一種可調光led驅動電路的製作方法
2024-02-01 12:08:15 1
專利名稱：一種可調光led驅動電路的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電子技術在固體照明領域的應用，具體涉及一種可調光LED驅動電路。
背景技術：
LED (Lighting Emitting Diode)是一種半導體固體發光器件。LED照明即是發光二極體照明，它是利用固體半導體晶片作為發光材料，在半導體中通過載流子發生複合放出過剩的能量而引起光子發射，直接發出各種顏色的光，LED照明產品就是利用LED作為光源製造出來的照明器具。常用的LED照明驅動採用開關電源恆流或恆壓技術，有的甚至採用阻容降壓限流。採用開關電源技術的效率較高，但電路複雜，成本偏高，體積較大；採用阻容降壓限流的電路簡單，但效率低，電流波動大，可靠性較低，而且不能實現調光。
實用新型內容本實用新型的目的是為了解決現有的LED照明驅動存在的上述問題，提出了一種可調光LED驅動電路。本實用新型的技術方案是一種可調光LED驅動電路，包括恆流單元、PWM信號調光單元和受控開關單元，其中，所述恆流單元用於產生一個恆定電流，所述PWM信號調光單元產生一個用於控制LED負載導通時間的佔空比可調的PWM信號；所述恆流單元的輸入端與外部的電源相連，輸出端與輸入端LED負載的正端相連；所述PWM信號調光單兀的輸入端與外部的電源相連，輸出端與受控開關單元的控制端相連；所述受控開關單元的輸入端與LED負載的負端相連，輸出端耦接至地電位；所述輸入端定義為電流流入的端子，所述輸出端為電流流出的端子。為了解決上述問題，本實用新型還提出了一種可調光LED驅動電路，包括恆流單元、PWM信號調光單元和受控開關單元，其中，所述恆流單元用於產生一個恆定電流，所述PWM信號調光單元產生一個用於控制LED負載導通時間的佔空比可調的PWM信號；所述PWM信號調光單元的輸入端與外部的電源相連，輸出端與受控開關單元的控制端相連；所述恆流單元的輸入端與受控開關單元的輸出端相連，輸出端耦接至地電位；所述受控開關單元的輸入端與LED負載的負端相連，LED負載的正端與外部的電源相連；所述輸入端定義為電流流入的端子，所述輸出端為電流流出的端子。進一步的，所述恆流單元包括第一電晶體、第一電阻單元和第一二極體，其中，第一電晶體的漏極作為所述恆流單元的輸入端，第一電晶體的控制極作為所述恆流單元的輸出端，第一電阻單元的一端與第一電晶體的源極相連，另一端與第一電晶體的控制極相連；第一二極體的正端與第一電晶體的控制極相連，第一二極體的負端與第一電晶體的源極相連。更進一步的，所述恆流單元還包括第一可調電阻單元，所述第一可調電阻單元與所述的第一電阻單元並聯。進一步的，所述PWM信號調光單元具體通過多諧振蕩電路實現。進一步的，所述受控開關單元具體通過電晶體實現，所述電晶體的控制極作為受控開關單元的控制端，所述電晶體的高電位極作為受控開關單元的輸入端，所述電晶體的低電位極作為受控開關單元的輸出端。 本實用新型的有益效果(I)成本低、高恆流精度、高可靠性、可有較高效率、電路簡單；(2)支持PWM調光和線性調光兩種調光方式，特別適合LED家用照明和景觀裝飾照明。(3)電流穩定性好，使得LED光強非常穩定，無閃爍，壽命長。(4)所用恆流器件或模塊的電流具有負溫係數，當LED溫度大幅度上升時，會是電流減小，減小LED的發熱，對LED具有一定的保護作用。
圖I是本實用新型實施例一的可調光LED驅動電路結構示意圖。圖2是本實用新型實施例二的可調光LED驅動電路結構示意圖。圖3是本實用新型的恆流單元的結構示意圖。圖4是本實用新型的恆流單元的原理示意圖。圖5是本實用新型的PWM信號調光單元的第一種結構示意圖。圖6是本實用新型的PWM信號調光單元的的第二種結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步的說明。實施例一本實用新型的可調光LED驅動電路一個結構示意圖如圖I所示，包括恆流單元、PWM信號調光單元和受控開關單元，其中，所述恆流單元用於產生一個恆定電流，所述PWM信號調光單元產生一個用於控制LED負載導通時間的佔空比可調的PWM信號；所述恆流單兀的輸入端與外部的電源相連，輸出端與輸入端LED負載的正端相連；所述PWM信號調光單元的輸入端與外部的電源相連，輸出端與受控開關單元的控制端相連；所述受控開關單元的輸入端與LED負載的負端相連，輸出端耦接至地電位；所述輸入端定義為電流流入的端子，所述輸出端為電流流出的端子。