一種開關式變換輸出及可變電流的led驅動電源電路的製作方法
2023-10-29 08:09:47
一種開關式變換輸出及可變電流的led驅動電源電路的製作方法
【專利摘要】本發明公開一種開關式變換輸出及可變電流的LED驅動電源電路，包括開關電源電路、輸出切換電路和控制電路，控制電路包括分段控制集成電路、光耦反饋電路和電流調節集成電路，輸出切換電路用於對每路LED負載進行切換，分段控制集成電路控制輸出切換電路，實現對兩路或以上LED負載進行切換控制；光耦反饋電路的輸入端與至少兩個開關控制輸出端連接，光耦反饋電路的輸出端與電流調節集成電路的觸發輸入端連接，在每路開關電路同時導通時，光耦反饋電路會將電流切換信號反饋給電流調節集成電路，從而實現對輸出電流的調節，使輸出電流增大，給LED負載提供充足的工作電流，實現分段電路的單電源供電，降低產品成本。
【專利說明】—種開關式變換輸出及可變電流的LED驅動電源電路
【技術領域】
[0001]本發明涉及LED驅動電源領域，特別涉及一種開關式變換輸出及可變電流的LED驅動電源電路。
【背景技術】
[0002]目前，LED光源以壽命長、無汙染、光效高等特點正逐步替代白熾燈和螢光燈光源，故而出現了用LED作為光源的LED燈具。LED的單向導電特性使LED必須配備LED驅動電路才能工作。LED驅動電路能輸出恆定的電流或電壓，來為LED光源供電。配有調光電路的LED驅動電路還能對輸出的電流或電壓進行調節，從而使LED光源發出的亮度改變，但是，此調光電路需要人為控制。普通的沒有調光功能的LED驅動電路輸出的電流值是固定不能變化的，只能接相應電流值的LED負載，電流匹配性差，當LED負載以並聯增加時，LED負載所需的電流會增大，而此時LED驅動電路輸出的電流值就不能滿足電路所需。
[0003]隨著分段控制的應用，LED燈具中也常會使用分段開關來對兩路或以上負載進行分段控制，分段控制時，單路的LED負載和兩路總的LED負載所需的電流值是不同的，又由於LED驅動電路輸出的電流值是固定不能變化的，故需要每路LED負載接一個LED驅動電路，成本大大增加。
【發明內容】
[0004]本發明的主要目的是提供一種開關式變換輸出及可變電流的LED驅動電源電路，能控制兩路或以上LED負載單獨或同時發光，並在單路LED負載與多路LED負載之間切換時，輸出的電流值能自動調節，實現一個電源電路即能為兩路或以上LED負載單獨供電，驅動每路LED負載單獨發光，又能為兩路或以上LED負載集體供電，驅動多路LED負載同時發光。
[0005]本發明提出一種開關式變換輸出及可變電流的LED驅動電源電路，包括依次電性連接的電源開關、整流電路和開關電源電路，還包括用於與兩路或以上LED負載連接的輸出切換電路、用於控制所述輸出切換電路的切換和調節所述開關電源電路的輸出電流值的控制電路，所述控制電路包括分段控制集成電路、光耦反饋電路和電流調節集成電路，所述開關電源電路的第一輸出端正極與LED負載的正極連接，所述輸出切換電路包括兩路或以上開關電路，每一路所述開關電路接一路LED負載的負極；所述開關電源電路的第二輸出端與所述分段控制集成電路的電源輸入端連接，所述分段控制集成電路包括與所述開關電路的個數對應的開關控制輸出端，每一所述開關控制輸出端接一路所述開關電路；所述光耦反饋電路的輸入端與至少兩個所述開關控制輸出端連接，所述光耦反饋電路的輸出端與所述電流調節集成電路的觸發輸入端連接，所述電流調節集成電路為兩檔電流調節集成電路，所述電流調節集成電路的輸出端與所述開關電源電路的輸入端連接。
