专利名称：一种智能led驱动电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种LED驱动电源，特别是涉及一种免维护、长寿命、节能环保等的智能LED驱动电源。
背景技术：
近年来快速发展的LED及OLED等光源具有寿命长(可达10万小时之久)、高效节能、可灵活调光的优点。虽然LED光源的寿命长达10万小时之久,却没有号称10万小时的高可靠性灯具出现，目前市面上的LED灯具一般只能提供3 5年的品质保护，这是因为与LED光源相匹配的LED驱动电源的寿命达不到要求。目前市场上成熟的高品质LED驱动电源大多提供3年质保，少数做到5年质保；也就是说这些驱动电源的寿命大约在3万 5万小时之间。因此，驱动电源的寿命决定了 LED灯具的寿命。这样一来,对于一个高可靠性长 寿命的LED灯具，其LED光源寿命是10万小时，而其配备的驱动电源却只有最多5万小时的寿命，这显然是大大降低了 LED的使用率，同样也无法满足10万小时寿命的高可靠性灯具的要求。用户或制造厂若提前对这些灯具进行报废处理，就必然导致LED和灯具外壳等耐用资源的高度浪费。若用户或制造厂对这些灯具进行维修，也需要花费大量的人力和物力成本，尤其是对安装在高处及某些特定场所的灯具，更要花费高昂的维修费用，甚至于维修成本会超过灯具整体的成本。这些维护费用都造成灯具的节能环保效果大大降低。LED驱动电源的常规结构可分为EMI滤波单元和AC/DC恒流单元，AC/DC恒流单元包括全波整流单元、PFC功率因数校正单元、PWM控制的DC/DC功率单元、次级整流滤波单元、恒流限压控制单元和反馈控制环路单元等结构单元。在这些单元中，除了 EMI滤波单元是无源元件而最为可靠，几乎不出现故障外，其他单元出现故障的几率都比较高。特别的，由于整个系统的元件数量多，电路上相互关联，导致一旦有一个元件失效将引发一系列的众多元件同时失效，甚至会有好几个单元电路出现功能失效。这些故障的判别和维修都比较困难。这些故障一般可以总结为内部元件失效断路或短路，而反映到输出端都是相同的结果无输出电压、无输出电流。由此，可以藉由结合输入的市电电压情况与LED驱动电源的输出电压、电流情况共同确定LED驱动电源是否出现故障。如果输入的市电电压情况为正常，而LED驱动电源的输出电压、电流也正常，说明LED驱动电源正常；如果市电正常而LED驱动电源的输出电压、电流不在正常范围或无输出，那么就可以判别出LED驱动电源出现故障。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种智能LED驱动电源，它具有免维护、长寿命、节能环保等特点。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种智能LED驱动电源，包括输入接至交流市电的EMI滤波单元和输出接至LED光源的AC/DC恒流单元；AC/DC恒流单元为两个；其还包括微控制单元、切换控制单元、两状态检测电路和辅助电源；两AC/DC恒流单元的输入及输出通过切换控制单元交替与EMI滤波单元的输出及LED光源相连接；各状态检测电路的输入分别与一 AC/DC恒流单元的输出相连接，各状态检测电路的输出分别与微控制单元的输入相连接；微控制单元的输出接至切换控制单元的输入；辅助电源的输入与EMI滤波单元的输出相连接，辅助电源的输出接至微控制单元。所述切换控制单元包括继电器驱动电路、第一继电器和第二继电器，所述微控制单元的输出接至继电器驱动电路的输入，继电器驱动电路的输出分别接至第一继电器和第二继电器的两线圈输入端；所述两AC/DC恒流单元的输入通过第一继电器交替与所述EMI滤波单元的输出相连接，所述两AC/DC恒流单元的输出通过第二继电器交替与LED光源相连接。 