一种驱动电源和照明装置的制作方法

本发明涉及智能照明技术领域，特别是一种驱动电源和照明装置。

背景技术：

全球电网电压主要有220v和110v两种类型，目前市面上的led灯具，常见的有两类，分别是窄电压范围输入和宽电压范围输入。

窄电压范围输入通常是以单一电压为主，如176-264vac或90-130vac，满足不同电网需求，这种驱动成本低，效率高，但只适用单一电网范围。宽电压范围输入主要是90-305vac，满足全球电网的需求，这种驱动成本高，低压输入时效率低，但适用性强。

实际应用中，很多场合要求宽电压范围，要求在176-264vac时满功率输出，但其他电压输入范围内则允许半载或轻载输出，此时就需要一种既满足宽电压范围，同时成本低、效率高的技术方案。

技术实现要素：

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的驱动电源和照明装置，该驱动电源能够实现单电压输入灯具在低电压输入时持续照明，通过检测输入电压来自动调整基准电压值，进而实现调整负载的功率，实现了宽电压范围输入，低成本且高性能的目的。

本发明实施例提供了一种驱动电源，用于实现单电压输入灯具在低电压输入时持续照明，所述驱动电源包括整流滤波模块、取样模块、控制模块，所述整流滤波模块的输入端接入交流电源，对交流电源输出的交流电进行整流滤波处理后供给led负载；所述取样模块的输入端连接led负载的输出端，用于采集led负载的电流信号，得到电流采样电压值并输出；所述取样模块的输出端连接所述控制模块的输入端，所述控制模块将所述电流采样电压值与基准电压值进行比较，根据比较结果对所述整流滤波模块供给led负载的直流电的电压值进行调整，所述驱动电源还包括：输入电压检测模块和限功率模块；

所述输入电压检测模块的输入端连接所述整流滤波模块的输出端，用于对所述整流滤波模块输出的直流电进行电压检测，得到输入电压检测信号；所述输入电压检测模块的输出端连接所述限功率模块的检测电压输入端，所述限功率模块根据所述输入电压检测信号生成对所述基准电压值进行调整的输出控制信号；所述限功率模块的输出端连接所述控制模块的输入端，所述控制模块根据所述输出控制信号对所述基准电压值进行调整。

可选地，所述输入电压检测模块包括：第一电阻单元和第二电阻单元；

所述第一电阻单元的一端是所述输入电压检测模块的输入端，所述第一电阻单元的另一端与所述第二电阻单元的一端共接形成所述输入电压检测模块的输出端，所述第二电阻单元的另一端接初级地。

可选地，所述限功率模块包括：第三电阻单元、第一稳压管、第二稳压管、第四电阻单元以及开关mos管；

所述第三电阻单元的一端是所述限功率模块的直流输入端，所述第三电阻单元的另一端与所述第一稳压管的阴极、所述开关mos管的漏端连接；所述第一稳压管的阳极和所述开关mos管的源端均接初级地；

所述第二稳压管的阴极是所述限功率模块的检测电压输入端，所述第二稳压管的阳极与所述第四电阻单元的一端、所述开关mos管的栅端连接；所述第四电阻单元的另一端接初级地。

可选地，所述限功率模块的直流输入端连接所述整流滤波模块的输出端。

可选地，所述第三电阻单元的另一端与所述开关mos管的漏端共接形成所述限功率模块的第一控制端。

可选地，所述限功率模块的第一控制端为所述限功率模块的输出端；

当所述输入电压检测模块检测到的所述输入电压检测信号的电压值小于预设电压值时，所述第二稳压管不能被击穿，所述开关mos管不导通，所述限功率模块的第一控制端输出高电平作为降低所述基准电压值的输出控制信号；

当所述输入电压检测模块检测到的所述输入电压检测信号的电压值大于所述预设电压值时，所述第二稳压管被击穿，所述开关mos管导通，所述限功率模块的第一控制端输出低电平作为不对所述基准电压值进行调整的输出控制信号。

