专利名称：一种led光源的恒流驱动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及LED光源驱动电路领域，特别是涉及一种LED光源的恒流驱动器。
背景技术：
LED光源以其寿命长、光效高、绿色环保等优势应用于越来越多的场合。由于LED光源本身寿命在50000小时以上，LED灯发生故障的主要原因是LED光源的恒流驱动器失效造成的。LED光源恒流驱动器的故障原因中，尤以各半导体器件的失效最为突出，究其失效原因主要是，LED光源自身发热比较严重，LED光源恒流驱动器通常放置在灯具内部，靠近LED光源，高温工作环境对半导体器件的工作特性影响很大。现有技术中，一个LED灯具一般只配备一个恒流驱动器，可靠性低。当LED光源恒流驱动器发生故障造成LED灯具灭灯时，需要人工替换驱动器，维修成本高，特别是在某些应用场合，更是如此。例如，应用于隧道和道路上的LED灯具，一旦发生故障需要维修时，势必要封锁车道，给大众行车带来不便，而且维修本身也存在一定的安全隐患。总的来说，现有技术中的LED光源恒流驱动器可靠性低，导致对其进行维修的成本较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种LED光源的恒流驱动器，能够具有较高的可靠性，当某个元件发生故障时，LED光源仍可继续工作。为实现上述目的，本发明提供了如下方案:一种LED光源的恒流驱动器，包括主供电回路和至少一路备份供电回路，所述主供电回路至少包括功率变换电路；所述功率变换电路输出恒定电流给LED光源；所述备份供电回路至少包括功率变换备份电路；所述功率变换备份电路输出恒定电流给LED光源；所述功率变换电路和所述功率变换备份电路正常工作时，其中的任意一者工作在额定状态或者降额状态，两者的输出端并联后同时给LED光源供电；所述功率变换电路和所述功率变换备份电路中任意一者失效时，失效电路不会影响剩余电路的正常工作。优选的，所述功率变换备份电路的输入端和所述功率变换电路的输入端并联。优选的，所述功率变换电路包括功率因数校正电路和恒流电路组成的串联支路，所述功率因数校正电路的输出端连接所述恒流电路的输入端，所述恒流电路的输出端作为所述功率变换电路的输出端连接LED光源；所述功率变换备份电路的输入端和所述恒流电路的输入端并联。优选的，所述功率变换电路包括功率因数校正电路和恒流电路的串联支路，所述功率因数校正电路的输出端连接所述恒流电路的输入端，所述恒流电路的输出端作为所述功率变换电路的输出端连接LED光源；或者，所述功率变换电路为单级功率因数校正电路。优选的，当所述功率变换电路和所述功率变换备份电路中至少有一者为隔离型电路时，所述主供电回路还包括整流电路，所述整流电路的输出端连接所述功率变换电路的输入端；所述备份供电回路还包括整流备份电路，所述整流备份电路的输出端连接所述功率变换备份电路的输入端；所述整流备份电路和所述功率变换备份电路组成的串联支路与所述整流电路和所述功率变换电路组成的串联支路相互并联。优选的，在所述功率因数校正电路中潜在短路危险的器件的所在支路中连接有分断器件，当有器件短路时，该器件所在支路中的分断器件断开，当所述功率因数校正电路中的器件失效后，所述的恒流驱动器工作在没有功率因数校正功能的不控整流状态。优选的，所述功率因数校正电路采用升压电路为主电路时，所述升压电路的输入端和输出端之间跨接有第一二极管(Dl)，第一二极管(Dl)的阳极接所述升压电路的输入端，第一二极管(Dl)的阴极接所述升压电路的输出端。优选的，当所述功率变换电路和所述功率变换备份电路正常工作时，所述功率变换电路的设定工作电流为自身额定工作电流的100%或者50%，所述功率变换备份电路的设定工作电流为自身额定工作电流的100%或者50%。优选的，当功率变换电路和功率变换备份电路两者中的至少一者的设定工作电流低于自身额定工作电流时，所述恒流驱动器还包括电流调节电路，用于判断所述功率变换电路和所述功率变换备份电路中有电路失效时，输出信号至剩余电路，提高其输出电流。优选的，所述电流调节电路包括，检测所述功率变换电路和所述功率变换备份电路输出端并联后的电流(1)是否下降的电流检测电路，当所述电流检测电路的检测结果为是时，所述电流调节电路将工作在降额状态的功率变换电路和/或功率变换备份电路的输出电流提高至额定电流。优选的，所述主供电回路和所述备份供电回路中串接有保险丝。优选的，所述主供电回路和所述备份供电回路中串接有分离电路；当所述分离电路所在回路正常工作时，所述分离电路导通；当所述分离电路所在回路发生故障时，所述分离电路起到分离失效供电回路和剩余供电回路的作用。