所述第一继电器和第二继电器分别为双刀双掷继电器，所述第一继电器的两动触点分别与所述EMI滤波单元的正、负输出端相连接，所述第一继电器的四个静触点中，与其一动触点相对应的两静触点分别与两AC/DC恒流单元的正输入端相连接，与其另一动触点相对应的两静触点分别与两AC/DC恒流单元的负输入端相连接；所述第二继电器的两动触点分别与LED光源的正、负极相连接，所述第二继电器的四个静触点中，与其一动触点相对应的两静触点分别与两AC/DC恒流单元的正输出端相连接，与其另一动触点相对应的两静触点分别与两AC/DC恒流单元的负输出端相连接。所述第一继电器包括两第一单刀单掷继电器，所述第二继电器包括两第二单刀单掷继电器；两第一单刀单掷继电器的动触点分别与所述EMI滤波单元的正、负输出端相连接，两第一单刀单掷继电器的各一静触点分别与两AC/DC恒流单元的正输入端相连接，两第一单刀单掷继电器的各另一静触点分别与两AC/DC恒流单元的负输入端相连接；两第二单刀单掷继电器的动触点分别与LED光源的正、负极相连接，两第二单刀单掷继电器的各一静触点分别与两AC/DC恒流单元的正输出端相连接，两第二单刀单掷继电器的各另一静触点分别与两AC/DC恒流单元的负输出端相连接。其还包括两调光电路和一调光控制信号输入，调光控制信号输入接至所述微控制单元的输入，所述微控制单元的输出接至两调光电路的输入，两调光电路的输出分别接至所述两AC/DC恒流单元的输出。所述微控制单元设有用于连接中央控制电脑的通讯接口。所述AC/DC恒流单元包括顺次相接的全波整流单元、PFC拓扑单元和FLYBACK拓扑单元。所述AC/DC恒流单元包括顺次相接的全波整流单元、PFC拓扑单元和LLC拓扑单
J Li ο所述AC/DC恒流单元包括顺次相接的全波整流单元、电容和单级PFC拓扑单元。本实用新型的一种智能LED驱动电源，其微控制单元、切换控制单元、辅助电源和两状态检测电路构成智能控制单元，该智能控制单元控制其中一个AC/DC恒流单元处于工作状态，另一个AC/DC恒流单元则处于备用状态，同时对输入的市电电源和处于工作状态的AC/DC恒流单元进行状态实时检测，一旦检测到输入的市电电压正常，而AC/DC恒流单元的输出电压、电流不正常，即AC/DC恒流单元出现故障或寿命竭尽，则立即进行切换动作，使另一个AC/DC恒流单元投入工作状态。在实际生产中通过合理的电路设计和散热设计，保证每个AC/DC恒流单元的寿命达到5万小时，则当其中一个AC/DC恒流单元的寿命竭尽或出现故障时，使另一个AC/DC恒流单元接替工作，从而可以保证整个LED驱动电源的寿命达到10万小时，并可以与LED光源的寿命相匹配。本实用新型的一种智能LED驱动电源，其调光控制信号输入接收调光控制信号，并经微控制单元转换后控制相应的调光电路进行调光动作。其微控制单元设置的通讯接口可以通过通用的网络接口如RS485通讯或CAN总线接口将其与中央控制电脑组网，使组网后的LED驱动电源具有新的功能，例如，可以实现远程控制开关，可以进行远程调光控制，可以将LED驱动电源的故障情况反馈到中央控制系统等。与现有技术的LED驱动电源相比，本实用新型的有益效果是I、由于其采用两个AC/DC恒流单元，并采用微控制单元、切换控制单元、辅助电源和两状态检测电路构成的智能控制单元对两AC/DC恒流单元进行切换控制，使得其可以保证整个LED驱动电源的寿命与LED光源的寿命相匹配，并具有长寿命、免维护、节能环保等 特点；2、由于其将整个AC/DC恒流单元的内部看做一个整体，仅检测输入的市电电压和其输出的电压、电流信号，使得其在检测过程中可以不用考虑AC/DC恒流单元的内部发生任何故障，以及故障的程度如何，因而本实用新型的电路结构简单、易行。