一种照明及驱动电路的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种照明及驱动电路，电路集成于LED工矿灯内，该电路包括用于对交流电进行整流的整流模块、N个串联的LED灯珠、N个串联的电阻装置以及驱动模块，驱动模块用于根据电压采样端获取的整流模块的输出电压大小来输出相应的控制信号控制各个控制开关的导通或关断，进而控制LED灯珠接入电路的个数，以及根据各个电流采样端获取的相应位置处的电流大小来控制处于导通状态的控制开关上的电流值保持在预设范围内，即控制LED灯珠上的电流保证恒定。本发明不需要开关电源，节省了成本；能够整体集成于LED工矿灯内，便于生产以及携带，便利性强。
【专利说明】
一种照明及驱动电路
技术领域
[0001]本发明涉及照明电路设计领域，特别是涉及一种照明及驱动电路。
【背景技术】
[0002]LED工矿灯是生产作业时的一种常用灯具，为保证LED工矿灯的亮度一致性，故需要对LED工矿灯内部的LED进行恒流驱动。目前LED工矿灯内的恒流驱动方式主要为以下两种:一种为采用恒压开关电源以及一些恒流器件及电路来进行恒流驱动；另一种为采用恒流开关电源，即在开关电源内部直接采用恒流原理制造。
[0003]以上两种方式均需要开关电源，但是，由于开关电源不能集成于LED工矿灯内部，导致使用LED工矿灯时还需要单独携带开关电源，不够便利；另外，由于LED为直流驱动，故采用的开关电源需要能够进行交流转直流操作，成本较高。
[0004]因此，如何提供一种便利性强且成本低的照明及驱动电路是本领域技术人员目前需要解决的问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种照明及驱动电路，不需要开关电源，节省了成本;能够整体集成于LED工矿灯内，便于生产以及携带，便利性强。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供了一种照明及驱动电路，所述电路集成于LED工矿灯内，所述电路包括:
[0007]整流模块，所述整流模块的输入端与交流电源相连，所述整流模块的输出端与驱动模块的电压采样端相连；
[0008]N个串联的LED灯珠，串联后的发光电路的第一端为第一LED灯珠的正极端，且与所述整流模块的输出端相连;第M LED灯珠的负极端通过第M控制开关与接地端相连;其中，I<M<N，且M和N均为正整数；
[0009]N个串联的电阻装置，串联后的电阻电路的第一端为第一电阻装置的第一端，且与所述接地端相连;第M电阻装置的第二端与所述驱动模块的第M电流采样端相连；
[0010]所述驱动模块，所述驱动模块的第M控制端对应的与所述第M控制开关的控制端相连;所述驱动模块用于根据所述电压采样端获取的所述整流模块的输出电压大小来输出相应的控制信号控制各个所述控制开关的导通或关断，以及根据各个所述电流采样端获取的相应位置处的电流大小来控制处于导通状态的控制开关上的电流值保持在预设范围内。
[0011]优选地，还包括:
[0012]保险丝，所述保险丝的第一端与所述交流电源的火线相连，所述保险丝的第二端与所述整流模块的输入端相连。
[0013]优选地，串联的所述LED灯珠的个数大于一个。
[0014]优选地，串联的所述LED灯珠的个数为四个。
[0015]优选地，所述LED灯珠采用SMC封装形式。
[0016]优选地，所述整流模块、所述LED灯珠、所述电阻装置以及所述驱动模块集成于PCB板上。
[0017]优选地，所述控制开关为NMOS管或三极管。
[0018]优选地，所述驱动模块为A⑶rv2.1驱动芯片。
[0019 ]本发明提供了一种照明及驱动电路，该电路集成于LED工矿灯内部，该电路中由驱动模块根据整流模块的输出电压的大小来控制相应的控制开关导通，进而控制相应个数的LED灯珠导通，同时，由驱动模块根据各个电流采样端获取的电流大小来控制处于导通状态的控制开关上的电流值保持在预设范围内，即控制LED灯珠上的电流保证恒定。可见，本发明中驱动模块能够直接接交流电并驱动LED灯珠以及进行恒流控制，故不需要进行交流转直流操作，不需要开关电源，节省了成本;且由于不需要开关电源，使得整个电路能够集成于LED工矿灯内，便于生产以及携带，便利性强。
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本发明提供的一种照明及驱动电路的结构示意图；
[0022]图2为本发明提供的一种照明及驱动电路的电路示意图；
[0023]图3为本发明提供的一种照明及驱动电路工作过程中整流模块的输出电压大小变化图形示意图；
[0024]其中，图2中:
[0025]S-L—交流电源的火线、S-N—交流电源的零线、LEDl—第一 LED灯珠、LED2—第二LED灯珠、LED3—第三LED灯珠、LED4—第四LED灯珠、FI 一保险丝、BDI 一整流桥、Ul —驱动模块、Ql—第一控制开关、Q2—第二控制开关、Q3—第三控制开关、Q4—第四控制开关、Rl—第一电阻装置、R2—第二电阻装置、R3—第三电阻装置、R4—第四电阻装置。
