一种用于可调节光源led的驱动电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明一般地涉及一种照明技术，尤其是涉及一种用于可调节光源LED的驱动电路。
[0002]
【背景技术】
[0003]由于卤钨灯其显色指数高(295 Ra)，光衰小(〈5%)，故在医疗器械中广泛应用，例如手术无影灯、直接检眼镜、内窥镜等。但卤钨灯光效低、耗电量高、发热量大、寿命短，尤其在光源调光工作时，工作效率明显下降。
[0004]由于LED的发光原理是是利用固体半导体芯片作为发光材料，在给半导体芯片两端加上正向电压后，半导体中的少数截流子和多数截流子发生复合，放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出红、橙、黄、绿、青、蓝、紫、白色的光，LED具有寿命长、耗电低、体积小、结构稳固、在调光工作时发光效率提高等特点。LED光的穿透特性、光化学作用和热作用等机理还可实现多种疾病的诊断和治疗。随着高显色指数LED的生产技术逐渐成熟，目前高显色指数LED正作为卤钨灯的替代光源在医用光学仪器中使用。
[0005]根据临床要求，检眼镜照明光源的显色指数应不小于85%，其中显色指数是衡量光源颜色品质的重要参数；系统要求采用内、外两种供电模式，同时系统照明亮度要连续可调，光照强度调节范围从最大值调节到最大值的10%。同时，为了能使高显色指数LED载入临床仪器，如检眼镜、检耳镜、内窥镜等，并不影响临床仪器的检测功能，其驱动电路必需满足体积小、输入电压和电流低的条件。
[0006]
【发明内容】
[0007]为了解决上述现有技术的问题，本发明的目的是提供一种用于可调节光源LED的驱动电路，其包括:
PffMCpulse width modulat1n)连续调光模块；
LED驱动模块；
电源管理模块。
[0008]进一步地，所述PWM连续调光模块包括一个NE555芯片，两个二级管-DidPDw，两个电容:C3和C4，两个电阻:Ri4和Ri6，以及一个可调节电阻Ri5。所述NE555中DIS与OUT管脚输出电平一致。通过调节可调电阻R15使OUT管脚输出不同占空比的PWM信号。PWM波形的振荡频率f 由Ri4、Ri5和C4决定，式子如下:1.443/[(Ri4+Ri5)C4]o
[0009]进一步地，所述LED驱动模块包括一个基于CMOS的驱动芯片PT4105，三个电容:&、C2和C7，三个电阻:R5、R6和R7，一个二级管D3，一个电感L和一个LED显示灯D4。
[0010]在上述驱动模块中，RsSLED的限流电阻，其阻值大小由下列式子决定:R5=200mV/Iled。式中:Iled为LED设定电流，例如1W的LED设定电流为350m A，则R5?0.57Q，根据设定值控制电流从而保证光源的发光效率。
[0011]进一步地，所述电源管理模块包括一个电源适配器，一个输出选择器，一个充电管理电路，一个电池和一个电量显不器、一个二极管D2，两个个开关管:Qi和Q2，一个电容C，三个电阻:R1、R2和R3，一个继电器线圈Μ，以及一个LED显不灯Di。优选地，电池为锂电池，充电管理电路为单节锂电池线性充电管理器KB4540，该电路可实现电源适配器充电或USB充电，使实际情况中医疗仪器操作更加简便。
[0012]在上述电源模块中，D!为充电状态灯，充电时0!亮，当锂电池充满后，D!媳灭；
止适配器充电时电流反向进入USB端口；D2防止USB端口的电能通过下拉电阻R3损失。由于墙插式充电器通常比USB输出电流大，可由Q2和电阻他结合调整墙插式充电器的充电电流；继电器触点K为常闭开关，当外界充电器给锂电池充电时，由于继电器线圈Μ通电，常闭触点Κ断开，负载由外接电源供电，避免锂电池边充电边放电，保护锂电。电阻Ri决定充电电流，其取值由下列实在决定:Ri=Vprg/ I chc X 100。式中:Vprg= 1 V，I chc为充电电流。
[0013]与现有技术相比，本发明提供的用于可调节光源LED的驱动电路的优点在于电路结构简单，体积小，性能良好，具有易于实现，通用型强的特点，可广泛应用于便携式医疗器械。
[0014]
【附图说明】
[0015]以下是本发明附图的简短说明，本发明使用的附图仅仅是实例性的，不能用于解释本发明的保护范围。
[0016]图1为驱动电路的电路结构框图；
图2为实施例1中调光模块的电路图；
图3为实施例1中LED驱动模块的电路图；
图4为实施例1中充电管理模块的电路图；
图5为实施例1中电路测试PWM波形及LED电流波形图；和图6为实施例1中电路电压与光源相关参数关系图。
【具体实施方式】