可选地，所述限功率模块还包括：输出控制信号生成单元；

所述输出控制信号生成单元的输入端连接所述限功率模块的第一控制端，输出端为所述限功率模块的输出端；

当所述输入电压检测模块检测到的所述输入电压检测信号的电压值小于预设电压值时，所述第二稳压管不能被击穿，所述开关mos管不导通，所述限功率模块的第一控制端处于高电平状态，所述输出控制信号生成单元生成降低所述基准电压值的输出控制信号；

当所述输入电压检测模块检测到的所述输入电压检测信号的电压值大于所述预设电压值时，所述第二稳压管被击穿，所述开关mos管导通，所述限功率模块的第一控制端处于低电平状态，所述输出控制信号生成单元生成表示不对所述基准电压值进行调整的输出控制信号。

可选地，所述限功率模块还包括：光电隔离器和第五电阻单元；

所述光电隔离器的第一端连接所述第三电阻单元的另一端，第二端接初级地，第三端接次级地，第四端与所述第五电阻单元的一端连接；所述第五电阻单元的另一端与直流电源连接，并形成所述限功率模块的第二控制端。

可选地，所述限功率模块的第二控制端为所述限功率模块的输出端；

当所述输入电压检测模块检测到的所述输入电压检测信号的电压值小于预设电压值时，所述第二稳压管不能被击穿，所述开关mos管不导通，所述限功率模块的第二控制端输出低电平作为降低所述基准电压值的输出控制信号；

当所述输入电压检测模块检测到所述输入电压检测信号的电压值大于所述预设电压值时，所述第二稳压管被击穿，所述开关mos管导通，所述限功率模块的第二控制端输出高电平作为不对所述基准电压值进行调整的输出控制信号。

可选地，所述限功率模块还包括：输出控制信号生成单元；

所述输出控制信号生成单元的输入端连接所述限功率模块的第二控制端，输出端为所述限功率模块的输出端；

当所述输入电压检测模块检测到的所述输入电压检测信号的电压值小于预设电压值时，所述第二稳压管不能被击穿，所述开关mos管不导通，所述限功率模块的第二控制端处于低电平状态，所述输出控制信号生成单元生成降低所述基准电压值的输出控制信号；

当所述输入电压检测模块检测到所述输入电压检测信号的电压值大于所述预设电压值时，所述第二稳压管被击穿，所述开关mos管导通，所述限功率模块的第二控制端处于高电平状态，所述输出控制信号生成单元生成表示不对所述基准电压值进行调整的输出控制信号。

可选地，所述预设电压值小于或等于所述单电压输入灯具的额定电压区间中的最小电压值。

可选地，所述控制模块包括pwm控制器，所述pwm控制器用于将所述电流采样电压值与基准电压值进行比较，根据比较结果对所述整流滤波模块供给led负载的直流电的电压值进行调整；所述pwm控制器还用于根据所述输出控制信号对所述基准电压值进行调整。

可选地，所述限功率模块的第一控制端为所述限功率模块的输出端，与所述pwm控制器的输入端连接；或者

所述限功率模块中的输出控制信号生成单元的输入端连接所述限功率模块的第一控制端，所述输出控制信号生成单元的输出端为所述限功率模块的输出端，与所述pwm控制器的输入端连接。

可选地，所述控制模块包括pwm控制器和电流环路模块，所述电流环路模块的一端是所述控制模块的输入端，另一端与所述pwm控制器连接，用于将所述电流采样电压值与基准电压值进行比较，根据比较结果生成对所述整流滤波模块供给led负载的直流电的电压值进行调整的调整信号；所述pwm控制器用于根据所述调整信号对所述整流滤波模块供给led负载的直流电的电压值进行调整；

所述电流环路模块还用于根据所述输出控制信号对所述基准电压值进行调整。

可选地，所述限功率模块的第二控制端为所述限功率模块的输出端，与所述电流环路模块的一端连接；或者

所述限功率模块中的输出控制信号生成单元的输入端连接所述限功率模块的第二控制端，所述输出控制信号生成单元的输出端为所述限功率模块的输出端，与所述电流环路模块的一端连接。

