一种感应式宽电压LED灯驱动电路的制作方法

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一种感应式宽电压LED灯驱动电路的制造方法与工艺

本发明属于驱动电路技术领域,涉及一种感应式宽电压LED灯驱动电路。



背景技术:

LED是发光二极管的英文简称,是一种半导体组件。初时多用作指示灯、显示发光二极管板等,随着白光LED的出现,LED常作为照明使用。LED灯被称为第四代照明光源和绿色光源,具有节能、环保、寿命长、体积小等特点。LED灯由于其具有上述特点,从而在世界上备受用户的青睐。

由于LED灯工作电压普遍为直流电压,因此LED灯内需要设置驱动电路将市电的电压转换为直流电压,再进行分压后得到LED灯的工作电压供LED灯亮起。由于世界上很多国家和很多地区的市电电压不统一,如中国市电为220V,而日本为110V因此相同的LED灯驱动电路在不同市电的国家并不能通用,只能改变驱动电路或者用户买一个相适配的变压器转接,这样对生产厂家以及用户来说都十分不便。

为此中国专利文献公开了申请号为CN201410190812.7的一种能工作在全电压下的高压LED驱动电路,该电路包括至少LED单元,每一组包含多个高压LED及多个开关管以及附加的一组LED模组;用于基于电源电压来输出串并控制信号的线电压检测单元、用于基于所述串并控制信号来控制各组LED单元的串并连接的串并切换控制单元、用于将接入的电源转换为LED单元所需电压的整流输出单元、用于基于整流输出电路的输出电压来控制每一组LED单元中的各开关管的开闭以及各高压LED的电流的驱动单元,由此可实现120V低电压及277V高电压均能驱动LED灯。

虽然上述专利能够实现120V低电压及277V高电压市电的LED灯驱动,但是适用范围还是较小,并不能满足在任何地区LED灯插到市电后就能照明使用的效果,同时上述专利并不能在感应到有人出现时自动亮起照明的功能。



技术实现要素:

本发明针对现有的技术存在上述问题,提出了一种感应式宽电压LED灯驱动电路,本发明所要解决的技术问题是如何能够在有人时自动开启且使LED灯适用市电电压的范围广。

本发明通过下列技术方案来实现:一种感应式宽电压LED灯驱动电路,包括用于连接市电的整流模块和两组LED灯模块,其特征在于,本驱动电路还包括控制器、用于设置在市电与整流模块之间的电子开关以及用于感应是否有人的感应器,所述感应器连接控制器的输入端,所述电子开关连接控制器的输出端,本驱动电路还包括用于检测判断输入的电压在低电压范围还是在高电压范围的检测模块和用于切换两组LED灯模块串联或并联并控制两组LED灯模块按额定功率工作的控制模块,所述整流模块输出端分别连接检测模块和控制模块,所述检测模块和两组LED灯模块分别连接控制模块,所述控制模块内设有切换两组LED灯串联的电压设定值。

本驱动电路具有感应功能能够自动启闭LED灯模块,感应器感应在一定区域内是否有人,在有人时控制器控制电子开关导通市电与整流模块,在没有人时控制器控制电子开关断开市电与整流模块。本感应式宽电压LED灯驱动电路通过设置检测模块能够根据不同的输入电压范围来输出不同的电压信号给控制模块,控制模块能够控制两组LED灯串联或并联来符合当前输入电压的利用最大化,同时能保证两组LED灯按额定功率进行工作,从而本驱动电路能够适应较广的市电电压范围,通过设置本驱动电路LED灯产品能在大多数国家就能够即插即用。市电经过整流模块进行整流,整流后发送给检测模块以及控制模块,在整流模块输出的在低电压范围时,检测模块输出给控制模块的电压信号要小于电压设定值,此时控制模块使两组LED灯模块并联,从而使低电压也能使输入给LED灯的电压足够工作,在高电压范围时检测模块输出大于电压设定值的电压信号给控制模块,控制模块控制两组LED灯模块串联,因为此时高电压输入已经足够LED灯模块串联使用。在完成串联或者并联后,控制模块还调节LED灯模块的功率,使LED灯模块工作在额定功率上。

在上述的感应式宽电压LED灯驱动电路中,所述电子开关为继电器,所述继电器的线圈连接控制器的输出端,所述继电器的常开开关用于连接在市电与整流模块之间。继电器根据控制器的信号进行启闭常开开关。

在上述的感应式宽电压LED灯驱动电路中,所述感应器为雷达传感器,雷达传感器连接控制器的输入端。雷达传感器检测是否有物体移动并发送信号给控制器,在雷达传感器检测到有物体移动时控制器控制继电器的常开开关闭合,从而整流模块得电开始工作。本驱动电路还具有给控制器供电的供电模块。

在上述的感应式宽电压LED灯驱动电路中,所述检测模块包括三极管Q1和三极管Q2,所述控制模块输出基准电压给三极管Q1和三极管Q2,整流模块输出检测电压给三极管Q1和三极管Q2,在低电压范围时三极管Q1和三极管Q2均关闭能使两组LED灯模块并联;在高电压范围时三极管Q1和三极管Q2均开启能使两组LED灯模块串联,所述检测模块还包括用于分压的电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5以及至少具有一个电阻的电阻单元一,电阻单元一的一端连接整流模块的输出端,所述三极管Q1的集电极连接控制模块并通过电阻R1连接电阻单元一的另一端,三极管Q1发射极连接控制模块,三极管Q1基极通过电阻R2连接控制模块,所述三极管Q2的集电极通过电阻R3连接三极管Q1的基极,三极管Q2的发射极通过电阻R4连接控制模块,三极管Q2的基极连接电阻单元一的另一端,三极管Q2的基极还连接电阻R5的一端,电阻R5的另一端接地,三极管Q2的发射极还连接有电阻R6,电阻R6的另一端接地。

