Hv-led驱动模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及LED高端照明技术领域，特别是HV-LED驱动模块。
【背景技术】
[0002]近些年，随着全球各国对节能环保的迫切需求，LED白光半导体照明及其驱动技术得到了快速发展。当今LED光组模块的串并种类繁多，驱动电源的电流电压设计也日趋复杂，而DC/DC Buck降压驱动已成为主流的LED显示驱动技术架构之一。但随着大功率LED半导体照明需求不断增加，基于上述架构的LED通用照明产品逐渐暴露出发热量偏大、发光效率退化、产品外围成本攀升、产品小型化困难等棘手问题。
[0003]近三年，以首尔半导体、台湾工研院为代表的知名科研单位针对物联网1T产业对数据采集的巨大需求，重点开发出可面向3D高清抓拍应用的HV/AC-LED光源模组芯片技术与产品，在未改变输出功率的前提下通过降低输出电流、增加输出电压的新方法获得实现了 HV-LED芯片的高光通量。但与HV/AC-LED芯片技术相比，以Boost驱动为标志的关键技术发展相对滞后，进而制约了其在道路监控抓拍、高清晰图像采集等高端照明应用。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供HV-LED驱动模块，该HV-LED驱动模块能够实现高亮度、小型化、高密度封装以及低成本等发展需求。
[0005]本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案:
根据本发明提出的HV-LED驱动模块，包括工频变压器、整流电路、处理器电源电路、处理器控制电路、HV-LED灯珠电源驱动电路、HV-LED灯珠；其中，
工频变压器、整流电路、HV-LED灯珠电源驱动电路、HV-LED灯珠依次连接，整流电路、处理器电源电路、处理器控制电路依次连接；
工频变压器，用于将外部输入的220V/50HZ交流电压进行降压，输出第一交流电压至整流电路；
整流电路，用于将第一交流电压转换为直流电压，输出第一直流电压至处理器电源电路和HV-LED灯珠电源驱动电路；
处理器电源电路，用于将接收的第一直流电压经处理后，输出第二直流电压至处理器控制电路；
处理器控制电路，用于当接收到第二直流电压时，输出驱动信号至HV-LED灯珠电源驱动电路；
HV-LED灯珠电源驱动电路，用于当接收到驱动信号、第一直流电压时，对第一直流电压进行升压，输出第三直流电压至HV-LED灯珠。
[0006]作为本发明所述的HV-LED驱动模块进一步优化方案，所述第一直流电压为12 V?40V。
[0007]作为本发明所述的HV-LED驱动模块进一步优化方案，所述第二直流电压为5V。
[0008]作为本发明所述的HV-LED驱动模块进一步优化方案，所述第三直流电压为80 V
-1lOVo
[0009]作为本发明所述的HV-LED驱动模块进一步优化方案，所述处理器电源电路为单片机电源电路，所述处理器控制电路为单片机控制电路。
[0010]本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果:
(1)本发明将现有的LED低压驱动改为高压驱动，可以减小功率型LED芯片的发热量，提高发光效率以及缩小模组尺寸，促进百瓦级单片LED驱动技术发展；
(2)该HV-LED驱动模块能够实现高亮度、小型化、高密度封装以及低成本等发展需求；
(3)此驱动模块在Boost升压应用中具有较高的功率转换效率，约为85%。
【附图说明】
[0011]图1是HV-LED驱动模块的结构示意图。
[0012]图2是HV-LED升压电路结构图。
[0013]图3a是HV-LED模组芯片正向特性。
[0014]图3b是HV-LED驱动模块升压效率。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明:
如图1所示，是面向道路抓拍应用的HV-LED驱动模块结构示意图，包括工频变压器、整流电路、处理器电源电路、处理器控制电路、HV-LED灯珠电源驱动电路、HV-LED灯珠；其中，工频变压器、整流电路、HV-LED灯珠电源驱动电路、HV-LED灯珠依次连接，整流电路、处理器电源电路、处理器控制电路依次连接；
工频变压器，用于将外部输入的220V/50HZ交流电压进行降压，输出第一交流电压至整流电路；
整流电路，用于将第一交流电压转换为直流电压，输出第一直流电压至处理器电源电路和HV-LED灯珠电源驱动电路；
处理器电源电路，用于将接收的第一直流电压经处理后，输出第二直流电压至处理器控制电路；
处理器控制电路，用于当接收到第二直流电压时，输出驱动信号至HV-LED灯珠电源驱动电路；
HV-LED灯珠电源驱动电路，用于当接收到驱动信号、第一直流电压时，对第一直流电压进行升压，输出第三直流电压至HV-LED模组芯片。