【具体实施方式】
[0026]本发明的核心是提供一种照明及驱动电路，不需要开关电源，节省了成本;能够整体集成于LED工矿灯内，便于生产以及携带，便利性强。
[0027]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0028]本发明提供了一种照明及驱动电路，该电路集成于LED工矿灯内，参见图1及图2所示，图1为本发明提供的一种照明及驱动电路的结构示意图；图2为本发明提供的一种照明及驱动电路的电路示意图。该电路包括:
[0029]整流模块11，整流模块11的输入端与交流电源相连，整流模块11的输出端与驱动模块12的电压采样端相连；
[0030]其中，这里的整流模块11为整流桥，用于将交流电源输出的正弦形交流电中相位为负的半个波形转换为相位为正(即将处于负半轴的半个波形翻转至正半轴上)。参见图3所示，图3为本发明提供的一种照明及驱动电路工作过程中整流模块的输出电压大小变化图形示意图。交流电源输出的正弦波经整流模块11整流后，每个周期的波形如图3所示，当然，本发明不限定整流后的波形的周期以及幅值的具体数值。另外，这里的交流电源可以为220V交流电源，当然，本发明对此不作限定。
[0031]N个串联的LED灯珠，串联后的发光电路的第一端为第一LED灯珠的正极端，且与整流模块11的输出端相连;第M LED灯珠的负极端通过第M控制开关与接地端相连;其中，
SN，且M和N均为正整数；
[0032]可以理解的是，此时LED灯珠的串联顺序为:第一LED灯珠的正极端与整流模块11的输出端相连，第一 LED灯珠的负极端接第二 LED灯珠的正极端，第二 LED灯珠的负极端接第三LED灯珠的正极端，依次类推，第N-1LED灯珠的负极端接第N LED灯珠的正极端。
[0033]其中，这里的控制开关为NMOS管或三极管。当控制开关为NMOS管时，匪OS管的栅极作为控制端，WOS管的源极与接地端相连，匪OS管的漏极与相应的LED灯珠相连。当控制开关为三极管时，三极管的基极作为控制端，三极管的集电极与相应的LED灯珠相连，三极管的发射极与接地端相连。
[0034]N个串联的电阻装置，串联后的电阻电路的第一端为第一电阻装置的第一端，且与接地端相连;第M电阻装置的第二端与驱动模块12的第M电流采样端相连；
[0035]可以理解的是，此时电阻装置的串联顺序为:第一电阻装置的第一端与接地端相连，第一电阻装置的第二端接第二电阻装置的第一端，第二电阻装置的第二端接第三电阻装置的第一端，依次类推，第N-1电阻装置的第二端接第N电阻装置的第一端。
[0036]驱动模块12，驱动模块12的第M控制端对应的与第M控制开关的控制端相连;驱动模块12用于根据电压采样端获取的整流模块11的输出电压大小来输出相应的控制信号控制各个控制开关的导通或关断，以及根据各个电流采样端获取的相应位置处的电流大小来控制处于导通状态的控制开关上的电流值保持在预设范围内。
[0037]其中，这里的驱动模块12为ACDrv2.1驱动芯片。本发明中的驱动模块12能够接收整流模块11发送的交流电，并能够用于驱动LED灯珠以及进行恒流控制，本发明不限定驱动模块12的具体类型，只要能够实现上述目的的驱动模块12均在本发明的保护范围之内。
[0038]作为优选地，该电路还包括:
[0039]保险丝，保险丝的第一端与交流电源的火线相连，保险丝的第二端与整流模块11的输入端相连。
[0040]可以理解的是，这里的保险丝能够起到保证电路安全的作用，当电路出现异常时，保险丝熔断，电路断电，进而保护电路。
[0041 ]作为优选地，LED灯珠采用SMC封装形式。
[0042I 可以理解的是，目前多采用的C0B(chip On board，裸芯片板上封装)形式的LED灯珠不能直接焊接在PCB板上，而是需要首先焊接于转接板上，然后在将转接板与PCB板相连，生产效率低。而本发明采用的SMC(Silicon Molding Compound，娃胶支架封装形式的LED灯珠能够直接焊接于PCB板上，提高了生产效率。并且，由于SMC结构中每一个LED灯珠均是由许多细小的小灯珠组合而成的，任意一个小灯珠出现问题并不会影响其他小灯珠的工作，即LED灯珠仍可正常发亮，提高了 LED灯珠的使用寿命。
[0043]另外，这里的LED灯珠每颗功率可以为15W，工作电压63V，工作电流33mA，采用热电分离技术以及倒装工艺生产，方便进行贴装及生产，另外，每颗LED灯珠的尺寸可以为08*10_。当然，本发明不限定LED灯珠的各项参数以及生产技术和工艺。
[0044]在此基础上优选地，整流模块11、LED灯珠、电阻装置以及驱动模块12集成于PCB板上。
[0045]可以理解的是，在上述优选实施例中，LED灯珠与进行驱动以及恒流控制的装置能够集成与同一PCB板上，减小了LED工矿灯的照明及驱动电路的体积，且便于生成。同时，本发明省去了开关电源以及相应的开关元器件和变压器等装置，电磁兼容性好，减小了电磁干扰，减少了对人体的危害，并且发热功率小。
