专利名称：一种多路输出的led驱动系统及半导体照明装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体光源的驱动系统，且更具体来说，涉及一种多路输出的LED驱动系统及半导体照明装置。
背景技术：
半导体光源(LED)是第三代半导体材料制作的光源和显示器件，具有耗电量少、寿命长、无污染、色彩丰富、可控性强等特点，是照明光源及光产业的一次革命。随着LED的发展，越来越多的LED照明产品涌入市场。LED的电子驱动部分是LED照明产品中一个不可缺少的组成部分。目前大多LED驱动使用恒流输出，可带负载功率有限，如需要带更高功率负载，需将驱动输出电流加大，这样驱动器的转化效率较低，成本较高，不能有效体现新一代照明 LED的节能优势。另外，目前存在非一体化LED驱动，在通电情况下连接LED光源，容易产生过冲现象，造成LED失效。因此，如何提供一种结构简单、成本低、效率损失减少的半导体光源驱动系统成为半导体领域发展的突出问题。针对现有技术中存在的问题，本方案提出一种多路输出的LED驱动系统及半导体照明装置是半导体光源驱动系统技术领域目前急待解决的问题之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单，应用范围非常宽，成本低廉的主要针对LED照明产品中的电子驱动线路。本发明使用较少元器件实现LED的电子驱动部分，大大减少了元器件数量和成本，使电子驱动部分占LED照明系统中的比例大幅度缩小，并具结构简单、成本低、效率损失减少的特点。本发明实施例提供了一种多路输出的LED驱动系统，所述驱动系统包括整流装置，该整流装置用于连接外部电源，进行整流和供电；供电装置，用于当驱动系统连接有负载时，配合整流装置对负载进行供电；其中，供电装置的两个输出端以及整流装置的输出端分别与负载连接。根据本发明实施例，所述整流装置连接外部电源包含有保险丝，外部电源为交流电源时输入电压范围为120V/50 60Hz 240V/50 60Hz，外部电源为直流电源时输入电压范围为12V 400V。根据本发明实施例，所述整流装置包含有桥式二极管用于整流。根据本发明实施例，所述供电装置包含单个或多个LED升降压驱动线路单元。根据本发明实施例，所述LED升降压驱动线路单元包括但不限于Buck-boost单元和/或Tapped Buck单兀和/或Buck单兀。根据本发明实施例，所述供电装置，进一步包含有控制单元及储能释能单元，所述控制单元与该储能释能单元连接，并且用于控制该储能释能单元的储能和释能。根据本发明实施例，进一步包含一滤波装置，所述滤波装置与所述整流装置连接，用于接收来自整流装置的整流电压并进行滤波，所述滤波装置为电磁兼容滤波电路。根据本发明实施例，所述供电装置，当驱动系统连接有负载时，配合整流装置对负载进行供电，所述储能释能单元在控制单元的控制下，对负载进行供电。根据本发明实施例，进一步的，所述驱动系统包含有三个输出端。一种半导体照明装置，包括半导体光源负载；整流装置，该整流装置用于连接外部电源，进行整流和供电；供电装置，用于当驱动系统连接有负载时，配合整流装置对负载进行供电；其中，供电装置的两个输出端以及整流装置的输出端分别与负载连接。·根据本发明实施例，所述供电装置，进一步包含有控制单元及储能释能单元，所述控制单元与该储能释能单元连接，并且用于控制该储能释能单元的储能和释能。根据本发明实施例，所述供电装置配合整流装置对负载进行供电，所述储能释能单元在控制单元的控制下，对半导体光源负载进行供电。根据本发明实施例，所述负载为单个或多个LED组。根据本发明实施例，所述LED组的构成方式包括但不限于串联连接或并联连接或串并联连接的混合型连接结构来电连接。根据本发明实施例，所述整流装置的输出端以及供电装置第一输出端分别与负载的第一端和第二端连接，供电装置第二输出端与负载的第三端连接。根据以下参考附图对本发明的描述，本发明的其他目标和效用将变得显而易见，并且读者可全面了解本发明。
