Led照明燈驅動器的製作方法
2023-09-19 15:01:15 3
專利名稱：Led照明燈驅動器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種半導體LED照明燈的驅動器，它的誕生意味著半導體LED在照明設備領域的運用。
本實用新型的任務是這樣實現的一種LED照明燈驅動器，包括電源及負載LED，其特徵是市電一路依次經降壓整流穩壓濾波電路、窄脈衝發生器、電平狀態轉換電路至開關管電路，而另一路依次經整流濾波扼流電路、負載LED和開關管集射極組成迴路，開關管基極迴路電源由整流電路經限流穩壓濾波電路後提供。由市電40V～350CAC整流、濾波作LED主迴路電源。
該驅動器的設計機理是LED的脈衝驅動有效信號應合乎電壓幅值愈高、脈寬愈窄；脈寬的確定是依三大條件進行的，其一，合乎LED正常發光亮度所需平均電流值；其二，防止LED的PN結溫上升；其三LED需在電壓寬限範圍內工作穩定。
由於LED的PN結密勒電容的存貯電荷效應，以及開關管大基流注入，在每一脈衝周期結束前，均應使PN結存貯電荷梯度降為0。
嚴格按照上述機理，也就是本實用新型所採用的合理的技術路線。
本實用新型具有設計合理，使LED冷光源以簡便方式接入市電電網，以及自備發電電網；應用於民用照明，裝潢冷光燈、寬虹燈，各種交通、航海、航空信號燈，各種場所的字符顯示及彩色(三基色)顯示屏的素點群光源。
參照
圖1並圖2，其圖1框圖中的電路構成如下一、電源1、市電源，交流40伏～350伏。
2、降壓整流穩壓濾波電路由橋式整流ZL1、穩壓管DW1、電阻R1、R2和電容C1、C2組成，其工作原理是市電電容C1降壓、電阻R1洩放 橋式整流ZL1 直流輸出電阻R2穩壓負載限流二極穩壓管DW1穩壓12VDC，電容C2濾波 穩壓輸出脈衝發生器電源。
3、整流濾波扼流電路由橋式整流ZL2、電容C10和扼流圈L組成，其工作原理是市電橋式整流ZL2直流高壓輸出，電容C10濾波，扼流圈L限流LED串聯網絡負載電源。
4、開關管基極迴路電源由穩壓管DW2、電阻R12和電容C9組成，其工作原理是由橋式整流ZL2直流高壓輸出電阻R12穩壓負載、限流 穩壓二極體DW2穩壓12VDC、電容C9濾波12VDC穩壓輸出 開關管BG1基極迴路。二、窄脈衝發生器1、由集成塊IC1、電阻R3、R4、開關二極體D1、D2、電容C3組成多諧振蕩器，電容C4是提高振蕩器抗幹擾。t1＝0.63R3·C3是高電平脈寬，t2＝0.63R4·C3是低電平時間常數。R3及R4選金屬膜電阻，C3選高頻瓷介漏電流甚少的電容、IC1選正向脈衝響應速度高的μA17555；IC1的3腳輸出窄脈衝波形佔空比為R3/R4。
電容C3越小脈衝上升沿越陡，主迴路LED負載在AC(40～350)伏變化範圍內，驅動電流平均值變化更趨於穩定。電容C3選在2.5～7PF之間，電阻R3選在5K～8K之間。
2、脈衝隔離輸出電平狀態轉換電路由光耦合器GD1、GD2、GD3、二極體D3、電阻R5、R6、R7、R8及電容C5、C6組成。其工作原理是當IC1的3腳輸出高電平，光耦GD2、GD3的二極體發光、迴路是IC3腳電 阻R7、電容C6(加速網絡) GD2 GD3電阻R8限流IC1的1腳；光敏三極體導通。
隔離輸出迴路穩壓二極體DW2輸出12VDC光耦GD2的光敏三極體的集射極電阻R9限流光耦GD3的光敏三極體基極、形成基流，用以改善GD3頻響。
由於光敏三極體的導通，從穩壓二極體DW2輸出12VDC光電耦合GD3的集射極電阻R10、電容C8(加速網絡) 開關管BG1基極、基極迴路注入電流。
當IC1的3腳處在低電平迴路是穩壓二極體DW1輸出12VDC二極體D3、電阻R5限流光耦GD1的二極體電阻R6、電容C5(加速網絡)IC1的3腳，這時GD1的二極體發光、GD1的光敏三極體導通。
開關管BG1的基極接地，此時基極電位比射極電位低一些，基極「拉流」迴路形成。
綜上所述，多諧振蕩器IC1的3腳輸出高電平窄脈衝、開關管基極「灌流」而導通，反之，開關管基極「拉流」而快速截止。
RC加速網絡的作用如下開關管在注入基流瞬時，電容可視為短路、確保有較大基流，以利開關管迅速導通，爾後基流按指數規律逐減，這對該設計窄脈衝注入機制十分有利。
