专利名称：Led驱动方法、led驱动电路及led光源装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子技术领域，特别涉及电光源技术。
背景技术：
LED具有节能、长寿、环保、安全等优势。在全球能源危机的大背景下，LED技术获得突飞猛进的发展。大功率LED光效迅速提高，2008年达到每瓦65 80流明，如今已达100流明/W。现有的LED驱动技术局限于直流恒流驱动或直流P丽(占空比)恒流驱动控制，无法实现高光效低损耗长寿命，并且是大功率LED热损加剧的根源，使LED光效下降(在60%左右)、光衰加剧、寿命降低。生产厂家不得不采用金丝银线铝散热器进行散热、这对热损耗而言只是改变了热损耗途径、整体上并无提效节电的实质意义，并且成本增加，对光效、光衰、寿命并无改善。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种LED驱动方法及LED驱动电路，以及具有新的驱动方式的LED光源装置，能够实现LED的光效增加、光衰減缓、寿命延长的目的。
本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，LED驱动方法，其特征在于，采用脉冲电源驱动LED。 所述脉冲电源为脉冲恒流电源。 本发明的LED驱动电路包括第一电源电路、脉冲源电路和第二电源电路；所述第一电源电路为脉冲源电路和第二电源电路供电，所述脉冲源电路与第二电源电路连接，第二电源电路依据脉冲源电路提供的脉冲信号向LED输出脉冲电源。
进一步的，所述第二电源电路为脉冲恒流电源。 更进一步的，所述脉冲源电路为可调整脉冲频率和脉宽的脉冲源电路，所述第二电源电路为可调脉冲恒流电源。 所述第一电源电路包括整流电路、电容保护滤波电路和开关稳压电源；所述电容保护滤波电路为采用陶瓷电容的串联充电并联放电电容保护滤波电路；所述开关稳压电源的变压器为平面变压器。 本发明的脉冲恒流电源是指各脉冲峰值相同(电流)的电源。特别的，本发明的脉冲恒流电源的底值为0，峰值大于LED的标称值，前述标称值是指LED在现有技术的直流模式或者P丽模式下的标称值。 本发明还提供一种具有前述LED驱动电路的LED光源装置，由前述LED驱动电路和LED组成。 本发明从根本上摒弃了 LED的直流控制和直流占空比控制，本发明的脉冲底值可以为O，使LED的驱动电路从电源到末级全工作在真正的开关状态。在关断的时间内(相邻脉冲之间)LED不耗电，并且得到了充分休息，不再发热，因而具有更高的工作效率。
在现有技术标准下，LED的供电幅值有严格限制，由于现有技术的固有缺陷，无法
3充分发挥LED的性能。本发明采用脉冲供电方式，流过LED的脉冲幅值可以远远超过P丽模 式下的幅值，使得LED亮度大增，标称100流明/W的LED采用本发明的技术后，光效由P丽 模式下的60流明/W提高到152流明/W。由于脉冲供电方式的整体供电时间短，能耗远小 于直流恒流模式或P丽模式，实现了光效增加、光衰大大減缓、使用寿命大大延长的效果， 同时节约了大量用于散热的金属材料，降低了成本，减小了体积，为光源实现精薄轻铺平了 道路。 以下结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的说明。
图1是本发明的结构示意图。 图2a是现有的P丽模式波形图。图2b是本发明的脉冲恒流波形图。
图3是本发明的电路图。
具体实施例方式
