LED教学专用LED电流补偿电路论文和设计-唐敏君

全文摘要

本实用新型涉及一种LED教学专用LED电流补偿电路，二极管一（D1）的正极接入整流电路的正极输出端，所述二极管一（D1）的负极与电容一（C1）的正极和二极管二（D2）的负极相连，所述二极管三（D3）的正极和负极分别与电容一（C1）的负极和二极管二（D2）的正极相连，且电容一（C1）的负极和二极管二（D2）的正极分别与二极管四（D4）的负极和电容二（C2）的正极相连，所述二极管四（D4）的正极和电容二（C2）的负极接地；本实用新型LED教学专用LED电流补偿电路，能够实现恒流驱动输出。

主设计要求

1.一种LED教学专用LED电流补偿电路，其特征在于：所述电路包含有二极管一（D1）、二极管二（D2）、二极管三（D3）、二极管四（D4）、电容一（C1）和电容二（C2），所述二极管一（D1）的正极接入整流电路的正极输出端，所述二极管一（D1）的负极与电容一（C1）的正极和二极管二（D2）的负极相连，所述二极管三（D3）的正极和负极分别与电容一（C1）的负极和二极管二（D2）的正极相连，且电容一（C1）的负极和二极管二（D2）的正极分别与二极管四（D4）的负极和电容二（C2）的正极相连，所述二极管四（D4）的正极和电容二（C2）的负极接地。

设计方案

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种LED电流补偿电路，尤其是涉及一种应用于中学物理教学中的并联开关可变负载LED驱动器电路中的一段LED电流补偿电路，属于教学辅助设备技术领域；其包含但不限于教学领域，在实际的生产生活中也能应用本实用新型的补偿电路以达到恒流驱动的效果。

背景技术

目前，发光二极管（LED）在照明应用中，因其具有发光效率高、寿命长、高亮度、节能、环保和耐用等特点，被认为是当前最具潜力的光源之一。中学物理教学中，为了提高学生对LED的认知，也将LED驱动电路引入了教学当时。

如今，常规的LED驱动电路为并联开关可变负载LED驱动器；并联开关可变负载LED驱动器等效架构决定了其并非严格意义上的恒电流驱动，从而会在使用过程中发生频闪的现象，无法使得学生理解LED恒流驱动的真实含义，为此亟需一种能够实现真正恒流效果的驱动电路以直观的在教学中演示LED恒流的特性。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种LED教学专用LED电流补偿电路，其能够实现真正的恒流驱动输出。

本实用新型的目的是这样实现的：一种LED教学专用LED电流补偿电路，所述电路包含有二极管一、二极管二、二极管三、二极管四、电容一和电容二，所述二极管一的正极接入整流电路的正极输出端，所述二极管一的负极与电容一的正极和二极管二的负极相连，所述二极管三的正极和负极分别与电容一的负极和二极管二的正极相连，且电容一的负极和二极管二的正极分别与二极管四的负极和电容二的正极相连，所述二极管四的正极和电容二的负极接地。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型使用方便，仅需在LED输入端前接入本电路即可，且本专利的电路结构简单，用极少的外围器件即可实现电流补偿的功能；本实用新型与传统并联开关可变负载LED驱动电路比较，可以在输入电压Vin较小时为LED1网络补偿电流使其继续发光，从而使得其具备恒流驱动能力，提高了整体LED电路的发光效率；同时，本专利的补偿电路不仅仅可应用于教学领域，其也可应用于工业、生活中。

附图说明

图1为本实用新型一种LED教学专用LED电流补偿电路的电路图。

其中：

二极管一D1、二极管二D2、二极管三D3、二极管四D4；

电容一C1、电容二C2。

具体实施方式

参见图1，本实用新型涉及的一种LED教学专用LED电流补偿电路，所述电路包含有二极管一D1、二极管二D2、二极管三D3、二极管四D4、电容一C1和电容二C2，所述二极管一D1的正极接入整流电路的正极输出端，所述二极管一D1的负极与电容一C1的正极和二极管二D2的负极相连，所述二极管三D3的正极和负极分别与二极管一D1的负极和二极管二D2的正极相连，且二极管一D1的负极和二极管二D2的正极分别与二极管四D4的负极和电容二C2的正极相连，所述二极管四D4的正极和电容二C2的负极接地；

使用时，本实用新型LED教学专用LED电流补偿电路中的二极管一D1的负极与后续LED灯组的正极相连，如图1所示，其工作原理为：

交流市电经过整流电路（如图1中所示的桥式整流电路）整流后得到全波整流的电压包络Vin(t)，该电流电压加载在本实用新型中二极管一D1的正极上，下面取市电整流后电压Vin(t)的一个周期进行分析；

Vin(t)从零开始上升期间内，并联开关可变负载LED驱动器电路中的第一段LED网络LED1中出现电流，进而被点亮；同时，由于二极管二D2、二极管三D3和二极管四D4的存在，即电容一C1和电容二C2串联充电，充电电流沿二极管一D1、电容一C1、二极管三D3和电容二C2的路径返回参考路径GND；假设电容一C1与电容二C2的容值相等，忽略二极管三D3的正向导通压降，则落在每一个电容上的压降VC为Vin(t)的一半；这个过程将一直持续到Vin(t)上升到最大值的时刻；

在Vin(t)从最大值开始下降时，电容一C1上的压降开始随Vin一同下降，此时由于二极管二D2和二极管三D3均反偏，电容二C2上的压降保持为Vin(t)包络最大值的一半；当Vin(t)下降到其最大值的一半并继续下降时，电容二C2开始放电，如果预先设定并联开关可变负载LED驱动器驱动的LED发光模块中的第一个LED的正向导通压降与其他LED网络中的LED的正向导通压降之和相同，并取值略小于在Vin(t)最大值的一半，

V_{F(LED1)<\/sub>为LED发光模块中的第一个LED的正向导通压降，V_{F(LEDk)<\/sub>其他LED发光模块中的LED的正向导通压降，根据并联开关可变负载LED驱动器的工作原理，此时所有LED网络中只有LED1（LED发光模块中的第一个LED）继续发光，电容二C2通过二极管二D2为LED1放电，通过选择合适的电容二C2的电容C2D的电容值的大小，即可满足在整个Vin<V_{F(LED1)<\/sub>期间，LED1依靠电容二C2输出的电流持续发光，直到下一个周期Vin>V_{F(LED1<\/sub>)的到来，实现LED1恒流驱动。同时，在电容二C2放电期间，整流桥电流为零，输入电流出现死区，这有助于系统功率因数的提高。}}}}

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

设计图

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