一种自激振荡led降压系统及半导体照明装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种自激振荡LED降压系统及半导体照明装置。所述系统包括启动装置（10）；供电输出装置（40），连接启动装置（10），含有互相耦合的第一线圈、第二线圈和第三线圈；开关装置（30）包括开关单元，连接供电输出装置（40），用于接收第一线圈产生的感应信号，实现开关单元的导通或截止；供电控制装置（20），连接开关装置（30），由阻性元件及容性元件构成，对开关装置（30）进行控制；其特征在于，供电输出装置（40）的第二线圈用于接收输入电压并在开关装置（30）的控制下进行储能，第三线圈用于释能，供电输出装置（40）用于根据所述第二线圈的储能和第三线圈的释能对半导体光源负载进行供电，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。
【专利说明】—种自激振荡LED降压系统及半导体照明装置
[0001]【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，涉及一种自激振荡LED降压系统及半导体照明装置。
[0002]【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。
[0003]目前LED市场，LED照明终端售价仍高于传统灯泡与节能灯，降价已成为扩大市场接受度的关键。随着LED颗粒价格的不断下降，电子驱动部分的价格比例越显重要，目前市场上所普及使用的LED驱动线路大都采用IC控制，其主要缺点就是价格成本较高。
[0004]因此，如何提供一种结构简单、成本低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，本方案提出一种自激振荡LED降压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。
[0005]
【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。
[0006]
本发明实施例提供了一种自激振荡LED降压系统，所述系统包括:
启动装置(10)，连接外部输入电压；
供电输出装置(40)，连接启动装置(10)，含有互相耦合的第一线圈、第二线圈和第三线圈；
开关装置(30)，包括一开关单元，连接供电输出装置(40)，用于接收第一线圈产生的感应信号，实现开关单元的导通或截止；
供电控制装置(20)，连接开关装置(30)，由阻性元件及容性元件构成，对开关装置
(30)进行控制；
其特征在于，供电输出装置(40)的第二线圈用于接收输入电压并在开关装置(30)的控制下进行储能，第三线圈用于释能，供电输出装置(40)用于根据所述第二线圈的储能和第三线圈的释能对半导体光源负载进行供电。
[0007]根据本发明实施例，所述启动装置(10)包含阻性元件(101)、二极管(102)，其中，阻性元件(101)的第一端连接于输入电压的一端(Vin+)，阻性元件(101)的第二端连接于二极管(102)的第一端，而二极管(102)的第二端与供电输出装置(40)连接。
[0008]根据本发明实施例，所述供电输出装置(40)还包含二极管(401)以及容性元件(402)，其中，第二线圈(202)的第二端与第三线圈(203)的第一端、容性元件(402)的第一端连接，第三线圈(203)的第二端与二极管(401)的第一端连接，二极管(401)的第二端、容性元件(402)的第二端与输入电压的另一端(Vin-)连接。
[0009]根据本发明实施例，所述开关装置(30)，连接供电输出装置(40)，用于接收第一线圈(201)产生的感应信号，实现开关单元(300)的导通或截止；其中，开关单元(300)的基极(301)与启动装置(10)中阻性元件(101)的第二端、二极管(102)的第一端连接；开关单元(300)的集电极(302)与启动装置(10)中阻性元件(101)的第一端、输入电压的一端(Vin+)连接；开关单元(300 )的发射极(303 )与供电输出装置(40 )、二极管(102 )的第二端连接。
[0010]根据本发明实施例，所述供电控制装置(20)中的阻性元件(204)与容性元件(205)串联连接，供电控制装置(20)的两端分别连接第一线圈(201)和开关装置(30)。
[0011]一种半导体照明装置，包含上述任一项所述的驱动系统。
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。
[0012]【专利附图】
【附图说明】
图1是LED驱动系统模块结构连接示意图。
[0013]图2是根据本发明实施例的LED驱动系统电路图。
[0014]图3是根据本发明实施例的LED驱动系统启动阶段工作示意图。
[0015]图4是根据本发明实施例的LED驱动系统第一储能阶段工作示意图。
[0016]图5是根据本发明实施例的LED驱动系统释能阶段工作示意图。
[0017]图6是根据本发明实施例的LED驱动系统第二储能阶段工作示意图。
