专利名称：通用型矿用led灯驱动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种LED灯驱动电路，尤其涉及一种通用性矿用LED灯驱动器。
背景技术：
目前国内煤矿照明供电电压通常为交流36VU27V或220V，因而现有的LED灯的供电电压在超出其标称电压范围时均不能正常使用。如标称电压为交流36V的LED灯不能用于交流127V或交流220V的场所，否则会因电压超过额定范围而烧毁；而标称电压为交流127V和220V的LED灯亦不能用于交流为36V的电压场所，否则会因电压过低，点不亮LED灯。因此，由于灯不能通用，增加了煤矿的采购成本和使用、维护成本。并且，当同一条线路上接的LED灯达到一定数量或达到一定距离时，由于线压降，在这一线路末端的一盏或多盏LED灯会出现频闪或点不亮现象。此外，通常LED灯驱动电路会随LED灯的功率或LED灯珠串并联的数量变化而采用不同的驱动电路，即不同功率的LED灯需要采用不同的LED灯驱动电路，无形中增加生产厂家的生产成本和效率，同时也增加了使用单位的维修成本和效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成本低、通用性强的通用性矿用LED灯驱动器。为达到上述目的，本发明提供了一种通用性矿用LED灯驱动器，包括依次相连的整流滤波电路、脉冲变压器耦合开关电源电路和恒流源采样调整电路，其中所述脉冲变压器耦合开关电源电路，用于对所述整流滤波电路的输出进行电压变换和波形调整，输出脉冲驱动信号；所述恒流源采样调整电路，用于控制所述脉冲变压器耦合开关电源电路输出的脉冲驱动信号的电流恒定并在设定范围内自适应调整所述脉冲驱动信号的电流的大小。本发明的通用性矿用LED灯驱动器，所述整流滤波电路包括由二极管D6、二极管D5、二极管D7、二极管D8构成的全波整流桥，以及由电感LI和极性电容C5构成的LC滤波电路，所述全波整流桥的第一桥臂通过熔断器接交流火线端，所述全波整流桥的第三桥臂接交流零线端，所述全波整流桥的第二桥臂分别与电感LI的一端以及极性电容C5的正极相连，所述全波整流桥的第四桥臂与极性电容C5的负极相连，电感LI的另一端以及极性电容C5的负极为整流滤波电路的输出端。本发明的通用性矿用LED灯驱动器，所述脉冲变压器耦合开关电源电路包括型号为G3A24的PWM控制芯片、脉冲变压器、光耦和场效应管，该脉冲变压器耦合开关电源电路的输入端设有由极性电容C05构成的滤波器，PWM控制芯片的第I引脚分别与电阻Rll的一端、电容C48的一端以及极性电容C5的负极相连，电阻Rll的另一端与PWM控制芯片的第3引脚相连，电容C48的另一端分别与PWM控制芯片的第2引脚、电阻R13的一端以及光耦的第3引脚相连，电阻R13的另一端和电阻R12的一端相连后与短接块接口的一端相连，电阻R12的另一端和短接块接口的另一端均与极性电容C5的负极相连，光耦的第4引脚与极性电容C5的负极相连，脉冲变压器上原边的上端与电感LI的输出端相连，脉冲变压器上原边的下端与场效应管的漏极相连，脉冲变压器下原边的上端依次通过二极管D4和极性电容C36与极性电容C5的负极相连，PWM控制芯片的第5引脚通过电阻RlO与脉冲变压器上原边的上端相连，PWM控制芯片的第5引脚与二极管D4的输出端相连，场效应管的漏极与二极管Dl的输入端相连，电阻R8和电容C102串联后与电阻R8和电阻R9并联，其并联后的一端与二极管Dl的输出端相连,而并联后的另一端与电感LI的输出端相连,场效应管的栅极通过电阻R5与PWM控制芯片的第6引脚相连，场效应管的栅极通过电阻R6与PWM控制芯片的第4引脚相连，场效应管的源极与PWM控制芯片的第4引脚相连，场效应管的源极通过并联的电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4与极性电容C5的负极相连，脉冲变压器副边的上端分别与二极管D3的输入端和电阻RlOO的一端相连，二极管D3的输出端分别与电感LlOO的一端、电容ClOO的一端以及极性电容C105的正极相连，电容ClOO的另一端与电阻RlOO的另一端相连，极性电容C105的负极与脉冲变压器副边的下端相连，电感LlOO的另一端作为正极输出端。本发明的通用性矿用LED灯驱动器，所述恒流源采样调整电路包括型号为LM258的运算放大器、稳压管D9、稳压管D2和稳压管D10，稳压管D9的输入端分别通过电阻R120、电阻R121对应与光I禹的第I引脚、第2引脚相连,稳压管D9的输出端与二极管D3的输出端相连，稳压管D2与极性电容CllO并联后的一端分别与电阻R204的一端、电感LlOO的输出端以及电阻R202的一端相连，稳压管D2与极性电容CllO并联后的另一端与脉冲变压器副边的下端相连，电阻R204的另一端分别与二极管D3的输出端以及电感LlOO的输出端相连，电阻R202的另一端与运算放大器的第6引脚相连，运算放大器的第4引脚、电阻R201的一端、以及电容COl的一端均与脉冲变压器副边的下端相连，电阻R201的另一端与运算放大器的第6引脚相连，电容COl的另一端以及运算放大器的第8引脚均与电感LlOO的输出端相连，脉冲变压器副边的下端通过稳压管DlO与光耦的第2引脚相连，脉冲变压器副边的下端与电阻R205的一端相连，电阻R205的另一端和运算放大器的第5引脚相连后作为负极输出端，运算放大器的第7引脚依次通过电阻R203、极性电容C120、电阻R122与光耦的第2引脚相连，运算放大器的第7引脚通过电阻R203与稳压管DlO的第三端相连。本发明的通用性矿用LED灯驱动器，所述场效应管替换为半导体三极管。本发明的通用性矿用LED灯驱动器包括依次相连的整流滤波电路、脉冲变压器耦合开关电源电路和恒流源采样调整电路。其中脉冲变压器耦合开关电源电路，用于对整流滤波电路的输出进行电压变换和波形调整，输出脉冲驱动信号；恒流源采样调整电路，用于控制脉冲变压器耦合开关电源电路输出的脉冲驱动信号的电流恒定并在设定范围内自适应调整脉冲驱动信号的电流的大小。从而提供了一种成本低、通用性强的矿用LED灯驱动电路。
图1为本发明的通用性矿用LED灯驱动器的电路框图；图2为本发明的通用性矿用LED灯驱动器的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式
进行详细描述参考图1所示，本实施例的通用性矿用LED灯驱动器包括依次相连的整流滤波电路、脉冲变压器耦合开关电源电路和恒流源采样调整电路。其中，脉冲变压器耦合开关电源电路用于对整流滤波电路的输出进行电压变换和波形调整，输出脉冲驱动信号；恒流源采样调整电路用于控制脉冲变压器耦合开关电源电路输出的脉冲驱动信号的电流恒定并在设定范围内自适应调整脉冲驱动信号的电流的大小。结合图2所示，整流滤波电路包括由二极管D6、二极管D5、二极管D7、二极管D8构成的全波整流桥，以及由电感LI和极性电容C5构成的LC滤波电路。全波整流桥的第一桥臂通过熔断器FSl接交流火线端，全波整流桥的第三桥臂接交流零线端，全波整流桥的第二桥臂分别与电感LI的一端以及极性电容C5的正极相连，全波整流桥的第四桥臂与极性电容C5的负极相连，电感LI的另一端以及极性电容C5的负极为整流滤波电路的输出端。