一種負載自適應led電源的製作方法
2023-05-20 18:36:31
一種負載自適應led電源的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種負載自適應LED電源，其包括整流濾波模塊、PFC模塊、控制模塊、變壓器、調光模塊和多個LED負載，所述調光模塊通過一調光電阻與控制模塊的調光信號輸入端連接；LED負載的一端與所述變壓器的供電線圈的一端連接，供電線圈的另一端接地；LED負載的另一端通過一採樣電阻接地，LED負載的另一端還與一電壓比較器的第一輸入端連接，所述電壓比較器的第二輸入端接入一參考電壓，所述電壓比較器的輸出端依次通過一電子開關、一分流電阻與所述控制模塊的調光信號輸入端連接；所述控制模塊，用於根據其調光信號輸入端接收到的信號變化輸出PWM信號對變壓器的輸出功率進行控制。本發明能解決不能自動根據負載數量調節輸出功率的問題。
【專利說明】—種負載自適應LED電源
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明涉及LED電源。
[0003]
【背景技術】
[0004]隨著政府和民眾環保節能意識的提高，節能的LED日光燈的需求越來越大。LED燈具有壽命長、光效高、耗電小、不含水銀，同時可以實現比較高的顯示指數。LED燈具也更容易實現調光，這對進一步實現節能提供了便利。LED燈具有LED光源(即按照一定要求貼在鋁基板上燈珠和鋁基板)、LED電源、外殼再加上支架組成。LED電源把市電的交流電源轉換成點亮LED光源的直流電源，是LED燈具的關鍵組成。按照LED的使用場合，LED的分為日光燈、D射燈、隧道燈、廣場燈、筒燈、平板燈、路燈及其他。由於每個LED燈珠的壓降才3V左右，每個LED燈珠的功率有限，為了避免太大電流輸出和太高電壓輸出，通常LED燈珠在鋁基板上都以一定數量的LED燈珠串起來，再把一定數量的串聯起來的燈珠串並聯起來，或者把大功率的LED燈分成幾個LED燈板(模組)再並聯起來。
[0005]LED電源通常採用恆流，通過LED發光二極體的限壓特性從而實現恆功率輸出。LED電源目前有隔離和非隔離兩種，無論哪種，一個比較完善的LED電源一般包括整流濾波、PFC調節、變壓器、控制電路這幾個部分，有些還加了調光電路，如圖1所示。
[0006]從圖1可以看到，傳統的LED電源具有以下特點:
1.有控制電路，負載的電流通過變壓器映射到功率控制的電阻Rw上形成電壓，控制器通過比較電壓來輸出PWM控制變壓器的通斷，進而控制輸出給負載的功率。
[0007]2.如果需要接多個負載(如燈管)，負載一般在外面通過並聯的方式，但總的輸出電流將不變。換一種說法，如果額定總負載是幾個負載並聯的，其中某負載斷路，其電流會平均加到另外剩餘的負載上。
[0008]3.LED燈具如果有多個模組，如果採用多個電源的話，總體積和成本將升高，而且統一調光控制也比較困難。
[0009]節能的LED燈具的需求越來越大，目前使用的LED電源存在一些問題:
1.有些燈具如LED日光燈、射燈，在一個裝配位置需要多個燈，一般採用內置電源一燈一個。由於電源的壽命一般3-4年,而一般LED光源的壽命可達10年，LED燈具光源和電源的壽命不匹配，造成LED燈具整體壽命短，無疑增加了使用成本。
[0010]2.一些燈具，通常有幾個模組組成，如LED路燈、高杆燈等，加起來有幾十上百個燈珠，只要有I個燈珠損壞，該串燈珠就不亮，造成流經其他LED燈串的電流加大、發熱過大而影響壽命，甚至會引起連鎖反應而很快報廢一個燈。
[0011]3.有些燈具雖然是一個模組，但內部仍然由多個串LED燈珠組成，如平板燈。加起來有幾十上百個燈珠，只要有I個燈珠損壞，改串燈珠就不亮，造成流經其他LED燈串的電流加大、發熱過大而影響壽命，甚至會引起連鎖反應而很快報廢一個燈。
[0012]4.有些LED燈具如的LED日光燈如採用內置電源，有在兩頭裝配電源或頂端放置電源板的兩種方式，在兩頭裝配的增加了暗區，在頂端裝配的會造成LED燈珠散熱效率減小。兩種模式都存在裝配困難，電源散熱不易的問題，降低電源壽命。