[0046]作为优选地，串联的LED灯珠的个数大于一个。例如，串联的LED灯珠的个数为四个。
[0047]可以理解的是，当电路包括有多个LED灯珠时，本发明即可通过控制不同的控制开关导通来实现多段发光的目的。为方便对本发明方案的理解，下面就本发明提供的电路在N取4时的工作过程做简单介绍:
[0048]此时，相应的本发明的电路中包括有4个控制开关，参见图3所示，Tl为第一电压范围、T2为第二电压范围、T3为第三电压范围以及T4为第四电压范围；
[0049]当驱动模块12的电压采样端获取的整流模块11的输出电压大小达到Tl范围时，控制第一控制开关导通，其余控制开关关断，此时，仅第一 LED灯珠发光；
[0050]当驱动模块12的电压采样端获取的整流模块11的输出电压大小达到T2范围时，控制第二控制开关导通，其余控制开关关断，此时，第一 LED灯珠以及第二 LED灯珠发光；
[0051]当驱动模块12的电压采样端获取的整流模块11的输出电压大小达到T3范围时，控制第三控制开关导通，其余控制开关关断，此时，第一LED灯珠、第二LED灯珠以及第三LED灯珠发光；
[0052]当驱动模块12的电压采样端获取的整流模块11的输出电压大小达到T4范围时，控制第四控制开关导通，其余控制开关关断，此时，四个LED灯珠均发光。
[0053 ]本发明提供了一种照明及驱动电路，该电路集成于LED工矿灯内部，该电路中由驱动模块根据整流模块的输出电压的大小来控制相应的控制开关导通，进而控制相应个数的LED灯珠导通，同时，由驱动模块根据各个电流采样端获取的电流大小来控制处于导通状态的控制开关上的电流值保持在预设范围内，即控制LED灯珠上的电流保证恒定。可见，本发明中驱动模块能够直接接交流电并驱动LED灯珠以及进行恒流控制，故不需要进行交流转直流操作，不需要开关电源，节省了成本;且由于不需要开关电源，使得整个电路能够集成于LED工矿灯内，便于生产以及携带，便利性强。
[0054]需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0055]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种照明及驱动电路，其特征在于，所述电路集成于LED工矿灯内，所述电路包括: 整流模块，所述整流模块的输入端与交流电源相连，所述整流模块的输出端与驱动模块的电压采样端相连； N个串联的LED灯珠，串联后的发光电路的第一端为第一LED灯珠的正极端，且与所述整流模块的输出端相连;第M LED灯珠的负极端通过第M控制开关与接地端相连;其中，N，且M和N均为正整数； N个串联的电阻装置，串联后的电阻电路的第一端为第一电阻装置的第一端，且与所述接地端相连;第M电阻装置的第二端与所述驱动模块的第M电流采样端相连； 所述驱动模块，所述驱动模块的第M控制端对应的与所述第M控制开关的控制端相连；所述驱动模块用于根据所述电压采样端获取的所述整流模块的输出电压大小来输出相应的控制信号控制各个所述控制开关的导通或关断，以及根据各个所述电流采样端获取的相应位置处的电流大小来控制处于导通状态的控制开关上的电流值保持在预设范围内。2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括: 保险丝，所述保险丝的第一端与所述交流电源的火线相连，所述保险丝的第二端与所述整流模块的输入端相连。3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，串联的所述LED灯珠的个数大于一个。4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，串联的所述LED灯珠的个数为四个。5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述LED灯珠采用SMC封装形式。6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述整流模块、所述LED灯珠、所述电阻装置以及所述驱动模块集成于PCB板上。7.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述控制开关为NMOS管或三极管。8.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述驱动模块为ACDrv2.1驱动芯片。
【文档编号】H05B33/08GK105916261SQ201610527497
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年7月6日
【发明人】邹亮, 刘志刚, 李双, 袁永刚
【申请人】苏州东山精密制造股份有限公司