3、由于其切换控制单元采用继电器驱动电路配合第一继电器和第二继电器构成，使得其具有结构简单、易于实现、装配方便等特点；4、由于其微控制单元由高可靠性的辅助电源进行供电，且其辅助电源独立于两个AC/DC恒流单元，并与两个AC/DC恒流单元相互隔离，使得其即使AC/DC恒流单元出现故障，也不会影响到微控制单元；5、其还增设了调光功能，并可通过微控制单元根据实际要求自动按时调光，不仅调光效果好，还能通过调光实现LED光源的有效照明，并达到节能环保的目的；6、由于其微控制单元设有通讯接口，使得其可以通过通用的网络接口如RS485通讯或CAN总线接口将其与中央控制电脑组网，从而使组网后的LED驱动电源具有如下新的功能可以实现远程控制开关，可以进行远程调光控制，可以将LED驱动电源的故障情况反馈到中央控制系统等。
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明；但本实用新型的一种智能LED驱动电源不局限于实施例。
图I是实施例一本实用新型的原理框图；图2是实施例二本实用新型的原理框图；图3是本实用新型的AC/DC恒流单元采用PFC拓扑+FLYBACK拓扑的结构示意图；图4是本实用新型的AC/DC恒流单元采用PFC拓扑+LLC拓扑的结构示意图；图5是本实用新型的AC/DC恒流单元采用单级PFC拓扑的结构示意具体实施方式
实施例一请参见图I所示，本实用新型的一种智能LED驱动电源，包括EMI滤波单元2、两AC/DC恒流单元3、4、微控制单元10、切换控制单元、两状态检测电路7、8和辅助电源9。其中，EMI滤波单元2的正输入端通过保险丝F接至交流市电I的正极，EMI滤波单元2的负输入端接交流市电I的负极，两AC/DC恒流单元3、4的输出分别用于连接LED光源5 ;微控制单元10用于对输入的信号进行处理，并输出控制信号，切换控制单元用于切换控制两AC/DC恒流单元3、4，状态检测电路7、8用于对各AC/DC恒流单元进行状态检测。具体，两AC/DC恒流单元3、4的输入及输出通过切换控制单元交替与EMI滤波单元2的输出及LED光源5相连接，各状态检测电路的输入分别与一 AC/DC恒流单元的输出相连接(图中未体现)，各状态检测电路的输出分别与微控制单元10的输入相连接；微控制单元10的输出接至切换控制单元的输入。辅助电源9的输入与EMI滤波单元2的输出相连接，该辅助电源9的输出接至微控制单元10。本实用新型在利用该辅助电源9为微控制单元10供电的同时，还利用该辅助电源9获知输入的市电电压是否正常，S卩如果微控制单元10正常得电，则说明输入的市电电压正常，否则说明市电电压不正常。由于该辅助电源9独立于两个AC/DC恒流单元3、4，并与两个AC/DC恒流单元3、4相互隔离，因此，即使AC/DC恒流单元出现 故障，也不会影响到微控制单元10。作为一较佳实施例，上述切换控制单元具体包括继电器驱动电路6、第一继电器Kl和第二继电器K2，微控制单元10的输出正是接至该继电器驱动电路6的输入，继电器驱动电路6的输出则分别接至第一继电器Kl和第二继电器K2的两线圈输入端；上述两AC/DC恒流单元3、4的输入正是通过第一继电器Kl交替与EMI滤波单元2的输出相连接，两AC/DC恒流单元3、4的输出正是通过第二继电器K2交替与LED光源5相连接。这里，第一继电器Kl和第二继电器K2分别为双刀双掷式继电器。