LED智能灯的驱动电源的制作方法

本实用新型涉及照明技术领域，尤其涉及一种LED智能灯的驱动电源。

背景技术：

自从1879年爱迪生发明了白炽灯，照明光源的发展经历了固体发光光源，气体发光光源，再到如今的固态发光光源。

照明控制系统的发展经历了手动控制、自动控制和智能控制。固态LED 光源具有其他光源不可比拟的优势：1)节能；2)环保；3)颜色多变；4) 响应速度快；5)寿命长等特点。

LED是特性敏感的半导体器件，又具有负温度特性，因此在工作过程中需要进行保护，以稳定其工作状态，从而产生了驱动的概念。LED驱动是指连接在交流(AC)或者直流(DC)电源与LED负载之间的电子控制装置，用于提供合适的恒定电流和工作电压，它实际上就是LED的驱动电源。

驱动电源能在输入电压和环境温度等因素发生变化的情况下，有效控制 LED的电流的大小，这将影响到LED的性能和发光效果。否则，LED的发光亮度将随输入电压和温度等因素的变化而变化。若电流失控导致工作电流过大，将严重影响LED的可靠性和寿命，并可能导致失效，因此，驱动电源在整个 LED灯具中的作用就好像人的心脏一样重要。

目前LED灯具中的驱动电源无法实现节能化，健康化，艺术化，人性化的智能照明系统，且无法使得LED节点以恒定的电流点亮并安全可靠地持续工作，不能实现LED灯具调光，调色等不同的照明效果。

技术实现要素：

针对上述技术中存在的不足之处，本实用新型提供一种LED智能灯的驱动电源，该电路用以实现LED灯具的开关、调光及调色等等不同的照明效果，同时也要提供给自动或智能控制终端LED节点正常工作时所需要的电源电压。

为实现上述目的，本实用新型提供一种LED智能灯的驱动电源，包括整流滤波模块、填谷式功率因数校正模块、功率变换模块、PMW控制器、整流取样模块、滤波模块和2.4G无线接收模块；市电通过整流滤波模块与填谷式功率因数校正模块的输入端连接，所述填谷式功率因数校正模块的输出端与功率变换模块连接，所述功率变换模块分别与PMW控制器的输入端和滤波模块连接，所述PMW控制器的输出端与整流取样模块连接；通过滤波模块滤波后得到直流电压，所述直流电压通过低压差线性稳压模块与2.4G无线接收模块连接且为其提供所需的直流电源，且直流电压与LED节点电连接且为其提供所需的直流电源；所述功率变换模块包括有功率变换器和第一MOS管。

其中，所述整流滤波模块包括EMI单元、第一整流单元和滤波单元；所述市电依次通过EMI单元、第一整流单元和滤波单元后与填谷式功率因数校正模块连接，市电通过EMI单元滤除传导和辐射干扰后，再进入第一整流单元进行整流后，再变成脉动直流电压经过滤波单元进行二次滤波。

其中，所述EMI单元包括保险丝、压敏电阻和由第一共模电感、第二共模电感、第一电容及第一电阻构成的EMI线路；所述市电的一端连接保险丝，所述市电的另一端连接压敏电阻；且所述保险丝和压敏电阻所形成的公共端连接EMI线路，所述压敏电阻和市电所形成的公共端也连接EMI线路。

其中，所述第一整流单元是由四个二极管串联而形成的整流桥；所述滤波单元包括第二电容、第三电容、第三电阻、第三共模电感和第二十二电阻；所述第三电阻、第三共模电感和第二十二电阻三者相并联，且第二电容连接在第三共模电感和第二十二电阻之间的一端，第三电容连接在第三共模电感和第二十二电阻之间的一端；整流桥连接在第二共模电感与第三电阻及第三共模电感所形成的公共端之间，且所述第二电容、第三电容和第三共模电感三者组成∏型滤波。

其中，所述填谷式功率因数校正模块包括由第四电容、第五电容、第一二极管、第二二极管和第三二极管构成填谷式PFC矫正器，且所述填谷式PFC 矫正器与第四电阻串联；所述第四电容和第五电容的容量相等，且两者以串联方式充电并以并联方式放电。

