一种LED灯智能驱动电路的制作方法

文档序号:14915402发布日期:2018-07-11 00:34阅读:222来源:国知局

本发明涉及LED灯具技术领域,具体为一种LED灯智能驱动电路。



背景技术:

LED灯具由于具有绿色环保、高亮度、功耗小、寿命长、耐冲击和性能稳定的优势,在生活家居、学校、医院、交通、广告等领域得到广泛应用;一般的LED灯具待机功耗虽然较低,但不能满足待机特低功耗的节能要求;同时普通LED灯具用途虽然广泛,但不能满足个性化、智能化应用。所以在LED电路中需要采取一些手段给电路提供特低功耗待机供电,并籍入智能化多功能调色调亮度的LED电路,可灵活切换个性化的多种模式,能方便适用于多种领域的LED电路。



技术实现要素:

为了克服现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种结构简单的节能的待机特低功耗电源、且具有智能化多功能调色调亮度的LED灯智能驱动电路。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种LED灯智能驱动电路,包括:市电输入单元、整流滤波电路、主电源PWM控制电路、主电源变换器、次级整流电路、恒流控制电路、智能处理控制电路、关机控制电路、副电源控制电路以及调节控制电路;

所述市电输入单元依次通过整流滤波电路、主电源PWM控制电路、主电源变换器、次级整流电路以及恒流控制电路连接至LED灯;所述副电源控制电路为智能处理控制电路和关机控制电路供电;所述关机控制电路的输出端连接至主电源PWM控制电路的电源端,所述智能处理控制电路的输出端分别与恒流控制电路的控制端和关机控制电路的控制端,所述调节控制电路与智能处理控制电路进行通讯,以使调节控制电路通过智能处理控制电路经过恒流控制电路对LED灯进行亮度和色温调节,使调节控制电路通过智能处理控制电路经过关机控制电路对主电源PWM控制电路的通电与否进行控制,进而实现开关机控制。

进一步地,所述市电输入单元包括保险管F1、热敏电阻NTC1以及衰减电磁干扰信号电路,所述衰减电磁干扰信号电路包括共模电感FL1、安规电容CX1、共模电感FL2以及安规电容CX2,其中,所述共模电感FL1的两个输入端分别通过保险管F1和热敏电阻NTC1连接至市电的零线和火线上,所述共模电感FL1的两个输出端与共模电感FL2的两个输入端一一对应连接,所述共模电感FL2的两个输出端均连接至整流滤波电路的输入端,所述安规电容CX1的两端分别连接至共模电感FL1的两个输出端,所述安规电容CX2的两端分别连接至共模电感FL2的两个输出端。

进一步地,所述整流滤波电路包括全波整流桥DB1、以及π型滤波电路,所述主电源变换器为变压器T1,所述π型滤波电路包括电容C1、电容C2、工字电感L1、电阻RL,所述全波整流桥的两个输入端与共模电感FL2的两个输出端一一对应连接;所述全波整流桥的输出端通过工字电感L1连接到变压器T1的初级绕组的第一端,所述电阻RL与工字电感L1并联;所述电容C1的一端连接于全波整流桥的输出端和工字电感L1之间,所述电容C1的另一端接地;所述电容C2的一端连接于工字电感L1和变压器T1的初级绕组的第一端之间,所述电容C2的另一端接地。

进一步地,所述主电源PWM控制电路包括电源控制器U1、MOS管Q1、电阻R1、电阻R4、电阻RS1、电容C3、二极管D3,所述电源控制器U1采用芯片MT7990,所述芯片MT7990的电源端通过电阻R1连接至工字电感L1和变压器T1的初级绕组的第一端之间,所述MOS管Q1的栅极连接至芯片MT7990的驱动端,所述MOS管Q1的源极通过电阻RS1后接地,所述MOS管Q1的漏极连接至变压器T1的初级绕组的第二端,所述电阻R4和电容C3并联后的一端连接于工字电感L1和变压器T1的初级绕组的第一端之间,并联后的另一端连接至二极管D3的负极,二极管D3的正极连接至变压器T1的初级绕组的第二端。

