专利名称：一种升压型led驱动电路及灯具的制作方法
技术领域：
本发明属于LED领域，尤其涉及一种升压型LED驱动电路及灯具。
背景技术：
随着科学技术的不断发展，新产品新技术不断革新，LED作为新型光源，它有着节能、环保、高效的特点，技术已经成熟并应用于各个领域，LED作为光源被广泛使用，随之也出现了各种各样的LED驱动电路，但是LED作为恒流器件，对电压的高低非常敏感，当输入电压低于LED灯组额定电压的时候，那么LED灯组就不能工作在恒流状态，所以就需要把电压升高到LED灯组额定电压，再进行恒流驱动。目前普遍采用升压型恒流集成芯片来实现，它虽然有着功耗小、稳定可靠、重量轻等优点，但是其存在电路复杂、成本高、运用不够灵活等缺点，给使用者带来了不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种升压型LED驱动电路，旨在解决现在的升压型LED驱动电路存在电路复杂、成本高、运用不够灵活的问题，且其具有无级调光的功能，可以安全可靠的驱动LED灯组正常工作。本发明是这样实现的，一种升压型LED驱动电路，接LED灯组，所述升压型LED驱动电路包括限流电阻Rl、限流电阻R2、上拉电阻R3、限流电阻R4、采样电阻R5、滤波电容CI、储能电容C2、滤波电容C3、储能电感LI、二极管D1、调光开关S1、P型MOS管Q1、开关管、稳压芯片Ul和单片机U2 ；所述储能电感LI的第一端为升压型LED驱动电路的输入端接电源正极，所述储能电感LI的第二端接二极管Dl的阳极，所述二极管Dl的阴极接所述LED灯组的正极，所述限流电阻Rl的第一端接电源正极，所述限流电阻Rl的第二端接稳压芯片Ul的输入端，所述稳压芯片Ul的接地端接地，所述滤波电容Cl连接在稳压芯片Ul的输出端和地之间，所述稳压芯片Ul的输出端接单片机U2的电源端，所述上拉电阻R3和调光开关SI串接在电源和地之间，所述单片机U2的调光信号采样端接所述上拉电阻R3和调光开关SI的公共连接端，所述采样电阻R5连接在LED灯组的负极与地之间，所述单片机U2的LED灯组电流采样端接所述采样电阻R5和LED灯组的公共连接端，所述单片机U2的PWM输出控制端通过限流电阻R4接开关管的控制端，所述开关管的低电位端接地，所述开关管的高电位端接P型MOS管Ql的栅极，所述P型MOS管Ql的漏极接地，所述P型MOS管Ql的源极接所述储能电感LI和二极管Dl的公共连接端，所述限流电阻R2连接在电源正极与P型MOS管Ql的栅极之间，所述储能电容C2的正极和LED灯组的正极连接，所述储能电容C2的负极接地，所述滤波电容C3连接在LED灯组的正极和负极之间。本发明的另一目的在于提供一种灯具，包括LED灯组，所述灯具还包括升压型LED驱动电路，所述升压型LED驱动电路包括
限流电阻Rl、限流电阻R2、上拉电阻R3、限流电阻R4、采样电阻R5、滤波电容CI、储能电容C2、滤波电容C3、储能电感LI、二极管D1、调光开关S1、P型MOS管Q1、开关管、稳压芯片Ul和单片机U2 ；所述储能电感LI的第一端为升压型LED驱动电路的输入端接电源正极，所述储能电感LI的第二端接二极管Dl的阳极，所述二极管Dl的阴极接所述LED灯组的正极，所述限流电阻Rl的第一端接电源正极，所述限流电阻Rl的第二端接稳压芯片Ul的输入端，所述稳压芯片Ul的接地端接地，所述滤波电容Cl连接在稳压芯片Ul的输出端和地之间，所述稳压芯片Ul的输出端接单片机U2的电源端，所述上拉电阻R3和调光开关SI串接在电源和地之间，所述单片机U2的调光信号采样端接所述上拉电阻R3和调光开关SI的公共连接端，所述采样电阻R5连接在LED灯组的负极与地之间，所述单片机U2的LED灯组电流采样端接所述采样电阻R5和LED灯组的公共连接端，所述单片机U2的PWM输出控制端通过限流电阻R4接开关管的控制端，所述开关管的低电位端接地，所述开关管的高电位端接P型MOS管Ql的栅极，所述P型MOS管Ql的漏极接地，所述P型MOS管Ql的源极接所述储能电感LI和二极管Dl的公共连接端，所述限流电阻R2连接在电源正极与P型MOS管Ql的栅 极之间，所述储能电容C2的正极和LED灯组的正极连接，所述储能电容C2的负极接地，所述滤波电容C3连接在LED灯组的正极和负极之间。