光耦的隔離作用，可保證高低電壓電源獨立分開供電，提高各部各部分電路運行的可靠性。
光耦選6N135高速三極體輸出光耦合器。
3、開關管BG1的驅動與拉流
開關管電路由三極體BG1、電阻R10、R11及電容C8、C11組成。
當開關管BG1的基極注入較大基流瞬時迅速導通，反之基極接地而迅速截止。可大大減少並防止開關管BG1的結溫的上升，以利可靠導通。
當開關管BG1導通，其迴路是市電負載整流電源也即橋式整流ZL2(+)扼流圈L發光二極體LED串聯網絡開關管BG1的集射極 電阻R11電容C11(反饋網絡)地(-)；負載LED串聯形式，平均電流值可得有效限制在25～30mA之間(數顯萬用表讀數)；其優點是，LED的PN結等效密勒電容的電荷存貯而產生的反電勢差的電位值能準確抵消外部施加電壓，即有效準確各自自行箝位在其額定電壓值上。LED運行安全，PN結溫不會上升，同時無需在網絡上予以均壓或處理分壓。而與網絡系統外部施在電壓大小無關。這就是採用窄脈衝驅動的必要根據所在。
當開關管BG1截止，LED熄滅。在電路中t2＝0.63R4·C3提供熄滅時間。
本設計佔空比R3/R4≤(0.011～0.005)之間，LED的亮、熄頻閃合乎人的視角貫性，脈衝頻率為11千周。
圖2本實用新型電氣原理圖，也是普通冷光燈的驅動電路。LED發光亮度大於2流明，只需2～3隻，小於9000mcd，可用6隻。用作霓虹燈，可視燈的實際長度配以不同數量LED串聯而成。
參照圖3，LED亮度的電平模擬控制網絡。每一隻發光二極體LED按導通方向並接場效應管BG2～BGi，即場效應管的源極、漏極並接LED，拇極與CPU系統輸出接口連接。
參照圖4，彩色三基色LED與電平模擬控制。當場效應管BGi-1，BGi，BGi+1一方面接受電視場頻、行頻脈衝掃描，又另一方面接受CPU模擬電視信號電平輸出控制，則巨型尺寸彩色的彩色和立體感均可有效調節。由於採用這一套綜合技術的控制，巨型屏的彩電是超薄型，其亮度遠超過現存任何巨型屏彩色電視。同時清晰度也大大提高。
圖4彩色電視三基色掃描信號兼控圖原理來自於電視色調解碼輸出色差信號紅色VR-Y，綠色VG-Y，蘭色VB-Y以及視頻場、行掃描綜合信號Ua、Ub、Uc經二極體VD1～VD6隔離輸入運放集成ICK1～K3，兼控信號輸出，分別控制光耦GDGi～GDRi二極體部分的發光亮度，三極集射模擬電平輸出，場效應管BGi-1，BGi，BGi+1拇極因輸入模擬電平，場效應管源、漏極等效電阻跟隨增減。即相對LEDGa、LEDBa、LEDRa亮度也同步發生明暗變化，其中LEDGa綠色、LEDBa蘭色、LEDRa紅色。光耦三極體部分基極電阻R、用於改善頻響及三極體部分放大能力。
三極體VD7～9為穩壓二極體DW2輸出12VDC迴路的隔離，R12、C12降壓濾波網絡、穩壓，光耦三極體部分能更可可靠運行。
LED0不接受任何控制信號，在LED串聯網絡中起指示燈作用。當AC電源220V時，LED共為70隻串聯作為一負載迴路。
權利要求1.一種LED照明燈驅動器，包括電源及負載LED，其特徵是市電一路依次經降壓整流穩壓濾波電路、窄脈衝發生器、電平狀態轉換電路至開關管電路，而另一路依次經整流濾波扼流電路、負載LED和開關管集射極組成迴路，開關管基極迴路電源由整流電路經限流穩壓濾波電路後提供。
2.根據權利要求1所述的LED照明燈驅動器，其特徵是每一隻發光二極體LED按導通方向並接場效應管的源極、漏極，拇極形成LED電平模擬數控的接口，受控於CPU系統輸出。
專利摘要本實用新型涉及一種半導體LED照明燈驅動器，包括電源及負載LED，其特徵是市電一路依次經降壓整流穩壓濾波電路、窄脈衝發生器、電平狀態轉換電路至開關管電路，而另一路依次經整流濾波扼流電路、負載LED和開關管集射極組成迴路，開關管基極迴路電源由整流電路經限流穩壓濾波電路後提供。本實用新型具有設計合理，使LED冷光源以簡便方式接入市電電網，以及自備發電電網；應用於民用照明，裝潢冷光燈、寬虹燈，各種交通、航海、航空信號燈，各種場所的字符顯示及彩色(三基色)顯示屏的素點群光源。
文檔編號H05B37/00GK2583921SQ0125241
公開日2003年10月29日 申請日期2001年11月8日 優先權日2001年11月8日
發明者林文獻 申請人:林文獻