[0018]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。
[0019]【具体实施方式】
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。
[0020]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。
[0021]图1是本发明所述一种自激振荡LED降压系统模块结构连接示意图。
[0022]一种自激振荡LED降压系统包括启动装置10、开关装置30、供电控制装置20、供电输出装置40，其中，
启动装置10，连接外部输入电压；
供电输出装置40，连接启动装置10，含有互相耦合的第一线圈、第二线圈和第三线圈；开关装置30，包括一开关单元300，连接供电输出装置40，用于接收第一线圈产生的感应信号，实现开关单元的导通或截止；
供电控制装置20，连接开关装置30，由阻性元件及容性元件构成，对开关装置30进行控制；
其特征在于，供电输出装置40的第二线圈用于接收输入电压并在开关装置30的控制下进行储能，第三线圈用于释能，供电输出装置40用于根据所述第二线圈的储能和第三线圈的释能对半导体光源负载50进行供电。
[0023]图2是根据本发明实施例的LED驱动系统电路图。
[0024]在一个感性元件202上使用二个副绕(感性元件201和感性元件203)，其中，一个副绕(感性元件201)作为一个开关装置300的控制信号输入，中间串联一个阻性元件204和一个容性元件205作为控制信号输入的大小及时间控制，使用该感性元件202的另一个副绕(感性元件203)连接一个单向导通元件401和一个容性元件402产生直流输出。
[0025]具体而言，在本实施例中，启动装置10包含阻性元件101、二极管102，其中，阻性元件101的第一端连接于输入电压的一端(正端Vin+)，阻性元件101的第二端连接于二极管102的第一端，而二极管102的第二端与供电输出装置40连接。
[0026]供电输出装置40包含第一线圈201、第二线圈202、第三线圈203、二极管401以及容性元件402，其中，第一线圈201、第二线圈202和第三线圈203互相耦合，第二线圈202的第一端与启动装置10中二极管102的第二端连接，第二线圈202的第二端与第三线圈203的第一端、容性元件402的第一端连接，第三线圈203的第二端与二极管401的第一端连接，二极管401的第二端、容性元件402的第二端与输入电压的另一端(Vin-负端)连接。
[0027]开关装置30，包括一开关单元300，连接供电输出装置40，用于接收第一线圈201产生的感应信号，实现开关单元300的导通或截止；其中，开关单元300的基极301与启动装置10中阻性元件101的第二端、二极管102的第一端连接；开关单元300的集电极302与启动装置10中阻性元件101的第一端、输入电压的一端(Vin+)连接；开关单元300的发射极303与供电输出装置40、二极管102的第二端连接。
[0028]供电控制装置20，连接开关装置30，由阻性元件204及容性元件205构成，对开关装置30进行控制；其中，阻性元件204与容性元件205串联连接，容性元件205的第一端与启动装置10中阻性元件101的第二端、二极管102的第一端连接；阻性元件204的第二端与供电输出装置40的第一线圈201连接。
[0029]供电输出装置40的第二线圈202用于接收输入电压Vin并在开关装置30的控制下进行储能，第三线圈203用于释能，供电输出装置40用于根据所述第二线圈202的储能和第三线圈203的释能对半导体光源负载50进行供电。
[0030]图3是根据本发明实施例的LED驱动系统启动阶段工作示意图；当本发明所述的半导体光源驱动系统连接到直流输入电压Vin后，Vin通过阻性元件101和开关单元300的基极301，发射极303，第二线圈202以及容性元件402进行放电产生电流11，使开关单元300的集电极302和发射极303导通。Vin通过开关单元300的集电极302和发射极303和第二线圈202以及容性元件402和负载半导体光源501进行放电产生电流12。此后，本发明所述的半导体光源驱动系统进入第一储能阶段。
[0031]图4是根据本发明实施例的LED驱动系统第一储能阶段工作示意图；12通过开关单元300、第二线圈202以及容性元件402和负载半导体光源501，第二线圈202储能并在其两端产生电压V2，同时第一线圈201受第二线圈202感应产生感应电动势VI，Vl通过阻性元件204、容性元件205和开关单元300的基极301及发射极303进行放电产生电流
13。13对容性元件205进行充电。容性元件205两端产生图示方向电压V3。随着V3的上升，13下降，并且随之使得开关单元300截止。然而，由于流过第二线圈202的电流不能突变，因此该第二线圈上的电压V2反向，能量通过耦合由第三线圈203通过二极管401流动到半导体光源负载501，进行能量释放。此后，本发明所述的半导体光源驱动系统进入释能阶段。