可选地，所述控制模块还包括功率变换模块，所述功率变换模块的第一端连接所述整流滤波模块的输出端，第二端连接所述pwm控制器的输出端，第三端连接led负载的输入端，用于执行根据比较结果对所述整流滤波模块供给led负载的直流电的电压值进行调整的指令，并将调整电压值后的直流电供给led负载。

本发明实施例还提供了一种照明装置，包括上述任一个所述的驱动电源。

本发明实施例提供的驱动电源，能够实现单电压输入灯具在低电压输入时持续照明，该驱动电源包括整流滤波模块、取样模块、控制模块，还包括输入电压检测模块和限功率模块，可以由输入电压检测模块对整流滤波模块输出的直流电进行电压检测，得到输入电压检测信号，随后由限功率模块根据输入电压检测信号生成对基准电压值进行调整的输出控制信号，进而由控制模块根据输出控制信号对基准电压值进行调整，从而能够调整负载的功率，实现半载或轻载输出，实现了宽电压范围输入，低成本且高性能的目的。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1所示为常规单电压输入灯具的电性示意图；

图2所示为根据本发明一实施例的驱动电源的结构示意图；

图3a所示为根据本发明一实施例的输入电压检测模块和限功率模块的电路结构示意图；

图3b所示为根据本发明另一实施例的输入电压检测模块和限功率模块的电路结构示意图；

图4所示为根据本发明一实施例的驱动电源中控制模块的第一种结构示意图；

图5所示为根据本发明一实施例的驱动电源中控制模块的第二种结构示意图；

图6所示为根据本发明一实施例的驱动电源中控制模块的第三种结构示意图；以及

图7所示为根据本发明一实施例的驱动电源中控制模块的第四种结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

窄电压范围输入灯具，也称单电压输入灯具，如输入电压的范围为176-264vac，在某些情况下会出现不能持续照明现象，例如电网变压器问题、错误接入输入电压等，这些情况电压都可能会低于176vac，这时led负载会出现灯闪、灯灭，严重的会造成灯具产品永久性损坏。并且，在一些特殊场合，如果突然失去照明，会出现比较严重的后果。

常规单电压输入灯具的电性示意可以如图1所示，它可以包括整流滤波模块11、led负载12、取样模块13、控制模块14，其中，整流滤波模块11的输入端接入交流电源15，对交流电源15输出的交流电进行整流滤波处理后供给led负载12；取样模块13的输入端连接led负载12的输出端，用于采集led负载12的电流信号，得到电流采样电压值并输出；取样模块13的输出端连接控制模块14的输入端，控制模块14将电流采样电压值与基准电压值进行比较，根据比较结果对整流滤波模块11供给led负载12的直流电的电压值进行调整，从而使得led负载12持续保持正常工作。

在实际应用中，取样模块13可以与控制模块14独立设计，也可以作为控制模块14的一部分，集成在一芯片内，本发明实施例对此不作限制。另外，交流电源15可以是交流市电或其他交流电源。

单电压输入灯具在输入电压(即，整流滤波模块11进行整流滤波处理后输出的直流电的电压)异常时，一般会出现以下情况。

情况1，控制模块14中的pwm(pulsewidthmodulation，脉冲宽度调制)控制器检测到输入电压异常，关闭pwm控制器，输出关闭，灯灭，不能继续提供照明。

情况2，控制模块14中的pwm控制器检测到输入电压异常，pwm控制器进入重复启动模式，输出时有时无，灯闪，不能继续提供照明。

情况3，控制模块14中的pwm控制器正常工作，单电压输入灯具中的各元件超负荷工作，超过极限值后损坏，灯灭，不能持续照明。

为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种驱动电源，能够实现单电压输入灯具在低电压输入时持续照明，如图2所示，该驱动电源可以包括整流滤波模块11、取样模块13、控制模块14，还可以包括输入电压检测模块21和限功率模块22，其中，输入电压检测模块21的输入端连接整流滤波模块11的输出端，用于对整流滤波模块11输出的直流电进行电压检测，得到输入电压检测信号；输入电压检测模块21的输出端连接限功率模块22的检测电压输入端，限功率模块22根据输入电压检测信号生成对基准电压值进行调整的输出控制信号；限功率模块22的输出端连接控制模块14的输入端，控制模块14根据输出控制信号对基准电压值进行调整。

