高功率因數led照明系統的製作方法
2023-05-24 18:52:11 1
專利名稱：高功率因數led照明系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及 -種LED照明系統，更具體而言是指一種包括若干發光單元以 及電源供給單元的LED照明系統，每一個該發光單元都包括若干LED發光光 源，且每一個該發光單元都是與該電源供給單元電連接的，藉助該電源供給單 元即時為若干該發光單元提供電力供給並同時驅動若干該發光單元發光，而每 一個該發光單元中都包括有反饋lH]路，藉助該反饋迴路調整該發光單元的輸出 電流值，使不同的該發光單元所輸出的電流值維持在設定值。
背景技術：
眾所周知，隨著杜會的發展以及社會生產力的不斷提升越來越多的電子 電氣化產品越來越普遍的進入到了人們的生產生活的環境中來。在這樣的社會 背景下各種各樣的能方便人們日常生活的用具大量出現。而在這些用具中尤其 以照明類用具廣泛受到人們的重視。
隨著社會的迸步亮度更高，電能消耗更少的LED新型照明光源逐歩進入 到了人們的視野中，LED (Lighting Emitting Diode)即發光二極體，是一 種半導體固體發光器件。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，直接發出紅、黃、藍、綠、青、橙、紫、白色的光。LED照明產品就是利用LED作為光源製造出來的 照明器具。
正是由於LED的自身特性所以其在使用的時候具有諸多的優點現在分別 敘述如下，首先，其具有高節能性的特點即為環保。相同照明效果比傳統光源 節能80%以上，所以其節能性很好，其次，其具有壽命長的特點，LED光源被 稱為長壽燈，意為永不熄滅的燈。固體冷光源，燈體內也沒有鬆動的部分，不 存在燈絲髮光易燒、熱沉積、光衰等缺點，使用壽命可達2萬到5萬小時，比 傳統光源壽命長10倍以上，再次，LED光源環保效益更佳，光譜中沒有紫外線 和紅外線，而且廢棄物可回收，沒有汙染不含汞元素，冷光源，可以安全觸 摸，屬於典型的綠色照明光源。
正是由於如上所述LED光源的優點人們在日常生產生活中己經越來越普 遍的採用LED光源進行照明，比較典型的照明方式是，首先，將若干LED光源 串聯或者並聯在一起，形成一個大的發光光源，而後，設計與該發光光源相配 套的變壓電路、整流電路以及其他相關電路，並將這些電路與該發光光源連接 結合成為一個整體，從而形成一根燈管，但是這種實施方式在具體實施的時候 還存在著諸多的缺點，現在分別敘述如下。
首先，由於每一個該光管中都配套有變壓電路、整流電路以及其他相關 電路，所以，當若干個該光管彼此配合形成一個整體的照明系統的時候，該照 明系統的整體電路設計，包括元器件的組成都十分複雜，其成本較高，而且可 靠性相對較低。其二，現有的LED照明系統都與普通日光燈照明系統在表面上雖然是兼 容的但是其實質只是結構的兼容，對在使用的時候要對電路部分進行重新改造 才能安裝使用。
發明內容
本發明提供一種高功率因數LED照明系統，其包括若干發光單元以及電 源供給單元，每一個該發光單元中都包括電流採樣反饋電路，使該電源供給單 元可以識別不同功率的該發光單元，以達到提高整體LED照明系統通配性的目 的，進一步，達到降低生產成本，方便使用者使用的目的。
