一种LED驱动装置的制作方法

文档序号:15421045发布日期:2018-09-11 23:24阅读:139来源:国知局

本实用新型涉及LED驱动电源领域,特别是涉及一种LED驱动装置。



背景技术:

LED是一种新型半导体固态光源它是一种不需要钨丝和灯管的颗粒状发光原件。普通的白炽灯的寿命仅仅1000小时,而LED的寿命却高达50000小时,而且消耗的电量少的多。LED光源凭借环保、节能、寿命长、安全等众多优点在打造节能、环保型社会的大环境下当仁不让地成为照明行业的新宠。现今不管是城市照明、家居照明、还是轨道列车照明等LED都是最佳的选择。已经成为人们生活中密不可分的部分。

随着经济的持续发展,中国的照明用电需求也将持续提高,LED照明包括系统壳体、LED灯体和驱动电源三部分。其中LED驱动电源是LED照明的重要部件,只有驱动电源性能优越,LED才能更加呈现其优点。目前市场上较为流行的LED驱动电源,通常相同大功率的电源电路元器件多,造价高,而且为直流输出,使LED灯一直持续通电,LED灯温高,寿命缩短。没有调光功能。不能满足照明系统运行中电源模块即使有损坏也可持续供电的工作状态。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种兼并机均流调光的LED驱动电源,根据外界感光传感器转换来的PWM脉冲波调节输出开关管的占空比,从而调节LED灯输出的照度。

为实现上述目的,本实用新型提供了如下方案:

一种LED驱动装置,所述驱动装置包括:主拓扑电路、并机均流电路、调光电路、LED负载、控制芯片;

所述主拓扑电路为谐振复位变换器,所述主拓扑电路的输入端用于与电源连接,所述主拓扑电路的输出端与LED负载的输入端连接;

所述调光电路的输入端用于与脉冲宽度调制波连接,所述调光电路的输出端与所述LED负载的输出端连接;

所述并机均流电路的输入端与所述LED负载的输入端相连,所述并机均流电路的输出端与所述控制芯片的反馈端相连。

可选的,所述主拓扑电路具体包括:

变压器T1、开关管Q1、电阻R8、二极管D1、二极管D2、二极管D4、输出滤波电感L1、输出滤波电容C1;

所述变压器T1的原边的一端与电源正极连接,所述变压器T1的原边另一端与所述开关管Q1的漏极连接;所述开关管Q1的栅极与所述控制芯片的输出引脚连接,所述开关管Q1的源极与所述电阻R8的一端连接,所述电阻R8的另一端接地且与电源负极连接;所述变压器T1的副边一端与所述二极管D1的阳极连接,所述变压器T1的副边另一端与所述二极管D4的阳极连接;所述二极管D1的阴极和所述二极管D4的阴极分别与所述输出滤波电感L1的输入端连接,所述输出滤波电感L1的输出端与所述二极管D2的阳极连接,所述二极管D2的阴极与所述LED负载的输入端连接;所述输出滤波电感L1的输出端还与所述输出滤波电容C1的输入端连接,所述输出滤波电容C1的输出端与所述电阻R3的一端连接,所述电阻R3的另一端接地。

可选的,所述并机均流电路具体包括:

并机端口、差分放大电路、误差放大器、光电隔离耦合器U5、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R11、电阻R13、第一电源VC、第二电源VC;

所述并机端口包括输出端KIN+、输出端KOUT+、输出端COM;

所述光电隔离耦合器U5的阳极与所述电阻R17的一端连接,所述电阻R17的另一端与所述第一电源VC连接,所述光电隔离耦合器U5的阴极与所述误差放大器的输出端连接,所述光电隔离耦合器U5的集电极与所述控制芯片的反馈端连接;所述误差放大器的正向输入端与所述电阻R18、所述电阻R19的一端连接,所述电阻R18的另一端与所述第二电源VC连接,所述电阻R19的另一端接地,所述误差放大器的反向输入端分别与所述差分放大电路的输出端、所述电阻R11的一端、所述电阻R13的一端连接,所述电阻R11的另一端与所述LED负载的输入端连接,所述电阻R13的另一端接地。

可选的,所述调光电路具体包括:

光电隔离耦合器U4、三极管Q2,、开关管Q3、三极管Q4、正输入端S+负输入端S-、电阻R15、第三电源VC;

所述光电隔离耦合器U4的阳极与所述电阻R16的一端连接,所述电阻R16的另一端与所述正输入端S+连接,所述光电隔离耦合器U4的阴极与所述负输入端S-连接,所述光电隔离耦合器U4的发射极接地,所述光电隔离耦合器U4的集电极分别与所述三极管Q2、所述三极管Q4的基极连接,所述三极管Q2、所述三极管Q4的发射极均与所述电阻R15的一端连接,所述三极管Q2的集电极与所述第三电源VC连接,所述三极管Q4的集电极接地,所述三极管Q4的集电极还与所述开关管Q3的源极连接,所述开关管Q3的漏极与所述LED负载的输出端连接。

可选的,所述主拓扑电路具有一个正向输入端VIN+和一个反向输入端VIN-,输入的标称电压Un为110V,允许供电的范围为0.7Un-1.25Un。

根据本实用新型提供的具体实施例,本实用新型公开了以下技术效果:

本实用新型LED驱动装置的主拓扑电路采用谐振复位电路,利用开关器件寄生参数的自激振荡实现磁复位,无需外加辅助电路,电路结构简单,磁能利用率高;利用并机均流法,形成一个并联备份方式的可靠系统;设置调光电路,不但可以调节LED的照度,同时还能降低LED的温度,延长LED灯珠的寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例,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为本实用新型实施例LED驱动装置电路结构图;

图2为本实用新型实施例谐振复位正激变换器的波形图;

图3为本实用新型实施例开关管Q1的电流波形图和电压波形图;

图4为本实用新型实施例主拓扑电路输出的电压电流波形图;

图5为本实用新型实施例两电源模块的并机连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型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实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,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,都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种兼并机均流调光的LED驱动电源,根据外界感光传感器转换来的PWM脉冲波调节输出开关管的占空比,从而调节LED灯输出的照度。

为使本实用新型的上述目的、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实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型实施例LED驱动装置电路结构图,如图1所示,所述LED驱动装置包括:

主拓扑电路、并机均流电路、调光电路、LED负载、控制芯片;

所述主拓扑电路为谐振复位变换器,所述主拓扑电路的输入端用于与电源连接,所述主拓扑电路的输出端与LED负载的输入端连接;

所述调光电路的输入端用于与脉冲宽度调制波连接,所述调光电路的输出端与所述LED负载的输出端连接;

所述并机均流电路的输入端与所述LED负载的输入端相连,所述并机均流电路的输出端与所述控制芯片的反馈端相连。

具体的,所述主拓扑电路包括:

变压器T1、开关管Q1、电阻R8、二极管D1、二极管D2、二极管D4、输出滤波电感L1、输出滤波电容C1;

所述变压器T1的原边的一端与电源正极连接,所述变压器T1的原边另一端与所述开关管Q1的漏极连接;所述开关管Q1的栅极与所述控制芯片的输出引脚连接,所述开关管Q1的源极与所述电阻R8的一端连接,所述电阻R8的另一端接地且与电源负极连接;所述变压器T1的副边一端与所述二极管D1的阳极连接,所述变压器T1的副边另一端与所述二极管D4的阳极连接;所述二极管D1的阴极和所述二极管D4的阴极分别与所述输出滤波电感L1的输入端连接,所述输出滤波电感L1的输出端与所述二极管D2的阳极连接,所述二极管D2的阴极与所述LED负载的输入端连接;所述输出滤波电感L1的输出端还与所述输出滤波电容C1的输入端连接,所述输出滤波电容C1的输出端与所述电阻R3的一端连接,所述电阻R3的另一端接地。

具体的,所述并机均流电路具体包括:

并机端口、差分放大电路、误差放大器、光电隔离耦合器U5、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R11、电阻R13、第一电源VC、第二电源VC;

所述并机端口包括输出端KIN+、输出端KOUT+、输出端COM;