[0013]5.那些採用內置的電源要求體積小，一般很少採用隔離電源，對燈具的隔離安全要求高。
[0014]6.有些燈具有內置多個燈，如果採用一燈一電源，對整燈的統一控制帶來不便。
[0015]
【發明內容】
[0016]本發明的目的在於提出一種負載自適應LED電源，其能解決不能自動根據負載數量調節輸出功率的問題。
[0017]為了達到上述目的，本發明所採用的技術方案如下:
一種負載自適應LED電源，其包括整流濾波模塊、PFC模塊、控制模塊、變壓器、調光模塊和多個LED負載，整流濾波模塊、PFC模塊和變壓器依次連接，所述調光模塊通過一調光電阻與控制模塊的調光信號輸入端連接；LED負載的一端與所述變壓器的供電線圈的一端連接，供電線圈的另一端接地；LED負載的另一端通過一採樣電阻接地，LED負載的另一端還與一電壓比較器的第一輸入端連接，所述電壓比較器的第二輸入端接入一參考電壓，所述電壓比較器的輸出端依次通過一電子開關、一分流電阻與所述控制模塊的調光信號輸入端連接；所述控制模塊，用於根據其調光信號輸入端接收到的信號變化輸出PWM信號對變壓器的輸出功率進行控制。
[0018]優選的，所述電子開關為光電耦合器或三極體或MOS管。進一步優選的，所述電壓比較器的輸出端與光電稱合器的發光二極體正極輸入端連接，光電稱合器的發光二極體的負極輸出端接地，光電耦合器的三極體發射極端通過所述分流電阻與控制模塊的調光信號輸入端連接，光電耦合器的三極體集電極端接入一驅動電壓。
[0019]本發明具有如下有益效果:
1.可以在一個電源中實現多路負載輸出，能自動根據連接的負載數調整輸出功率，確保每路負載不受其他負載連接的影響，提高LED整燈壽命。
[0020]2.能夠用一個電源驅動多個LED燈組，提高LED燈組的安裝和維護性，同時降低整燈成本，也能夠在一個LED燈具內分別驅動多個LED燈串而不相互影響。
[0021]3.能夠實現一個LED電源驅動附加的多個LED燈，實現這些燈的統一調光控制，降低控制電路成本，簡化控制操作。
[0022]
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1為現有技術的LED電源的電路結構示意圖；
圖2為本發明較佳實施例的負載自適應LED電源的電路結構示意圖。
[0024]【具體實施方式】
[0025]下面，結合附圖以及【具體實施方式】，對本發明做進一步描述。
[0026]如圖2所示，一種負載自適應LED電源，其包括整流濾波模塊、PFC模塊、控制模塊、變壓器、調光模塊和三個LED負載，每一個LED負載均對應連接一反饋電路。
[0027]整流濾波模塊、PFC模塊和變壓器依次連接，所述調光模塊通過一調光電阻Rv與控制模塊的調光信號輸入端連接。其中，整流濾波模塊、PFC模塊、調光模塊、變壓器和控制模塊的結構與現有技術相同。控制模塊包括一 PWM晶片、一反饋電阻Rw和外圍電路，反饋電阻Rw用於反映變壓器輸出功率的變化，並提供相應的電壓信號給PWM晶片，PWM晶片通過外圍電路輸出PWM信號給變壓器，以調整變壓器的輸出功率。調光模塊包括一光電耦合器0C2，光電耦合器0C2的發光二極體正極端和負極端連接控制按鍵，光電耦合器0C2的三極體集電極端接入一直流電壓V4，光電耦合器0C2的三極體發射極端與調光電阻Rv的一端連接，所述調光電阻Rv的另一端連接直流電壓V4，所述調光電阻Rv的一端還與所述控制模塊的調光信號輸入端連接。正常使用時，通過控制按鍵改變調光電阻Rv所反映的電壓信號，使控制模塊根據調光信號輸入端接收到的電壓信號對變壓器的輸出功率進行調整。
[0028]下面，結合本實施例對現有技術的改進的結構進行詳細描述。
[0029]所述反饋電路包括採樣電阻R、電壓比較器Lm、光電耦合器OCl和分流電阻Rs。