电阻单元一包括串联的电阻R7和电阻R8。电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5以及电阻R7和电阻R8均是分压作用,在输入的是低电压范围内的电压时,不符合三极管Q1和三极管Q2导通条件,从而三极管Q1和三极管Q2闭合,整流模块输出的电压经过电阻R7、电阻R8以及电阻R1分压后,变成一个小于电压设定值的电压信号给控制模块。在输入的是低电压范围内的电压时三极管Q1和三极管Q2导通,整流模块输出的电压经过电阻R7、电阻R8以及电阻R1分压后再加上经过三极管Q1流出的电压,变成一个大于电压设定值的电压信号给控制模块。三极管Q1为PNP型三极管,三极管Q2为NPN型三极管。

在上述的感应式宽电压LED灯驱动电路中,所述检测模块还包括三极管Q3、电阻R9以及电阻单元二,所述三极管Q3的基极连接电阻单元二的一端以及电阻R9的一端,电阻单元二的另一端连接整流模块的输出端,电阻R9的另一端接地,三极管Q3的发射极连接三极管Q2的发射极,所述三极管Q3的集电极连接三极管Q2的集电极,所述电阻单元二的总电阻值大于电阻单元一的总电阻值。电阻单元二包括电阻R10。通过设置三极管Q3能够增加高电压检测范围提高本驱动电路的适用范围。由于电阻单元二的总电阻值大于电阻单元一的总电阻值,三极管Q3的连接点与三极管Q2的连接点相同,因此在符合三极管Q2条件时还不符合三极管Q3的导通条件,直到整流模块输出的电压大于一定值时,此时三极管Q3导通,三极管Q4也导通,直到电压再变大的情况下,三极管Q4关闭,三极管Q3保持导通,直到超过高电压范围。三极管Q3为NPN型三极管。

在上述的感应式宽电压LED灯驱动电路中,所述控制模块包括MOS管Q4、MOS管Q5和电阻R13,在低电压范围时检测模块输出小于电压设定值的电压信号给MOS管Q4,使MOS管Q4关断,MOS管Q5打开;在高电压范围时,检测模块输出大于电压设定值的电压信号给MOS管Q4,使MOS管Q4打开,MOS管Q5关断,所述MOS管Q4的漏极连接MOS管Q5的栅极,MOS管Q4的源极连接有电阻R11,电阻R11的另一端接地,所述MOS管Q4的栅极分别连接电阻R1和三极管Q1的集电极,MOS管Q4的栅极还连接有电阻R12,电阻R12的另一端接地,所述MOS管Q5的漏极连接整流模块的输出端,MOS管Q5的源极连接有二极管D1,二极管D1的阳极连接MOS管Q5,阴极连接两组LED灯模块的其中一组的输入端,另一组LED灯模块的输入端通过电阻R13连接整流模块的输出端且输出端连接二极管D1的阴极,所述MOS管Q5的栅极连接有电阻单元三,电阻单元三连接整流模块的输出端。

MOS管Q4的栅极接收检测模块发送的电压信号,在低电压范围时不满足MOS管Q4的导通条件,此时MOS管Q4关断,电流从电阻单元三流至MOS管Q5的栅极,MOS管Q5具有较高电压满足导通条件,此时电流一路从MOS管流过至两组LED灯的其中一组,另一路从电阻R13经过至另一组LED灯上,实现两组LED等单元并联。在高电压范围时满足MOS Q4管的导通条件,此时MOS管Q4导通,MOS管Q5关闭,此时只有一路电流,从而两组LED灯模块串联。电阻单元三包括电阻R14、电阻R15和电阻R16。电压设定值既MOS管Q4导通的最低值。

在上述的感应式宽电压LED灯驱动电路中,所述控制模块包括用于调节LED灯模块工作功率的控制芯片,所述控制芯片的检测输入端连接有采样单元,所述控制芯片的控制输出端连接有功率调节单元,两组LED灯模块的输出端分别连接功率调节单元的输入端,所述功率调节单元的输出端连接采样单元,所述控制芯片的电源供电端连接有电阻R17,电阻R17连接整流模块的输出端,所述控制芯片的电源输出端分别连接三极管Q1的发射极、三极管Q2的发射极和三极管Q3的发射极,所述控制芯片根据采样单元发送的电压信号进行判断控制功率调节单元调节LED灯模块的工作功率。控制芯片输出基准电压给三极管Q1的发射极、三极管Q2的发射极和三极管Q3的发射极,供三极管Q1、三极管Q2和三极管Q3检测整流模块输入电压所用,同时控制芯片通过控制功率调节单元使LED灯模块不管串联还是并联均工作在额定功率。

在上述的感应式宽电压LED灯驱动电路中,所述采样单元包括电阻R18、电阻R19、电阻R20、MOS管Q6和MOS管Q7,在低电压范围时MOS管Q6关闭,MOS管Q7开启使电阻R18和电阻R20串联,控制芯片的检测输入端采样到电压为电阻R18上的电压;在高电压范围时,MOS管Q6开启,MOS管Q7关闭,控制芯片的检测输入端采样到电压为电阻R19上的电压。由于在低电压范围下和在高电压范围下两组LED灯模块的连接方式不同,在保证不同连接方式下两组LED灯模块都在额定功率,需要将增加并联时的LED灯模块工作电流。通过上述设置能在低电压下使得控制芯片通过功率调节单元调节LED灯模块的工作电流比高电压下LED灯模块的工作电流大,从而能够使在低电压范围以及高电压范围内LED灯模块的工作功率相同。