在本发明中，本升压型LED驱动电路均采用独立式元器件构成，使用单片机通过PWM脉冲控制来实现升压功能，并对LED灯组电流进行检测、控制，通过修改单片机控制程序，就可以对最大输出电流进行调节，也可以通过调光开关对LED灯组的亮度进行调节。本发明具有高效、可靠、廉价、简单、轻便等优点，克服了恒流集成的缺点。
图I是本发明第一实施例提供的升压型LED驱动电路的结构图；图2是本发明第二实施例提供的升压型LED驱动电路的结构图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。图I示出了本发明第一实施例提供的升压型LED驱动电路的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下。升压型LED驱动电路接LED灯组，升压型LED驱动电路包括限流电阻R1、限流电阻R2、上拉电阻R3、限流电阻R4、采样电阻R5、滤波电容Cl、储能电容C2、滤波电容C3、储能电感LI、二极管D1、调光开关S1、P型MOS管Q1、开关管100、稳压芯片Ul和单片机U2;储能电感LI的第一端为升压型LED驱动电路的输入端接电源正极，储能电感LI的第二端接二极管Dl的阳极，二极管Dl的阴极接LED灯组的正极，限流电阻Rl的第一端接电源正极，限流电阻Rl的第二端接稳压芯片Ul的输入端Vin，稳压芯片Ul的接地端gnd接地，滤波电容Cl连接在稳压芯片Ul的输出端Vout和地之间，用以保证稳压芯片Ul的输出端Vout输出稳定的电压，稳压芯片Ul的输出端Vout接单片机U2的电源端VCC，上拉电阻R3和调光开关SI串接在电源VCC和地之间，单片机U2的调光信号采样端PB4接上拉电阻R3和调光开关SI的公共连接端，采样电阻R5连接在LED灯组的负极与地之间，单片机U2的LED灯组电流采样端PBO接采样电阻R5和LED灯组的公共连接端，单片机U2的PWM输出控制端PBl通过限流电阻R4接开关管100的控制端，开关管100的低电位端接地，开关管100的高电位端接P型MOS管Ql的栅极，P型MOS管Ql的漏极接地，P型MOS管Ql的源极接储能电感LI和二极管Dl的公共连接端，限流电阻R2连接在电源正极与P型MOS管Ql的栅极之间，储能电容C2的正极和LED灯组正极连接，储能电容C2的负极接地，保证LED灯组两端电压的稳定，滤波电容C3接在LED灯组正极和负极之间，保证LED灯组不受外界干扰。作为本发明一实施例，开关管100采用三极管Q2，三极管Q2的基极为开关管100的控制端，三极管Q2的集电极为开关管100的高电位端，三极管Q2的发射极为开关管100 的低电位端。图2示出了本发明第二实施例提供的升压型LED驱动电路的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下。作为本发明一实施例，开关管100采用N型MOS管Q3，N型MOS管Q3的栅极为开关管100的控制端，N型MOS管Q3的漏极为开关管100的高电位端，N型MOS管Q3的源极为开关管100的低电位端。作为本发明一实施例，稳压芯片Ul采用LM7805芯片。作为本发明一实施例，单片机U2采用TINY13V芯片。本发明实施例还提供一种灯具，包括LED灯组，灯具还包括上述的升压型LED驱动电路。下面以开关管100采用三极管Q2为例，说明升压型LED驱动电路的工作原理当接通电源后，稳压芯片Ul正常工作且输出端Vout输出+5V电压，单片机U2电源端VCC得电并按照其内设程序开始工作，单片机U2的PWM输出控制端PBl输出PWM脉冲并驱动三极管Q2通断，电源电压通过储能电感L1、P型MOS管Q1、二极管D1、采样电阻R5、LED灯组形成工作回路，LED灯组开始恒流工作。