3表示，其連接方式與前面的描述相似。供電電路201包括:第一PNP晶體管Q2，其集電極端耦接到控制電路202的電源輸入端，射極端耦接到位于控制開關(guān)Q3上游的第一組LED光源D4-Dn和第二組LED光源D3-D1之間的節(jié)點(diǎn)2，以及基極端耦接到控制開關(guān)和第二組LED光源D3-D1之間的節(jié)點(diǎn)4 ;第二 NPN晶體管Ql，其基極端耦接到第一 PNP晶體管Q2的射極端，射極端耦接到控制電路202的電源輸入端，以及集電極端耦接到多個(gè)LED光源Dl-Dn的電源輸入端。在一個(gè)實(shí)施例變型中，供電電路201還包括:耦接在第二 NPN晶體管Ql的集電極端和多個(gè)LED光源Dl-Dn的電源輸入端之間的電阻器Rl，耦接在第二 NPN晶體Ql的基極端和第一 PNP晶體管的射極端之間的電阻器R2，以及耦接在第一 PNP晶體管Q2的基極和節(jié)點(diǎn)4之間的電阻器R3。盡管不是在所有的實(shí)施例中都要求如此。電阻器R1、R2和R3為晶體管Ql和Q2提供適當(dāng)?shù)墓ぷ鼽c(diǎn)。這些電阻器的值被選擇為使得:在控制電路201未檢測(cè)到異常時(shí)晶體管Q2穩(wěn)定地導(dǎo)通而晶體管Ql穩(wěn)定地截止；而在控制電路201檢測(cè)到異常時(shí)晶體管Q2穩(wěn)定地截止而晶體管Ql穩(wěn)定地導(dǎo)通，下面對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)介紹。在LED光源的電源輸入正常時(shí)，控制電路202將控制開關(guān)Q3的基極設(shè)置為高電平使得Q3導(dǎo)通，電流流過LED光源Dl-Dn使得LED光源Dl-Dn發(fā)光，同時(shí)第一 PNP晶體管Q2的發(fā)射極和基極之間的電壓差足以超過發(fā)射極和基極之間PN結(jié)電壓，使得Q2導(dǎo)通，Q2的導(dǎo)通進(jìn)一步允許從節(jié)點(diǎn)2經(jīng)由第一 PNP晶體管Q2的發(fā)射極和集電極向控制電路202供電。此時(shí)，由于第二 NPN晶體管Ql的基極和發(fā)射極之間的電壓差低于PN結(jié)電壓，導(dǎo)致Ql截止，電流不會(huì)經(jīng)由Ql流向控制電路202，從而禁止從LED光源的電源輸入端經(jīng)由Ql的發(fā)射極和集電極向控制電路202供電，Rl上沒有功率消耗。反之，在控制電路202檢測(cè)到電源輸入異常時(shí)，將控制開關(guān)Q3的基極設(shè)置為低電平使得Q3截止，電流不能流過LED光源Dl-Dn使得LED光源Dl-Dn中止發(fā)光以保護(hù)LED光源Dl-Dn，同時(shí)第一 PNP晶體管Q2的發(fā)射極和基極之間的電壓差小于發(fā)射極和基極之間PN結(jié)電壓，使得Q2截止，Q2的截止進(jìn)一步禁止從節(jié)點(diǎn)2經(jīng)由第一 PNP晶體管Q2的發(fā)射極和集電極向控制電路202供電。此時(shí)，由于第二 NPN晶體管Ql的基極和發(fā)射極之間的電壓差超過PN結(jié)電壓，使得Ql導(dǎo)通，電流經(jīng)由Ql流向控制電路202，從而允許從LED光源Dl-Dn的電源輸入端經(jīng)由Ql的發(fā)射極和集電極向控制電路202供電。以這種方式，在檢測(cè)到故障時(shí)把控制電路202的供電從節(jié)點(diǎn)2切換到LED光源Dl-Dn的電源輸入端。圖4示出了圖2的LED照明設(shè)備200中的供電電路201的另一個(gè)實(shí)施例。在圖4中，供電電路301中第一 PNP晶體管Q2、第二 NPN晶體管Ql、電阻器R2、R3分別對(duì)應(yīng)于前一實(shí)施例中的第一 PNP晶體管Q2、第二 NPN晶體管Ql、電阻器R2、R3，故省略其重復(fù)描述。供電電路301與前面的實(shí)施例的不同之處在于:還包括耦接在節(jié)點(diǎn)2和第一 PNP晶體管Q2的射極端之間的電阻器R4，以及耦接在第二 NPN晶體管Ql的射極端和控制電路302的電源輸入端之間的電阻器R5。電阻器R4和R5的值被選擇為使得:在控制電路302未檢測(cè)到異常并由此Q2導(dǎo)通時(shí)，電阻器R4提供適當(dāng)?shù)碾娏鞣答?。在控制電?02檢測(cè)到異常并由此Ql導(dǎo)通時(shí)，R5提供適當(dāng)?shù)碾娏鞣答?。由于反饋?duì)系統(tǒng)參數(shù)波動(dòng)的抑制作用，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)受電壓波動(dòng)影響更小，特別是受單個(gè)LED的短路影響更小。前述段落解釋了作為優(yōu)選實(shí)施例的對(duì)控制電路進(jìn)行可靠供電的供電電路。該實(shí)施例并非限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在學(xué)習(xí)了上面描述之后做出各種變化和修改。例如，第一組LED光源和第二組LED光源之間的節(jié)點(diǎn)2是可以根據(jù)控制電路的實(shí)際電源需求而靈活設(shè)置的，比如可位于D2的正極。供電電路也可以不限于上面描述中的PNP晶體管和NPN晶體管，而是可以由任何能夠?qū)崿F(xiàn)上述處理的器件比如MOS晶體管實(shí)現(xiàn)。