在上述的感应式宽电压LED灯驱动电路中,所述采样单元还包括MOS管Q8,电阻R18一端分别连接控制芯片的检测输入端和电阻R20的一端,另一端分别连接电阻R19的一端以及功率调节单元,电阻R19的另一端接地,电阻R20的另一端连接MOS管Q7的漏极,所述MOS管Q7的源极接地,MOS管Q7的栅极连接控制芯片的电源输出端,MOS管Q7的栅极与电源输出端之间连接有电阻R21和电阻R22,所述MOS管Q6的漏极通过电阻R22连接控制芯片的电源输出端,MOS管Q6的栅极连接MOS管Q4的栅极,MOS管Q8的栅极连接MOS管Q7的栅极,MOS管Q8的漏极连接功率调节单元,所述MOS管Q8的源极以及MOS管Q6的源极接地。采样单元上述设置能够在低电压范围时满足Q6关闭,MOS管Q7开启且MOS管Q8开启,MOS管Q8开启使得功率调节单元对并联后的两组LED灯模块进行功率调节,在低电压范围时满足Q6开启,MOS管Q7关闭且MOS管Q8关闭,MOS管Q8关闭使得功率调节单元对串联后的两组LED灯模块进行功率调节。

在上述的感应式宽电压LED灯驱动电路中,所述功率调节单元包括两组MOS管,每组MOS管至少包括一个MOS管,每组LED灯模块包括至少一个LED灯单元,一个LED灯单元至少具有一个LED灯,两组LED灯模块的输出端均连接其中一组MOS管,另一组MOS管连接其中一组LED灯模块。通过调节MOS管的占空比来调节LED灯模块中的工作电流。从而使LED灯模块在低电压范围与高电压范围上的工作功率一致。

在上述的感应式宽电压LED灯驱动电路中,每组LED灯模块均具有三个LED灯单元,分别为LED灯单元一、LED灯单元二、LED灯单元三、LED灯单元四、LED灯单元五和LED灯单元六,每组的三个LED灯单元串联依次连接,一组MOS管具有三个MOS管,分别为MOS管Q9、MOS管Q10、MOS管Q11,另一组MOS管具有两个MOS管,分别为MOS管Q12和MOS管Q13,MOS管Q9的漏极连接分别连接LED灯单元一和LED灯单元四的电流输出端,MOS管Q10的漏极连接分别连接LED灯单元二和LED灯单元五的电流输出端,MOS管Q11的漏极分别连接LED灯单元三和LED灯单元六的电流输出端,MOS管Q12的漏极连接LED灯单元五的电流输出端,MOS管Q13的漏极连接LED灯单元六的电流输出端,MOS管Q9的栅极、MOS管Q10的栅极、MOS管Q11的栅极、MOS管Q12的栅极和MOS管Q13的栅极分别连接控制芯片的控制输出端,MOS管Q9的源极、MOS管Q10的源极、MOS管Q11的源极、MOS管Q12的源极和MOS管Q13的源极分别连接电阻R19。

LED灯单元一的工作电压与LED灯单元四的工作电压一样,LED灯单元二的工作电压与LED灯单元五的工作电压一样,LED灯单元三的工作电压与LED灯单元六的工作电压一样。通过设置多个MOS管分别对LED灯单元进行对应的工作电流调节,从而使调节效率高,并且多个MOS管设置能够散热效果比较好,提高电路的稳定性。

在上述的感应式宽电压LED灯驱动电路中,所述控制器的输出端连接有用于调节LED灯模块亮度的调光模块,所述调光模块连接控制芯片的调光输入端,所述调光模块还连接整流模块的输出端。在感应器感应到有人在时,控制器控制继电器导通市电与整流模块,同时控制器输出控制电压信号给调光模块,经过调光模块处理后,调光模块输出电压信号给控制芯片,控制芯片根据输入的电压信号大小控制两组LED灯模块以对应的功率进行工作。

与现有技术相比,本感应式宽电压LED灯驱动电路具有以下优点:

1、本发明能够通过设置检测模块能够根据不同的输入电压范围来输出不同的电压信号给控制模块,控制模块能够控制两组LED灯串联或并联来符合当前输入电压的利用最大化适用范围更广。

2、本发明能够保持LED灯模块在低压或者高压输入的情况下都保持在额定功率进行工作。

3、本发明能够对感应区域内是否有人进入进行检测,从而自动开启和关闭,从而更加方便实用。

附图说明

图1是本发明模块框图的结构示意图。

图2是本发明宽电压驱动的电路结构连接示意图。

图3是本发明检测模块的结构示意图。

图4是本发明控制模块的结构示意图。

图5是本发明整流模块的结构示意图。

图6是本发明两组LED灯模块的结构示意图。

图7是本发明调光模块的结构示意图。

图中,1、市电;2、整流模块;3、LED灯模块;4、检测模块;5、控制模块;6、控制器;7、继电器;8、控制芯片;9、采样单元;10、功率调节单元;11、LED灯单元一;12、LED灯单元二;13、LED灯单元三;14、LED灯单元四;15、LED灯单元五;16、LED灯单元六;17、感应器;18、供电模块;19、全桥整流桥;20、调光模块。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例,并结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。

附图的图2和图5中省去了继电器7、供电模块18和感应器17。图3中的A点与图4中的A点分别与图5中的A点连接,图3中的B点与图4中的B点连接,图3中的C点与图4中的C点连接,图3中的D点与图4中的D点连接,图3中的E点与图4中的E点连接,并且图4中的F点与图6中的F点连接,图4中的G点与图6中的G点连接,图4中的H点与图6中的H点连接,图4中的I点与图6中的I点连接,图4中的J点与图6中的J点连接,图4中的K点与图6中的K点连接,图4中的L点与图6中的L点连接,图4中的M点与图6中的M点连接,图7中的O点与图3中的O点连接,图7中的Q点与图4中的Q点连接,图7中的P点与图4中的P点连接,从而形成图2中的电路图。