[0016]本发明基于自主开发的HV-LED光源芯片，如图2，进而分阶段开发出面向电子视频抓拍智能安放、单反相机等新应用的HV-LED驱动模块，以实现高亮度、小型化、高密度封装以及低成本等发展需求。
[0017]图2是HV-LED升压电路结构图。HV-LED模组驱动电路的输入电压是通过变压器变压整流后的12~40V直流电压。HV-LED电源驱动电路的驱动控制芯片采用美信MAX16834，它是一款恒流模式的BUCK控制器。其工作原理如下所示，刚上电时，MOS管NI，N2均不导通，LED灯珠两边电压即输入电压(DC 12-40V) ο 12引脚为低电平，电路不工作。当12管脚端为高电平时，整个电路开始工作，MOS管NI导通，同时MOS管N2导通，电感LI存储能量。当MOS管N2断开时，电路的电流通过MOS管NI和电流检测电阻R5A、R5B到地，电感储存能量电感LI产生一个反向电动势，这个反向电动势与输入电压叠加，形成一个很高的电压，此时灯珠两端的电压则为输入电压与电感电压之和，约为80~110V，并偏置于LED灯珠，此时有电流流过LED灯珠。电容C8，C9，ClO与LED灯珠并联，起到平滑输出电压和储能的作用，使得在MOS管N2断开时，LED灯珠内依然有电流流过。当MOS管N2的开关频率越高，输出电压越高。MOS管N2被PWM信号驱动，重复着导通与断开的过程，直至PWMDM端的输入电压为O，整个电路才停止工作。
[0018]外部输入的是220V/50HZ交流电压，所述第一直流电压为40V ;所述第二直流电压为5V ;所述第三直流电压为110V。处理器电源电路为单片机电源电路，所述处理器控制电路为单片机控制电路
图3a是HV-LED模组芯片正向特性，图3b是HV-LED驱动模块升压效率。HV-LED模组芯片面积为4.7 X 4.7mm2，HV-LED驱动模块面积为70 X 50mm2。在Boost升压应用中具有较高的功率转换效率，约为85%，而该模块升压启动约需94.84ms，可将输出电压提升至96V。此外，HV-LED Boost功率模块的上升沿响应时间、下降沿响应时间分别为166us、136us，远短于卤素光源ms量级的响应速度。故HV-LED集成光源芯片及其驱动应能成为当前AC/DC降压驱动LED应用的另一条技术路线。
[0019]最后，通过处理器电路控制获得了对应LED点亮的3个高电平脉冲，每段点亮时间为544ms，间隔时间为1.096s。
[0020]以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替代，都应当视为属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.HV-LED驱动模块，其特征在于，包括工频变压器、整流电路、处理器电源电路、处理器控制电路、HV-LED灯珠电源驱动电路、HV-LED灯珠；其中， 工频变压器、整流电路、HV-LED灯珠电源驱动电路、HV-LED灯珠依次连接，整流电路、处理器电源电路、处理器控制电路依次连接； 工频变压器，用于将外部输入的220V/50HZ交流电压进行降压，输出第一交流电压至整流电路； 整流电路，用于将第一交流电压转换为直流电压，输出第一直流电压至处理器电源电路和HV-LED灯珠电源驱动电路； 处理器电源电路，用于将接收的第一直流电压经处理后，输出第二直流电压至处理器控制电路； 处理器控制电路，用于当接收到第二直流电压时，输出驱动信号至HV-LED灯珠电源驱动电路； HV-LED灯珠电源驱动电路，用于当接收到驱动信号、第一直流电压时，对第一直流电压进行升压，输出第三直流电压至HV-LED灯珠。
2.根据权利要求1所述的HV-LED驱动模块，其特征在于，所述第一直流电压为12V?40V。
3.根据权利要求1所述的HV-LED驱动模块，其特征在于，所述第二直流电压为5V。
4.根据权利要求1所述的HV-LED驱动模块，其特征在于，所述第三直流电压为80V-1lOVo
5.根据权利要求1所述的HV-LED驱动模块，其特征在于，所述处理器电源电路为单片机电源电路，所述处理器控制电路为单片机控制电路。
【专利摘要】本发明公开了HV-LED驱动模块，包括工频变压器、整流电路、处理器电源电路、处理器控制电路、HV-LED灯珠电源驱动电路、HV-LED灯珠；其中，工频变压器、整流电路、HV-LED灯珠电源驱动电路、HV-LED灯珠依次连接，整流电路、处理器电源电路、处理器控制电路依次连接；本发明将现有的LED低压驱动改为高压驱动，可以在保证光通量的同时且减小LED尺寸；该HV-LED驱动模块能够实现高亮度、小型化、低成本以及高端照明应用需求。
【IPC分类】H05B37-02
【公开号】CN104869715
【申请号】CN201510278956
【发明人】黄伟, 李海鸥, 于宗光
【申请人】无锡晶凯科技有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月27日