本发明实施例提供驱动电源，能够实现单电压输入灯具在低电压输入时持续照明，该驱动电源包括整流滤波模块11、取样模块13、控制模块14，还包括输入电压检测模块21和限功率模块22，可以由输入电压检测模块21对整流滤波模块11输出的直流电进行电压检测，得到输入电压检测信号，随后由限功率模块22根据输入电压检测信号生成对基准电压值进行调整的输出控制信号，进而由控制模块14根据输出控制信号对基准电压值进行调整，从而能够调整负载的功率，实现半载或轻载输出，实现了宽电压范围输入，低成本且高性能的目的。

在本发明的可选实施例中，如图3a所示，输入电压检测模块21可以包括第一电阻单元211和第二电阻单元212。第一电阻单元211的一端是输入电压检测模块21的输入端，第一电阻单元211的另一端与第二电阻单元212的一端共接形成输入电压检测模块21的输出端，第二电阻单元212的另一端接初级地。在图3a中，输入电压检测模块21还可以包括电容c1，电容c1的一端连接第一电阻单元211的另一端，另一端接初级地。

继续参见图3a，限功率模块22可以包括第三电阻单元221、第一稳压管d1、第二稳压管d2、第四电阻单元222以及开关mos管q1。

第三电阻单元221的一端是限功率模块22的直流输入端，第三电阻单元221的另一端与第一稳压管d1的阴极、开关mos管q1的漏端连接；第一稳压管d1的阳极和开关mos管q1的源端均接初级地。

第二稳压管d2的阴极是限功率模块22的检测电压输入端，第二稳压管d2的阳极与第四电阻单元222的一端、开关mos管q1的栅端连接；第四电阻单元222的另一端接初级地。

进一步地，在图3a示意的电路中，限功率模块22的直流输入端连接整流滤波模块11的输出端。在可选的实施例中，限功率模块22的直流输入端还可以采用其它直流电源接入。

在本发明的可选实施例中，第三电阻单元221的另一端与开关mos管q1的漏端共接形成限功率模块22的第一控制端，如图3a示意的“控制点a”。

在本发明的可选实施例中，限功率模块22的第一控制端(即“控制点a”)为限功率模块22的输出端。

当输入电压检测模块21检测到的输入电压检测信号的电压值小于预设电压值时，第二稳压管d2不能被击穿，开关mos管q1不导通，限功率模块22的第一控制端输出高电平作为降低基准电压值的输出控制信号，从而限功率模块22的输出端输出降低基准电压值的输出控制信号，控制模块14根据该输出控制信号对基准电压值进行降低调整。

当输入电压检测模块21检测到的输入电压检测信号的电压值大于预设电压值时，第二稳压管d2被击穿，开关mos管q1导通，限功率模块22的第一控制端输出低电平作为不对基准电压值进行调整的输出控制信号，从而限功率模块22的输出端输出表示不对基准电压值进行调整的输出控制信号，控制模块14根据该输出控制信号不对基准电压值进行调整。

在本发明的可选实施例中，限功率模块22还可以包括输出控制信号生成单元(附图中未示出)，该输出控制信号生成单元的输入端连接限功率模块22的第一控制端(即“控制点a”)，输出控制信号生成单元的输出端为限功率模块22的输出端。

当输入电压检测模块21检测到的输入电压检测信号的电压值小于预设电压值时，第二稳压管d2不能被击穿，开关mos管q1不导通，限功率模块22的第一控制端处于高电平状态，输出控制信号生成单元生成降低基准电压值的输出控制信号，从而限功率模块22的输出端输出降低基准电压值的输出控制信号，控制模块14根据该输出控制信号对基准电压值进行降低调整。