优选的，所述分离电路包括:二极管、半导体开关器件或继电器。优选的，所述主供电回路和所述备份供电回路封装在同一盒体中。根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果:本发明的LED光源的恒流驱动器，由于具有备份供电回路，所以当恒流驱动器的主供电回路发生故障时，备份供电回路还可以继续为LED光源供电，使LED光源正常工作，提高了 LED光源的恒流驱动器的可靠性。此外，备份供电回路可以只对主供电回路中包含半导体的电路，设置备份电路，SP局部备份，局部备份成本低，所以在大幅度提高LED驱动器的整机可靠性的同时，还可以降低备份成本。最后，主供电回路和备份供电回路封装在一起，共用同一个外壳，减少了结构件和PCB，进一步节约了器件成本和生产成本。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例1的LED光源的恒流驱动器结构图；图2为本发明实施例2的LED光源的恒流驱动器结构图；图3为本发明实施例3的LED光源的恒流驱动器结构图；图4为本发明实施例4的LED光源的恒流驱动器结构图；图5为本发明实施例5的LED光源的恒流驱动器结构图；图6为本发明实施例6的LED光源的恒流驱动器结构图。
具体实施例方式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，所描述的实施例仅仅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。为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。图1为本发明实施例1的LED光源的恒流驱动器结构图。如图1所示，该恒流驱动器包括:包括主供电回路和至少一路备份供电回路，所述主供电回路至少包括功率变换电路101 ;所述功率变换电路101输出恒定电流给LED光源20 ；所述备份供电回路至少包括功率变换备份电路102 ;所述功率变换备份电路102输出恒定电流给LED光源20 ；所述功率变换电路101和所述功率变换备份电路102正常工作时，其中的任意一者工作在额定状态或者降额状态，两者的输出端并联后同时给LED光源20供电；所述功率变换电路和所述功率变换备份电路中任意一者失效时，失效电路不会影响剩余电路的正常工作。所述功率变换电路和所述功率变换备份电路输出恒定电流是指，其输出电流受控，可能带有纹波。额定状态，这里是指功率变换电路和功率变换备份电路的输出电流为额定电流。降额状态，是相对额定状态而目的，这里是指功率变换电路和功率变换备份电路的输出电流小于额定电流。本实施例中，所述功率变换备份电路102的输入端和所述功率变换电路101的输入端并联。下面对本发明的LED光源的恒流驱动器工作原理介绍如下:当主供电回路正常工作时，由于备份供电回路与主供电回路相互并联，即相当于两个恒流源并联，则备份供电回路同主供电回路一起给LED负载供电。当主供电回路发生故障，无法输出电流时，备份供电回路依然正常工作，输出电流给LED负载供电。
现举例说明备份供电回路的工作状态，假设备份供电回路包括功率变换备份电路，该功率变换备份电路并联在主供电回路中的功率变换电路的两端:当主供电回路正常工作时，功率变换电路和功率变换备份电路可以分别输出LED负载电流1的50% ;当主供电回路发生故障，无法输出电流时，LED负载的电流大小即为功率变换备份电路输出的电流，电流值大小为50% Ιο。当然此时也可以通过调整功率变换备份电路中输出电流环的基准，增大该功率变换备份电路的输出电流，一旦主供电回路失效时，将备份供电回路的输出电流从原来的50% 1提高至额定输出100% 1，或者70 80% Ιο。这样，无论主供电回路是否失效，LED负载电流可以始终维持在较高的输出电流。需要说明的是，主供电回路和备份供电回路是相对而言的，上述说明都是假设主供电回路先失效而言的。实际情况中，当备份供电回路先失效时，主供电回路就起到“备份”作用。此外，当所述功率变换电路和所述功率变换备份电路正常工作时，所述功率变换电路的设定工作电流可以为自身额定工作电流的100%或者50%，所述功率变换备份电路的设定工作电流可以为自身额定工作电流的100%或者50%。综上所述，本发明的LED光源的恒流驱动器，由于具有备份供电回路，所以当恒流驱动器的主供电回路发生故障时，备份供电回路还可以继续为LED光源供电，使LED光源正常工作，提高了 LED光源的恒流驱动器的可靠性。