结合图2所示，脉冲变压器耦合开关电源电路包括型号为G3A24的PWM控制芯片U1、脉冲变压器B1、光耦U2和场效应管Ql (也可以用半导体三极管替代)，该脉冲变压器耦合开关电源电路的输入端设有由极性电容C05构成的滤波器，PWM控制芯片Ul的第I引脚分别与电阻Rll的一端、电容C48的一端以及极性电容C5的负极相连，电阻Rll的另一端与PWM控制芯片Ul的第3引脚相连，电容C48的另一端分别与PWM控制芯片Ul的第2引脚、电阻R13的一端以及光耦U2的第3引脚相连，电阻R13的另一端和电阻R12的一端相连后与短接块接口 Jl的一端相连，电阻R12的另一端和短接块接口 Jl的另一端均与极性电容C5的负极相连，光耦U2的第4引脚与极性电容C5的负极相连，脉冲变压器BI上原边的上端与电感LI的输出端相连，脉冲变压器BI上原边的下端与场效应管Ql的漏极相连，脉冲变压器BI下原边的上端依次通过二极管D4和极性电容C36与极性电容C5的负极相连，PWM控制芯片Ul的第5引脚通过电阻RlO与脉冲变压器BI上原边的上端相连，PWM控制芯片Ul的第5引脚与二极管D4的输出端相连，场效应管Ql的漏极与二极管Dl的输入端相连，电阻R8和电容C102串联后与电阻R8和电阻R9并联，其并联后的一端与二极管Dl的输出端相连，而并联后的另一端与电感LI的输出端相连，场效应管Ql的栅极通过电阻R5与PWM控制芯片Ul的第6引脚相连，场效应管Ql的栅极通过电阻R6与PWM控制芯片Ul的第4引脚相连，场效应管Ql的源极与PWM控制芯Ul的第4引脚相连，场效应管Ql的源极通过并联的电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4与极性电容C5的负极相连，脉冲变压器BI副边的上端分别与二极管D3的输入端和电阻RlOO的一端相连，二极管D3的输出端分别与电感LlOO的一端、电容ClOO的一端以及极性电容C105的正极相连，电容ClOO的另一端与电阻RlOO的另一端相连，极性电容C105的负极与脉冲变压器BI副边的下端相连，电感LlOO的另一端作为正极输出端。结合图2所示，恒流源采样调整电路包括型号为LM258的运算放大器、稳压管D9、稳压管D2和稳压管D10，稳压管D9的输入端分别通过电阻R120、电阻R121对应与光耦U2的第I引脚、第2引脚相连，稳压管D9的输出端与二极管D3的输出端相连，稳压管D2与极性电容CllO并联后的一端分别与电阻R204的一端、电感LlOO的输出端以及电阻R202的一端相连，稳压管D2与极性电容CllO并联后的另一端与脉冲变压器BI副边的下端相连，电阻R204的另一端分别与二极管D3的输出端以及电感LlOO的输出端相连，电阻R202的另一端与运算放大器的第6引脚相连，运算放大器的第4引脚、电阻R201的一端、以及电容COl的一端均与脉冲变压器BI副边的下端相连，电阻R201的另一端与运算放大器的第6引脚相连，电容COl的另一端以及运算放大器的第8引脚均与电感LlOO的输出端相连，脉冲变压器BI副边的下端通过稳压管DlO与光耦U2的第2引脚相连，脉冲变压器BI副边的下端与电阻R205的一端相连，电阻R205的另一端和运算放大器的第5引脚相连后作为负极输出端，运算放大器的第7引脚依次通过电阻R203、极性电容C120、电阻R122与光耦U2的第2引脚相连，运算放大器的第7引脚通过电阻R203与稳压管DlO的第三端相连。本实施例的通用性矿用LED灯驱动器中，经整流滤波后的输入电压加到脉冲变压器BI的原边，再加到场效应管Ql的漏极，电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C102和二极管Dl为吸收电路，吸收脉冲变压器BI原边上的反峰电压，以保护场效应管Ql不受过压损坏。