当输入电压检测模块21检测到的输入电压检测信号的电压值大于预设电压值时，第二稳压管d2被击穿，开关mos管q1导通，限功率模块22的第一控制端处于低电平状态，输出控制信号生成单元生成表示不对基准电压值进行调整的输出控制信号，从而限功率模块22的输出端输出表示不对基准电压值进行调整的输出控制信号，控制模块14根据该输出控制信号不对基准电压值进行调整。

在本发明的可选实施例中，如图3b所示，限功率模块22还可以包括光电隔离器u1和第五电阻单元223，其中，光电隔离器u1的第一端1连接第三电阻单元221的另一端，第二端2接初级地，第三端3接次级地，第四端4与第五电阻单元223的一端连接；第五电阻单元223的另一端与直流电源连接，并形成限功率模块22的第二控制端，如图3b示意的“控制点b”。

在本发明的可选实施例中，限功率模块22的第二控制端(即“控制点b”)为限功率模块22的输出端。

当输入电压检测模块21检测到的输入电压检测信号的电压值小于预设电压值时，第二稳压管d2不能被击穿，开关mos管q1不导通，限功率模块22的第二控制端输出低电平作为降低基准电压值的输出控制信号，从而限功率模块22的输出端输出降低基准电压值的输出控制信号，控制模块14根据该输出控制信号对基准电压值进行降低调整。

当输入电压检测模块21检测到输入电压检测信号的电压值大于预设电压值时，第二稳压管d2被击穿，开关mos管q1导通，限功率模块22的第二控制端输出高电平作为不对基准电压值进行调整的输出控制信号，从而限功率模块22的输出端输出表示不对基准电压值进行调整的输出控制信号，控制模块14根据该输出控制信号不对基准电压值进行调整。

在本发明的可选实施例中，限功率模块22还可以包括输出控制信号生成单元(附图中未示出)，该输出控制信号生成单元的输入端连接限功率模块22的第二控制端(即“控制点b”)，输出控制信号生成单元的输出端为限功率模块22的输出端。

当输入电压检测模块21检测到的输入电压检测信号的电压值小于预设电压值时，第二稳压管d2不能被击穿，开关mos管q1不导通，限功率模块22的第二控制端处于低电平状态，输出控制信号生成单元生成降低基准电压值的输出控制信号，从而限功率模块22的输出端输出降低基准电压值的输出控制信号，控制模块14根据该输出控制信号对基准电压值进行降低调整。

当输入电压检测模块21检测到输入电压检测信号的电压值大于预设电压值时，第二稳压管d2被击穿，开关mos管q1导通，限功率模块22的第二控制端处于高电平状态，输出控制信号生成单元生成表示不对基准电压值进行调整的输出控制信号，从而限功率模块22的输出端输出表示不对基准电压值进行调整的输出控制信号，控制模块14根据该输出控制信号不对基准电压值进行调整。

在本发明的可选实施例中，上述实施例提及的预设电压值可以小于或等于单电压输入灯具的额定电压区间中的最小电压值，以单电压输入灯具的额定电压区间为176-264vac为例，预设电压值可以小于或等于176vac。

在实际应用中，某型号大功率商用led灯，客户要求176-264vac正常工作，100-176时仍然能继续照片，不能灯闪或者灯灭，可以降低一半照明输出，则可以选取预设电压值为176vac。在降低基准电压值时，具体可以降低一半的基准电压值，例如基准电压值为k，可以将基准电压值降低至k/2。需要说明的是，此处列举仅是示意性的，并不对本发明实施例进行限制。

在一具体实施例中，图3a或图3b所示的第一电阻单元211可以包括多个电阻，如电阻r1、r2和r3，第二电阻单元212可以是电阻r4。第三电阻单元221也可以多个电阻，如电阻r5、r6和r7，第四电阻单元222可以是电阻r8，第五电阻单元223可以是电阻r9。需要说明的是，此处列举仅是示意性的，并不对本发明实施例进行限制。