进一步地,所述次级整流电路包括二极管D5、电阻R11、电容C8、电解电容C9以及共模磁环电感FL3,所述二极管D5的正极连接至变压器T1的次级绕组的第一端,共模磁环电感FL3的两个输入端分别连接至二极管D5的负极以及变压器T1的次级绕组的第二端,所述电阻R11和电容C8串联后的两端分别连接至二极管D5的正、负极,所述电解电容C9的两端分别连接于共模磁环电感FL3的两个输入端,所述共模磁环电感FL3的输出端连接至恒流控制电路的输入端。

进一步地,所述智能处理控制电路为2.4G无线模块,所述调节控制电路为2.4G遥控器,所述2.4G遥控器与2.4G无线模块通过2.4G无线网络通讯。

进一步地,所述2.4G无线模块设有白光输出端和暖光输出端,所述LED灯包括白光LED灯和暖光LED灯,所述恒流控制电路包括恒流芯片U2和恒流芯片U3、电阻R13、电阻R17、二极管D6、二极管D7、电阻RS6、电阻RS7、电解电容C15、电解电容C121、电感L2和电感L3,所述恒流芯片U2和恒流芯片U3均采用SY8745,所述恒流芯片U2和恒流芯片U3的输入端均连接至共模磁环电感FL3的输出端;所述恒流芯片U2的信号输入控制端通过电阻R13连接至白光输出端,所述恒流芯片U2的电源开关信号输出端通过电感L2连接至白光LED灯的负极,所述恒流芯片U2的输出电流检测脚连接至白光LED灯的正极,所述二极管D6的正极连接于恒流芯片U2的电源开关信号输出端和电感L2之间,所述二极管D6的负极通过电阻RS6连接至恒流芯片U2的电流采样输入端,所述电解电容C15的正负极分别连接至白光LED灯的正、负极;所述恒流芯片U3的信号输入控制端通过电阻R17连接至暖光输出端,所述恒流芯片U3的电源开关信号输出端通过电感L3连接至暖光LED灯的负极,所述恒流芯片U3的输出电流检测脚连接至暖光LED灯的正极,所述二极管D7的正极连接于恒流芯片U3的电源开关信号输出端和电感L3之间,所述二极管D7的负极通过电阻RS7连接至恒流芯片U3的电流采样输入端,所述电解电容C21的正负极分别连接至暖光LED灯的正、负极。

进一步地,所述副电源控制电路包括二极管D8、电阻R21、电源控制芯片U4、变压器T2、稳压芯片U6、二极管D11和电解电容C26;所述二极管D8的正极连接至全波整流桥的输出端,二极管D8的负极连接至变压器T2的初级绕组的第一端,所述电源控制芯片U4采用芯片FT838NB1,所述稳压芯片U6采用芯片HT7533,所述电源控制芯片U4的电源端通过电阻R21连接至二极管D8的负极,所述电源控制芯片U4的输出端连接至变压器T2的初级绕组的第二端;所述变压器T2的次级绕组的第一端连接至二极管D11的正极,所述关机控制电路的电源端以及稳压芯片U6的输入端均连接至二极管D11的负极,所述电解电容C26的正极连接至二极管D11的负极,电解电容C26的负极以及变压器T2的次级绕组的第二端均接地,所述稳压芯片U6的输出端连接至2.4G无线模块的电源端。