如图1所示,一种感应式宽电压LED灯驱动电路,包括用于连接市电1的整流模块2、两组LED灯模块3、用于检测判断输入的电压在低电压范围还是在高电压范围的检测模块4和用于切换两组LED灯模块3串联或并联并控制两组LED灯模块3按额定功率工作的控制模块5。整流模块2输出端分别连接检测模块4和控制模块5,检测模块4和两组LED灯模块3分别连接控制模块5。控制模块5内设有切换两组LED灯串联的电压设定值。本驱动电路还包括控制器6、电子开关和用于感应是否有人的感应器17,感应器17连接控制器6的输入端。作为优选电子开关为继电器7。继电器7用于连接在市电1与整流模块2之间,继电器7连接控制器6的输出端。电子开关还可以为三极管或者MOS管。本实施例中感应器17为雷达传感器,继电器7的线圈连接控制器6的输出端,继电器7的常开开关用于连接在市电1与整流模块2之间。供电模块18能够降压整流从而给控制器6供电,此为现有技术,不再赘述。

作为另一种方案感应器17为红外传感器。红外传感器检测一定区域内是否有温度变化并将信号发送给控制器6,控制器6根据红外传感器发送的信号输出控制信号给继电器7,当红外传感器检测范围内有人时,环境温度发生变化,控制器6控制继电器7开启市电1与整流模块2的通路,当检测没有人时,控制器6控制继电器7关闭市电1与整流模块2的通路。

如图1所示,控制器的输出端连接有用于调节LED灯模块亮度的调光模块,调光模块连接控制芯片的调光输入端,调光模块还连接整流模块的输出端。

如图2和图3所示,检测模块4包括三极管Q1和三极管Q2。控制模块5输出基准电压给三极管Q1和三极管Q2,整流模块2输出检测电压给三极管Q1和三极管Q2,在低电压范围时三极管Q1和三极管Q2均关闭,检测模块4输出小于电压设定值的电压信号给控制模块5,控制模块5控制两组LED灯模块3并联;在高电压范围时三极管Q1和三极管Q2均开启,检测模块4输出大于电压设定值的电压信号给控制模块5,控制模块5控制两组LED灯模块3串联。

如图2和图3所示,检测模块4还包括用于分压的电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5以及至少具有一个电阻的电阻单元一。电阻单元一的一端连接整流模块2的输出端,三极管Q1的集电极连接控制模块5并通过电阻R1连接电阻单元一的另一端,三极管Q1发射极连接控制模块5,三极管Q1基极通过电阻R2连接控制模块5,三极管Q2的集电极通过电阻R3连接三极管Q1的基极,三极管Q2的发射极通过电阻R4连接控制模块5,三极管Q2的基极连接电阻单元一的另一端,三极管Q2的基极还连接电阻R5的一端,电阻R5的另一端接地,三极管Q2的发射极还连接有电阻R6,电阻R6的另一端接地。电阻单元一包括串联的电阻R7和电阻R8,电阻R7的一端连接整流模块2的输出端,另一端连接电阻R8的一端,电阻R8的另一端分别连接三极管Q2的基极和电阻R1的一端。

如图2和图3所示,检测模块4还包括三极管Q3、电阻R9以及电阻单元二。三极管Q3的基极连接电阻单元二的一端以及电阻R9的一端,电阻单元二的另一端连接整流模块2的输出端,电阻R9的另一端接地,三极管Q3的发射极连接三极管Q2的发射极,三极管Q3的集电极连接三极管Q2的集电极,电阻单元二的总电阻值大于电阻单元一的总电阻值。电阻单元二包括电阻R10和电阻R23,电阻R10和电阻R23串联,电阻R10的一端连接三极管Q3的基极,电阻R23的一端连接整流模块2的输出端。检测模块4还包括用于滤波和储能的电容C1和电容C2,电容C1的一端连接三极管Q3的基极,另一端接地,电容C2的一端连接三极管Q2的基极,另一端接地。

作为另一种方案:检测模块4包括比较器,比较器的其中一个输入端通过分压电阻连接整流模块2的输出端,另一个输入端通过分压电阻连接控制模块4,控制模块4提供基准电压,当比较器连接整流模块2的输入端输入的电压高于控制模块4提供基准电压时表明当前市电输入处于高电压范围,此时比较器输出电压信号给控制模块4,控制模块4控制两组LED灯模块3串联,反之比较器不输出电压信号给控制模块4,控制模块4控制两组LED灯模块3并联。

如图2和图4所示,控制模块5包括MOS管Q4、MOS管Q5和电阻R13,在低电压范围时检测模块4输出小于电压设定值的电压信号给MOS管Q4,使MOS管Q4关断,MOS管Q5打开;在高电压范围时,检测模块4输出大于电压设定值的电压信号给MOS管Q4,使MOS管Q4打开,MOS管Q5关断。MOS管Q4的漏极连接MOS管Q5的栅极,MOS管Q4的源极连接有电阻R11,电阻R11的另一端接地。MOS管Q4的栅极分别连接电阻R1和三极管Q1的集电极,MOS管Q4的栅极还连接有电阻R12,电阻R12的另一端接地。MOS管Q5的漏极连接整流模块2的输出端,MOS管Q5的源极连接有二极管D1,二极管D1的阳极连接MOS管Q5,阴极连接两组LED灯模块3的其中一组的输入端,另一组LED灯模块3的输入端通过电阻R13连接整流模块2的输出端且输出端连接二极管D1的阴极。MOS管Q5的栅极连接有电阻单元三,电阻单元三连接整流模块2的输出端。电阻单元三包括电阻R14、电阻R15和电阻R16。电压设定值既MOS管Q4导通的最低值。电阻R14的一端连接MOS管Q5的栅极,另一端连接电阻R15的一端,电阻R15的另一端连接电阻R16的一端,电阻R16的另一端连接有二极管D2,二极管D2的阳极连接电阻R13,阴极连接电阻R16。电阻R15与电阻R16之间设置有电容C6。本控制模块5还包括稳压单元,稳压单元包括稳压二极管ZD1、电阻R28和电容C3,电阻R28和电容C3的两端分别连接三极管Q5的源极以及电阻R14的一端,稳压二极管ZD1的阳极连接三极管Q5的源极,稳压二极管ZD1的阴极连接电阻R14的一端。

