一种耐核辐射的LED驱动器电路的制作方法

一种耐核辐射的led驱动器电路
技术领域
1.本发明涉及一种led驱动器电路，尤其是涉及一种耐核辐射的led驱动器电路。


背景技术：

2.目前能源缺口越来越大，核能的利用被广泛接受，但是在核电厂中的照明设备均需耐核辐射，市场上基本上仍然采用传统的电感镇流器。随着led绿色照明的高效、节能、快速响应特点越来越显著，但在核电厂一直得不到应用，其中驱动器的是最大瓶颈，因为驱动中使用了大量的逻辑电路，耐辐照能力非常低。
3.经过检索，中国专利公开号cn112867197a公开了一种耐辐射led灯，具体包括一个耐辐射led光源和一个耐辐射led驱动器，其中耐辐射led驱动器包括电路基板，led光源板的控制电路中，采用四端恒流源电路，以多数流子器件的恒流二极管作为基准，恒流二极管的另一个优点是受核辐射的影响很小。交流电源220v经emc滤波器l1由变压器t变为交流低压，经整流桥堆整流后通过电容c2成为直流电压。但是该驱动器采用1-3cm的铅板做屏蔽，造成成本高的问题，非常笨重，同时存在耐辐射性能差、没有过温保护和短路保护功能等问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种输入高pf值、具有短路保护功能、功率可以扩展到大功率的耐核辐射的led驱动器电路。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.根据本发明的一个方面，提供了一种耐核辐射的led驱动器电路，该电路与led灯珠连接，包括电源输入端、过温保护电路、整流电路、恒流电路、滤波电路和短路保护电路，所述的电源输入端、过温保护电路、整流电路、恒流电路、led灯珠依次连接，所述的滤波电路和短路保护电路分别与恒流电路连接。
7.作为优选的技术方案，所述的电源输入端为三相输入交流电l1、l2、l3，该三相输入交流电通过整流电路整流后变成低纹波的直流电压。
8.作为优选的技术方案，所述的过温保护电路为温度开关th1，该温度开关th1接在三相输入交流电的其中一相上；用于切断三相输入交流电中其中一相，将其变成两相输入。
9.作为优选的技术方案，所述的整流电路包括整流二极管d1、d2、d3、d4、d5和d6，其中整流二极管d1正极分别与l1和整流二极管d2的负极连接，整流二极管d3正极分别与l2和整流二极管d4的负极连接，整流二极管d5正极分别与l3和整流二极管d6的负极连接，所述的整流二极管d2的正极分别与整流二极管d4的正极、整流二极管d6的正极连接，所述的整流二极管d1负极、d3负极和d5负极分别与恒流电路连接。
10.作为优选的技术方案，所述的恒流电路包括功率调整管q1、电阻r2、电流检测电阻r4和稳压二极管u1，所述的功率调整管q1的栅极分别与led灯珠的正极、稳压二极管u1的负极连接，所述的功率调整管q1的源极分与电阻r2的一端、电流检测电阻r4的一端连接，所述
的功率调整管q1的漏极与led灯珠的负极连接，所述的电阻r2的另一端与稳压二极管u1的输入端连接，所述的电流检测电阻r4的另一端与稳压二极管u1的正极连接。
11.作为优选的技术方案，所述的功率调整管q1为碳化硅mos管。
12.作为优选的技术方案，所述的恒流电路还包括设在功率调整管q1的栅极与led灯珠的正极之间的电阻r1。
13.作为优选的技术方案，所述的恒流电路还包括电阻r7和电容c1，所述的电阻r7的一端与电阻r2的另一端连接，所述的电阻r7的另一端与电流检测电阻r4的另一端连接，所述的电容c1接在稳压二极管u1的输入端和负极之间。
14.作为优选的技术方案，所述的滤波电路包括电阻r5和电容c2，所述的电阻r5一端与电阻r2的另一端连接，所述的电阻r5另一端与电容c2一端连接，所述的电容c2另一端与电流检测电阻r4的另一端连接。
15.作为优选的技术方案，所述的短路保护电路包括三极管q2、二极管zd1、电阻r3和电阻r6，所述的三极管q2的集电极与功率调整管q1的源极连接，所述的三极管q2的发射极与电流检测电阻r4的另一端连接，所述的三极管q2的基极接在电阻r3一端和电阻r6一端之间，所述的电阻r3另一端与二极管zd1的正极连接，所述的二极管zd1的负极与功率调整管q1的漏极连接，所述的电阻r6另一端与电流检测电阻r4的另一端连接。
16.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
17.1)本发明无需任何屏蔽部件，也能有效抵抗辐射；
18.2)本发明输入采用三相输入实现高pf值。
19.3)本发明采用线性平均电流控制实现恒流，分立元件实现控制，耐强辐照能力；
20.4)本发明含有多重保护，输出短路快速保护、过温保护。
附图说明
21.图1为本发明的具体电路图；
22.图2为三相输入的交流电压波形图；