其中，第一继电器Kl的两动触点分别与EMI滤波单元2的正、负输出端相连接，第一继电器Kl的四个静触点中，与其一动触点相对应的两静触点分别与两AC/DC恒流单元3、4的正输入端相连接，与其另一动触点相对应的两静触点分别与两AC/DC恒流单元3、4的负输入端相连接；第二继电器K2的两动触点分别与LED光源5的正、负极相连接，第二继电器K2的四个静触点中，与其一动触点相对应的两静触点分别与两AC/DC恒流单元3、4的正输出端相连接，与其另一动触点相对应的两静触点分别与两AC/DC恒流单元3、4的负输出端相连接。作为一较佳实施例，本实用新型还增设了两个调光电路12、13和一个调光控制信号输入11，且调光控制信号输入11接至微控制单元10的输入，微控制单元10的输出接至两调光电路12、13的输入，调光电路12的输出接至AC/DC恒流单元3的输出，调光电路13的输出接至AC/DC恒流单元4的输出(图中未体现)，此即，由调光控制信号输入11接收调光控制信号，并将该调光控制信号传输给微控制单元10转换后控制相应的调光电路进行调光动作。在实际过程中，可以采用远程调光控制向调光控制信号输入11传输调光控制信号，也可以采用调光旋钮来调光，或者，也可以采用0-10伏的调光器来调光，且当采用调光器进行调光时，其调光效果较好，且其输出电流可以在0-100 %的范围内实现无级连续调光。作为一较佳实施例，本实用新型的微控制单元10还设有通讯接口，其可以通过通用的网络接口如RS485通讯或CAN总线接口将其与中央控制电脑组网，使组网后的LED驱动电源具有新的功能，例如，它可以实现远程控制开关，可以进行远程调光控制，可以将LED驱动电源的故障情况反馈到中央控制系统等。[0034]本实用新型的一种智能LED驱动电源，工作时，其第一继电器Kl和第二继电器K2同时动作，使一个AC/DC恒流单元3的输入及输出分别与EMI滤波单元2及LED光源5相连接，而另一个AC/DC恒流单元4的输入及输出则分别与EMI滤波单元2及LED光源5断开，此即一个AC/DC恒流单元3处于工作状态，而另一个AC/DC恒流单元4则处于备用状态。同时其一个状态检测电路7对处于工作状态的AC/DC恒流单元3进行状态实时检测。在工作过程中，若状态检测电路7检测到AC/DC恒流单元3的输出电压、电流正常，同时输入的市电电压也正常，则表示该LED驱动电源正常；若状态检测电路7检测到该AC/DC恒流单元3的输出电压、电流不在正常范围，则其将该检测结果传输给微控制单元10，由微控制单元10及时进行处理。此时，若输入的市电电压正常，则表示AC/DC恒流单元3出现故障或寿命竭尽，因此，微控制单元10会控制继电器驱动电路6驱动第一继电器Kl和第二继电器K2再次同时动作，以对两AC/DC恒流单元3、4进行切换，使原来处于备用状态的AC/DC恒流单元4投入工作状态，同时启动状态检测电路8对AC/DC恒流单元4进行实时状态检测。若状态检测电路 检测到AC/DC恒流单元3的输出电压、电流不在正常范围，同时输入的市电电压也不正常，则微控制单元10不对继电器驱动电路6发出控制信号，直至输入的市电恢复正常时，再对原本处于工作状态的AC/DC恒流单元3进行状态检测，以准确判断其 是否出现故障或寿命竭尽，以及是否需要由另一 AC/DC恒流单元4接替工作。在实际生产中通过合理的电路设计和散热设计，保证每个AC/DC恒流单元的寿命达到5万小时，则当其中一个AC/DC恒流单元的寿命竭尽或出现故障时，使另一个AC/DC恒流单元接替工作，这就可以保证整个LED驱动电源的寿命达到10万小时，并可以与LED光源的寿命相匹配。显然，本实用新型采用双AC/DC恒流单元3、4，并对其进行智能切换控制后，可以避免采用单个AC/DC恒流单元损坏需要维修或直接报废，造成维修成本大、资源浪费等情况发生。