[0030]現以一 LED負載與一反饋電路的連接結構進行說明，其他LED負載與對應的反饋電路的連接結構相同。LED負載的一端與所述變壓器的供電線圈的一端連接，供電線圈的另一端接地；LED負載的另一端通過一採樣電阻R接地，LED負載的另一端還與電壓比較器Lm的第一輸入端(本實施例的第一輸入端為反相輸入端)連接，所述電壓比較器Lm的第二輸入端(本實施例的第二輸入端為正相輸入端)接入一參考電壓VI，所述電壓比較器Lm的輸出端依次通過光電耦合器0C1、分流電阻Rs與所述控制模塊的調光信號輸入端連接。具體的，所述電壓比較器Lm的輸出端與光電稱合器OCl的發光二極體正極輸入端連接,光電耦合器OCl的發光二極體的負極輸出端接地，光電耦合器OCl的三極體發射極端通過所述分流電阻Rs與控制模塊的調光信號輸入端連接，光電耦合器OCl的三極體集電極端接入一驅動電壓V2。所述控制模塊，用於根據其調光信號輸入端接收到的信號變化輸出PWM信號對變壓器的輸出功率進行控制。
[0031]本實施例的採樣電阻R的電阻值優選為毫歐級。
[0032]本實施例的工作原理如下:
採樣電阻R對對應的LED負載的電流進行採樣，並將電流信號轉換為電壓信號。如果LED負載沒有損壞，採樣電阻R輸出的電壓為零。採樣電阻R輸出的電壓進入電壓比較器Lm的反相輸入端，電壓比較器Lm的正相輸入端接入的參考電壓Vl優選採用大於零的超低電壓。通過電壓比較器Lm對米樣電阻R和參考電壓Vl的比較,輸出一電平信號至光電率禹合器0C1。所述電平信號根據LED負載有無損壞(即LED電源有無接入LED負載)而變化。假設不接入LED負載，電壓比較器Lm輸出高電平。當電壓比較器Lm輸出高電平驅動光電耦合器OCl導通，從而使分流電阻Rs對調光模塊的輸出信號進行分流，從而對調光模塊的輸出信號造成影響。通過影響控制模塊的調光信號輸入端接收到的信號，實現對變壓器輸出功率的調整。如果正常接入LED負載，電壓比較器Lm輸出低電平，光電耦合器OCl斷開，無電信號輸出，不影響調光模塊的正常工作。[0033]此外，本實施例的光電耦合器OCl還可以替換為三極體或MOS管等電子開關。
[0034]本實施例具有如下特點:
I)通過毫歐級的採樣電阻R來對每組LED負載的電流進行採樣。
[0035]2 )通過電壓比較器Lm來比較負載電流的變化來判斷LED負載有無接入電路，電壓比較器Lm在LED負載接入和不接入的情況下輸出不同電平狀態。
[0036]3)通過電壓比較器Lm的輸出來控制調光模塊，進而適應LED負載數量不同的功率輸出。
[0037]4)通過電阻分流的方法調整調光模塊來調整輸出功率。
[0038]對於本領域的技術人員來說，可根據以上描述的技術方案以及構思，做出其它各種相應的改變以及變形，而所有的這些改變以及變形都應該屬於本發明權利要求的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種負載自適應LED電源，其包括整流濾波模塊、PFC模塊、控制模塊、變壓器、調光模塊和多個LED負載，整流濾波模塊、PFC模塊和變壓器依次連接，所述調光模塊通過一調光電阻與控制模塊的調光信號輸入端連接；其特徵在於，LED負載的一端與所述變壓器的供電線圈的一端連接，供電線圈的另一端接地；LED負載的另一端通過一採樣電阻接地，LED負載的另一端還與一電壓比較器的第一輸入端連接，所述電壓比較器的第二輸入端接入一參考電壓，所述電壓比較器的輸出端依次通過一電子開關、一分流電阻與所述控制模塊的調光信號輸入端連接；所述控制模塊，用於根據其調光信號輸入端接收到的信號變化輸出PWM信號對變壓器的輸出功率進行控制。
2.如權利要求1所述的負載自適應LED電源，其特徵在於，所述電子開關為光電耦合器或三極體或MOS管。
3.如權利要求2所述的負載自適應LED電源，其特徵在於，所述電壓比較器的輸出端與光電稱合器的發光二極體正極輸入端連接，光電稱合器的發光二極體的負極輸出端接地，光電耦合器的三極體發射極端通過所述分流電阻與控制模塊的調光信號輸入端連接，光電耦合器的三極體集電極端接入一驅動電壓。
【文檔編號】H05B37/02GK103987162SQ201410193083
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月8日 優先權日:2014年5月8日
【發明者】廖曦, 楊躍華, 詹仲虎 申請人:深圳市智華照明科技有限公司