Led灯可调光的恒流驱动电路的制作方法_3

文档序号:9167489阅读:来源:国知局
流驱动电路工作在临界模式(BCM)下,开关元件300的截止时间TL和峰值电流1、电感值L、LED灯的导通电压Vd有关。在LED灯里,这三个参数基本是不会变的。所以可以得出结论,开关元件300的截止时间TL不变,只需要根据输入电压Vi的变化而相应的改变开关元件300的导通时间TH,就能让该LED灯可调光的恒流驱动电路的LED平均电流在不同电压下都能保持恒定,同时开关元件300的导通工作在谷底开关模式。在临界模式(BCM)下,流过LED灯的平均电流约等于峰值电流的一半。根据公式五,当截止时间TL大于I*L/Vd时,整个LED灯的电流是工作在非连续电流模式(DCM)下。临界模式(BCM)和非连续电流模式(DCM)时的开关元件300都是工作在谷底开关模式,都是所述LED灯的正常工作模式。其中临界模式(BCM)—般是最大平均电流,而非连续电流模式(DCM)是将所述LED灯调小亮度时的工作模式,平均电流比较低。
[0057]图1是本实用新型LED灯可调光的恒流驱动电路实施例一的简明电原理方框示意图;在该图1中,开关元件300、二极管Dl和电感LI组成DC-DC降压电路,LED灯是其负载,该图1中的开关元件300为电子导电型开关器件,例如N沟道型场效应管;整流桥电路BI将交流市电整流成为脉动直流,整流桥电路BI的I端口(L端口)和3端口(N端口)为交流市电的输入端,整流桥电路BI的2端口(正输出端)和4端口(负输出端,即地)为整流桥电路BI的直流输出两端,该整流桥电路BI的输出电压作为DC-DC降压电路和电压检测模块100的输入电力和采样目标;电压检测模块100电连接在所述整流桥电路BI的输出两端;调控电路200与所述电压检测模块100和开关元件300电连接,该调控电路200接收所述电压检测模块100的输出电压信号,通过分析该输出电压信号,来实时监测所述DC-DC降压电路两端的输入电压Vi,并计算得出所述开关元件300的导通时间TH和截止时间TL,来控制所述开关元件300的导通对截止时间的比率,从而使驱动LED灯的电流保持恒定;在该实施例一中,所述输入电压Vi是指市电整流后输入给所述DC-DC降压电路的峰值电压或平均峰值电压。在该图1中,当电感值L和LED的导通电压Vd不变时(实际是变化很小,在应用中可近似地视为恒量),可以根据输入电压Vi的变化来调整开关元件300的导通时间TH,从而让驱动LED灯的平均电流不变(实际是变化很小,在应用中也可近似地视为恒流),且开关元件300的导通工作在谷底开关模式。
[0058]图2是所述LED灯可调光的恒流驱动电路实施例二的简明电原理方框示意图;该图2是在图1的基础上增加了调光信号400输入调控电路200,使所述调控电路200可以从外部来调整所述开关元件300的导通时间TH或截止时间TL,从而使驱动LED灯的电流发生变化以达到调光的目的。调光信号400包括红外光信号、无线模块信号或直接输入的指令电压信号。在该实施例二中,所述输入电压Vi也是指市电整流后输入给所述DC-DC降压电路的峰值电压或平均峰值电压。
[0059]图3是所述LED灯可调光的恒流驱动电路实施例三的简明电原理方框示意图;该图3是在图1的基础上,用两个分压电阻R1、R2来作为电压检测模块100,也就是所述电压检测模块100包括串联在一起的两个电阻Rl、R2,该串联的两个电阻Rl、R2电连接在所述整流桥电路BI的输出两端;所述调控电路200的一个端口电连接在两个电阻Rl、R2之间。该图3中的电压检测模块100提供模拟输出的电压反馈信号给调控电路200。在该实施例三中,所述输入电压Vi也是指市电整流后输入给所述DC-DC降压电路的峰值电压或平均峰值电压。
[0060]图4是所述LED灯可调光的恒流驱动电路实施例四的简明电原理方框示意图;该图4是在图1的基础上,开关元件300的位置略有变化,该图4中的开关元件300为空穴导电型开关器元件,如P沟道型场效应管。在该实施例四中,所述输入电压Vi也是指市电整流后输入给所述DC-DC降压电路的峰值电压或平均峰值电压。
[0061 ] 图5是所述LED灯可调光的恒流驱动电路实施例五的简明电原理方框示意图;该图5是在图2的基础上增加了调光信号400输入给调控电路200。在该实施例五中,所述输入电压Vi也是指市电整流后输入给所述DC-DC降压电路的峰值电压或平均峰值电压。