图I是LED驱动系统示意图。图2是根据本发明第一实施例的LED驱动系统电路图。图3是根据本发明第一实施例的LED驱动系统之供电装置结构示意图一。图4是根据本发明第一实施例的LED驱动系统之供电装置结构示意图二。图5是根据本发明第一实施例的LED驱动系统之供电装置结构示意图三。图6是根据本发明第二实施例的LED驱动系统电路图。图7-10是根据本发明实施例的LED驱动系统工作原理示意图。在上述附图中，相同附图标记指示相同、相似或相应的元件或功能。
具体实施例方式下文将参照图式通过实施例来详细描述本发明的具体实施例。图I是本发明所述LED驱动系统的示意图。整流装置，用于连接外部电源，进行整流和供电；供电装置，用于当驱动系统连接有负载时，配合整流装置对负载进行供电。图2是根据本发明第一实施例的LED驱动系统电路图。具体而言，在本发明实施例中，整流装置10，其一端连接至由外部提供的包含有保险丝11的交流(AC)电源，而另一端(输出端)12连接至负载装置40 ;供电装置30，用于当驱动系统连接有负载装置40时，配合整流装置10对负载装置40进行供电，且供电装置30的第一输出端31和第二端输出端32连接至负载装置40。在图2中，外部交流(AC)电源(例如，120VAC)可以为商业AC线路电压，并且当如图2中所示的将桥式二极管(包含四个单极管D1、D2、D3、D4)应用于整流装置10时，可以将输入的AC电压输出为全波整流电压，并将合适的电流提供给负载装置40。在本文中，外部提供的包含有保险丝11的交流(AC)电源，其输入电压范围为交流(AC)电源120V/50 60Hz 240V/50 60Hz，输入电压范围为直流(DC)电源12V 400V。如图2所示，在本方案中，供电装置30具体而言为LED升降压驱动线路单元，其构成形式包括但不限于单个或多个Buck-boost连接、Tapped Buck连接、Buck连接。具体而言，在本发明第一实施例中，如图2及图3所示，供电装置30包含一个Buck-boost连接模块,其中，Buck-boost连接模块·
Buck-boost连接模块包括第二电感301、第一电解电容器302、第五单极管303、第一开关304以及控制信号305,其中，第二电感301的第一端、第一电解电容器302第一端以及控制信号305的第一端连接；第二电感301与第一电解电容器302并联,且第二电感301的第二端与第五单极管303及第一开关304的第一端连接，第一电解电容器302的第二端与第五单极管303的第二端连接；第一开关304的第二端与控制信号305的第二端连接，且第一开关304的第三端可以接地。第一电解电容器302的第一端和第二端分别与负载装置40连接。其中，供电装置的两个输出端以及整流装置的输出端分别与负载连接。进一步的，在本方案中整流装置的输出端12以及供电装置第一输出端31分别与负载40的第一端41和第二端42连接，供电装置第二输出端32与负载40的第三端43连接。进一步的，在本发明中，供电装置30可包含单个或多个Buck-boost连接模块。图4是根据本发明第一实施例的LED驱动系统之供电装置结构示意图二。具体而言，在本发明实施例中，供电装置30具体而言为LED升降压驱动线路单元，其构成形式包括但不限于单个或多个Tapped Buck连接，即包含单个或多个Tapped Buck连接模块，其中，Tapped Buck连接模块示意图如图4所示Buck-boost连接模块包括第六单极管501、第二电解电容器502、变压器503、第二开关504以及控制信号505，其中，变压器503由互感的第三电感5031和第四电感5032组成，进一步的在本方案中，第六单极管501的第一端、第二电解电容器502第一端以及控制信号505的第一端连接；第六单极管501与第二电解电容器502并联，且第六单极管501的第二端与第三电感5031的第二端及第四电感5032的第一端连接，第三电感5031的第一端与第二开关504的第一端连接，第二电解电容器502的第二端与第四电感5032的第二端连接；第二开关504的第二端与控制信号505的第二端连接，且第二开关504的第三端可以接地。第二电解电容器502的第一端和第二端分别与负载装置40连接，此外负载装置40还与供电装置30的第二端连接。图5是根据本发明第一实施例的LED驱动系统之供电装置结构示意图三。具体而言，在本发明第三实施例中，供电装置30具体而言为LED升降压驱动线路单元，其构成形式包括但不限于单个或多个Buck连接，即包含单个或多个Buck连接模块，其中，Buck连接模块示意图如图5所示