其中，所述PMW控制器为型号为iW1760的芯片，所述功率变换模块还包括整流二极管，所述滤波模块包括第十一电容和与并联的第三十一电阻；所述填谷式PFC矫正器通过串联的第六电阻、第七电阻和第五电阻与PMW控制器的第八引脚连接，第五电阻还通过第六电容连接芯片的第七引脚，第七电阻通过第五二极管连接功率变换器的次级绕组；通过启动第六电阻和第七电阻在填谷式脉动直流电压取得芯片所需要的直流电压后，芯片内部线路开始工作，产生脉宽可变的方波驱动信号驱动第一MOS管的功率开关管工作；通过功率变换器的电磁转换，按照功率变换器出次级的匝比关系，在功率变换器的次级输出相应的交变电压，经过整流二极管整流，第十一电容滤波，形成稳定的直流电压输出；芯片一旦启动，芯片的供电由功率变换器辅助绕住感应出来的电压经第五二极管整流及第六电容滤波后提供。

其中，所述整流取样模块包括第八取样电阻、第十取样电阻、第九电阻和第二十四电阻；所述第八取样电阻和第十取样电阻串联后连接至芯片的第一引脚；第九电阻的一端接地，另一端连接至芯片的第一引脚，所述第二十四电阻的一端接地，另一端连接至芯片的第三引脚；所述芯片的第六引脚通过串联的第六二极管和第十五电阻后与第一MOS管连接，且芯片的第六引脚还通过第十四电阻与第一MOS管连接；所述芯片的第五引脚通过串联的第十三电阻和第十二电阻后接地，第十六电阻连接在第十四电阻与第十三电阻之间；所述功率变换模块还包括依次并联的第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻和第九电容；所述第九电容连接至功率变换器；第十九电阻和第二十电阻所形成的公共端通过串联的第十七电阻和第四二极管后与功率变换器连接。

其中，所述低压差线性稳压模块包括低压差三端稳压器、第七电容和第十电容，所述第七电容连接至低压差三端稳压器的第一引脚，所述第十电容连接至低压差三端稳压器的第三引脚，且所述第七电容和第十电容相串联，所述低压差三端稳压器的第二引脚接地，且低压差三端稳压器的第三引脚连接至2.4G无线接收模块；功率变换器次级感应出来的交变电压经过整流二极管和第十一电容滤波形成稳定的直流电压进入低压差三端稳压器，通过整流二极管和第十一电容滤波后，输出2.4G无线接收模块工作时所需要的3V电压。

其中，LED节点包括LED冷白灯串和LED暖白灯串，功率变换器分别连接LED冷白灯串和LED暖白灯串的正极端，LED冷白灯串的负极端连接第二MOS 管的漏极，LED暖白灯串的负极端连接第三MOS管的漏极；所述第二MOS管的栅极连接在串联的第二十三电阻和第二十五电阻所形成的公共端，且所述第二十五电阻连接至2.4G无线接收模块的PWM1引脚，所述第二MOS管的源极接地。

其中，所述第三MOS管的栅极连接在串联的第二十六电阻和第二十七电阻所形成的公共端，且所述第二十七电阻连接至2.4G无线接收模块的PWM2 引脚，所述第三MOS管的源极接地；2.4G无线接收模块通过天线接收来自发射端发射而来的控制信号，如果接收到的是开灯信号，则2.4G无线接收模块的PWM1引脚及PWM2引脚将输出高电平分别驱动第二MOS管和第三MOS管的栅极，第二MOS管和第三MOS管导通，直流电压通过LED冷白灯串和LED暖白灯串的正极端和负极端，第二MOS管和第三MOS管的漏极及源极到地，形成直流回路，点亮LED冷白灯串和LED暖白灯串。

本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，本实用新型提供的LED智能灯的驱动电源，该电路主要包括整流滤波模块、填谷式功率因数校正模块、功率变换模块、PMW控制器、整流取样模块、滤波模块和2.4G无线接收模块；本技术能够为LED节点提供足够电能的部分，使LED节点以恒定的电流点亮并安全可靠地持续工作；且该电路可实现LED灯具的开关，调光，调色等等不同的照明效果，同时也可要提供给自动或智能控制终端节点正常工作时所需要的电源电压。

附图说明

图1为本实用新型的LED智能灯的驱动电源的方框图；

图2为本实用新型的LED智能灯的驱动电源的原理图。

以下为主要元件说明：

10、整流滤波模块11、填谷式功率因数校正模块12、功率变换模块13、PMW控制器14、整流取样模块15、滤波模块16、2.4G无线接收模块17、低压差线性稳压模块18、LED冷白灯串19、LED暖白灯串101、EMI单元102、第一整流单元103、滤波单元121、第二整流单元