实际应用中，功率变换电路可以有多种实现方式，例如:所述功率变换电路包括功率因数校正电路和恒流电路的串联支路，所述功率因数校正电路的输出端连接所述恒流电路的输入端，所述恒流电路的输出端作为所述功率变换电路的输出端连接LED光源；或者，所述功率变换电路为单级功率因数校正电路。实际应用中，备份供电回路也可以有多种实现方式。图2为本发明实施例2的LED光源的恒流驱动器结构图。如图2所示，该恒流驱动器包括:功率变换电路101 ;功率变换备份电路102 ；所述功率变换电路101包括功率因数校正电路1012和恒流电路1011组成的串联支路，所述功率因数校正电路1012的输出端连接所述恒流电路1011的输入端，所述恒流电路1011的输出端作为所述功率变换电路101的输出端连接LED光源20 ；所述功率变换备份电路102的输入端和所述恒流电路1011的输入端并联。本实施例为一种局部备份方式。本实施例中，功率变换备份电路102主要用于对恒流电路1011进行备份。当恒流电路1011失效时，由于功率变换备份电路102还可以工作，所以恒流驱动器仍然可以使用。需要说明的是，本实施例中，在所述功率因数校正电路中潜在短路危险的器件的所在支路中连接有分断器件，当所述功率因数校正电路中的器件失效后，所述的恒流驱动器工作在没有功率因数校正功能的不控整流状态。当分断器件所在支路有器件短路时，分断器件断开。分断器件可以为快速熔断保险丝。本实施例公开的局部备份方式在节约一定成本的基础上，提高了所述恒流驱动器的可靠性。
图3为本发明实施例3的LED光源的恒流驱动器结构图。图3与图2所示的实施例的区别主要在于，当功率因数校正电路1012采用升压电路1013为主电路时，其输入端和输出端之间跨接有二极管Dl，Dl的阳极接输入端，Dl的阴极接输出端。当升压电路1013正常工作时，由于升压电路1013的输出电压大于输入电压，且输出电压基本稳定不变，二极管Dl承受反向压降，依据二极管的单向导通性，Dl不提供电流通路，升压电路1013实现功率因数校正功能；当升压电路故障时，Dl两端因承受升压电路的开路电压而提供通路，因此，所述恒流驱动器工作在没有功率因数校正功能的不控整流状态。图4为本发明实施例4的LED光源的恒流驱动器结构图。当所述功率变换电路和所述功率变换备份电路中至少有一者为隔离型电路时，如图4所示，所述主供电回路还包括整流电路1014，所述整流电路1014的输出端连接所述功率变换电路1011的输入端；所述备份供电回路还包括整流备份电路1024，所述整流备份电路1024的输出端连接所述功率变换备份电路102的输入端；所述整流备份电路1024和所述功率变换备份电路102组成的串联支路与所述整流电路1014和所述功率变换电路1011组成的串联支路相互并联。需要说明的是，本实施例的前提是功率变换电路和功率变换备份中至少一者为隔离型电路，原因是，若两者都为非隔离电路，即两者共地，当整流电路短路失效时，会把整流备份电路也短路，这样就起不到备份的作用。即当功率变换电路和功率变换备份电路都是非隔离开关电源拓扑时，备份供电回路不包括整流备份电路。图5为本发明实施例5的LED光源的恒流驱动器结构图。当功率变换电路和功率变换备份电路两者中的至少一者工作在降额状态(设定工作电流低于自身额定工作电流)时，如图5所示:恒流驱动器还包括电流调节电路104，用于判断所述功率变换电路和所述功率变换备份电路中有电路失效时，输出信号至剩余电路，提高其输出电流。当电流调节电路104通过检测所述功率变换电路和功率变换备份电路并联后的输出电流的大小，当检测到其输出电流下降时即可判断有电路失效，输出信号至工作在降额状态的功率变换电路101和/或功率变换备份电路102，使其输出电流上升至min(额定电流，11+12)，其中，Il为功率变换电路的输出电流，12为功率变换备份电路的输出电流，最终使得LED光源的输入电流不会因前级某一电路的失效而变化太大。具体的，所述电流调节电路104可以包括:检测所述功率变换电路和所述功率变换备份电路输出端并联后的电流(1)是否下降的电流检测电路；当所述电流检测电路的检测结果为是时，所述电流调节电路将工作在降额状态的功率变换电路和/或功率变换备份电路输出电流提高至额定电流。所述电流调节模块的输出端连接所述功率变换电路和/或所述功率变换备份电路的电流环或调光线，用于增大输出电流。需要说明的是，本发明中的LED光源的恒流驱动器可以包括一路备份供电回路，也可以包括多路备份供电回路。当包括多路备份供电回路时，各备份供电回路可以相同，也可以不同。例如，第一路备份供电回路可以只包括功率变换备份电路，第二路备份供电回路可以包括串联在一起的整流备份电路和功率变换备份电路。所述备份供电回路中，功率变换备份电路的个数，可以是一个，也可以是多个。当功率变换备份电路为多个时，多个功率变换备份电路并联。