而电阻RlO和电容C36为PWM控制芯片Ul的启动电路，脉冲变压器BI下原边(辅助绕组)经二极管D4、电容C36整流滤波后为PWM控制芯片Ul提供电源，脉冲变压器BI下原边还为光耦U2输出端提供电源。电阻Rl至电阻R4为效应管Ql的电流检测电阻，连接到PWM控制芯片Ul的第4引脚。运算放大器U3、稳压二极管D10、电阻R205等组成的恒流源采样调整电路中，电阻R205为采样电阻，当负载电流发生变化时，电阻R205上压降也随之变化，运算放大器U3的第7引脚输出也随之变化，该信号加到光耦U2的输入端，再通过光耦U2的输出端加到PWM控制芯片Ul的第2引脚，在上述二种信号的控制下，由PWM控制芯片Ul的第6引脚输出脉冲驱动信号，经过电阻R5和电阻R6分压后加到场效应管Ql的栅极，而通过控制加到场效应管Ql的栅极的脉冲宽度可使流经LED灯的电流保持恒定。本实施例中，加到PWM控制芯片Ul的第4引脚的信号主要用于控制电路的输出电流的最大值；加到PWM控制芯片Ul的第2引脚的信号主要用于控制恒流源输出电流保持恒定和在一定范围内调整恒流源输出电流大小。本实施例的通用性矿用LED灯驱动器的输出为直流电压10 32V、电流为300 1400mA的恒流源。只要串联的LED数X每个LED工作电压，在10 32V范围内串联的LED就可正常点売。以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
权利要求
1.一种通用性矿用LED灯驱动器，其特征在于，包括依次相连的整流滤波电路、脉冲变压器耦合开关电源电路和恒流源采样调整电路，其中所述脉冲变压器耦合开关电源电路，用于对所述整流滤波电路的输出进行电压变换和波形调整，输出脉冲驱动信号；所述恒流源采样调整电路，用于控制所述脉冲变压器耦合开关电源电路输出的脉冲驱动信号的电流恒定并在设定范围内自适应调整所述脉冲驱动信号的电流的大小。
2.根据权利要求1所述的通用性矿用LED灯驱动器，其特征在于，所述整流滤波电路包括由二极管D6、二极管D5、二极管D7、二极管D8构成的全波整流桥，以及由电感LI和极性电容C5构成的LC滤波电路，所述全波整流桥的第一桥臂通过熔断器(FSl)接交流火线端，所述全波整流桥的第三桥臂接交流零线端，所述全波整流桥的第二桥臂分别与电感LI 的一端以及极性电容C5的正极相连，所述全波整流桥的第四桥臂与极性电容C5的负极相连，电感LI的另一端以及极性电容C5的负极为整流滤波电路的输出端。
3.根据权利要求2所述的通用性矿用LED灯驱动器，其特征在于，所述脉冲变压器耦合开关电源电路包括型号为G3A24的PWM控制芯片(Ul)、脉冲变压器(BI)、光耦(U2)和场效应管(Q1)，该脉冲变压器耦合开关电源电路的输入端设有由极性电容C05构成的滤波器， PWM控制芯片(Ul)的第I引脚分别与电阻Rll的一端、电容C48的一端以及极性电容C5 的负极相连，电阻Rll的另一端与PWM控制芯片(Ul)的第3引脚相连，电容C48的另一端分别与PWM控制芯片(Ul)的第2引脚、电阻R13的一端以及光耦(U2)的第3引脚相连，电阻R13的另一端和电阻R12的一端相连后与短接块接口(Jl)的一端相连，电阻R12的另一端和短接块接口(Jl)的另一端均与极性电容C5的负极相连，光耦(U2)的第4引脚与极性电容C5的负极相连，脉冲变压器(BI)上原边的上端与电感LI的输出端相连，脉冲变压器 (BI)上原边的下端与场效应管(Ql)的漏极相连，脉冲变压器(BI)下原边的上端依次通过二极管D4和极性电容C36与极性电容C5的负极相连，PWM控制芯片(Ul)的第5引脚通过电阻RlO与脉冲变压器(BI)上原边的上端相连，PWM控制芯片(Ul)的第5引脚与二极管D4 的输出端相连，场效应管(Ql)的漏极与二极管Dl的输入端相连，电阻R8和电容C102串联后与电阻R8和电阻R9并联，其并联后的一端与二极管Dl的输出端相连，而并联后的另一端与电感LI的输出端相连，场效应管(Ql)的栅极通过电阻R5与PWM控制芯片(Ul)的第 6引脚相连，场效应管(Ql)的栅极通过电阻R6与PWM控制芯片(Ul)的第4引脚相连，场效应管(Ql)的源极与PWM控制芯片(Ul)的第4引脚相连，场效应管(Ql)的源极通过并联的电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4与极性电容C5的负极相连，脉冲变压器(BI)副边的上端分别与二极管D3的输入端和电阻RlOO的一端相连，二极管D3的输出端分别与电感LlOO 的一端、电容ClOO的一端以及极性电容C105的正极相连，电容ClOO的另一端与电阻RlOO 的另一端相连，极性电容C105的负极与脉冲变压器(BI)副边的下端相连，电感LlOO的另一端作为正极输出端。
4.根据权利要求3所述的通用性矿用LED灯驱动器，其特征在于，所述恒流源采样调整电路包括型号为LM258的运算放大器、稳压管D9、稳压管D2和稳压管D10，稳压管D9的输入端分别通过电阻R120、电阻R121对应与光耦(U2)的第I引脚、第2引脚相连，稳压管D9 的输出端与二极管D3的输出端相连,稳压管D2与极性电容CllO并联后的一端分别与电阻 R204的一端、电感LlOO的输出端以及电阻R202的一端相连，稳压管D2与极性电容Cl 10并联后的另一端与脉冲变压器(BI)副边的下端相连，电阻R204的另一端分别与二极管D3的输出端以及电感LlOO的输出端相连，电阻R202的另一端与运算放大器的第6引脚相连，运算放大器的第4引脚、电阻R201的一端、以及电容COl的一端均与脉冲变压器(BI)副边的下端相连，电阻R201的另一端与运算放大器的第6引脚相连，电容COl的另一端以及运算放大器的第8引脚均与电感LlOO的输出端相连，脉冲变压器(BI)副边的下端通过稳压管 DlO与光耦(U2)的第2引脚相连，脉冲变压器(BI)副边的下端与电阻R205的一端相连，电阻R205的另一端和运算放大器的第5引脚相连后作为负极输出端，运算放大器的第7引脚依次通过电阻R203、极性电容C120、电阻R122与光耦(U2)的第2引脚相连，运算放大器的第7引脚通过电阻R203与稳压管DlO的第三端相连。
5.根据权利要求4所述的通用性矿用LED灯驱动器，其特征在于，所述场效应管(Ql) 替换为半导体三极管。
全文摘要
本发明公开了一种通用型矿用LED灯驱动器，其包括依次相连的整流滤波电路、脉冲变压器耦合开关电源电路和恒流源采样调整电路。其中脉冲变压器耦合开关电源电路，用于对整流滤波电路的输出进行电压变换和波形调整，输出脉冲驱动信号；恒流源采样调整电路，用于控制脉冲变压器耦合开关电源电路输出的脉冲驱动信号的电流恒定并在设定范围内自适应调整脉冲驱动信号的电流的大小。本发明的通用型矿用LED灯驱动器成本低、通用性强。
文档编号H05B37/02GK103025033SQ20131001117
公开日2013年4月3日 申请日期2013年1月11日 优先权日2013年1月11日
发明者程佳平, 沈建军, 田守柱, 闻武成, 田野, 沈忱, 程璐 申请人:淮南市矿用电器设备有限责任公司, 程佳平