具体实施方式

为了更清楚地表述本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步地描述。

请参阅图1-2，本实用新型提供的LED智能灯的驱动电源，包括整流滤波模块10、填谷式功率因数校正模块11、功率变换模块12、PMW控制器13、整流取样模块14、滤波模块15和2.4G无线接收模块16；市电通过整流滤波模块与填谷式功率因数校正模块的输入端连接，填谷式功率因数校正模块的输出端与功率变换模块连接，功率变换模块分别与PMW控制器的输入端和滤波模块连接，PMW控制器的输出端与整流取样模块连接；通过滤波模块滤波后得到直流电压，直流电压通过低压差线性稳压模块17与2.4G无线接收模块连接且为其提供所需的直流电源，且直流电压与LED节点电连接且为其提供所需的直流电源；功率变换模块包括有功率变换器和第一MOS管；市电为 100-240V AC适合全球电压；

市电通过整流滤波模块滤除传导、辐射干扰和整流后变成脉动直流电压，脉动直流电压经过二次滤波和填谷式功率因数校正模块后进入功率变换模块和PMW控制器，功率变换电路的功率变换器初级绕组作为功率变换的原边，第一MOS管是功率变换模块的开关，通过PMW控制器内部程序的逻辑作用，产生脉宽可变的方波驱动信号驱动功率变换电路经过电磁转换；在功率变换器的次级边经过整流滤波后，得到LED节点或者设备正常工作所需要的直流电源。

相较于现有技术的情况，本实用新型提供的LED智能灯的驱动电源，该电路主要包括整流滤波模块、填谷式功率因数校正模块、功率变换模块、PMW 控制器、整流取样模块、滤波模块和2.4G无线接收模块；本技术能够为LED 节点提供足够电能的部分，使LED节点以恒定的电流点亮并安全可靠地持续工作；且该电路可实现LED灯具的开关，调光，调色等等不同的照明效果，同时也可要提供给自动或智能控制终端节点正常工作时所需要的电源电压。

请进一步参阅图2，整流滤波模块10包括EMI单元101、第一整流单元 102和滤波单元103；市电依次通过EMI单元、第一整流单元和滤波单元后与填谷式功率因数校正模块连接，市电通过EMI单元滤除传导和辐射干扰后，再进入第一整流单元进行整流后，再变成脉动直流电压经过滤波单元进行二次滤波。EMI单元包括保险丝F1、压敏电阻RV1和由第一共模电感LF1、第二共模电感LF2、第一电容C1及第一电阻R1构成的EMI线路；市电的一端连接保险丝，市电的另一端连接压敏电阻；且保险丝和压敏电阻所形成的公共端连接EMI线路，压敏电阻和市电所形成的公共端也连接EMI线路。第一整流单元是由四个二极管串联而形成的整流桥DB1；滤波单元包括第二电容C2、第三电容C3、第三电阻R3、第三共模电感LF3和第二十二电阻R22；第三电阻、第三共模电感和第二十二电阻三者相并联，且第二电容连接在第三共模电感和第二十二电阻之间的一端，第三电容连接在第三共模电感和第二十二电阻之间的一端；整流桥连接在第二共模电感与第三电阻及第三共模电感所形成的公共端之间，且第二电容、第三电容和第三共模电感三者组成∏型滤波。

在本实施例中，填谷式功率因数校正模块11包括由第四电容C4、第五电容C5、第一二极管D1、第二二极管D2和第三二极管D3构成填谷式PFC矫正器，且填谷式PFC矫正器与第四电阻R4串联；第四电容和第五电容的容量相等，且两者以串联方式充电并以并联方式放电。能大幅度增加整流管的导通角，使之在正半周时的导通角扩展到30°～150°，同理，负半周时的导通角扩展为210°～330°。这样，波形就从窄脉冲变为比较接近于正弦波。这相当于把尖峰脉冲电流波形中的谷点区域“填平”了很大一部分，故称之为填谷电路。

在本实施例中，PMW控制器14为型号为iW1760的芯片U1，功率变换模块还包括整流二极管D7A，滤波模块包括第十一电容C11和与并联的第三十一电阻R31；填谷式PFC矫正器通过串联的第六电阻R6、第七电阻R7和第五电阻R5与PMW控制器的第八引脚连接，第五电阻还通过第六电容C6连接芯片的第七引脚，第七电阻通过第五二极管D5连接功率变换器的次级绕组；通过启动第六电阻R6和第七电阻R7在填谷式脉动直流电压取得芯片所需要的直流电压后，芯片内部线路开始工作，产生脉宽可变的方波驱动信号驱动第一 MOS管M1的功率开关管工作；通过功率变换器T1的电磁转换，按照功率变换器出次级的匝比关系，在功率变换器的次级输出相应的交变电压，经过整流二极管整流，第十一电容C11滤波，形成稳定的直流电压输出；芯片一旦启动，芯片的供电由功率变换器辅助绕住感应出来的电压经第五二极管D5整流及第六电容C6滤波后提供。