[0032]图5是根据本发明实施例的LED驱动系统释能阶段工作示意图；第一线圈201受第二线圈202感应产生的感应电动势Vl同样反向。Vl通过二极管102、容性元件205、电阻元件204进行放电产生电流14。开关单元300截止。第三线圈203受第二线圈202感应产生感应电动势V6，V6通过二极管401与半导体光源负载501进行放电，第二线圈202通过耦合由第三线圈203释能，同时为容性元件402充电产生电压V5。电流14对容性元件205反向充电产生反向电压V4。在容性元件402两端电压V5升高至第三线圈203两端电压V6时，停止释能。此后，本发明所述的半导体光源驱动系统进入第二储能阶段。
[0033]图6是根据本发明实施例的LED驱动系统第二储能阶段工作示意图；容性元件402两端电压V5通过半导体光源负载501放电，容性元件205两端电压V4通过开关单元300的基极301和发射极303、第一线圈201和阻性元件204进行放电，产生电流15，使开关单元300的集电极302和发射极303导通。Vin通过开关单元300的集电极302和发射极303和第二线圈202以及容性元件402和半导体光源负载501进行放电产生电流12。第二线圈202储能，在其两端产生电压V2。接下来，参考图4中的供电控制装置20和开关装置30进行描述。第一线圈201受第二线圈202感应产生感应电动势VI，Vl通过阻性元件204、容性元件205和开关单元300的基极301及发射极303进行放电产生电流13。13对容性元件205进行充电。容性元件205两端产生图示方向电压V3。随着V3的上升，13下降，并且随之使得开关单元300截止。然而由于流过第二线圈202的电流不能突变，第二线圈202两端电压V2反向，能量通过耦合由第三线圈203通过二极管401流动到半导体光源负载501，进行能量释放。此后，本发明所述的半导体光源驱动系统再次进入释能阶段。
[0034]然后，本发明所述的半导体光源驱动系统从释能阶段再次进入第二储能阶段，如此循环。
[0035]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】
1.一种自激振荡LED降压系统,包括: 启动装置(10)，连接外部输入电压； 供电输出装置(40)，连接启动装置(10)，含有互相耦合的第一线圈、第二线圈和第三线圈； 开关装置(30)，包括一开关单元，连接供电输出装置(40)，用于接收第一线圈产生的感应信号，实现开关单元的导通或截止； 供电控制装置(20)，连接开关装置(30)，由阻性元件及容性元件构成，对开关装置(30)进行控制； 其特征在于，供电输出装置(40)的第二线圈用于接收输入电压并在开关装置(30)的控制下进行储能，第三线圈用于释能，供电输出装置(40)用于根据所述第二线圈的储能和第三线圈的释能对半导体光源负载进行供电。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述启动装置(10)包含阻性元件(101)、二极管(102)，其中，阻性元件(101)的第一端连接于输入电压的一端(Vin+)，阻性元件(101)的第二端连接于二极管(102)的第一端，而二极管(102)的第二端与供电输出装置(40)连接。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述供电输出装置(40)还包含二极管(401)以及容性元件(402)，其中，第二线圈(202)的第二端与第三线圈(203)的第一端、容性元件(402)的第一端连接，第三线圈(203)的第二端与二极管(401)的第一端连接，二极管(401)的第二端、容性元件(402)的第二端与输入电压的另一端(Vin-)连接。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述开关装置(30)，连接供电输出装置(40)，用于接收第一线圈(201)产生的感应信号，实现开关单元(300)的导通或截止；其中，开关单元(300)的基极(301)与启动装置(10)中阻性元件(101)的第二端、二极管(102)的第一端连接；开关单元(300)的集电极(302)与启动装置(10)中阻性元件(101)的第一端、输入电压的一端(Vin+)连接；开关单元(300)的发射极(303)与供电输出装置(40)、二极管(102)的第二端连接。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述供电控制装置(20)中的阻性元件(204)与容性元件(205)串联连接，供电控制装置(20)的两端分别连接第一线圈(201)和开关装置(30)。
6.一种半导体照明装置，其特征在于，包含如权利要求1-5任一项所述的驱动系统。
【文档编号】H05B37/02GK103906307SQ201210589321
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年12月29日 优先权日:2012年12月29日
【发明者】王耀海 申请人:欧普照明股份有限公司