实施例二 请参见图2所示，本实用新型的一种智能LED驱动电源，其与实施例一的不同之处在于其第一继电器包括两第一单刀单掷继电器K3、K4，其第二继电器包括两第二单刀单掷继电器K5、K6，该两第一单刀单掷继电器Κ3、Κ4、两第二单刀单掷继电器Κ5、Κ6的两线圈输入端分别与继电器驱动电路6的输出相连接。具体，两第一单刀单掷继电器Κ3、Κ4的动触点分别与EMI滤波单元2的正、负输出端相连接，两第一单刀单掷继电器Κ3、Κ4的各一静触点分别与两AC/DC恒流单元3、4的正输入端相连接，两第一单刀单掷继电器Κ3、Κ4的各另一静触点分别与两AC/DC恒流单元3、4的负输入端相连接；两第二单刀单掷继电器Κ5、Κ6的动触点分别与LED光源5的正、负极相连接，两第二单刀单掷继电器Κ5、Κ6的各一静触点分别与两AC/DC恒流单元3、4的正输出端相连接，两第二单刀单掷继电器Κ5、Κ6的各另一静触点分别与两AC/DC恒流单元3、4的负输出端相连接。本实用新型的一种智能LED驱动电源，与实施例一相同，其继电器驱动电路6可控制两第一单刀单掷继电器Κ3、Κ4、两第二单刀单掷继电器Κ5、Κ6同时动作，以此实现对两AC/DC恒流单元3、4的切换控制。这里，两第一单刀单掷继电器Κ3、Κ4、两第二单刀单掷继电器Κ5、Κ6，以及实施例一中的第一继电器Κ1、第二继电器Κ2分别可以采用电磁继电器，也可以采用固态继电器。本实用新型的一种智能LED驱动电源，其两AC/DC恒流单元3、4的结构分别可以采用常规结构，即，由全波整流单元、PFC功率因数校正单元、PWM控制的DC/DC功率单元、次级整流滤波单元、恒流限压控制单元、反馈控制环路单元等结构单元构成，其两AC/DC恒流单元的结构也可以分别采用如图3-图5所示的结构。在图3中，AC/DC恒流单元包括顺次相连接的全波整流单元BDUPFC拓扑单元14和FLYBACK拓扑单元15，其前级采用PFC拓扑单元14进行有源功率因数校正，后级PWM电路采用FLYBACK拓扑单元15进行恒流降压转换来驱动LED光源。在图4中，AC/DC恒流单元包括顺次相接的全波整流单元BDI、PFC拓扑单元14和LLC拓扑单元16，该结构具有更高的功率等级和更优良的转换效率，在IOOW 300W功率等级中应用此结构可以获得更好的技术经济性能。在图5中，AC/DC恒流单元包括顺次相接的全波整流单元BD1、电容C3和单级PFC拓扑单元17，在60W以内的功率应用中，可以采用此结构，其采用单级PFC拓扑，既满足了照明中高功率因数、低谐波电流的绿色要求，又具有更小的体积和更低的成本，且其电路元件数量进一步减少，使整体电源的可罪性大幅提闻。上述实施例仅用来进一步说明本实用新型的一种智能LED驱动电源，但本实用新
型并不局限于实施例，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本实用新型技术方案的保护范围内。
权利要求1.一种智能LED驱动电源，包括输入接至交流市电的EMI滤波单元和输出接至LED光源的AC/DC恒流单元；其特征在于AC/DC恒流单元为两个；其还包括微控制单元、切换控制单元、两状态检测电路和辅助电源；两AC/DC恒流单元的输入及输出通过切换控制单元交替与EMI滤波单元的输出及LED光源相连接；各状态检测电路的输入分别与一 AC/DC恒流单元的输出相连接，各状态检测电路的输出分别与微控制单元的输入相连接；微控制单元的输出接至切换控制单元的输入；辅助电源的输入与EMI滤波单元的输出相连接，辅助电源的输出接至微控制单元。