MOS管Q3也可以連接在多個(gè)LED光源的電流路徑中的其它適當(dāng)位置。以這種方式，在正常工作狀態(tài)中，控制電路的電源從串聯(lián)的多個(gè)LED的中間抽頭被提供，其可以是高效的電源利用，大大節(jié)省了電能。此外，當(dāng)保護(hù)動(dòng)作發(fā)生時(shí)，與LED光源串聯(lián)的控制開關(guān)關(guān)斷，LED光源中沒有電流流過，可以有效地保護(hù)LED光源；同時(shí)，控制電路的電源供給也不會(huì)切斷，這是因?yàn)殡娏鳝h(huán)路自動(dòng)從LED光源的中間抽頭切換到LED光源的電源輸入端，因此控制電路可以不間斷工作，控制狀態(tài)不變。在前面的描述中參照特定實(shí)施例描述了本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解所描述的實(shí)施例僅是說明性的而不是限定性的。因此，本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求、而不是前面的描述來限定。在不偏離權(quán)利要求書限定的本申請(qǐng)的范圍的情況下可以進(jìn)行各種修改和改變。
權(quán)利要求
1.一種用于LED照明設(shè)備的控制電路的供電電路，所述LED照明設(shè)備包括串聯(lián)連接的多個(gè)LED光源和用于控制所述多個(gè)LED光源的電流路徑的通斷的控制開關(guān)， 所述供電電路的特征在于包括: 第一 PNP晶體管，其集電極端耦接到所述控制電路的電源輸入端，射極端耦接到所述控制開關(guān)上游的第一組LED光源和第二組LED光源之間的第一節(jié)點(diǎn)，以及基極端耦接到所述控制開關(guān)和所述第二組LED光源之間的第二節(jié)點(diǎn)，使得當(dāng)所述控制開關(guān)控制所述電流路徑閉合時(shí)所述第一 PNP晶體管導(dǎo)通而當(dāng)所述控制開關(guān)控制所述電流路徑斷開時(shí)所述第一PNP晶體管截止； 第二 NPN晶體管，其基極端耦接到所述第一 PNP晶體管的射極端，射極端耦接到所述控制電路的電源輸入端，以及集電極端耦接到所述多個(gè)LED光源的電源輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電電路，其中，所述控制開關(guān)包括金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，其柵極端耦接到所述控制電路，源極端耦接到地以及漏極端耦接到所述第二節(jié)點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的供電電路，還包括耦接在所述第二NPN晶體管的集電極端和所述多個(gè)LED光源的電源輸入端之間的第一電阻器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的供電電路，還包括耦接在所述第二NPN晶體管的基極端和所述第一 PNP晶體管的射極端之間的第二電阻器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的供電電路，還包括耦接在所述第一PNP晶體管的基極和所述第二節(jié)點(diǎn)之間的第三電阻器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的供電電路，還包括耦接在所述第一節(jié)點(diǎn)和所述第一PNP晶體管的射極端之間的第四電阻器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的供電電路，還包括耦接在所述第二NPN晶體管的射極端和所述控制電路的電源輸入端之間的第五電阻器。
8.—種LED照明設(shè)備，包括如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的用于所述LED照明設(shè)備的控制電路的供電電路。
全文摘要
本申請(qǐng)公開了一種用于LED照明設(shè)備的控制電路的供電電路，該LED照明設(shè)備包括串聯(lián)連接的多個(gè)LED光源和用于控制LED光源的電流路徑的通斷的控制開關(guān)。該供電電路的特征在于包括第一PNP晶體管，其集電極端耦接到控制電路的電源輸入端，射極端耦接到控制開關(guān)上游的第一組LED光源和第二組LED光源之間的第一節(jié)點(diǎn)，以及基極端耦接到控制開關(guān)和第二組LED光源之間的第二節(jié)點(diǎn)，使得當(dāng)控制開關(guān)控制電流路徑閉合時(shí)第一PNP晶體管導(dǎo)通而當(dāng)控制開關(guān)控制電流路徑斷開時(shí)第一PNP晶體管截止；第二NPN晶體管，其基極端耦接到第一PNP晶體管的射極端，射極端耦接到控制電路的電源輸入端，以及集電極端耦接到所述多個(gè)LED光源的電源輸入端。本申請(qǐng)還涉及包括該供電電路的LED照明設(shè)備。
文檔編號(hào)H05B37/02GK103200726SQ20121000192
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2012年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月5日
發(fā)明者劉亞平, 戴雪維, 米德爾·謝科, 蔣春軍 申請(qǐng)人:歐司朗股份有限公司