当需要调光的时候可按下调光开关SI，单片机U2的调光信号采样端PB4采样到调光信号后，单片机U2对PWM输出控制端PBl输出的PWM脉冲占空比进行调整，驱动三极管Q2通断，从而达到无级调光效果。单片机U2还根据采样电阻R5上面的压降，自动调整PWM输出控制端PBl输出脉冲的占空比，在一个周期内，当PWM输出控制端PBl输出低电平，三极管Q2关断，P型MOS管Ql栅极为高电平，所以也关断，电流回路经过储能电感LI、二极管Dl、LED灯组和采样电阻R5对电源负极形成回路，为LED灯组提供电流且储能电容C2储存能量；当PWM输出控制端PBl输出高电平，三极管Q2导通，P型MOS管Ql栅极为低电平，所以也导通，电流回路经过储能电感LI、P型MOS管Ql对电源负极形成工作回路，储能电感LI储存能量，在下一个周期时把能量释放出去，起到把电压升高的作用，此时LED灯组的电流则依靠储能电容C2来维持，储能电容C2、LED灯组和采样电阻R5则构成了工作回路，直到下一个周期的到来，如此反复工作，达到恒流驱动LED灯组正常工作的目的。单片机U2的LED灯组电流采样端PBO和其内部的基准电压形成一个比较器，单片机U2根据LED灯组电流采样端PBO的采样电压和基准电压的比较结果控制PWM输出控制端PBl自动调整所输出PWM脉冲的占空比，如果采样电压大于基准电压，说明输出电流大于设定值，那么PWM脉冲的占空比就增大，减小输出电流到设定值，如果采样电压小于基准电压，说明输出电流小于设定值，那么PWM脉冲的占空比就减小，增大输出电流到设定值。另外，当单片机U2的调光信号采样端PB4采集到调光信号时，单片机U2会自动无效LED灯组电流采样端PBO，并根据其内设程序进行强制调光。在本发明实施例中，本升压型LED驱动电路均采用独立式元器件构成，使用单片机通过PWM脉冲控制来实现升压功能，并对LED灯组电流进行检测、控制，通过修改单片机控制程序，就可以对最大输出电流进行调节，也可以通过调光开关对LED灯组的亮度进行调节。本发明具有高效、可靠、廉价、简单、轻便等优点，克服了恒流集成的诸多缺点。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种升压型LED驱动电路，接LED灯组，其特征在于，所述升压型LED驱动电路包括 限流电阻R1、限流电阻R2、上拉电阻R3、限流电阻R4、采样电阻R5、滤波电容Cl、储能电容C2、滤波电容C3、储能电感LI、二极管D1、调光开关S1、P型MOS管Q1、开关管、稳压芯片Ul和单片机U2 ； 所述储能电感LI的第一端为升压型LED驱动电路的输入端接电源正极，所述储能电感LI的第二端接二极管Dl的阳极，所述二极管Dl的阴极接所述LED灯组的正极，所述限流电阻Rl的第一端接电源正极，所述限流电阻Rl的第二端接稳压芯片Ul的输入端，所述稳压芯片Ul的接地端接地，所述滤波电容Cl连接在稳压芯片Ul的输出端和地之间，所述稳压芯片Ul的输出端接单片机U2的电源端，所述上拉电阻R3和调光开关SI串接在电源和地之间，所述单片机U2的调光信号采样端接所述上拉电阻R3和调光开关SI的公共连接端，所述采样电阻R5连接在LED灯组的负极与地之间，所述单片机U2的LED灯组电流采样端接所述采样电阻R5和LED灯组的公共连接端，所述单片机U2的PWM输出控制端通过限流电阻R4接开关管的控制端，所述开关管的低电位端接地，所述开关管的高电位端接P型MOS管Ql的栅极，所述P型MOS管Ql的漏极接地，所述P型MOS管Ql的源极接所述储能电感LI和二极管Dl的公共连接端，所述限流电阻R2连接在电源正极与P型MOS管Ql的栅极之间，所述储能电容C2的正极和LED灯组的正极连接，所述储能电容C2的负极接地，所述滤波电容C3连接在LED灯组的正极和负极之间。