进一步地,所述副电源控制电路还包括二极管D10、电解电容C22、电阻R23、电容C23以及二极管D9,所述二极管D9的正极连接于电源控制芯片U4的输出端和变压器T2的初级绕组的第二端之间,所述电阻R23和电容C23并联后的一端连接至二极管D8的负极和变压器T2的初级绕组的第一端之间,电阻R23和电容C23并联后的另一端连接至二极管D9的负极,所述二极管D10的正极连接于变压器T2的辅助绕组的第一端,所述二极管D10的负极连接至电源控制芯片U4的电源端和电阻R21之间,所述变压器T2的辅助绕组的第二端接地,所述电解电容C22的正极连接至二极管D8的负极和变压器T2的初级绕组的第一端之间,所述电解电容C22的负极接地。

进一步地,所述关机控制电路包括二极管D12、二极管D13、电阻R28、三极管Q2、光耦OP1以及电阻R27,所述二极管D12和二极管D13的正极分别连接至白光输出端和暖光输出端,所述二极管D12和二极管D13的负极均通过电阻R28连接至三极管Q2的基极,所述三极管Q2的发射极接地,所述三极管Q2的集电极通过光耦OP1的发光器以及电阻R27连接至二极管D11的负极,所述光耦OP1的接收器连接至所述芯片MT7990的电源端和电阻R1之间。

与现有技术相比,本发明LED灯智能驱动电路,其有益效果在于:

1.恒流控制电路能供给LED光源更稳定、电流纹波更小的工作状态电流。

2.副电源控制电路功耗极小,为智能处理控制电路和关机控制电路提供工作电源电压,并通过无线摇控或有线控制电路可使LED电路处于待机状态,且获取极低的待机功耗。

3.智能处理控制电路配合调节控制电路,可灵活切换个性化的多种应用模式。

附图说明

图1为本发明LED灯智能驱动电路的结构原理框图;

图2为本发明LED灯智能驱动电路的结构原理图。

图中:1、市电输入单元;2、整流滤波电路;3、主电源PWM控制电路;4、主电源变换器;5、次级整流电路;6、恒流控制电路;7、智能处理控制电路;8、关机控制电路;9、副电源控制电路;10、调节控制电路。

具体实施方式

下面,结合附图以及具体实施方式,对本发明做进一步描述,需要说明的是,在不相冲突的前提下,以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

请参照图1所示,一种LED灯智能驱动电路,包括:市电输入单元1、整流滤波电路2、主电源PWM控制电路3、主电源变换器4、次级整流电路5、恒流控制电路6、智能处理控制电路7、关机控制电路8、副电源控制电路9以及调节控制电路10;

所述市电输入单元1依次通过整流滤波电路2、主电源PWM控制电路3、主电源变换器4、次级整流电路5以及恒流控制电路6连接至LED灯;所述副电源控制电路9为智能处理控制电路7和关机控制电路8供电;所述关机控制电路8的输出端连接至主电源PWM控制电路3的电源端,所述智能处理控制电路7的输出端分别与恒流控制电路6的控制端和关机控制电路8的控制端,所述调节控制电路10与智能处理控制电路7进行通讯,以使调节控制电路10通过智能处理控制电路7经过恒流控制电路6对LED灯进行亮度和色温调节,使调节控制电路10通过智能处理控制电路7经过关机控制电路8对主电源PWM控制电路3的通电与否进行控制,进而实现开关机控制。

其工作原理是:输入电压(220V交流电)从市电输入单元1进入,通过整流滤波电路2启动主电源PWM控制电路3,并组合主电源变换器4(采用脉冲变压器)工作传输到次级整流电路5整流,整流后通过恒流控制电路6来供给LED稳定的状态电流;同时由智能处理控制电路7实施智能化LED调光调色,操控方式由调节控制电路10来实现,调节控制电路10可以采用无线摇控控制电路,也可以采用有线控制电路;另一方面由市电电压通过副电源控制电路9为智能处理控制电路7、关机控制电路8供电,副电源控制电路9为对LED灯实施关断后的该LED灯智能驱动电路提供了仍然可正常工作的带有特低功耗的备用电源。