為了解決以上的技術問題，本發明所採取的技術方案是高功率因數LED 照明系統，其包括若干發光單元以及電源供給單元，且每一個該發光單元都是 與該電源供給單元電連接的，藉助該電源供給單元即時為若干該發光單元提供 電力供給並同時驅動若干該發光單元發光，其中，每一個該發光單元都包括 LED發光部以及反饋迴路單元，該反饋迴路單元與該LED發光部電連接，並借 助該反饋迴路單元調整該LED發光部的輸入電流值，使不同的該LED發光部所 輸入的電流值維持在設定值，達到該電源供給單元同時為不同的該LED發光部 同時提供電力供給的狀態，進一步，使電源供給單元同時對應於若干該發光單 元，該LED發光部包括若干LED光源，若干該LED光源彼此採用串聯或者並聯 的方式連接形成該LED發光部。該反饋迴路單元是與該LED發光部電連接的，該反饋迴路單元包括採樣 部、電流反饋部以及電流調整部，其中，該採樣部是與該LED發光部相連接 的，並即時採集該LED發光部的採樣電壓，並將該採樣電壓即時傳輸至該電流 反饋部中，該電流反饋部是與該採樣部相連接的，該電流反饋部將反饋電流即 時傳輸至該電流調整部中，由該電流調整部對該LED發光部的輸入電流值進行 調整，使該LED發光部所輸入的電流值維持在設定值。
進一步，該採樣部為採樣電阻，該採樣電阻與該LED發光部相連接，該電 流反饋部為調光反饋電路，其包括比較器以及光耦，該比較器驅動該光耦，該 光耦產生電流並傳輸至該電流調整部中，該電流調整部為PWM控制IC。
該反饋迴路單元在工作的時候，首先將該採樣電阻兩端的電壓送入該比較 器，該比較器驅動該光耦，而後，該光耦產生的電流送入該P醫控制IC，該 PWM控制IC調整其佔空比，從而控制該LED發光部的輸入電流值，當流過該採 樣電阻的電流過大，該採樣電阻兩端的電壓增加，該比較器因此翻轉輸出高， 使該光耦輸出電流，該P麗控制IC得到反饋電流後調低其佔空比，使輸出電 流減小，反之亦然，當流過該採樣電阻的電流小於設定值，該PWM控制IC調 整加大其佔空比使輸出電流增加，使該LED發光部所輸入的電流值維持在設定 值。
該電源供給單元包括電源輸入端以及PFC電路，其中，該PFC電路的一端 與該電源輸入端相連接，而該PFC電路另外一端同時與若干該發光單元電連 接，該PFC電路為功率因素效正電路，由於每一個該發光單元都包括該反饋回 路單元，所以該電源供給單元可以識別不同功率的該發光單元。進一步，本發明的高功率因數LED照明系統還包括MCU控制部分，該MCU
控制部分分別與若干該發明單元中的每一個該發光單元相連接。
再，本發明的高功率因數LED照明系統還包括RF無線接收模塊，該RF無
線接收模塊是與該MCU控制部分相連接的。
本發明的有益效果為由於本發明在結構設計上包括若干發光單元以及電
源供給單元，而每一個該發光單元中都包括電流採樣反饋電路，使該電源供給
單元可以識別不同功率的該發光單元，以達到提高整體LED照明系統通配性的效果。
圖1為本發明的功能模塊框架原理圖； 圖2為本發明的發光單元的電路原理圖3為本發明的LED發光部的電路原理圖4為本發明的發光單元的電路原理圖5為本發明的電路原理圖。
具體實施例方式
如圖1至5所示，高功率因數LED照明系統，其包括若干發光單元10以 及電源供給單元20，且每一個該發光單元10都是與該電源供給單元20電連接的，藉助該電源供給單元20即時為若干該發光單元10提供電力供給並同時驅
動若干該發光單元io發光。
其中，如圖2所示，每一個該發光單元10都包括LED發光部30以及反饋 迴路單元40，該反饋迴路單元40與該LED發光部30電連接，並藉助該反饋回 路單元40調整該LED發光部30的輸入電流值，使不同的該LED發光部30所 輸入的電流值維持在設定值，達到該電源供給單元20同時為不同的該LED發 光部30同時提供電力供給的狀態，進一步，使電源供給單元20同時對應於若 幹該發光單元10。
如圖3所示，該LED發光部30包括若干LED光源11，若干該LED光源ll 彼此採用串聯或者並聯的方式連接形成該LED發光部30。
如圖4所示，該反饋迴路單元40是與該LED發光部30電連接的，該反饋 迴路單元40包括採樣部41、電流反饋部42以及電流調整部43。