Buck连接模块包括第七单极管601、第三电解电容器602、第五电感603、第三开关604以及控制信号605,其中，第七单极管601的第一端、第三电解电容器602第一端以及控制信号605的第一端连接；第七单极管601与第三电解电容器602并联，且第七单极管601的第二端与第五电感603及第三开关604的第一端连接，第三电解电容器602的第二端与第五电感603的第二端连接；第三开关604的第二端与控制信号605的第二端连接，且第三开关604的第三端可以接地。第三电解电容器602的第一端和第二端分别与负载装置40连接，此外负载装置40还与供电装置30的第二端连接。进一步的，在本发明中，供电装置30的输出电流范围20mA 300mA，输出电压范围12V 300V。在图2中，具体而言在本方案中，负载装置40为单个或多个LED组。负载装置40可以是包括至少一个LED的光源，并且可以包括具有各种电连接关系的多个LED。在图2中，构成负载装置40的多个LED以串联连接的状态示出，但负载装置40中所包括的多个 LED也可以根据应用LED的应用系统而以串联连接或并联连接或串并联连接的混合型连接结构来电连接。在本发明的第二实施例中，进一步包含一滤波装置20，如如图6所示整流装置10，其一端连接至由外部提供的包含有保险丝11的交流(AC)电源，而另一端连接至滤波装置20 ;滤波装置20，接收来自整流装置10的整流电压，滤波装置20的另一端连接至供电装置30 ;供电装置30，接收来自滤波装置20输出的滤波电压，且供电装置30的第一端输出端31和第二端输出端32连接至负载装置40 ；以及负载装置40，从供电装置30接收用以驱动单个或多个LED组的电力。在图6中，整流装置10的一端可以连接至的交流(AC)电源，其另一端可以连接滤波装置20。外部交流(AC)电源(例如，120VAC)可以为商业AC线路电压，并且当如图6中所示的将桥式二极管(包含四个单极管D1、D2、D3、D4)应用于整流装置10时，可以将输入的AC电压输出为全波整流电压。在整流装置10中整流的电压可以输入至滤波装置20，并将合适的电流提供给负载装置40。图6中，滤波装置20包括第一电容201、第二电容202以及第一电感203,第一电感203的第一端与整流装置10中的桥式二极管一端以及第一电容201的第一端连接，第一电感203的第二端与供电装置30的第一端以及第二电容202的第一端连接；第一电容201的第二端及第二电容202的第二端分别接地。本发明第二实施例之供电装置30，具体而言亦为LED升降压驱动线路单元，其构成形式包括但不限于单个或多个Buck-boost连接、Tapped Buck连接、Buck连接。其中，整流装置10的输出端12以及供电装置第一输出端31分别与负载40的第一端41和第二端42连接，供电装置第二输出端32与负载40的第三端43连接。图7-10是根据本发明实施例的LED驱动系统工作原理示意图。供电装置30，当驱动系统连接有负载装置40时，配合整流装置10对负载进行供电；具有储能释能的单元在控制信号305的控制下，对负载装置40进行供电。其中，整流装置的输出端12以及供电装置第一输出端31分别与负载40的第一端41和第二端42连接,供电装置第二输出端32与负载40的第三端43连接。如图7所示，当电源Vin通电后，电流依次通过整流装置10的输出端12、负载装置第一端41和第二端42,再通过供电装置30的第一端输出端31为控制信号305供电,控制信号305启动后，使其开始控制控制第一开关304开通和关闭。如图8所示，第一开关304导通后，电流流过整流装置10的输出端12、负载装置第一端41和第二端42，再通过供电装置30的第一端输出端31流过第二电感301，然后再流过第一开关304，接着第二电感301开始储能。如图9所示，第一开关304关断，第二电感301开始释能，产生电流经过第五单极管303为第一电解电容器302充电，同时电流通过供电装置30的第二端输出端32、负载装置第三端43及第二端42，供电装置30的第一端输出端31为半导体光源负载(LED负载)即负载装置40进行供电。