具体地,请参照图2所示,所述市电输入单元1包括保险管F1、热敏电阻NTC1以及衰减电磁干扰信号电路,所述衰减电磁干扰信号电路包括共模电感FL1、安规电容CX1、共模电感FL2以及安规电容CX2,其中,所述共模电感FL1的两个输入端分别通过保险管F1和热敏电阻NTC1连接至市电的零线和火线上,所述共模电感FL1的两个输出端与共模电感FL2的两个输入端一一对应连接,所述共模电感FL2的两个输出端均连接至整流滤波电路2的输入端,所述安规电容CX1的两端分别连接至共模电感FL1的两个输出端,所述安规电容CX2的两端分别连接至共模电感FL2的两个输出端。

所述整流滤波电路2包括全波整流桥DB1、以及π型滤波电路,所述主电源变换器4为变压器T1,所述π型滤波电路包括电容C1、电容C2、工字电感L1、电阻RL,所述全波整流桥的两个输入端与共模电感FL2的两个输出端一一对应连接;所述全波整流桥的输出端通过工字电感L1连接到变压器T1的初级绕组的第一端,所述电阻RL与工字电感L1并联;所述电容C1的一端连接于全波整流桥的输出端和工字电感L1之间,所述电容C1的另一端接地;所述电容C2的一端连接于工字电感L1和变压器T1的初级绕组的第一端之间,所述电容C2的另一端接地。π型滤波电路能为电路提供更好的滤波效果。

所述主电源PWM控制电路3采用低无功损耗、减小谐波失真,有源滤波电路来改善电源的功率因数,使功率因数提高到0.9以上,其包括电源控制器U1、MOS管Q1、电阻R1、电阻R4、电阻RS1、电容C3、二极管D3,所述电源控制器U1采用芯片MT7990,所述芯片MT7990的电源端(第三引脚)通过电阻R1连接至工字电感L1和变压器T1的初级绕组的第一端之间,所述MOS管Q1的栅极连接至芯片MT7990的驱动端(第五引脚),所述MOS管Q1的源极通过电阻RS1后接地,所述MOS管Q1的漏极连接至变压器T1的初级绕组的第二端,所述电阻R4和电容C3并联后的一端连接于工字电感L1和变压器T1的初级绕组的第一端之间,并联后的另一端连接至二极管D3的负极,二极管D3的正极连接至变压器T1的初级绕组的第二端。MT7990芯片的第5脚输出驱动MOS管Q1进行功率放大,二极管D3、电容C3和电阻R4组成吸收纹波回路。另外,该主电源PWM控制电路还设置有自供电电路,该自动供电电路包括二极管D2和电容C5,其中,二极管D2的正极连接至变压器T1的辅助绕组的第一端(变压器T1的辅助绕组的第二端接地),二极管D2的负极连接至芯片MT7990的电源端,该二极管D2用于对辅助绕组的输出电压进行整流以为芯片MT7990供电,电容C5的一端连接于二极管D2的负极,另一端接地,用于对二极管D2的输出进行滤波。

变压器T1采用高频脉冲变压器,其结合芯片MT7990工作在高频振动状态,变压器T1一方面为芯片MT7990的第三引脚提供自供电,另一方面变换耦合到次级绕组经次级整流电路5和恒流控制电路6后为LED灯供电。

所述次级整流电路5包括二极管D5、电阻R11、电容C8、电解电容C9以及共模磁环电感FL3,所述二极管D5的正极连接至变压器T1的次级绕组的第一端,共模磁环电感FL3的两个输入端分别连接至二极管D5的负极以及变压器T1的次级绕组的第二端,所述电阻R11和电容C8串联后的两端分别连接至二极管D5的正、负极,所述电解电容C9的两端分别连接于共模磁环电感FL3的两个输入端,所述共模磁环电感FL3的输出端连接至恒流控制电路6的输入端。二极管D5采用快恢复二极管,经过次级绕组输出的高频脉冲通过二极管D5整流和电解电容C9滤波后得到直流电压,电阻R11和电容C8串联用于吸收高频纹波,共模磁环电感FL3用作抑制电磁干扰。