其中，該採樣部41是與該LED發光部30相連接的，並即時採集該LED發 光部30的釆樣電壓，並將該釆樣電壓即時傳輸至該電流反饋部42中。
該電流反饋部42是與該採樣部41相連接的，該電流反饋部42將反饋電 流即時傳輸至該電流調整部43中，由該電流調整部43對該LED發光部30的 輸入電流值進行調整，使該LED發光部30所輸入的電流值維持在設定值。
進一步，該採樣部41為採樣電阻，該採樣電阻與該LED發光部30相連接。
該電流反饋部42為調光反饋電路，其包括比較器421以及光耦422，該比 較器421驅動該光耦422，該光耦422產生電流並傳輸至該電流調整部43中。該電流調整部43為P麗控制IC。
該反饋迴路單元40在工作的時候，首先將該採樣電阻兩端的電壓送入該 比較器421，該比較器421驅動該光耦422，而後，該光耦422產生的電流送 入該PWM控制IC，該PWM控制IC調整其佔空比，從而控制該LED發光部30的 輸入電流值。
當流過該釆樣電阻的電流過大，該採樣電阻兩端的電壓增加，該比較器 421因此翻轉輸出高，使該光耦422輸出電流。
該P麗控制IC得到反饋電流後調低其佔空比，使輸出電流減小，反之亦 然，當流過該採樣電阻的電流小於設定值，該P麗控制IC調整加大其佔空比 使輸出電流增加，該LED發光部30所輸入的電流值維持在設定值。
該LED發光部30的電流等於流過該採樣電阻的電流，其可以用下面的公
式算出
I (LED發光部30電流)=V (參考電壓)/ R (採樣電阻) 假如設定參考電壓等於0. 5V 1=0.5/R
當採樣電阻R為1 OHM時電流為0. 5A，為2 OHM時電流為0. 25A，通過配 備不同的採樣電阻來獲得不同的功率。
舉例說明同為額定電壓100V的該LED發光部30， IOW需要O. 1A電流， 匹配的該採樣電阻為R=V/I=0. 5V/0. 1A=5 OHM
如圖l、 2、 5所示，該電源供給單元20包括電源輸入端21以及PFC電路 22，其中，該PFC電路22的一端與該電源輸入端21相連接，而該PFC電路22另外一端同時與若干該發光單元10電連接，該PFC電路22為功率因素效正電路。
由於每一個該發光單元10都包括該反饋迴路單元40，所以該電源供給單 元20可以識別不同功率的該發光單元10。
進一步，本發明的高功率因數LED照明系統還包括MCU控制部分50，該 MCU控制部分50分別與若干該發明單元10中的每一個該發光單元IO相連接。
再，本發明的高功率因數LED照明系統還包括RF無線接收模塊60，該RF 無線接收模塊60是與該MCU控制部分50相連接的。
如上所述本發明的高功率因數LED照明系統在具體實施的時候換句話說是 採用LED燈管和驅動完全分開進行設計的，其驅動方案分二級設計，第一級為 PFC (功率因素效正電路)，第二級為多組(最少二組)可控恆流DC輸出，自 適應不同功率燈管。
其中，燈管部分，含有一個電流採樣電路，讓電源可以識別不同功率燈 管，燈管的4個接頭一端為採樣輸出，另一端為直流輸入和輸出，接頭採用防 呆設計，以防止接錯，出現安全事故，當外部燈管分別接不同支數燈管，電源 輸出相應功率，MCU控制部分和RF部分為可選，對於每一組分開控制。
具體的實現方式為，當前級為AC85V-AC265V輸入，DC400V輸出PFC電路 的時候，後級多組分別反饋恆流電路。如上所述本發明具體實施時候的工作原理為，從85V到265V較寬範同的 交流電壓經過PFC電路轉換為穩定的400V直流電壓和15V直流電壓，而後 400V經過I3C-DC轉換後用來推動LED, 15V供後級電路控制部分使用。此刻， PFC電路同時提高電路的PF值。