2.根据权利要求I所述的智能LED驱动电源，其特征在于所述切换控制单元包括继电器驱动电路、第一继电器和第二继电器，所述微控制单元的输出接至继电器驱动电路的输入，继电器驱动电路的输出分别接至第一继电器和第二继电器的两线圈输入端；所述两AC/DC恒流单元的输入通过第一继电器交替与所述EMI滤波单元的输出相连接，所述两AC/DC恒流单元的输出通过第二继电器交替与LED光源相连接。
3.根据权利要求2所述的智能LED驱动电源，其特征在于所述第一继电器和第二继电器分别为双刀双掷继电器，所述第一继电器的两动触点分别与所述EMI滤波单元的正、负输出端相连接，所述第一继电器的四个静触点中，与其一动触点相对应的两静触点分别与两AC/DC恒流单元的正输入端相连接，与其另一动触点相对应的两静触点分别与两AC/DC恒流单元的负输入端相连接；所述第二继电器的两动触点分别与LED光源的正、负极相连接，所述第二继电器的四个静触点中，与其一动触点相对应的两静触点分别与两AC/DC恒流单元的正输出端相连接，与其另一动触点相对应的两静触点分别与两AC/DC恒流单元的负输出端相连接。
4.根据权利要求2所述的智能LED驱动电源，其特征在于所述第一继电器包括两第一单刀单掷继电器，所述第二继电器包括两第二单刀单掷继电器；两第一单刀单掷继电器的动触点分别与所述EMI滤波单元的正、负输出端相连接，两第一单刀单掷继电器的各一静触点分别与两AC/DC恒流单元的正输入端相连接，两第一单刀单掷继电器的各另一静触点分别与两AC/DC恒流单元的负输入端相连接；两第二单刀单掷继电器的动触点分别与LED光源的正、负极相连接，两第二单刀单掷继电器的各一静触点分别与两AC/DC恒流单元的正输出端相连接，两第二单刀单掷继电器的各另一静触点分别与两AC/DC恒流单元的负输出端相连接。
5.根据权利要求I或2所述的智能LED驱动电源，其特征在于其还包括两调光电路和一调光控制信号输入，调光控制信号输入接至所述微控制单元的输入，所述微控制单元的输出接至两调光电路的输入，两调光电路的输出分别接至所述两AC/DC恒流单元的输出。
6.根据权利要求I或2所述的智能LED驱动电源，其特征在于所述微控制单元设有用于连接中央控制电脑的通讯接口。
7.根据权利要求I所述的智能LED驱动电源，其特征在于所述AC/DC恒流单元包括顺次相接的全波整流单元、PFC拓扑单元和FLYBACK拓扑单元。
8.根据权利要求I所述的智能LED驱动电源，其特征在于所述AC/DC恒流单元包括顺次相接的全波整流单元、PFC拓扑单元和LLC拓扑单元。
9.根据权利要求I所述的智能LED驱动电源，其特征在于所述AC/DC恒流单元包括顺次相接的全波整流单元、电容和单级PFC拓扑单元。
专利摘要本实用新型公开了一种智能LED驱动电源，包括EMI滤波单元、两AC/DC恒流单元、微控制单元、切换控制单元、两状态检测电路和辅助电源；两AC/DC恒流单元的输入及输出通过切换控制单元交替与EMI滤波单元的输出及LED光源相连接；各状态检测电路的输入分别与一AC/DC恒流单元的输出相连接，各状态检测电路的输出分别接至微控制单元的输入；微控制单元的输出接至切换控制单元的输入；辅助电源的输入接至EMI滤波单元的输出，辅助电源的输出接至微控制单元。本实用新型通过检测输入的市电电压及AC/DC恒流单元的输出电压、电流的正常与否来对两AC/DC恒流单元进行切换控制，以此达到免维护、长寿命、节能环保的目的。
文档编号H05B37/02GK202587479SQ20122008449
公开日2012年12月5日 申请日期2012年3月8日 优先权日2012年3月8日
发明者黄华清 申请人:厦门兴恒隆照明科技有限公司