[0062]图6是所述LED灯可调光的恒流驱动电路实施例六的简明电原理方框示意图;该图6是在图5的基础上增加了为所述调控电路200供电的简易降压稳压供电模块,该供电模块包括降压电阻RV、稳压二极管DV和三极晶体管Ql,该三极晶体管Ql为三极管;降压电阻RV和稳压二极管DV串联后电连接在所述整流桥电路BI的输出两端,其中稳压二极管DV的阳极接地,该地就是所述整流桥电路BI的负输出端,降压电阻RV接所述整流桥电路BI的正输出端;三极晶体管Ql的基极电连接在降压电阻RV和稳压二极管DV之间,三极晶体管Ql的集电极电连接在所述整流桥电路BI的正输出端,三极晶体管Ql的发射极电连接到所述调控电路200的电源端口。在该图6中供电模块还包括电容C5,该电容C5电连接在三极晶体管Ql的发射极和地之间,电容C5的作用是起储能和稳压作用。本实用新型各实施例所用调控电路200实际上是一块可编程序的集成电路。所述供电模块除了提供稳定电压给集成电路外,在集成电路进入休眠模式时,还能降低待机的功耗;待机时,主要消耗电能的是降压电阻RV,由于三极晶体管Ql只是被用作为电流跟随器起放大作用,而降压电阻RV消耗的电流则可以低至几个微安,所以很节约电力。图6中的开关元件300采用的是场效应管Q2。在该实施例六中,所述输入电压Vi也是指市电整流后输入给所述DC-DC降压电路的峰值电压或平均峰值电压。
[0063]图7是所述LED灯可调光的恒流驱动电路实施例七的简明电原理方框示意图;该图7与图6基本相同,不同的是供电模块的三极晶体管Ql采用的是场效应管;三极晶体管Ql的栅极电连接在降压电阻RV和稳压二极管DV之间,三极晶体管Ql的漏极电连接在所述整流桥电路BI的正输出端,三极晶体管Ql的源极电连接到所述调控电路200的电源端口。在该实施例七中,所述输入电压Vi也是指市电整流后输入给所述DC-DC降压电路的峰值电压或平均峰值电压。
[0064]图8是所述LED灯可调光的恒流驱动电路实施例八的简明电原理方框示意图;该图8是在图6的基础上增加了隔离二极管D2和储能电容C2 ;隔离二极管D2的阳极电连接在所述整流桥电路BI的正输出端,隔离二极管D2的阴极电连接在DC-DC降压电路的LED灯的阳极端;储能电容C2电连接在隔离二极管D2的阴极和地之间。这样当交流市电过零时,储能电容C2还能提供电能给LED灯。在该实施例八中,所述输入电压Vi也是指市电整流后输入给所述DC-DC降压电路的峰值电压或平均峰值电压。
[0065]图1至图8中的LED灯可以是单个LED,也可以是多个LED串联,或者是多个LED
串联后再并联。
[0066]图9是所述LED灯可调光的丨旦流驱动电路的一种具体电路不意图;在该图9中,开关元件300为N沟道型的场效应管Q2,场效应管Q2、二极管Dl和电感LI组成DC-DC降压电路,LED灯是其负载,LED灯由多个串联的LED组成,当然LED灯也可以只用一个LED,也可以是多个LED串联后再并联;整流桥电路BI将交流市电整流成为脉动直流,整流桥电路BI的两个AC端口为交流市电的输入端,整流桥电路BI的正输出端和负输出端(地)为整流桥电路BI的输出两端,该整流桥电路BI的输出作为DC-DC降压电路和电压检测模块100的输入;所述LED恒流驱动电路包括电压检测模块100和调控电路200,以及还包括感应器Jl、降压电阻RV、稳压二极管DV和电阻R5,感应器Jl为红外感应器;降压电阻RV和稳压二极管DV组成供电模块,为所述调控电路200降压稳压供电;所述调控电路200采用有八个端口的微控制单元U1,例如ATMEL (爱特梅尔)公司生产的型号为atmega88的微控制单元,或者中国台湾的义隆电子股份有限公司公司生产的型号为EM78P259的微控制单元,等等;所述电压检测模块100包括四个电阻Rl?R4,其中电阻Rl和R2串联后电连接在DC-DC降压电路的输入两端,在所述整流桥电路BI的正输出端接入了一个隔离二极管D2,这样就使得电阻Rl和R2串联后电连接在隔离二极管D2的阴极和整流桥电路BI的负输出端之间,即该得电阻Rl和R2电连接在隔离二极管D2的阴极端,主要起检测DC-DC降压电路的输入电压Vi的作用,电阻R3和R4串联后也电连接在所述整流桥电路BI的输出两端,图9中采用两组分压电阻来作为电压检测模块100,其中电阻R3和R4可作为备用的电压检测模块100,该电阻R3和R4电连接在隔离二极管D2的阳极端,主要是起检测市电整流后输入给所述微控制单元Ul之输入电压的作用,这样更安全和更准确;场效应管Q2的栅极通过电阻R5电连接到微控制单元Ul的第一个端口 0UT,场效应管Q2的漏极电连接到电感LI和二极管Dl的阳极,场效应管Q2的源极接地,该地就是所述整流桥电路BI的负输出端;降压电阻RV和稳压二极管DV串联后电连接在所述整流桥电路BI的输出两端,其中稳压二极管DV的阳极接地,降压电阻RV接所述整流桥电路BI的正输出端;微控制单元Ul的第五个端口 VDD接降压电阻RV和稳压二极管DV的公共端;感应器Jl为红外感应器,该红外感应器Jl的第一个端口 IR电连接到微控制单元Ul的第三个端口 IR,红外感应器Jl的第二个端口接地,红外感应器Jl的第三个端口接降压电阻RV和稳压二极管DV的公共端;微控制单元Ul的第四个端口 VSS接地,微控制单元Ul的第六个端口 V2接电阻Rl和R2的公共端V
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