所述光电隔离耦合器U5的阳极与所述电阻R17的一端连接,所述电阻R17的另一端与所述第一电源VC连接,所述光电隔离耦合器U5的阴极与所述误差放大器的输出端连接,所述光电隔离耦合器U5的集电极与所述控制芯片的反馈端连接;所述误差放大器的正向输入端与所述电阻R18、所述电阻R19的一端连接,所述电阻R18的另一端与所述第二电源VC连接,所述电阻R19的另一端接地,所述误差放大器的反向输入端分别与所述差分放大电路的输出端、所述电阻R11的一端、所述电阻R13的一端连接,所述电阻R11的另一端与所述LED负载的输入端连接,所述电阻R13的另一端接地。

具体的,所述调光电路具体包括:

光电隔离耦合器U4、三极管Q2,、开关管Q3、三极管Q4、正输入端S+负输入端S-、电阻R15、第三电源VC;

所述光电隔离耦合器U4的阳极与所述电阻R16的一端连接,所述电阻R16的另一端与所述正输入端S+连接,所述光电隔离耦合器U4的阴极与所述负输入端S-连接,所述光电隔离耦合器U4的发射极接地,所述光电隔离耦合器U4的集电极分别与所述三极管Q2、所述三极管Q4的基极连接,所述三极管Q2、所述三极管Q4的发射极均与所述电阻R15的一端连接,所述三极管Q2的集电极与所述第三电源VC连接,所述三极管Q4的集电极接地,所述三极管Q4的集电极还与所述开关管Q3的源极连接,所述开关管Q3的漏极与所述LED负载的输出端连接。

具体的,所述主拓扑电路具有一个正向输入端VIN+和一个反向输入端VIN-,输入的标称电压Un为110V,允许供电的范围为0.7Un-1.25Un。

此外,所述LED驱动装置还包括:电阻R1、电阻R2、电阻R4、电容C2,电阻R12,所述电阻R1的一端与所述控制芯片的输入端和所述电阻R2的一端连接,所述电阻R1的另一端用于与电源连接,所述电阻R2的另一端用于与电源连接,所述电容C2的一端与所述电阻R4的一端连接,所述电容C2的另一端接地,所述电阻R12的一端与所述控制芯片的Ref端连接,所述电阻R12的另一端与所述光耦隔离器U5连接。

图2为本实用新型实施例谐振复位正激变换器的波形图,如图2所示,在t0时刻,开关管Q1导通,流过二极管D1的电流增加,流过二极管D4的电流减小,励磁电感电流线性上升,在t1时刻,流过二极管D4的电流减小到零,由二极管D1代替二极管D4给负载供电。在t1时刻到t2时刻,能量通过所述变压器T1由输入电源传送给负载,在t2时刻,开关管Q1关断,在t2时刻到t3时刻,开关管Q1的结电容Cs被充电,续流二极管D4的结电容放电,在t3时刻续流二极管D4的电压减小到零,续流二极管D4的结电容CD4放电结束,续流二极管D4自然导通;t3时刻到t4时刻,变压器T1漏感上存储的能量继续给开关管Q1的结电容充电,在t4时刻,变压器T1上的能量传递到开关管Q1的结电容Cs上,t4时刻到t5时刻,为磁复位阶段,励磁电感与结电容Cs和结电容CD1谐振工作,结电容上存储的能力回馈给电源和变压器电感,磁复位完成。在t5时刻,二极管D1的电压下降到零,变压器T1完成磁复位。在t5时刻到t6时刻,二极管D1和二极管D4同时导通,变压器T1副边绕组被钳位在零位,因此变压器T1的原边绕组电压也为零,在t6时刻,开始下一个开关周期。

图3为本实用新型实施例开关管Q1的电流波形图和电压波形图;

图4为本实用新型实施例主拓扑电路输出的电压电流波形图;

图5为本实用新型实施例两电源模块的并机连接示意图;如图5所示,两电源的输出并机端口KPUT+、KIN+、COM分别两两连接,当其中一只电源故障时,通过并机接线接受零一只电源供电。采用冗余技术,当某个电源模块单元发生故障时,可以无缝切换,不影响整个电源系统的正常工作,电源系统有足够的负载能力。不改变电源模块单元的内部电路结构,确保电源系统的高可靠性。

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实用新型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实用新型的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本实用新型的思想,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实用新型的限制。

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