大功率led驅動電源裝置的製作方法
2023-05-17 01:46:11 1
專利名稱：大功率led驅動電源裝置的製作方法
技術領域：
當前我國正在創建資源節約型、環境友好型社會，「綠色照明」的概念也在逐步深入人心。隨著科技的不斷進步，半導體材料應用技術的高速發展，小功率LED光源已廣泛應用於景觀照明，大功率的LED路燈也越來越多地引起各方面的關注。大功率LED路燈是一種通過直流低壓點亮大功率LED組來實現照明需求的ー種新型照明方式，具有亮度高、顯 色性好等特點。另外，由於LED路燈的輸入為低壓直流，能與太陽能結合起來，使得太陽能LED路燈成為了未來道路照明方式的ー種可能。然而大功率LED所需的驅動電源為直流的低電壓，所以傳統上用以驅動白熾燈、日光燈、節能燈、鈉燈等光源的電源並不適合直接驅動大功率LED。而普通的降壓、穩壓電源必須重新改良才能適用於驅動大功率LED。發明人特為工作電壓為3. 4V、工作電流為350mA的大功率LED設計ー驅動電源。根據大功率LED的工作特性，分析市場上常見的驅動電源，研究了在路燈照明領域的應用，為了能更好地發揮大功率LED的優點，驅動電源必須滿足大電流輸出，且需要顧及散熱、過壓、過流、過溫保護等多個因素。
發明內容
本發明提供ー種大功率LED驅動電源裝置，其能夠滿足大電流輸出，且滿足散熱、過壓、過流、過溫保護功能。ー種大功率LED驅動電源裝置，包括整流電路，其特徵在幹，該整流電路還連接穩壓電路和溫度補償電路。其中，所述的穩壓電路通過MB1802晶片配合相應的元件實現穩壓功能。其中，所述的溫度補償電路通過AVR單片機配合相應的元件實現溫度補償功能。其中，所述的大功率LED驅動電源電路驅動的LED為串聯形式，且每個LED並聯ー個齊納管。關於本發明的具體實施方式
請見下面的描述。
圖I是本發明實施例中LED的光控電路的示意圖；圖2是本發明實施例中恆流驅動電路的示意圖；圖3是本發明實施例中溫度補償及調光電路圖；圖4是本發明實施例中恆流效果圖。
具體實施方式
下面給出本發明的較佳的實施例，這些實施例並非限制本發明的內容。實施例由圖I可知，220V交流電經電容限流、橋式整流、濾波、穩壓，在A，B兩端獲得穩定的12V直流電(見圖I)。在白天由於光敏電阻RG受到自然光的照射呈現低電阻，三極體VT的基極電位低，而被反偏置，因此VT截止，單向可控矽VS門極為低電平被關斷，LED驅動電路未啟動，所以LED不亮。到天黑時光敏電阻RG因無光照呈現高電阻，VT導通，VS的門極即有正向觸發電壓而導通，LED驅動電路啟動，LED通電發光。驅動大功率LED的主要目標是產生正向電流通過器件，比較理想的白光LED可採用MBI1802晶片來實現恆流驅動，它能抑制大功率LED正向電壓改變而造成的電流波動，可實現可控的正向電流，保證提供可控的顯示亮度。由圖2可知，通過穩壓二極體(D6)可為MB1802晶片提供穩定的驅動電壓，此時通過大功率LED的電流主要由參考電壓值和MBI1802晶片工作電壓來決定(見圖2)。絕大 多數顯示器都需要多個LED，若設計人員靈活地驅動多個LED，應將所有LED串聯，確保每顆LED的電流都相同。同時，在每個LED兩端並聯一個齊納管，能為LED提供開路保護。若要以並聯方式驅動白光LED，每個白光LED都必須串聯一個鎮流電阻，為避免通過其電流出現差異，這些電阻也會消耗功率，降低電路效率，所以採用串聯方式可驅動多個LED。由於LED的驅動電流設計為不隨溫度變化的恆流源，當LED周圍溫度低於安全溫度點時，輸出最高容許電流並保持不變；當LED周圍溫度高於安全溫度點時，工作電流就不在安全區內，這將導致LED的性能遠低於標稱數值。如果LED周圍溫度過高則是由LED自身發熱導致，所以為了確保LED的性能、壽命不受影響，必須通過電路的溫度補償功能來解決這一問題。由圖3可知，採用AVR單片機及MBI1802晶片的工作電壓為5V，通過MBI1802的一個外部電阻器Rext，可以調節輸出電流的範圍為40 360mA，在特定的光照下，只要不超過LED的額定電流，可隨意輸出電流，這樣用戶可以靈活的控制LED的光強度。同時，MBI1802晶片的第七腳連接AVR單片機，根據溫度傳感器18B20所測到溫度和檢測到的光敏電阻RG的阻值，AVR單片機通過輸出PWM波到MBI1802來控制其輸出電流，實現LED的溫度補償，同時可以精確調節LED亮度，進而實現LED的調光功能。如果LED的驅動未採用恆流源驅動方式，那麼PN結半導體器件在正嚮導通後，結電壓VF隨環境溫度上升而下降，即_2mV/°C，稱PN結的負溫度效應，該特性直接影響它的發光效率、發光亮度、發光色度。例如當常溫30°C時，選擇LED最佳工作電流為135mA，當環境溫度升到90°C，結電壓VF下降，工作電流急劇增加到265 282mA ;當溫度下降至_40°C時，結電壓VF上升，最佳工作電流將從135mA減小到27mA，發光亮度也隨電流的減少而降低，達不到所需的照度，如圖4中電流曲線I。得到恆流效果圖(見圖4)。從圖4中可以看出，未採用恆流方式驅動LED，其工作電流隨溫度的上升而上升，但採用恆流方式驅動LED，其工作電流不隨溫度的上升而上升，從而證明恆流方式驅動LED確實是可行的。通過MBI1802晶片來驅動大功率LED，為其提供恆定的電流，同時達到理想的發光強度。採用AVR單片機進行溫度補償和調光控制，可提高LED壽命，實現LED照度的調節。通過取點實驗表明，該方法的設計原理合理、方案可行，補償效果明顯。
權利要求
1.ー種大功率LED驅動電源裝置，包括整流電路，其特徵在於，該整流電路還連接穩壓電路和溫度補償電路。
2.如權利要求I所述的大功率LED驅動電源裝置，其特徵在於，所述的穩壓電路包括MB1802晶片配合相應的元件。
3.如權利要求2所述的大功率LED驅動電源裝置，其特徵在於，所述的溫度補償電路包括AVR單片機配合相應的元件。
4.如權利要求3所述的大功率LED驅動電源裝置，其特徵在於，所述的大功率LED驅動電源電路驅動的LED為串聯形式，且每個LED並聯ー個齊納管。
全文摘要
本發明提供一種大功率LED驅動電源裝置，包括整流電路，其特徵在於，該整流電路還連接穩壓電路和溫度補償電路。本發明提供的大功率LED驅動電源電路，其能夠滿足大電流輸出，且滿足散熱、過壓、過流、過溫保護功能。
文檔編號H05B37/02GK102695322SQ20111007289
公開日2012年9月26日 申請日期2011年3月24日 優先權日2011年3月24日
發明者戴文慧, 由磊 申請人:上海邊光實業有限公司