参见图1、2、3。 本发明采用脉冲源间歇驱动LED的方法，脉冲之间的间隙时间可以根据人眼的感 光特性设定，通过调节脉冲频率使人眼无丝毫光闪感觉为最佳频率，兼顾光效、光质、节能 及长寿。 本发明的LED驱动电路，包括第一电源电路、脉冲源电路和第二电源电路；所述第 一电源电路为脉冲源电路和第二电源电路供电，所述脉冲源电路与第二电源电路连接，第 二电源电路依据脉冲源电路提供的脉冲信号向LED输出脉冲电源。 所述第一电源电路包括瞬态过压保护电路1、保险丝2、整流电路3、电容保护滤波 电路4和开关稳压电源5。 所述脉冲源电路产生的脉冲可调整频率和脉宽，为第二电源电路提供脉冲控制信号。 所述第二电源电路为可调脉冲恒流电源9。 在实施例中，脉冲源电路是一个频率可调的脉冲发生器。由于可调脉冲恒流电源 需要负脉冲控制，所以设置有倒相电路8，倒相后变成负脉冲。 更具体的实施例参见图1、图3。图3将主要的模块以虚线框的形式标出。 瞬态过压保护电路1在市电进入的门户处设第一道防线，一切可能出现的瞬态高
压如雷电等统统将其旁路掉。其采用压敏电阻的压敏特性实现保护作用地。 保险丝2采用一只正温度系数热敏电阻，起过流保护作用，过流解除后自动解除
阻断恢复供电。 电容保护滤波电路4具有串联充电并联放电、滤波储能的特性。该电路的主要任 务是滤波储能，为保证它的可靠性，使两个电容都只承受E1的1/2电压，采用串联充电。可 选择足够的容量，采用并联放电输出，为开关稳压电源5和辅助电源6供电。
现有技术的LED驱动电路皆采用电解电容。经过分析发现电解电容是影响LED整 体使用寿命的一个重要因素。因电解电容器使用寿命过短，而LED本身比较耐用，在系统 中形成短板效应。本发明采用性能优异的陶瓷电容，虽然陶瓷电容目前在容量方面不及电解电容，但其1 P f的滤波储能效果等于10 y f的电解电容，且没有寄生电感。在LED光源 电路中并不需要太大容量的滤波储能电容，况且用串联充电并联放电方法可使容量成倍增 加，故陶瓷电容在LED驱动中有独特的优势。 开关稳压电源5由开关管、频率可调的脉冲电路单元、反馈稳压单元、异常保护单
元、微型平面变压器及输出电路组成，作为可调脉冲恒流电源的稳定直流电源。 经过研究分析发现，现有技术中影响LED寿命和可靠性的另重要因素是开关管和
变压器。现有技术中LED驱动电路的开关电源采用传统高频变压器。传统高频变压器的初
次级都是用不同变比线包配以磁芯而制成，内阻高而且损耗大效率低，尤其是漏感会引发
瞬态尖峰电压，叠加在电源电压上极大的威胁着开关管的安全，使得开关电源的可靠性下
降。尽管现有技术有增加钳位电路来保护，但开关管还是常被击穿。 本发明采用不需线包的更小的微型的平面变压器。它的原边和副边是印制在印刷 电路板上，而且原副边匝数都很少，将磁芯插入印制板封固即成。其变比不仅与原副边匝数 有关，更与磁芯个数有关。高频微型平面变压器的内阻和漏感都极小，大大增强了开关管的 可靠性，亦提高了 LED系统的使用寿命和效率。 通过对电容和变压器的优化选择，本发明消除了影响LED寿命的重要因素，大幅 度的提高了 LED的使用寿命。 由于脉冲源电路7、倒相电路8及可调脉冲恒流电源9都需要低压稳定直流电源供 电，所以设有辅助电源电路6 ，用于提供较开关稳压电源电压更低的供电。
脉冲源电路7是一个频率可调的脉冲发生器。 由于可调脉冲恒流电源9需要负脉冲控制，所以经倒相电路8倒相后变成负脉冲。
可调脉冲恒流电源9 :本实施例用三个8脚的IC组成三基色可调脉冲恒流电源电 路实现驱动三串(红绿兰)三基色大功率LED并且能分别调整以达混色之目的。此电路 在负脉冲的控制下分别驱动对应的脉冲恒流终端——达林顿管。达林顿管发射极输出驱动 LED串。每路LED串的末端与地之间接一个反馈电阻，该电阻上的电压反馈到对应的可调脉 冲恒流电源以瞬时检测LED串的工作状况并及时的加以控制或保护。 每串LED的驱动脉冲的电流幅度可由对应IC的2脚电位器调定。混色调定后，其 总亮度可通过调节脉冲源电路的脉冲频率电位器调节。 