23.图3为整流后的脉动直流波形图。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
25.如图1所示，一种耐核辐射的led驱动器电路，该电路与led灯珠连接，包括电源输入端1、过温保护电路2、整流电路3、恒流电路4、滤波电路5和短路保护电路6，所述的电源输入端1、过温保护电路2、整流电路3、恒流电路4、led灯珠依次连接，所述的滤波电路5和短路保护电路6分别与恒流电路连接。
26.所述的电源输入端为三相输入交流电l1、l2、l3，该三相输入交流电通过整流电路整流后变成低纹波的直流电压。所述的整流电路包括整流二极管d1、d2、d3、d4、d5和d6，其中整流二极管d1正极分别与l1和整流二极管d2的负极连接，整流二极管d3正极分别与l2和
整流二极管d4的负极连接，整流二极管d5正极分别与l3和整流二极管d6的负极连接，所述的整流二极管d2的正极分别与整流二极管d4的正极、整流二极管d6的正极连接，所述的整流二极管d1负极、d3负极和d5负极分别与恒流电路连接。
27.输入l1、l2、l3，通过整流二极管d1、d2、d3、d4、d5和d6，变成低纹波的直流电压。具体波形如下，图2为三相输入的交流电压，图3为全桥整流后的脉动直流电压。采用三相输入整流可得到纹波很小的直流电压，且纹波频率为300hz,高频率纹波电压给led灯珠供电，人眼感受不到闪烁，不易造成生物伤害。同时这样输入给led灯珠线性供电，电流失真小，pf值较高。
28.所述的过温保护电路为温度开关th1，该温度开关th1接在三相输入交流电的其中一相上；用于切断三相输入交流电中其中一相，将其变成两相输入。
29.当驱动器温度过高，温度开关th1动作切断l1的输入，这样变成两相输入，降低输出电流1/3，但是平均电流没有变，不会造成led灯板vf值降低，保持光效不变。由于方案是线性原理，如过温保护后，通过控制u1降低灯板恒定电流，势必会造成灯板vf降低，而整个驱动的损耗不一定会降低，起不到温度高保护驱动器的目的。
30.所述的恒流电路包括功率调整管q1、电阻r2、电流检测电阻r4和稳压二极管u1，所述的功率调整管q1的栅极分别与led灯珠的正极、稳压芯片u1的负极连接，所述的功率调整管q1的源极分与电阻r2的一端、电流检测电阻r4的一端连接，所述的功率调整管q1的漏极与led灯珠的负极连接，所述的电阻r2的另一端与稳压二极管u1的输入端连接，所述的电流检测电阻r4的另一端与稳压芯片u1的正极连接。所述的恒流电路还包括设在功率调整管q1的栅极与led灯珠的正极之间的电阻r1。所述的恒流电路还包括电阻r7和电容c1，所述的电阻r7的一端与电阻r2的另一端连接，所述的电阻r7的另一端与电流检测电阻r4的另一端连接，所述的电容c1接在稳压二极管u1的输入端和负极之间。
31.当有电流从r4上流过后，就有电压产生，该电压通过r2、r4分压到u1的输入检测端。当u1的输入端高于其内部基准，就会降低其输出2脚的电压，这样调整管q1的驱动电压就会降低，从而增加q1的导通阻抗，降低通过r4的电流。这样就能恒定流过led 1和led-1间的led灯珠电流。该电路中q1采用碳化硅mos管，不能采用普通mos管，在辐照试验后普通mos管的vgs下降非常大，导致不能正常工作。而碳化硅mos管vgs也有少许下降，但是该电路可以输出vgs为0伏甚至为负压，这样确保恒流电路的正常工作。q1亦不能选用三极管，三极管的放大倍数在辐照试验后是几何级下降。
32.所述的滤波电路包括电阻r5和电容c2，所述的电阻r5一端与电阻r2的另一端连接，所述的电阻r5另一端与电容c2一端连接，所述的电容c2另一端与电流检测电阻r4的另一端连接。
33.采用rc网络，如果不滤波，恒流部分采用的是峰值限制，造成led灯板电压只能低于3相整流后纹波最低电压，稍高就会电流下降，这样会造成led灯具光效低，发热严重。采用r5、c2滤波后，采用平均值限制，这样灯板的电压和整流后电压间压降可以很小就能实现恒定电流，改善了光效。同时也能提高pf值。
34.所述的短路保护电路包括三极管q2、二极管zd1、电阻r3和电阻r6，所述的三极管q2的集电极与功率调整管q1的源极连接，所述的三极管q2的发射极与电流检测电阻r4的另一端连接，所述的三极管q2的基极接在电阻r3一端和电阻r6一端之间，所述的电阻r3另一
端与二极管zd1的正极连接，所述的二极管zd1的负极与功率调整管q1的漏极连接，所述的电阻r6另一端与电流检测电阻r4的另一端连接。
35.当灯板短路或输入电压超过额定电压时，q1的漏极电压超过设定zd1的电压，让q2导通，从而关断q1，这样有效保护的q1。
36.本发明通过原理和器件做到耐辐射。同时解决了过温保护、短路保护，总辐射剂量非常高，试验达到100kgy。同时可以做大功率。
37.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。