具体的，备份供电回路可以包括两个功率变换备份电路，两者相互并联。当主供电回路中的功率变换电路和一个功率变换备份电路均发生故障时，剩余的功率变换备份电路依然可以正常工作。这样可以进一步降低LED光源恒流驱动器的失效率，提高其可靠性。总之，本发明中，并不限定备份供电回路中同一种备份电路的个数，同一种备份电路的个数越多，LED光源恒流驱动器的电路可靠性越高。在具体实施本发明的方案时，所述整流电路和所述整流备份电路可以采用相同的电路，也可以采用不同的电路，只要满足将输入交流电转换为脉动直流电即可。所述功率变换电路和所述功率变换备份电路，可以采用相同的开关电源拓扑，也可以采用不同的开关电源拓扑，只要满足将脉动直流电转换为恒流输出即可。实际应用中，所述功率变换电路可以是单级电路，也可以是多级电路；所述功率变换备份电路，也可以是单级电路或者多级电路，所述恒流电路可以是单级电路，也可以是多级电路。实际应用中，主供电回路和备份供电回路中可以串接快速熔断保险丝。当某一供电回路中的某一支路发生故障短路时，串联在该支路中保险丝熔断，可以使短路支路断开，因此在各供电回路中串接快速熔断保险丝。实际应用中，为确保某一供电回路故障时，不影响剩余供电回路的正常工作，则主供电回路和备份供电回路中还可以串接分离电路。当分离电路所在回路正常工作时，该分离电路导通；当分离电路所在回路失效时，该分离电路起到分离失效供电回路和剩余供电回路的作用。所述分离电路可以是二极管，也可以是半导体开关器件、继电器等可控器件。所述半导体开关器件可以是MOS管、三极管、IGBT等。当分离电路选用二极管时，是利用二极管的单向导通性，从二极管的阴极至阳极的电流方向上起到分离作用；当所述分离电路为半导体开关器件或继电器等受控器件时，是通过控制其断开来起到分离作用，受控器件的通断由自身的受控端(比如MOS管的栅极)决定，因此，所述受控端的驱动电路接收受控器件所在回路失效的通知信号。例如，主供电回路和备份供电回路的电流输出端各自串接有二极管后再相连。所述备份供电回路可以是上述任何电路结构，在此不做限定。图6为本发明实施例6的LED光源的恒流驱动器结构图。如图6所示，此实施例中，隔离电路为二极管，隔离二极管D2的阳极连接功率变换电路101的电流输出端；隔离二极管D2的阴极连接LED光源20的阳极。隔离二极管D3的阳极连接功率变换备份电路102的电流输出端，隔离二极管D3的阴极连接LED光源20的阳极。本实施例中的电路连接方式，可以确保某一支路失效后，剩余的供电回路能正常工作。例如，当功率变换电路101发生故障不输出电流时，功率变换电路101的输出端通过隔离二极管D2与功率变换备份电路102的输出端相连，可以不影响功率变换备份电路102的正常工作。当功率变换电路101的输出端短路时，由于隔离二极管D2的单向导通性，不会把功率变换备份电路102的输出端一起短路，保证其能正常工作。实际应用中，所述整流电路的输入端还可以连接电磁干扰抑制电路；所述电磁干扰抑制电路的输入端连接所述交流电。所述电磁干扰抑制电路，可以抑制外部电磁场或电磁波对恒流驱动器造成的干扰。实际应用中，本发明的LED光源的恒流驱动器的全部原件，可以整体封装在一个盒体中。由于共用一个外壳，所以减少了结构件与PCB，可以进一步节约了器件成本和生产成本。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1.一种LED光源的恒流驱动器，其特征在于，包括主供电回路和至少一路备份供电回路，所述主供电回路至少包括功率变换电路；所述功率变换电路输出恒定电流给LED光源； 所述备份供电回路至少包括功率变换备份电路；所述功率变换备份电路输出恒定电流给LED光源； 所述功率变换电路和所述功率变换备份电路正常工作时，其中的任意一者工作在额定状态或者降额状态，两者的输出端并联后同时给LED光源供电； 所述功率变换电路和所述功率变换备份电路中任意一者失效时，失效电路不会影响剩余电路的正常工作。
2.根据权利要求1所述的恒流驱动器，其特征在于，所述功率变换备份电路的输入端和所述功率变换电路的输入端并联。
