一種寬電壓範圍可調光led恆流源驅動器的製作方法
2023-11-08 03:24:02 1
專利名稱：一種寬電壓範圍可調光led恆流源驅動器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及照明領域中的一種LED光源驅動器，尤其涉及一種寬電壓範圍可調光LED恆流源驅動器。
背景技術：
當前，在全球能源緊缺及國家大力倡導節能降耗的背景下，隨著科學技術的發展，在照明領域，LED發光產品的應用正吸引著世人的目光，其具有節能、環保、壽命長、體積小、發光效率高等特點，可以廣泛應用於家用照明、道路照明、城市夜景等照明場合。[0003] LED光源採用恆流源進行驅動，目前市場上的驅動器技術還存在缺陷，表現為輸入電壓範圍窄、通用性差、使用變壓器造成體積大且顯得笨重，有的為恆壓型驅動器，導致一顆LED短路而損壞一串LED燈珠，工程維護成本高，維護工作量較大，且都不具備根據環境光線調節LED亮度的功能，造成能量的很大浪費。這些不僅不利於LED光源的推廣應用，也未能挖掘節能降耗的最大潛力。
發明內容本實用新型要解決的技術問題是針對背景技術中LED驅動器存在的缺陷而提出一種寬電壓範圍可調光LED恆流源驅動器。 本實用新型的寬電壓範圍可調光LED恆流源驅動器，其結構包括電壓識別電路、光線補償電路、MCU控制電路、溫度補償電路和可調光恆流源電路，其中電壓識別電路、光線補償電路和溫度補償電路的輸出端均連接MCU控制電路的輸入端，MCU控制電路的P麗輸出端連接可調光恆流源電路的輸入端，電壓識別電路和可調光恆流源電路均接入輸入電壓，光線補償電路的輸入端連接光敏器件，溫度補償電路的輸入端連接熱敏電阻，可調光恆流源電路的輸出端連接LED光源。[0006] 本實用新型具有如下有益效果 1、寬範圍電壓輸入能力可以省掉變壓器等器件，成本低，體積小；兼容市電系統與直流電系統；外接M0SFET電路，可根據負載功耗靈活配置MOSFET，且線路板熱處理方便，散熱良好，系統工作穩定可靠。 2、直流18V-450V或交流110V/220V輸入電壓範圍可使恆流源小巧靈活且通用性強。[0009] 3、光線補償功能可根據環境光線強弱自動無閃爍調整LED光亮度，在白天光線強烈時，減小輸出電流降低LED亮度，節能效果明顯，與無光線補償全功率工作比較可有效節約能源20% -30%。 4、溫度補償功能可減小散熱器體積並使LED穩定工作在正常的溫度範圍，延長使用壽命，減小了成本及工程維護量。
圖1是本實用新型的結構原理框圖。[0012] 圖2是本實用新型中可調光恆流源電路原理圖。 圖3(a)是本實用新型中溫度補償電路原理圖；圖3(b)是本實用新型中MCU控制 電路原理圖；圖3(c)是本實用新型中光線補償電路原理圖。
具體實施方式如圖1所示，本實用新型寬電壓範圍可調光LED恆流源驅動器結構包括電壓識別 電路、光線補償電路、MCU控制電路、溫度補償電路和可調光恆流源電路，其中電壓識別電 路、光線補償電路和溫度補償電路的輸出端均連接MCU控制電路的輸入端，MCU控制電路的 P麗輸出端連接可調光恆流源電路的輸入端，電壓識別電路和可調光恆流源電路均接入直 流18V-450V或交流110V/220V輸入電壓，光線補償電路的輸入端連接光敏器件，溫度補償 電路的輸入端連接熱敏電阻，可調光恆流源電路的輸出端連接LED光源。 可調光恆流源電路採用效率最高達90%專業恆流源晶片PT4107，直流電與交流 電通用，通過P麗信號可控制通過LED電流從O到正常電流狀態，即LED亮度可從暗到正常 亮度無閃爍調節；光線補償電路通過光敏器件採集環境光線，根據光線強弱調節LED亮度； 溫度補償電路在使用中加上散熱處理，並通過溫度反饋調整P麗信號使LED工作在正常的 溫度範圍，防止LED燈因過量發熱導致性能下降及失效；MCU控制電路根據採集的環境光 線、溫度等信息調節輸出的PWM信號佔空比，調節LED光亮度。 