在本实施例中，整流取样模块14包括第八取样电阻R8、第十取样电阻 R10、第九电阻R9和第二十四电阻R24；第八取样电阻和第十取样电阻串联后连接至芯片的第一引脚；第九电阻的一端接地，另一端连接至芯片的第一引脚，第二十四电阻的一端接地，另一端连接至芯片的第三引脚；芯片的第六引脚通过串联的第六二极管D6和第十五电阻R15后与第一MOS管M1连接，且芯片的第六引脚还通过第十四电阻R14与第一MOS管M1连接；芯片的第五引脚通过串联的第十三电阻R13和第十二电阻R12后接地，第十六电阻R16 连接在第十四电阻R14与第十三电阻R13之间；功率变换模块还包括依次并联的第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20和第九电容C9；第九电容连接至功率变换器T1；第十九电阻和第二十电阻所形成的公共端通过串联的第十七电阻R17和第四二极管D4后与功率变换器T1连接。由于某种原因导致输出电压升高或者降低，经过第八取样电阻R8、第十取样电阻R10取样和芯片基准电压比较，将产生的误差信号放大，控制PWM控制器输出脉宽不同的占空比，改变M1开关管的开通或关闭时间，从而使输出电压降低或者升高。

在本实施例中，低压差线性稳压模块17包括低压差三端稳压器U2、第七电容C7和第十电容C10，第七电容C10连接至低压差三端稳压器的第一引脚，第十电容连接至低压差三端稳压器的第三引脚，且第七电容和第十电容相串联，低压差三端稳压器的第二引脚接地，且低压差三端稳压器的第三引脚连接至2.4G无线接收模块16；功率变换器次级感应出来的交变电压经过整流二极管和第十一电容滤波形成稳定的直流电压进入低压差三端稳压器，低压差三端稳压器能承受高达30V的直流电压，通过整流二极管和第十一电容滤波后，输出2.4G无线接收模块工作时所需要的3V电压。

在本实施例中，LED节点包括LED冷白灯串18和LED暖白灯串19，功率变换器分别连接LED冷白灯串和LED暖白灯串的正极端，LED冷白灯串的负极端连接第二MOS管M2的漏极，LED暖白灯串的负极端连接第三MOS管M3的漏极；第二MOS管的栅极连接在串联的第二十三电阻R23和第二十五电阻R25 所形成的公共端，且第二十五电阻连接至2.4G无线接收模块的PWM1引脚，第二MOS管的源极接地。第三MOS管的栅极连接在串联的第二十六电阻R26 和第二十七电阻R27所形成的公共端，且第二十七电阻连接至2.4G无线接收模块的PWM2引脚，第三MOS管的源极接地；2.4G无线接收模块通过天线接收来自发射端发射而来的控制信号，如果接收到的是开灯信号，则2.4G无线接收模块的PWM1引脚及PWM2引脚将输出高电平分别驱动第二MOS管和第三MOS 管的栅极，第二MOS管和第三MOS管导通，直流电压通过LED冷白灯串和LED 暖白灯串的正极端和负极端，第二MOS管和第三MOS管的漏极及源极到地，形成直流回路，点亮LED冷白灯串和LED暖白灯串。

LED灯具开关调光调色温的实现：功率变换器副边(T1次级)感应出来的交变电压经过整流二极管DA7，第十一电容C11滤波形成稳定的直流电压，一路提供给冷白灯串的正极端，一路提供给暖白灯串的正极端。

2.4G无线接收模块通过天线接收来自发射端发射而来的控制信号，如果接收到的是开灯信号，2.4G无线接收模块的PWM1PWM2引脚将输出高电平分别驱动第二MOS管M2、第三MOS管M3的栅极，第二MOS管M2和第三MOS管 M3导通，直流电压通过LED正极端负极端，第二MOS管M2和第三MOS管M3 的漏极源极到地，形成直流回路，点亮LED灯串。关灯则相反。

如果2.4G无线接收模块接收的是调光信号，LED灯串可实现从1％-100％之间的无级调光。

如果接收到的是调色温信号，冷白暖白灯串按照增加减小的比例进行增加或者递减，两路PWM的占空比之和为100，总功率保持不变。调光时使用一路，调色温时使用两路，无论是一路还是两路，总功率不得超过20W。

电源模块可根据不同的场合，不同的应用，不同的空间需要的照度或者亮度，将功率划分成以下个功率段：10W电源模块；20W电源模块。本实用新型提供的是20W电源模块。

以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。