如图2和图4所示,控制模块5包括用于调节LED灯模块3工作功率的控制芯片8。控制芯片8采用型号为L1050的芯片。控制芯片8的检测输入端连接有采样单元9,控制芯片8的控制输出端连接有功率调节单元10,两组LED灯模块3的输出端分别连接功率调节单元10的输入端。功率调节单元10的输出端连接采样单元9。控制芯片8的电源供电端连接有电阻R17,电阻R17连接整流模块2的输出端,控制芯片8的电源输出端分别连接三极管Q1的发射极、三极管Q2的发射极和三极管Q3的发射极,并通过电阻R2连接三极管Q1的基极,通过电阻R2和电阻R3分别连接三极管Q2的集电极和三极管Q3的集电极。控制芯片8根据采样单元9发送的电压信号进行判断控制功率调节单元10调节LED灯模块3的工作功率。控制芯片8具有五个控制输出端,分别为控制输出端一、控制输出端二、控制输出端三、控制输出端四、控制输出端五。电阻R17的两端分别连接有电容C7和电容C8,电容C7和电容C8的另一端接地。电容C7和电容C8用于滤波,电阻R17与整流模块2之间通过电阻R13连接,电阻R13的两端分别连接电阻R17和整流模块2的输出端。控制芯片8的电源输出端连接有用于稳定控制芯片8输出的电压的电阻R30以及电容C15和电容C16,电阻R30一端连接控制芯片8,另一端连接电容C15的一端,电容C15的另一端接地,电容C16的一端连接控制芯片8,另一端接地。控制芯片8还连接有电容C17,电容C17的另一端接地。

作为另一种方案:控制模块5包括微处理器、功率调节单元10、采样单元9以及继电器一、继电器二,两组LED灯模块3分别连接功率调节单元10,采样单元9连接功率调节单元10,采样单元9连接微处理器,功率调节单元10连接微处理器的输出端,继电器一的常闭开关设置其中一组LED灯模块3与整流模块2的输出端之间,该组LED灯模块3的电流输入端与另一组LED灯模块3的电流输出端之间设置继电器二的常闭开关,继电器一的线圈和继电器二的线圈分别连接微处理器的输出端。微处理器在市电高电压范围时控制继电器一的常闭开关断开,继电器二的常闭开关闭合,从而两组LED灯模块串联;微处理器在市电处在低电压范围时控制继电器一的常闭开关闭合,继电器二的常闭开关断开,从而两组LED灯模块并联。

如图2和图4所示,采样单元9包括电阻R18、电阻R19、电阻R20、MOS管Q6和MOS管Q7,在低电压范围时MOS管Q6关闭,MOS管Q7开启使电阻R18和电阻R20串联,控制芯片8的检测输入端采样到电压为电阻R18上的电压;在高电压范围时,MOS管Q6开启,MOS管Q7关闭,控制芯片8的检测输入端采样到电压为电阻R19上的电压。采样单元9还包括MOS管Q8和电容C13,电阻R18一端分别连接控制芯片8的检测输入端和电阻R20的一端,另一端分别连接电阻R19的一端以及功率调节单元10,电阻R19的另一端接地,电阻R20的另一端连接MOS管Q7的漏极。MOS管Q7的源极接地,MOS管Q7的栅极连接控制芯片8的电源输出端,MOS管Q7的栅极与电源输出端之间连接有电阻R21和电阻R22,MOS管Q6的漏极通过电阻R22连接控制芯片8的电源输出端,MOS管Q6的栅极连接MOS管Q4的栅极,MOS管Q8的栅极连接MOS管Q7的栅极,MOS管Q8的漏极连接功率调节单元10,MOS管Q8的源极以及MOS管Q6的源极接地。电容C13的两端分别连接MOS管Q7的栅极和接地。

作为另一种方案:采样单元9包括电流传感器,电流传感器连接控制芯片的电流采样输入端,控制芯片8根据检测模块的输入电压判断得出当前市电处于高电压范围还是低电压范围,控制芯片8内设有低电压范围两组LED灯模块3按额定功率工作的电流设定值一以及低电压范围两组LED灯模块3按额定功率工作的电流设定值二。在低电压范围时,控制芯片8根据电流传感器发送的电流与电流设定值一进行比较在两者不同时,调节功率调节单元10改变电路中的电流直到两者一致,在高电压范围时,控制芯片8根据电流传感器发送的电流与电流设定值二进行比较在两者不同时,调节功率调节单元10改变电路中的电流直到两者一致。从而使串联和并联时两组LED灯模块3够工作在额定功率。

如图2和图4所示,功率调节单元10包括两组MOS管,每组MOS管至少包括一个MOS管,每组LED灯模块3包括至少一个LED灯单元,一个LED灯单元至少具有一个LED灯,两组LED灯模块3的输出端均连接其中一组MOS管,另一组MOS管连接其中一组LED灯模块3。