可調光恆流源電路如圖2所示，因為有整流橋Dl，所以電源VI輸出交流電或直流 電都可以正常工作，且對於直流電沒有正負之分；U1為專業恆流源晶片PT4107，通過改變 電阻R2可設置開關管Ql開關頻率，最高工作頻率可達lMHz，可使外部電感和濾波電容體積 減小、效率提高；熱敏電阻NTC用來檢測恆流源開關管Q1的工作溫度，當溫度達到上限值時 可自動斷開，整個迴路停止工作，起保護Q1作用；開關管Q1的1腳連接恆流源晶片U1的驅 動腳，在on-time即Ql導通時間段，電感Ll進行能量蓄存，在off-time即Ql關斷時間段 儲存在電感L1中的能量經過快恢復二極體D2放電維持LED工作；電阻R3用來設定迴路電 流，當輸入電壓變高時，R3分得電壓高於250mV，Ul增加開關管Ql驅動信號off-time時間 即增加Ql關斷時間減少Ll的蓄能時間，從而使輸出電流穩定在設定的迴路電流處；電位器 PR可對輸出電流進行微調，可提高輸出電流的精確度最高達5% 。 溫度補償電路、MCU控制電路、光線補償電路如圖3所示，圖中MCU晶片U2採用帶 ADC採樣及P麗輸出功能晶片STC12C5602AD， MCU的9腳與11腳為高頻P麗信號輸出腳， 連接圖2中Ul的EN端進行無閃爍調光；光線補償電路中採用太陽能電池板等光敏器件對 光線進行採集，經過電阻Rll、 R12分壓，將ADOPT接至MCU的19腳；溫度補償電路中電阻 R16、 R17為負溫度係數熱敏電阻，用來採集LED工作溫度，TEMPI與TEMP2分別連接MCU的 16腳與17腳。採集來的光線、溫度模擬量通過MCU的ADC轉換功能轉換為數字量，根據光 線強弱將P麗輸出分為5檔輸出，光線最暗時以100%佔空比P麗信號輸出，隨著光線增強 以8%為步伐減小P麗信號佔空比，最小為60%佔空比信號來驅動可調光恆流源電路工作， 此時LED功率損耗為100%驅動信號工作時的一半，在這5檔輸出期間，MCU不斷採集LED 的工作溫度，當溫度高於設定值時，MCU將在每檔基礎上以1 %步伐減小P麗信號佔空比，反 之則增加1%，使LED工作在最佳溫度環境的前提下發光效率最大化，這不僅延長了 LED的 工作壽命，同時也降低了散熱器體積及成本。
權利要求一種寬電壓範圍可調光LED恆流源驅動器，其特徵在於包括電壓識別電路、光線補償電路、MCU控制電路、溫度補償電路和可調光恆流源電路，其中電壓識別電路、光線補償電路和溫度補償電路的輸出端均連接MCU控制電路的輸入端，MCU控制電路的PWM輸出端連接可調光恆流源電路的輸入端，電壓識別電路和可調光恆流源電路均接入輸入電壓，光線補償電路的輸入端連接光敏器件，溫度補償電路的輸入端連接熱敏電阻，可調光恆流源電路的輸出端連接LED光源。
2. 根據權利要求1所述的寬電壓範圍可調光LED恆流源驅動器，其特徵在於所述可調光恆流源電路採用直流電與交流電通用的恆流源晶片。
專利摘要本實用新型公開了一種寬電壓範圍可調光LED恆流源驅動器，屬於照明領域的LED光源驅動器。該驅動器的結構包括電壓識別電路、光線補償電路、MCU控制電路、溫度補償電路和可調光恆流源電路，其中電壓識別電路、光線補償電路和溫度補償電路的輸出端均連接MCU控制電路的輸入端，MCU控制電路的PWM輸出端連接可調光恆流源電路的輸入端，電壓識別電路和可調光恆流源電路均接入直流或交流輸入電壓，光線補償電路連接光敏器件，溫度補償電路連接熱敏電阻，可調光恆流源電路的輸出端連接LED光源。本實用新型成本低、體積小，系統工作穩定可靠，延長了LED的使用壽命。
文檔編號F21Y101/02GK201479432SQ2009202346
公開日2010年5月19日 申請日期2009年8月12日 優先權日2009年8月12日
發明者何朝陽, 朱忠偉, 王勇 申請人:江蘇銀佳企業集團有限公司