[0017]以下实施例是对本发明方案的进一步解释，以便本领域技术人员对上述发明方案有更加直观的认识与理解虽然本发明的原理已经在本文有具体描述，但是本领域的技术人员应当理解，这个描述仅通过示例的方式来进行，并且不作为关于本发明的范围的限制。除本文中所示出和描述的示例性实施例之外，在本发明的范围内通过本领域的普通技术人员的修改和代替的其他实施例，均被认为是在本发明的范围内。
[0018]实施例1:
本实施例提供一种与上述发明方案一致的用于可调节光源LE的驱动电路。
[0019]所述驱动电路中的调光模块的电路如图2所示。电路中选取1^4=100 Ω ,R15=5 K,C4=lyF，可得P丽波形的频率约283Hz。当可变电阻Ris调到位置3时，输出PWM波占空比的理论值约为1.96%;当可变电阻R15调到位置1时，输出PWM波占空比达到最大，约为98.04%。
[0020]所述驱动电路中的LED驱动模块电路如图3所示，模块采用Micro-Bridge公司生产的基于CMOS的LED驱动芯片PT4105。PT4105支持直流可变电压调光和PWM调光，驱动单个1 W或3 ff LED时，光源发光效率高达90%以上。芯片输入电压2.5?18 V，输出电流最大1A。
[0021 ]所述驱动电路中的充电管理模块电路如图4所示，模块采用量为1500mAh的锂电池，可使LED连续工作4 h以上。D5的压降约为0.7 V，外接电源时VinS4.3 V，与电池供电电压4.2 V基本相等。充电电流取500 m A，电阻仏为2 K。
[0022]本实施采用的测试照明光源为美国Bridge-Lux公司1W高显色指数(2 85 Ra)的白光 LED。
[0023]为了验证设计的驱动装置的准确性，实验测试了电路在4.2 V(锂电池满电电压)电压下波形及LED电流变化，如图5所示。由图5可以看出，当波形占空比从2.41 %~97.43%变化时，流经LED的平均电流范围为20.7?339m A，实现了电流连续可调。
[0024]为了验证锂电池在使用过程中由于电压(满电4.2V)下降不会对系统性能造成影响，实验测试了锂电池电压变化与LED光源相关参数的关系，如图6所示。从图6可以看出当锂电池的电压变化时，仍然能满足LED的光照强度从最大值调节到最大值的10%的使用要求。
[0025]以上实验结果可以看出，电路可持续调光，调光范围为2.41%?97.34%，且LED电流不会超过设定值350 m A，电路能够满足光照强度调节范围从最大值调节到最大值的10%的要求。
【主权项】
1.一种用于可调节光源LED的驱动电路，其包括: PffMCpulse width modulat1n)连续调光模块； LED驱动模块； 电源管理模块。2.根据权利要求1所述的用于可调节光源LED的驱动电路，其特征在于:所述的PWM连续调光模块包括一个NE555芯片，两个二级管:Di3和Di4，两个电容:C3和C4，两个电阻:Rw和Ri6，以及一个可调节电阻Rl5。3.根据权利要求1所述的用于可调节光源LED的驱动电路，其特征在于:所述的LED驱动模块包括一个基于CMOS的驱动芯片PT4105，三个电容:&、C2和C7，三个电阻:Rs、R6和R7，一个二级管D3，一个电感L和一个LED显示灯D4。4.根据权利要求1所述的用于可调节光源LED的驱动电路，其特征在于:所述的电源管理模块包括一个电源适配器，一个输出选择器，一个充电管理电路，一个电池和一个电量显不器、一个二极管D2，两个个开关管:Qi和Q2，一个电容C，三个电阻:R1、R2和R3，一个继电器线圈M，以及一个LED显示灯Du5.根据权利要求4所述的用于可调节光源LED的驱动电路，其特征在于所述电池为锂电池，所述充电管理电路为单节锂电池线性充电管理器KB4540。
【专利摘要】本发明一般地涉及一种照明技术，尤其是涉及一种用于可调节光源LED的驱动电路。所述驱动电路包括:其包括:一个PWM连续调光模块，一个LED驱动模块和一个电源管理模块。上述PWM连续调光模块包括一个NE555芯片，两个二级管，两个电容，两个电阻，以及一个可调节电阻。上述LED驱动模块包括一个基于CMOS的驱动芯片PT4105，三个电容，三个电阻，一个二级管，一个电感和一个LED显示灯。上述电源管理模块主要包括一个电源适配器，一个输出选择器，一个充电管理电路，一个电池和一个电量显示器。与现有技术相比，本发明提供的用于可调节光源LED的驱动电路的优点在于电路结构简单，体积小，性能良好，具有易于实现，通用型强的特点，可广泛应用于便携式医疗器械。
【IPC分类】H05B33/08
【公开号】CN105491711
【申请号】CN201510966729
【发明人】不公告发明人
【申请人】佛山市南海区联合广东新光源产业创新中心
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月21日