3.根据权利要求1所述的恒流驱动器，其特征在于，所述功率变换电路包括功率因数校正电路和恒流电路组成的串联支路，所述功率因数校正电路的输出端连接所述恒流电路的输入端，所述恒流电路的输出端作为所述功率变换电路的输出端连接LED光源； 所述功率变换备份电路的输入端和所述恒流电路的输入端并联。
4.根据权利要求2所述的恒流驱动器，其特征在于，所述功率变换电路包括功率因数校正电路和恒流电路的串联支路，所述功率因数校正电路的输出端连接所述恒流电路的输入端，所述恒流电路的输出端作为所述功率变换电路的输出端连接LED光源；或者，所述功率变换电路为单级功率因数校正电路。
5.根据权利要求1、2、4中任意 一项所述的恒流驱动器，其特征在于，当所述功率变换电路和所述功率变换备份电路中至少有一者为隔离型电路时，所述主供电回路还包括整流电路，所述整流电路的输出端连接所述功率变换电路的输入端； 所述备份供电回路还包括整流备份电路，所述整流备份电路的输出端连接所述功率变换备份电路的输入端； 所述整流备份电路和所述功率变换备份电路组成的串联支路与所述整流电路和所述功率变换电路组成的串联支路相互并联。
6.根据权利要求3所述的恒流驱动器，其特征在于，在所述功率因数校正电路中潜在短路危险的器件的所在支路中连接有分断器件，当有器件短路时，该器件所在支路中的分断器件断开，当所述功率因数校正电路中的器件失效后，所述的恒流驱动器工作在没有功率因数校正功能的不控整流状态。
7.根据权利要求3和6中任意一项所述的恒流驱动器，其特征在于，所述功率因数校正电路采用升压电路为主电路时，所述升压电路的输入端和输出端之间跨接有第一二极管(Dl)，第一二极管(Dl)的阳极接所述升压电路的输入端，第一二极管(Dl)的阴极接所述升压电路的输出端。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的恒流驱动器，其特征在于，当所述功率变换电路和所述功率变换备份电路正常工作时，所述功率变换电路的设定工作电流为自身额定工作电流的100%或者50%，所述功率变换备份电路的设定工作电流为自身额定工作电流的100%或者 50%。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的恒流驱动器，其特征在于，当功率变换电路和功率变换备份电路两者中的至少一者的设定工作电流低于自身额定工作电流时，所述恒流驱动器还包括电流调节电路，用于判断所述功率变换电路和所述功率变换备份电路中有电路失效时，输出信号至剩余电路，提高其输出电流。
10.根据权利要求9所述的恒流驱动器，其特征在于，所述电流调节电路包括，检测所述功率变换电路和所述功率变换备份电路输出端并联后的电流(1)是否下降的电流检测电路，当所述电流检测电路的检测结果为是时，所述电流调节电路将工作在降额状态的功率变换电路和/或功率变换备份电路的输出电流提高至额定电流。
11.根据权利要求1至10中任意一项所述的恒流驱动器，其特征在于，所述主供电回路和所述备份供电回路中串接有保险丝。
12.根据权利要求1至10中任意一项所述的恒流驱动器，其特征在于，所述主供电回路和所述备份供电回路中串接有分离电路；当所述分离电路所在回路正常工作时，所述分离电路导通；当所述分离电路所在回路发生故障时，所述分离电路起到分离失效供电回路和剩余供电回路的作用。
13.根据权利要求12所述的恒流驱动器，其特征在于，所述分离电路包括:二极管、半导体开关器件或继电器。
14.根据权利要求1至13中任意一项所述的恒流驱动器，其特征在于，所述主供电回路和所述备份供电回路封装 在同一盒体中。
全文摘要
本发明公开一种LED光源的恒流驱动器，包括主供电回路和至少一路备份供电回路，所述主供电回路至少包括功率变换电路；所述功率变换电路输出恒定电流给LED光源；所述备份供电回路至少包括功率变换备份电路；所述功率变换备份电路输出恒定电流给LED光源；所述功率变换电路和所述功率变换备份电路正常工作时，其中的任意一者工作在额定状态或者降额状态，两者的输出端并联后同时给LED光源供电；所述功率变换电路和所述功率变换备份电路中任意一者失效时，失效电路不会影响剩余电路的正常工作。采用本发明的LED光源的恒流驱动器，由于具有备份供电回路，所以可以提高LED光源的恒流驱动器的可靠性。
文档编号H02J9/04GK103096561SQ201110338418
公开日2013年5月8日 申请日期2011年10月31日 优先权日2011年10月31日
发明者华桂潮, 姜德来 申请人:英飞特电子(杭州)股份有限公司