如图2和图6所示,作为优选,每组LED灯模块3均具有三个LED灯单元,分别为LED灯单元一11、LED灯单元二12、LED灯单元三13、LED灯单元四14、LED灯单元五15和LED灯单元六16,每组的三个LED灯单元串联依次连接,一组MOS管具有三个MOS管,分别为MOS管Q9、MOS管Q10、MOS管Q11,另一组MOS管具有两个MOS管,分别为MOS管Q12和MOS管Q13,MOS管Q9的漏极连接分别连接LED灯单元一11和LED灯单元四14的电流输出端,MOS管Q10的漏极连接分别连接LED灯单元二12和LED灯单元五15的电流输出端,MOS管Q11的漏极分别连接LED灯单元三13和LED灯单元六16的电流输出端。MOS管Q12的漏极连接LED灯单元五15的电流输出端,MOS管Q13的漏极连接LED灯单元六16的电流输出端,MOS管Q9的栅极、MOS管Q10的栅极、MOS管Q11的栅极、MOS管Q12的栅极和MOS管Q13的栅极分别连接控制芯片8的控制输出端,MOS管Q9的源极、MOS管Q10的源极、MOS管Q11的源极、MOS管Q12的源极和MOS管Q13的源极分别连接电阻R19。

LED灯单元一11的工作电压与LED灯单元四14的工作电压一样,LED灯单元二12的工作电压与LED灯单元五15的工作电压一样,LED灯单元三13的工作电压与LED灯单元六16的工作电压一样。

如图2和图4所示,功率调节单元10还包括MOS管Q14、MOS管Q15、MOS管Q16、MOS管Q17、MOS管Q18、电容C12、电阻24、电阻25、电阻26和电阻27。MOS管Q13的源极连接电阻24的一端,电阻24的另一端连接电阻R19的一端,MOS管Q14的栅极、MOS管Q15的栅极、MOS管Q16的栅极均连接MOS管Q13的栅极,MOS管Q13的栅极连接控制芯片8的控制输出端五,MOS管Q14的漏极、MOS管Q15的漏极和MOS管Q16的漏极均连接MOS管Q13的漏极,MOS管Q14的源极连接电阻R25的一端,电阻R25的一端连接电阻R19的一端,MOS管Q15的源极连接电阻R26的一端,电阻R26的一端连接电阻R19的一端,MOS管Q16的源极连接电阻R27的一端,电阻R27的一端连接电阻R19的一端。

MOS管Q17的栅极和MOS管Q18的栅极均连接MOS管Q11的栅极,MOS管Q17的漏极和MOS管Q18的漏极均连接MOS管Q11的漏极,MOS管Q17的源极和MOS管Q18的源极连接电阻R19的一端。MOS管Q9的栅极连接控制芯片8的控制输出端一、MOS管Q10的栅极连接控制芯片8的控制输出端二、MOS管Q11的栅极连接控制芯片8的控制输出端三、MOS管Q12的栅极连接控制芯片8的控制输出端四。电容C12一端连接MOS管Q9的栅极另一端接地,进行滤波。通过增加MOS管Q14、MOS管Q15、MOS管Q16、MOS管Q17和MOS管Q18,提高功率调节效率,并且在两组LED灯模块3的LED灯单元串联后最后的电流流出端具有多个MOS管进行调节,进一步提高散热和功率调节效果。

作为另一种方案:功率调节单元10包括两组MOS管,每组MOS管至具有一个MOS管,分别为MOS管一和MOS管二,LED灯单元三13的电流输出端连接MOS管一的漏极,MOS管一的栅极连接控制芯片8,MOS管一的源极连接电阻R19,LED灯单元六16的电流输出端连接MOS管二的漏极,MOS管二的栅极连接控制芯片8,MOS管二的源极连接电阻R19。

如图2和图4所示,控制模块5还包括用于滤波的电容C9、电容10、电容C11和用于防止电流反向流通的二极管D3、二极管D4、二极管D5和二极管D6,二极管D3的阳极连接LED灯单元三13的输出端,二极管D3的阴极连接LED灯单元四14的输入端;二极管D4的阳极连接LED灯单元四14的输出端,二极管D4的阴极连接LED灯单元一11的输出端;二极管D5的阳极连接LED灯单元五15的输出端,二极管D5的阴极连接LED灯单元二12的输出端;二极管D6的阳极连接LED灯单元六16的输出端,二极管D5的阴极连接LED灯单元三13的输出端。电容C9的一端、电容10的一端和电容C11的一端接地,电容C9的另一端连接二极管D4的阴极,电容10的另一端连接二极管D5的阴极,电容C11的另一端连接二极管D6的阴极。

如图2和图4所示,控制模块5还包括用于调整市电1的功率因数和谐波的输入电压检测单元。输入电压检测单元包括MOS管Q19、电阻R29、稳压二极管ZD2、电阻R31、电阻R25、电阻R26和电容C14。电阻R25的一端连接整流模块2的输出端,另一端连接电阻R26的一端,电阻R26的另一端连接控制芯片8的市电1电压检测端,电阻R29的一端、稳压二极管ZD2的阴极、电阻R31的一端以及电容C14的一端分别连接控制芯片8的市电1电压检测端。电阻R29的另一端连接MOS管Q19的漏极,MOS管Q19的漏极的栅极连接MOS管Q4的栅极,MOS管Q19的的源极接地。稳压二极管ZD2的阳极接地,电阻R31的另一端以及电容14的另一端接地。通过上述设置能够始终保持控制芯片8的市电1电压检测端输入的电压不会击穿控制芯片8,并且能够调节市电1的功率因数和谐波。