如图10所示，第一开关304导通，电流流过整流装置10的输出端12、负载装置第一端41和第二端42,再通过供电装置30的第一端输出端31,接着流过第二电感301、第一 开关304，第二电感301开始储能，同时第一电解电容器302通过供电装置30的第二端输出端32、负载装置第三端43和第二端42，供电装置30的第一端输出端31为半导体光源负载(LED负载)即负载装置40进行供电。上述实施例只是例示性的，并且不希望它们限制本发明的技术方法。虽然已参照优选实施例详细描述了本发明，但所属领域的技术人员将了解，可在不偏离本发明技术方法的精神和范畴的情况下修改或等同替换本发明的技术方法，这些修改和等同替换也属于本发明权利要求书的保护范畴。
权利要求
1.一种半导体光源的驱动系统,包括 整流装置，该整流装置用于连接外部电源，进行整流和供电； 供电装置，用于当驱动系统连接有负载时，配合整流装置对负载进行供电； 其中，供电装置的两个输出端以及整流装置的输出端分别与负载连接。
2.如权利要求I所述的驱动系统，所述整流装置连接外部电源包含有保险丝，外部电源为交流电源时输入电压范围为120V/50 60Hz 240V/50 60Hz，外部电源为直流电源时输入电压范围为12V 400V。
3.如权利要求I所述的驱动系统，所述整流装置包含有桥式二极管用于整流。
4.如权利要求I所述的驱动系统，所述供电装置包含单个或多个LED升降压驱动线路单元。
5.如权利要求4所述的驱动系统，所述LED升降压驱动线路单元包括但不限于Buck-boost单兀和/或Tapped Buck单兀和/或Buck单兀。
6.如权利要求I所述的驱动系统，所述供电装置，进一步包含有控制单元及储能释能单元，所述控制单元与该储能释能单元连接，并且用于控制该储能释能单元的储能和释能。
7.如权利要求I所述的驱动系统，进一步包含一滤波装置，所述滤波装置与所述整流装置连接，用于接收来自整流装置的整流电压并进行滤波，所述滤波装置为电磁兼容滤波电路。
8.如权利要求I或6所述的驱动系统，所述供电装置，当驱动系统连接有负载时，配合整流装置对负载进行供电，所述储能释能单元在控制单元的控制下，对负载进行供电。
9.如权利要求I所述的驱动系统，进一步的，该驱动系统包含有三个输出端。
10.如权利要求I所述的驱动系统，进一步的，所述整流装置的输出端以及供电装置第一输出端分别与负载的第一端和第二端连接，供电装置第二输出端与负载的第三端连接。
11.一种半导体照明装置，包括 半导体光源负载； 整流装置，该整流装置用于连接外部电源，进行整流和供电； 供电装置，用于当驱动系统连接有负载时，配合整流装置对负载进行供电； 其中，供电装置的两个输出端以及整流装置的输出端分别与负载连接。
12.如权利要求11所述的半导体照明装置，所述供电装置，进一步包含有控制单元及储能释能单元，所述控制单元与该储能释能单元连接，并且用于控制该储能释能单元的储能和释能。
13.如权利要求11或12所述的半导体照明装置，所述供电装置配合整流装置对负载进行供电，所述储能释能单元在控制单元的控制下，对半导体光源负载进行供电。
14.如权利要求11所述的半导体照明装置，所述负载为单个或多个LED组。
15.如权利要求14所述的半导体照明装置，所述LED组的构成方式包括但不限于串联连接或并联连接或串并联连接的混合型连接结构来电连接。
16.如权利要求11所述的半导体照明装置，进一步的，所述整流装置的输出端以及供电装置第一输出端分别与负载的第一端和第二端连接，供电装置第二输出端与负载的第三端连接。
全文摘要
本发明涉及一种多路输出的LED驱动系统及半导体照明装置。所述驱动系统，包括整流装置，该整流装置用于连接外部电源，进行整流和供电；供电装置，用于当驱动系统连接有负载时，配合整流装置对负载进行供电；所述供电装置的两个输出端以及整流装置的输出端分别与负载连接，该驱动系统包含有三个输出端，本发明提供了一种结构简单、成本低的半导体光源驱动系统及半导体照明装置。
文档编号H05B37/02GK102946665SQ20121029676
公开日2013年2月27日 申请日期2012年8月16日 优先权日2012年8月16日
发明者武俊 申请人:欧普照明股份有限公司