2.如权利要求I所述的升压型LED驱动电路，其特征在于，所述开关管采用三极管Q2，所述三极管Q2的基极为开关管的控制端，所述三极管Q2的集电极为开关管的高电位端，所述三极管Q2的发射极为开关管的低电位端。
3.如权利要求I所述的升压型LED驱动电路，其特征在于，所述开关管采用N型MOS管Q3，所述N型MOS管Q3的栅极为开关管的控制端，所述N型MOS管Q3的漏极为开关管的高电位端，所述N型MOS管Q3的源极为开关管的低电位端。
4.如权利要求I所述的升压型LED驱动电路，其特征在于，所述稳压芯片Ul采用LM7805 芯片。
5.如权利要求I所述的升压型LED驱动电路，其特征在于，所述单片机U2采用TINY13V芯。
6.一种灯具，包括LED灯组，其特征在于，所述灯具还包括升压型LED驱动电路，所述升压型LED驱动电路包括 限流电阻R1、限流电阻R2、上拉电阻R3、限流电阻R4、采样电阻R5、滤波电容Cl、储能电容C2、滤波电容C3、储能电感LI、二极管D1、调光开关S1、P型MOS管Q1、开关管、稳压芯片Ul和单片机U2 ； 所述储能电感LI的第一端为升压型LED驱动电路的输入端接电源正极，所述储能电感LI的第二端接二极管Dl的阳极，所述二极管Dl的阴极接所述LED灯组的正极，所述限流电阻Rl的第一端接电源正极，所述限流电阻Rl的第二端接稳压芯片Ul的输入端，所述稳压芯片Ul的接地端接地，所述滤波电容Cl连接在稳压芯片Ul的输出端和地之间，所述稳压芯片Ul的输出端接单片机U2的电源端，所述上拉电阻R3和调光开关SI串接在电源和地之间，所述单片机U2的调光信号采样端接所述上拉电阻R3和调光开关SI的公共连接端，所述采样电阻R5连接在LED灯组的负极与地之间，所述单片机U2的LED灯组电流采样端接所述采样电阻R5和LED灯组的公共连接端，所述单片机U2的PWM输出控制端通过限流电阻R4接开关管的控制端，所述开关管的低电位端接地，所述开关管的高电位端接P型MOS管Ql的栅极，所述P型MOS管Ql的漏极接地，所述P型MOS管Ql的源极接所述储能电感LI和二极管Dl的公共连接端，所述限流电阻R2连接在电源正极与P型MOS管Ql的栅极之间，所述储能电容C2的正极和LED灯组的正极连接，所述储能电容C2的负极接地，所述滤波电容C3连接在LED灯组的正极和负极之间。
7.如权利要求6所述的灯具，其特征在于，所述开关管采用三极管Q2，所述三极管Q2的基极为开关管的控制端，所述三极管Q2的集电极为开关管的高电位端，所述三极管Q2的发射极为开关管的低电位端。
8.如权利要求6所述的灯具，其特征在于，所述开关管采用N型MOS管Q3，所述N型MOS管Q3的栅极为开关管的控制端，所述N型MOS管Q3的漏极为开关管的高电位端，所述N型MOS管Q3的源极为开关管的低电位端。
9.如权利要求6所述的灯具，其特征在于，所述稳压芯片Ul采用LM7805芯片。
10.如权利要求6所述的灯具，其特征在于，所述单片机U2采用TINY13V芯片。
全文摘要
本发明适用于LED领域，尤其涉及一种升压型LED驱动电路及灯具。在本发明实施例中，本升压型LED驱动电路均采用独立式元器件构成，使用单片机通过PWM脉冲控制来实现升压功能，并对LED灯组电流进行检测、控制，通过修改单片机控制程序，就可以对最大输出电流进行调节，也可以通过调光开关对LED灯组的亮度进行调节。本发明具有高效、可靠、廉价、简单、轻便等优点，克服了恒流集成的诸多缺点。
文档编号H05B37/02GK102811530SQ201110147730
公开日2012年12月5日 申请日期2011年6月2日 优先权日2011年6月2日
发明者周明杰, 孙占民 申请人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技术有限公司