實施例二 本實用新型的可調光LED驅動電路另一個結構示意圖如圖2所示，包括恆流單元、PWM信號調光單元和受控開關單元，其中，所述恆流單元用於產生一個恆定電流，所述PWM信號調光單元產生一個用於控制LED負載導通時間的佔空比可調的PWM信號；所述PWM信號調光單元的輸入端與外部的電源相連，輸出端與受控開關單元的控制端相連；所述恆流單元的輸入端與受控開關單元的輸出端相連，輸出端耦接至地電位；所述受控開關單元的輸入端與LED負載的負端相連，LED負載的正端與外部的電源相連；所述輸入端定義為電流流入的端子，所述輸出端為電流流出的端子。圖I和圖2中的Cl主要起濾波作用。這裡的恆流單元可以由恆流器件或類JFET、類MOSFET恆流模塊構成；其中恆流器件是自主設計的高壓恆流器件，其漏源兩端電壓超過一小閾值電壓後，就進入恆流區，並且在很大的電壓範圍內電流幾乎不變；其中恆流模塊是由分立的類JFET或類場效應管以及相應的電路組成。圖3給出了本實用新型的恆流單元的一種結構示意圖，具體包括第一電晶體Q1、第一電阻單元Rl和第一二極體D1，其中，第一電晶體Ql的漏極作為所述恆流單元的輸入端，第一電晶體Ql的控制極作為所述恆流單元的輸出端，第一電阻單元Rl的一端與第一電晶體Ql的源極相連，另一端與第一電晶體Ql的控制極相連；第一二極體Dl的正端與第一電晶體Ql的控制極相連，第一二極體Dl的負端與第一電晶體Ql的源極相連。作為一種優選的方案，所述恆流單元還包括第一可調電阻單元R7，第一可調電阻單元R7與所述的第一電阻單元Rl並聯。交流輸入電壓經整流濾波或直流電壓輸入使得恆流單元偏置於恆流狀態，驅動LED負載燈串，如圖4所示，當恆流單元兩端的電壓Vak大於一閾值電壓Vsat後，恆流單元就進入恆流狀態，調節電位器R7可以改變恆定電流的幅度，實現線性調光。如果減小R7的阻值，電流變大，反之則電流變小。這裡PWM信號調光單元具體通過多諧振蕩電路實現，可由定頻可調佔空比的無穩態多諧振蕩電路構成，可有多種實現方式，如三極體多諧振蕩電路或NE555多諧振蕩電路實現等。圖5給出了 PWM信號調光單元的第一種結構示意，圖中RlI，DzI和Q4構成線性穩壓電路，為振蕩電路提供穩定的偏置。三極體Q2和Q3，電阻R2-R6，以及電容C2和C3共同形成多諧振蕩電路，其中R2為電位器，用來調節PWM的佔空比，R3、R4用來限制最大佔空比和最小佔空比。圖6給出了 PWM信號調光單元的第二種結構示意，圖中定時器IC 555是振蕩器的核心，R2為電位器，用來調節PWM的佔空比，R3、R4用來限制最大佔空比和最小佔空比。多諧振蕩電路產生(如圖5，圖6)的PWM信號驅動開關器件，調節電位器R2可以改變佔空比，控制電流的導通時間，起到調節電流平均值的作用，從而起到調光作用。這裡的受控開關單元可以通過電晶體實現，電晶體的控制極作為受控開關單元的控制端，電晶體的高電位極作為受控開關單元的輸入端，所述電晶體的低電位極作為受控開關單元的輸出端。這裡的電晶體可以是類M0SFET，類BJT，類IGBT和可控矽；也可以採用繼電器或電子開關實現受控開關單元。這裡功率器件的高電位極可以這樣理解，對於N型MOSFET的功率器件，具體指代其漏極；對於N型BJT的功率器件，具體指代其集電極，對於P型MOSFET的功率器件，具體指代其源極；對於P型BJT的功率器件，具體指代其發射極。低電位極與高電位極類似，對於N型M0SFET，具體指代其源極；對於N型BJT，具體指代其發射極，對於P型M0SFET，具體指代其漏極；對於P型BJT，具體指代其集電極。這裡的外部的電源可以由交流輸入經整流濾波產生，或者也可以是直流電壓輸入。附圖只給出了部分實施例，本實用新型的實現形式很多，這裡不再做詳細論述。本實用新型可廣泛應用於LED照明領域，尤其適合LED家用照明和景觀裝飾照明，它支持線性調光和PWM調光兩種調光模式，且具有成本低、電路簡單，高恆流精度、高可靠性、LED無閃爍，可有較高效率等特點，特別適合家庭照明及景觀裝飾照明的應用場合。[0038]本領域的普通技術人員將會意識到，這裡所述的實施例是為了幫助讀者理解本實用新型的原理，應被理解為本實用新型的保護範圍並不局限於這樣的特別陳述和實施例。本領域的普通技術人員可以根據本實用新型公開的這些技術啟示做出各種不脫離本實用 新型實質的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本實用新型的保護範圍內。