如图5所示,整流模块2包括用于防止电流浪涌冲击的压敏电阻VR1以及全桥整流桥19和用于滤波的电容C4和电容C5。压敏电阻VR1并联在市电1与全桥整流桥19之间,全桥整流桥19电路能够将交流电压变为直流电压,此为现有技术,不再赘述。电容C4和电容C5分别与全桥整流桥19并联。全桥整流桥19的输出端分别连接电阻R7、电阻R23、电阻13、MOS管Q5以及电阻25。以此来对检测模块4以及控制模块5还有两组LED灯模块3进行供电。作为另一种方案整流模块2包括整流器,通过整流器对市电进行整流。

如图2和图7所示,调光模块20包括NPN型的三极管Q20、用于分压的电阻R32、电阻R33、电阻R34、电阻R35、电阻R36、电阻R37、电阻R38、电阻R39和用于滤波的电容C18、电容C19以及用于稳压的稳压二极管ZD3,还有防止电流反向流通的二极管D9和二极管D10。电阻R32的一端连接整流模块的输出端,另一端连接电阻R33的一端,电阻R33的另一端连接三极管Q20的集电极,电阻R34的一端连接整流模块的输出端,另一端连接电阻R35的一端,电阻R35的另一端分别连接三极管Q20的基极以及稳压二极管ZD3的阴极,稳压二极管ZD3的阳极接地,三极管Q20的发射极连接二极管D9的阳极,二极管D9的阴极连接电阻R36的一端、电阻R37的一端以及电容C18的一端,电阻R36的另一端分别连接电阻R38的一端以及二极管D10的阳极,二极管D10的阴极连接电阻R37的另一端,控制器的电压输出端连接在电阻R37与二极管D10之间,控制器的接地端接地,电容C18的另一端接地。电阻R38的另一端分别连接电阻R39的一端、电容C19的一端以及控制芯片的调光输入端,电阻R39的另一端和电容C19的另一端分别接地。

作为另一种方案:调光模块20包括一个MOS管三,该MOS管的栅极连接控制器6的输出端,源极通过分压电阻连接控制芯片8的调光输入端,漏极通过分压电阻连接整流模块2的输出端。控制器6控制MOS管三的占空比从而调节输入给控制芯片8的调光输入端的电压信号,由控制芯片8通过功率调节单元10调节两组LED灯模块3的总工作功率。

以下是本发明的工作过程:

本感应式宽电压LED灯驱动电路工作时由雷达传感器在其感应区域内检测是否有人移动,当有人移动时会使得雷达传感器传回的检测信号发生改变,从而使输入给控制器6的电压信号不同,在雷达传感器检测到有人时控制器6控制继电器7的常开开关闭合,从而整流模块2与市电1导通得电开始工作。在检测到没有人移动时控制器6控制继电器7的常开开关断开,从而LED灯模块3不工作。

由检测模块4检测市电1处在高电压范围还是低电压范围,设定市电1输入电压大于90V小于160V为低电压范围,大于160V小于305V为高电压范围。当市电1与整流模块2导通时,整流模块2对市电1进行整流后输出给检测模块4和控制模块5。

整流模块2整流后输出的电压通过电阻R13以及电阻R17分压后输出给控制芯片8的电源供电端进行供电,使控制芯片8开始工作,控制芯片8的电源输出端输出基准电压给三极管Q1的发射极、三极管Q2的发射极和三极管Q3的发射极,同时整流模块2整流后输出的电压经过电阻R7和电阻R8以及电阻R1分压后给到三极管Q1的集电极,整流模块2整流后输出的电压经过电阻R7和电阻R8分压后给到三极管Q2的基极,整流模块2整流后输出的电压经过电阻R10和R23的分压后给到三极管Q3的基极,三极管Q2的集电极和三极管Q3的集电极也得到控制芯片8输出的基准电压。

在市电1为低电压范围输入时,没有足够大的电压输入到三极管Q2的基极和三极管Q3基极,使得三极管Q2和三极管Q3没有产生偏置,在三极管Q2没有产生偏置关断下,使得三极管Q1也没有产生偏置,从而三极管Q1关断。因此经过电阻R7和电阻R8以及电阻R1分压后给到MOS管的Q4的栅极的电压小于MOS管的Q4的启动电压。MOS管的Q4的启动电压既MOS管Q4导通的最低值也就是电压设定值。在MOS管的Q4关闭的情况下整流模块2整流后的电压流到MOS管Q5的栅极,达到MOS管Q5的启动电压,此时MOS管Q5导通。MOS管Q5导通后,整流模块2的整流后的电流通过电阻R13流入到LED灯单元一11中,且依次流过LED灯单元二12和LED灯单元三13,同时整流模块2的整流后的电流通过二极管D1流入到LED灯单元四14,然后依次流入到LED灯单元五15和LED灯单元六16,从而两组LED灯模块3形成并联,从而能够在低电压范围内具有足够的工作电压供LED灯模块3工作。

在市电1为高电压范围输入时且小于200V时,由于电阻单元二的总阻值大于电阻单元一的总阻值,因此在此时没有足够大的电压输入到三极管Q3基极,但满足三极管Q2的导通条件,三极管Q3关闭,三极管Q2导通。当市电1大于200V时,三级管Q2保持导通,三极管Q3也保持导通,直到大于220V时,三极管Q2关闭,三极管Q3保持导通。通过上述设置从而满足扩大本驱动电路匹配的范围,从而实用性更高。使三极管Q2的三极管Q3同时导通一段时间避免发生在高电压输入时,三级管Q3和三极管Q2同时关闭的情况发生。