在本发明的可选实施例中，如图4所示，上文提及的控制模块14可以包括pwm控制器41，pwm控制器41用于将电流采样电压值与基准电压值进行比较，根据比较结果对整流滤波模块11供给led负载的直流电的电压值进行调整；pwm控制器41还用于根据输出控制信号对基准电压值进行调整。

在本发明的可选实施例中，限功率模块22的第一控制端(即“控制点a”)为限功率模块22的输出端，与pwm控制器41的输入端连接。这样，pwm控制器41可以根据限功率模块22的第一控制端输出的输出控制信号对基准电压值进行调整。

在本发明的可选实施例中，限功率模块22中的输出控制信号生成单元的输入端连接限功率模块22的第一控制端(即“控制点a”)，输出控制信号生成单元的输出端为限功率模块22的输出端，与pwm控制器41的输入端连接。这样，pwm控制器41可以根据输出控制信号生成单元生成的输出控制信号对基准电压值进行调整。

在本发明的可选实施例中，如图5所示，控制模块14可以包括pwm控制器51和电流环路模块52，电流环路模块52的一端是控制模块14的输入端，另一端与pwm控制器51连接，用于将电流采样电压值与基准电压值进行比较，根据比较结果生成对整流滤波模块11供给led负载的直流电的电压值进行调整的调整信号；pwm控制器51用于根据调整信号对整流滤波模块11供给led负载的直流电的电压值进行调整；电流环路模块52还用于根据输出控制信号对基准电压值进行调整。

在本发明的可选实施例中，限功率模块22的第二控制端(即“控制点b”)为限功率模块22的输出端，与电流环路模块52的一端连接。这样，电流环路模块52可以根据限功率模块22的第二控制端输出的输出控制信号对基准电压值进行调整。

在本发明的可选实施例中，限功率模块22中的输出控制信号生成单元的输入端连接限功率模块22的第二控制端(即“控制点b”)，输出控制信号生成单元的输出端为限功率模块22的输出端，与电流环路模块52的一端连接。这样，电流环路模块52可以根据输出控制信号生成单元生成的输出控制信号对基准电压值进行调整。

在本发明的可选实施例中，如图6所示，上文图4展示的控制模块14还可以包括功率变换模块61，功率变换模块61的第一端连接整流滤波模块11的输出端，第二端连接pwm控制器41的输出端，第三端连接led负载12的输入端，用于执行根据比较结果对整流滤波模块11供给led负载12的直流电的电压值进行调整的指令，并将调整电压值后的直流电供给led负载12。

在本发明的可选实施例中，如图7所示，上文图5展示的控制模块14还可以包括功率变换模块71，功率变换模块71的第一端连接整流滤波模块11的输出端，第二端连接pwm控制器51的输出端，第三端连接led负载12的输入端，用于执行根据比较结果对整流滤波模块11供给led负载12的直流电的电压值进行调整的指令，并将调整电压值后的直流电供给led负载12。

在实际应用中，功率变换模块61的第三端还可以接一整流器(附图中未示出)，将功率变换模块61输出的直流电经该整流器整流滤波后供给led负载12。同样地，功率变换模块71的第三端也可以接一整流器(附图中未示出)，将功率变换模块71输出的直流电经该整流器整流滤波后供给led负载12。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种照明装置，包括了上述的驱动电源。

对于单电压输入灯具，如果输入电压小于灯具的额定电压区间的最小电压值时，如额定电压区间为176-264vac，输入电压小于176vac，那么灯具的led负载会出现灯闪、灯灭，严重的会造成灯具产品永久性损坏。如果按常规做法，电源emc、整流器、升压电感、功率开关管等都需要增加规格，成本较高。在使用本发明实施例提供的驱动电源后，能够实现单电压输入灯具在低电压输入时持续照明，并且只增加较低的成本，就可以满足低压半载或轻载照明的要求，降低了成本，提升了产品竞争力。

以上所述的实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的示例性实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。