後級為完全獨立的多組輸出，相互絕緣D共用同一PFC電路以簡化電路， 降低了成本。同時分組輸出是為了獲得更大的驅動範圍，包括驅動多組不同類 型的負載。可以靈活的控制每組不同的負載電流，本發明根據需要還可以實現 調光控制。而且一組因故障使本組保護不影響其它組的正常工作。
權利要求
1.高功率因數LED照明系統，其包括若干發光單元以及電源供給單元，其特徵在於每一個該發光單元都是與該電源供給單元電連接的，藉助該電源供給單元即時為若干該發光單元提供電力供給並同時驅動若干該發光單元發光，其中，每一個該發光單元都包括LED發光部以及反饋迴路單元，該反饋迴路單元與該LED發光部電連接，並藉助該反饋迴路單元調整該LED發光部的輸入電流值，使不同的該LED發光部所輸入的電流值維持在設定值，達到該電源供給單元同時為不同的該LED發光部同時提供電力供給的狀態，進一步，使電源供給單元同時對應於若干該發光單元，該LED發光部包括若干LED光源。
2. 如權利要求1中所述的高功率因數LED照明系統，其特徵在於若干該 LED光源彼此採用串聯或者並聯的方式連接形成該LED發光部。
3. 如權利要求1中所述的高功率因數LED照明系統，其特徵在於該反饋 迴路單元是與該LED發光部電連接的，該反饋迴路單元包括採樣部、電流反饋 部以及電流調整部，其中，該採樣部是與該LED發光部相連接的，並即時採集 該LED發光部的採樣電壓，並將該採樣電壓即時傳輸至該電流反饋部中，該電 流反饋部是與該採樣部相連接的，該電流反饋部將反饋電流即時傳輸至該電流 調整部中，由該電流調整部對該LED發光部的輸入電流值進行調整，使該LED發光部所輸入的電流值維持在設定值。
4. 如權利要求3中所述的高功率因數LED照明系統，其特徵在於進一 步，該採樣部為採樣電阻，該採樣電阻與該LED發光部相連接，該電流反饋部 為調光反饋電路，其包括比較器以及光耦，該比較器驅動該光耦，該光耦產生電流並傳輸至該電流調整部中，該電流調整部為PWM控制IC，該反饋迴路單元 在工作的時候，首先將該採樣電阻兩端的電壓送入該比較器，該比較器驅動該光耦，而後，該光耦產生的電流送入該PWM控制IC，該PWM控制IC調整其佔 空比，從而控制該LED發光部的輸入電流值，當流過該採樣電阻的電流過大， 該採樣電阻兩端的電壓增加，該比較器因此翻轉輸出高，使該光耦輸出電流， 該PB1控制IC得到反饋電流後調低其佔空比，使輸出電流減小，反之亦然， 當流過該採樣電阻的電流小於設定值，該P麗控制ic調整加大其佔空比使輸 出電流增加，使該LED發光部所輸入的電流值維持在設定值。
5. 如權利要求1中所述的高功率因數LED照明系統，其特徵在於該電源 供給單元包括電源輸入端以及PFC電路，其中，該PFC電路的一端與該電源輸 入端相連接，而該PFC電路另外一端同時與若干該發光單元電連接，該PFC電 路為功率因素效正電路，由於每一個該發光單元都包括該反饋迴路單元，所以 該電源供給單元可以識別不同功率的該發光單元。
6. 如權利要求1中所述的高功率因數LED照明系統，其特徵在於還包括MCU控制部分，該MCU控制部分分別與若干該發明單元中的每一個該發光單元 相連接。
7. 如權利要求6中所述的高功率因數LED照明系統，其特徵在於還包括 RF無線接收模塊，該RF無線接收模塊是與該MCU控制部分相連接的。
全文摘要
本發明提供一種高功率因數LED照明系統，本發明在結構設計上包括若干發光單元以及電源供給單元，而每一個該發光單元中都包括電流採樣反饋電路，使該電源供給單元可以識別不同功率的該發光單元，以達到提高整體LED照明系統通配性的效果。
文檔編號F21V23/00GK101539251SQ20091010689
公開日2009年9月23日 申請日期2009年4月24日 優先權日2009年4月24日
發明者華 周 申請人:華 周