作为一种优选方案,所述智能处理控制电路7为2.4G无线模块,所述调节控制电路10为2.4G遥控器,所述2.4G遥控器与2.4G无线模块通过2.4G无线网络通讯。当然,也可以采用其他无线(例如红外等)或者有线方式实现二者的通讯,2.4G无线模块可以采用nRF2401、CC2500、A7105等集成芯片。

进一步地,所述2.4G无线模块设有白光输出端和暖光输出端,所述LED灯包括白光LED灯和暖光LED灯,所述恒流控制电路6采用为两路,分别驱动白光LED灯和暖光LED灯。具体地,恒流控制电路6包括恒流芯片U2和恒流芯片U3、电阻R13、电阻R17、二极管D6、二极管D7、电阻RS6、电阻RS7、电解电容C15、电解电容C121、电感L2和电感L3,所述恒流芯片U2和恒流芯片U3均采用SY8745,所述恒流芯片U2和恒流芯片U3的输入端均连接至共模磁环电感FL3的输出端;所述恒流芯片U2的信号输入控制端通过电阻R13连接至白光输出端,所述恒流芯片U2的电源开关信号输出端通过电感L2连接至白光LED灯的负极,所述恒流芯片U2的输出电流检测脚(第六引脚)连接至白光LED灯的正极,所述二极管D6的正极连接于恒流芯片U2的电源开关信号输出端和电感L2之间,所述二极管D6的负极通过电阻RS6连接至恒流芯片U2的电流采样输入端,所述电解电容C15的正负极分别连接至白光LED灯的正、负极。二极管D6为续流二极管,电感L2为储能电感,电阻RS6用于调节输出到白光LED灯的电流,电解电容C15为输出滤波电容。

同样地,所述恒流芯片U3的信号输入控制端通过电阻R17连接至暖光输出端,所述恒流芯片U3的电源开关信号输出端通过电感L3连接至暖光LED灯的负极,所述恒流芯片U3的输出电流检测脚(第六引脚)连接至暖光LED灯的正极,所述二极管D7的正极连接于恒流芯片U3的电源开关信号输出端和电感L3之间,所述二极管D7的负极通过电阻RS7连接至恒流芯片U3的电流采样输入端,所述电解电容C21的正负极分别连接至暖光LED灯的正、负极。二极管D7为续流二极管,电感L3为储能电感,电阻RS7用于调节输出到暖光LED灯的电流,电解电容C21为输出滤波电容。

2.4G模块工作在全球免申请ISM频道2400M-2483M范围内,实现开机自动扫频功能,配置信号通道,并且接收单元和遥控器单元具有一键自动对码功能,使用方便;2.4G模块的工作电压为3.3V,有接收信号功能,白光输出端和暖光输出端分别对应传输到恒流控制电路6中输入电阻R13和R17,以实现多功能的亮度和色温调节。2.4G摇控器主要作用是通过2.4G这个频率通道发送多种不同的控制数据来实施多种不同的LED灯控模式,体现灵活切换个性化的多种模式,体现多种领域LED灯具应用的优势。

所述副电源控制电路9包括二极管D8、电阻R21、电源控制芯片U4、变压器T2、稳压芯片U6、二极管D11和电解电容C26;所述二极管D8的正极连接至全波整流桥的输出端(当然也可以自带整流电路,直接连接到市电输入单元1或市电上),二极管D8的负极连接至变压器T2的初级绕组的第一端,所述电源控制芯片U4采用芯片FT838NB1,该芯片FT838NB1本身功耗小,能为整机实现特低功耗提供基本条件,所述稳压芯片U6采用芯片HT7533,所述电源控制芯片U4的电源端通过电阻R21连接至二极管D8的负极,所述电源控制芯片U4的输出端连接至变压器T2的初级绕组的第二端;所述变压器T2的次级绕组的第一端连接至二极管D11的正极,所述关机控制电路8的电源端以及稳压芯片U6的输入端均连接至二极管D11的负极,所述电解电容C26的正极连接至二极管D11的负极,电解电容C26的负极以及变压器T2的次级绕组的第二端均接地,所述稳压芯片U6的输出端连接至2.4G无线模块的电源端。