在三极管Q2和三极管Q3至少有一个导通时,使得三极管Q1也导通,从而使MOS管Q4的栅极不仅得到整流模块2整流后的电压经过分压后的电压以及三极管Q1导通后控制芯片8输出的基准电压,从而大于MOS管Q4的启动电压,使MOS管Q4导通,MOS管Q4导通拉低MOS管Q5的栅极电压,从而使MOS管Q5关闭。因此整流模块2整流后的电流通过电阻R13后,从而LED灯单元一11依次流到LED灯单元六16,两组LED灯模块3串联。

由于在低电压范围下和在高电压范围下两组LED灯模块3的连接方式不同,在保证不同连接方式下两组LED灯模块3加起来的总功率都在总的额定功率,需要将增加并联时的LED灯模块3工作电流。

在低电压范围时,MOS管Q6关闭,MOS管Q7和MOS管Q8开启,MOS管Q8开启拉低MOS管Q12、MOS管Q13、MOS管Q14、MOS管Q15和MOS管Q16的栅极电压,从而它们关闭。MOS管Q9、MOS管Q10、MOS管Q11、MOS管Q17和MOS管Q18导通,从而在低电压范围时控制芯片8通过MOS管Q9、MOS管Q10、MOS管Q11、MOS管Q17和MOS管Q18调节两组LED灯模块3的工作功率。控制芯片8设定有两组LED灯模块3总的额定功率对应的采样电压设定值,在低电压范围时由于MOS管Q7开启,因此控制芯片8采集的是电阻R18的电压,控制芯片8根据采样回来的电压输出不同的占空比信号控制MOS管Q9、MOS管Q10、MOS管Q11、MOS管Q17和MOS管Q18按照对应的占空比工作,直到控制芯片8采样的电压等于采样电压设定值,在采样的电压等于采样电压设定值时,控制芯片8控制MOS管Q9、MOS管Q10、MOS管Q11、MOS管Q17和MOS管Q18按照当前的占空比工作。

在高电压范围时,MOS管Q6开启,MOS管Q7和MOS管Q8关闭,MOS管Q9至MOS管Q18均导通,从而在高电压范围时控制芯片8通过MOS管Q9至MOS管Q18调节两组LED灯模块3的工作功率。在高电压范围时因此控制芯片8采集的是电阻R19的电压,控制芯片8根据采样回来的电压输出不同的占空比信号控制MOS管Q9至MOS管Q18按照对应的占空比工作,直到控制芯片8采样的电压等于采样电压设定值,在采样的电压等于采样电压设定值时,控制芯片8控制MOS管Q9至MOS管Q18按照当前的占空比工作。由于两组LED灯模块3在串联时和并联时控制芯片8采样的电阻对象不同,并联时采样的电阻R19上的电压是采样的电阻R18上的电压的两倍,又由于LED灯单元一11的工作电压与LED灯单元四14的工作电压一样,LED灯单元二12的工作电压与LED灯单元五15的工作电压一样,LED灯单元三13的工作电压与LED灯单元六16的工作电压一样,因此在达到相同的采样电压设定值时并联时电流达到串联时的两倍,从而两组LED灯模块3通过本驱动电路能够在串联和并联时达到相同的额定功率。

本感应式宽电压LED灯驱动电路还具有调光模块20,通过控制器6输入给调光模块20的电压信号不同,从而能够调节LED灯模块3的亮度。当整流模块2输出整流后的电压时,经过电阻R32以及电阻R33分压后给到三极管Q20的集电极,经过电阻R34以及电阻R35分压后给到三极管Q20的基极。从而使三极管Q20导通,在控制器6不输入电压信号时,两组LED灯模块3通过本驱动电路能够在串联和并联时达到相同的额定功率。当控制器6输入电压信号给电阻R37时,此时电阻R38与电阻R39对输入给控制芯片8的调光输入端的电压进行分压,根据调光输入端输入的电压不同,控制芯片8控制两组LED灯模块以不同的总功率进行工作。在低电压范围时控制芯片8通过调节MOS管Q9、MOS管Q10、MOS管Q11、MOS管Q17和MOS管Q18的占空比调节两组LED灯模块3的工作功率,在高电压范围时控制芯片8通过调节MOS管Q9至MOS管Q18的调节两组LED灯模块3的工作功率。

作为优选控制器6输入给调光模块20的电压的范围为0至10V,对应的输入到控制芯片8上的电压为0到2.5V。在控制器6输入10V的电压信号时,控制芯片8的调光输入端输入的电压为2.5V,控制芯片8控制两组LED灯模块3按照全额定功率工作。当控制芯片8的调光输入端输入的电压小于0.2V时,控制LED灯模块3不工作,在控制芯片8的调光输入端输入的电压大于0.2V时,输入的电压越大,控制芯片8控制LED灯模块3的工作功率越大,从而LED灯模块3越亮。

控制器6输入给调光模块20的电压信号可以设定,本实施例中,控制器6输出10V的电压给调光模块20。当雷达传感器检测到有人时,控制器6控制控制芯片8使控制LED灯模块31以额定功率进行工作。

本感应式宽电压LED灯驱动电路通过设置检测模块4能够根据不同的输入电压范围来输出不同的电压信号给控制模块5,控制模块5能够控制两组LED灯串联或并联来符合当前输入电压的利用最大化,同时能保证两组LED灯按额定功率进行工作,从而本驱动电路能够适应较广的市电1电压范围,通过设置本驱动电路LED灯产品能在大多数国家就能够即插即用。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了市电1、整流模块2、LED灯模块3、检测模块4、控制模块5、控制器6、继电器7、控制芯片8、采样单元9、功率调节单元10、LED灯单元一11、LED灯单元二12、LED灯单元三13、LED灯单元四14、LED灯单元五15、LED灯单元六16、感应器17、供电模块18、全桥整流桥19、调光模块20等术语,但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质;把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

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