權利要求1.一種可調光LED驅動電路，其特徵在於，包括恆流單元、PWM信號調光單元和受控開關單元，其中，所述恆流單元用於產生一個恆定電流，所述PWM信號調光單元產生一個用於控制LED負載導通時間的佔空比可調的PWM信號；所述恆流單元的輸入端與外部的電源相連，輸出端與輸入端LED負載的正端相連；所述PWM信號調光單兀的輸入端與外部的電源相連，輸出端與受控開關單元的控制端相連；所述受控開關單元的輸入端與LED負載的負端相連，輸出端耦接至地電位；所述輸入端定義為電流流入的端子，所述輸出端為電流流出的端子。
2.根據權利要求I所述的可調光LED驅動電路，其特徵在於，所述恆流單元包括第一電晶體、第一電阻單元和第一二極體，其中，第一電晶體的漏極作為所述恆流單元的輸入端，第一電晶體的控制極作為所述恆流單元的輸出端，第一電阻單元的一端與第一電晶體的源極相連，另一端與第一電晶體的控制極相連；第一二極體的正端與第一電晶體的控制極相連，第一二極體的負端與第一電晶體的源極相連。
3.根據權利要求2所述的可調光LED驅動電路，其特徵在於，所述恆流單元還包括第一可調電阻單元，所述第一可調電阻單元與所述的第一電阻單元並聯。
4.根據權利要求I所述的可調光LED驅動電路，其特徵在於，所述PWM信號調光單元具體通過多諧振蕩電路實現。
5.根據權利要求I所述的可調光LED驅動電路，其特徵在於，所述受控開關單元具體通過電晶體實現，所述電晶體的控制極作為受控開關單元的控制端，所述電晶體的高電位極作為受控開關單元的輸入端，所述電晶體的低電位極作為受控開關單元的輸出端。
6.一種可調光LED驅動電路，其特徵在於，包括恆流單元、PWM信號調光單元和受控開關單元，其中，所述恆流單元用於產生一個恆定電流，所述PWM信號調光單元產生一個用於控制LED負載導通時間的佔空比可調的PWM信號；所述PWM信號調光單元的輸入端與外部的電源相連，輸出端與受控開關單元的控制端相連；所述恆流單元的輸入端與受控開關單元的輸出端相連，輸出端耦接至地電位；所述受控開關單元的輸入端與LED負載的負端相連，LED負載的正端與外部的電源相連；所述輸入端定義為電流流入的端子，所述輸出端為電流流出的端子。
7.根據權利要求6所述的可調光LED驅動電路，其特徵在於，所述恆流單元包括第一電晶體、第一電阻單元和第一二極體，其中，第一電晶體的漏極作為所述恆流單元的輸入端，第一電晶體的控制極作為所述恆流單元的輸出端，第一電阻單元的一端與第一電晶體的源極相連，另一端與第一電晶體的控制極相連；第一二極體的正端與第一電晶體的控制極相連，第一二極體的負端與第一電晶體的源極相連。
8.根據權利要求7所述的可調光LED驅動電路，其特徵在於，所述恆流單元還包括第一可調電阻單元，所述第一可調電阻單元與所述的第一電阻單元並聯。
9.根據權利要求6所述的可調光LED驅動電路，其特徵在於，所述PWM信號調光單元具體通過多諧振蕩電路實現。
10.根據權利要求6所述的可調光LED驅動電路，其特徵在於，所述受控開關單元具體通過電晶體實現，所述電晶體的控制極作為受控開關單元的控制端，所述電晶體的高電位極作為受控開關單元的輸入端，所述電晶體的低電位極作為受控開關單元的輸出端。
專利摘要本實用新型公開了一種可調光LED驅動電路，包括恆流單元、PWM信號調光單元和受控開關單元，其中，所述恆流單元用於產生一個恆定電流，所述PWM信號調光單元產生一個用於控制LED負載導通時間的佔空比可調的PWM信號；所述恆流單元的輸入端與外部的電源相連，輸出端與的輸入端LED負載的正端相連；所述PWM信號調光單元的輸入端與外部的電源相連，輸出端與受控開關單元的控制端相連；所述受控開關單元的輸入端與LED負載的負端相連，輸出端耦接至地電位。本實用新型的驅動電路支持PWM調光和線性調光兩種調光方式，且具有成本低、電路簡單，高恆流精度、高可靠性、LED無閃爍，可有較高效率等特點。
文檔編號H05B37/02GK202738171SQ20122016595
公開日2013年2月13日 申請日期2012年4月18日 優先權日2012年4月18日
發明者李澤宏, 張仁輝, 黃斌, 曾智, 任敏, 張金平, 張波 申請人:電子科技大學