进一步地,所述副电源控制电路9还包括二极管D10、电解电容C22、电阻R23、电容C23以及二极管D9,所述二极管D9的正极连接于电源控制芯片U4的输出端和变压器T2的初级绕组的第二端之间,所述电阻R23和电容C23并联后的一端连接至二极管D8的负极和变压器T2的初级绕组的第一端之间,电阻R23和电容C23并联后的另一端连接至二极管D9的负极,所述二极管D10的正极连接于变压器T2的辅助绕组的第一端,所述二极管D10的负极连接至电源控制芯片U4的电源端和电阻R21之间,所述变压器T2的辅助绕组的第二端接地,所述电解电容C22的正极连接至二极管D8的负极和变压器T2的初级绕组的第一端之间,所述电解电容C22的负极接地。

电容C22是滤滤作用,电阻R21是启动作用,电源控制芯片U4是通启动电阻R21从电源控制芯片U4的电源端(第三引脚)启动工作,输出端(第七、八引脚)输出,组合高频脉冲变压器T2,副电源控制电路9开始工作,电路工作后,高频脉冲变压器T2一方面通过其辅助绕组和二极管D10为电源控制芯片U4提供正常的自供电电压,电阻R23、电容C23、二极管D9组成高频脉冲纹波吸收回路,二极管D10为电源控制芯片U4自供电整流二极管,电容C24为自供电滤波电容;另一方面,高频脉冲变压器T2变换耦到次级绕组并由二极管D11整流,电容C26滤波后输出5V直流电压再连接到稳压芯片U6的输入端IN,直流电压经稳压芯片U6稳压后,就能得到稳定的3.3V直流电压供给2.4G无线模块正常的工作,稳压芯片U6的输入和输出端分别设置有电容C28和电容C29,电容C28和电容C29的一端分别连接至稳压芯片U6的输入和输出端,另一端均接地,电容C28和电容C29为电压线路滤波。

所述关机控制电路8包括二极管D12、二极管D13、电阻R28、三极管Q2、光耦OP1以及电阻R27,所述二极管D12和二极管D13的正极分别连接至白光输出端和暖光输出端,所述二极管D12和二极管D13的负极均通过电阻R28连接至三极管Q2的基极,所述三极管Q2的发射极接地,所述三极管Q2的集电极通过光耦OP1的发光器以及电阻R27连接至二极管D11的负极,所述光耦OP1的接收器的一端连接至所述芯片MT7990的电源端,另一端连接至电阻R1的另一端(这里的另一端是指远离与工字电感L1连接的一端)和二极管D2的负极之间。正常开机情况下,2.4G模块的白光输出端和暖光输出端最少有一个为高电压,NPN三极管Q2处于导通状态,光耦OP1的发光器发个,被光耦OP1的接收器接收,光耦OP1导通使主电源PWM控制电路中的MT7990自供电维持正常的工作状态,当关机状态时白光输出端和暖光输出端同时输出为低电压,NPN三极管Q2和光耦OP1均处于截止状态,光耦OP1截止使主电源PWM控制电路中的MT7990自供电工作失效而停止工作,主电路处于关机状态;使整机待机获得特低功耗的节能状态。

本发明电路结构简单,使用方便,并突出LED电路特点:具有待机特低功耗的节能状态,也具有灵活切换个性化的多种模式,在多种领域上具有很大的实用性;上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明,但本发明并不限于上述实施例,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

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