本实施例采用可调脉冲恒流电源驱动LED,恒流即为脉冲的峰值系一经调整确定 后即保持恒定，其脉冲电流示意图如图2。虽然本发明的输出的脉冲可采用方波形式，但其 占空比远远低于现有技术的P丽驱动。以驱动同一只光效为100流明lw的LED为例，本发 明的脉冲峰值可远远高于P丽驱动方式。例如，现有的P丽驱动方式的占空比约为50% 98%，本发明的脉冲宽度极小，占空比可低至18%甚至更低。现有的LED技术标准限定了 LED的标称值，超出标称值即会导致LED烧毁，故现有的直流模式和P丽方式的电流不能超 过标称值，通常工作在标称值的80%左右，而本发明的脉冲峰值可达标称值的150%，这是 本发明和现有技术的根本差异。 需要说明的是，脉冲恒流方式是驱动LED的最佳方式，若是脉冲的幅度有轻微的
变化，其效果可能与本实施例略有差异，但其依然属于本发明的权利范围之内。 本发明的说明书已经对原理及技术实现作了充分说明，本发明的功能模块的具体
结构皆可采用现有技术，本领域的普通技术人员完全能够根据说明书实施本发明，故对模块的内部具体结构不再赘述。本发明的第一个要点是采用脉冲驱动LED,第二个要点是优化 了电容和变压器，一切基于本发明构思的其他变形亦属本发明的权利范围。
权利要求
LED驱动方法，其特征在于，采用脉冲电源驱动LED。
2. 如权利要求1所述的LED驱动方法，其特征在于，所述脉冲电源为脉冲恒流电源。
3. 如权利要求2所述的LED驱动方法，其特征在于，所述脉冲恒流电源的脉冲底值为 O，峰值大于LED标称值。
4. LED驱动电路，其特征在于，包括第一 电源电路、脉冲源电路和第二电源电路；所述 第一电源电路为脉冲源电路和第二电源电路供电，所述脉冲源电路与第二电源电路连接， 第二电源电路依据脉冲源电路提供的脉冲信号向LED输出脉冲电源。
5. 如权利要求4所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第二电源电路为脉冲恒流电源。
6. 如权利要求4所述的LED驱动电路，其特征在于，所述脉冲源电路为可调整脉冲频率 和脉宽的脉冲源电路，所述第二电源电路为可调脉冲恒流电源(9)。
7. 如权利要求4所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第一电源电路包括整流电路 (3)、电容保护滤波电路(4)和开关稳压电源(5);所述电容保护滤波电路(4)为采用陶瓷 电容的串联充电并联放电电容保护滤波电路；所述开关稳压电源(5)的变压器为平面变压 器。
8. 如权利要求4所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第二电源电路输出的脉冲电源 的底值为0。
9. 如权利要求4所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第二电源电路输出的脉冲电源 的峰值大于LED标称值。
10. 具有权利要求4、5、6、7、8或9所述LED驱动电路的LED光源装置。
全文摘要
LED驱动方法、LED驱动电路及LED光源装置，涉及电子技术领域，特别涉及电光源技术。本发明采用脉冲电源驱动LED。本发明从根本上摒弃了LED的直流控制和直流占空比控制，本发明的脉冲底值可以为0，使LED的驱动电路从电源到末级全工作在真正的开关状态。在关断的时间内(相邻脉冲之间)LED不耗电，并且得到了充分休息，不再发热，因而具有更高的工作效率。
文档编号H02M9/02GK101707835SQ200910216139
公开日2010年5月12日 申请日期2009年11月4日 优先权日2009年11月4日
发明者张书林 申请人:张书林;鄢贵勇