[0006]優選地，所述光耦反饋電路包括發光器、受光器、輸入控制開關管、輸出控制開關管和取樣電阻，所述輸入控制開關管的輸入端正極與所述開關電源電路的第二輸出端正極連接，所述輸入控制開關管的輸入端負極與其中一所述開關控制輸出端連接，所述輸入控制開關管的輸出端與所述發光器的正極連接，所述發光器的負極與其中另一所述開關控制輸出端連接；所述受光器的輸出端與所述輸出控制開關管連接，所述取樣電阻與所述輸出控制開關管串聯，所述電流調節集成電路的觸發輸入端與所述取樣電阻連接。
[0007]優選地，所述輸入控制開關管為PNP型三極體，所述輸入控制開關管的發射極與所述開關電源電路的第二輸出端正極連接，所述輸入控制開關管的基極與其中一所述開關控制輸出端連接，所述輸入控制開關管的集電極與所述發光器的正極連接；所述輸出控制開關管為NPN型三極體，所述輸出控制開關管的基極與所述受光器的輸出端連接。
[0008]優選地，所述開關電路中的開關器件可為三極體、場效應管、晶閘管或繼電器。
[0009]優選地，所述電流調節集成電路可為原邊控制調節電路、次邊控制調節電路或PWM控制調節電路。
[0010]優選地，每路所述LED負載的色溫不同，每路所述LED負載的工作電流相同。
[0011]本發明的開關式變換輸出及可變電流的LED驅動電源電路的包括依次電性連接的電源開關、整流電路和開關電源電路，還包括用於與兩路或以上LED負載連接的輸出切換電路以及用於控制輸出切換電路的切換和調節開關電源電路的輸出電流值的控制電路，通過電源開關控制220V交流電源的輸入，輸入交流電源經整流電路整流輸出直流電源，再經開關電源電路輸出恆流電源，為控制電路和LED負載供電。
[0012]該輸出切換電路包括兩路或以上開關電路，開關電源電路的第一輸出端正極與LED負載的正極連接，每一路開關電路接一路LED負載的負極，每路開關電路能控制相應的LED負載迴路的通、斷，在開關電路導通時，相連接的LED負載接通電源發光，在開關電路斷開時，相連接的LED負載與電源斷開，不發光。
[0013]該控制電路包括分段控制集成電路、光耦反饋電路和電流調節集成電路，開關電源電路的第二輸出端與分段控制集成電路的電源輸入端連接，為分段控制集成電路供電。分段控制集成電路包括與開關電路的個數對應的開關控制輸出端，每一開關控制輸出端接一路開關電路，在開關控制輸出端輸出低電平時，開關電路導通，與其連接的LED負載點亮；在開關控制輸出端輸出高電平時，開關電路關斷，與其連接的LED負載熄滅；分段控制集成電路在電源開關的控制下，控制開關控制輸出端單個輪流輸出低電平或同時輸出低電平，從而控制每路LED負載單獨發光或同時發光，實現對兩路或以上LED負載進行切換控制。
[0014]光耦反饋電路的輸入端與至少兩個開關控制輸出端連接，在至少兩個開關控制輸出端同時輸出低電平時，光耦反饋電路導通。
[0015]在至少兩個開關控制輸出端同時輸出低電平時，說明每個開關控制輸出端均同時輸出低電平，此時，每一路開關電路均導通，每路LED負載與電源均接通，從而開關電源電路輸出的電流需供給給全部的LED負載，使LED負載同時發光，此時開關電源電路輸出的電流值就需提高，以輸出給每路LED負載充足的電流。所以，在光耦反饋電路導通時，就說明LED負載增加，輸出的電流值需變換。光耦反饋電路的輸出端與電流調節集成電路的觸發輸入端連接，在光耦反饋電路導通時，光耦反饋電路就會對電流調節集成電路的觸發輸入端輸出觸發信號，以達到將電流切換信號反饋給電流調節集成電路的目的。在電流調節集成電路的觸發輸入端接收到光耦反饋電路反饋的信息後，電流調節集成電路就會對輸出電流進行調節，使輸出電流值增大，以適應LED負載的切換,實現在兩路或以上LED負載分段控制時，驅動電路能自動變換輸出電流值，使兩路或以上LED負載能共用一個驅動電源，實現分段電路的單電源供電，降低產品成本。
[0016]輸出電流值增大就能給LED負載提供充足的工作電流，LED負載就能達到最佳的發光效果，提高LED的利用率。
[0017]本發明在配合不同色溫值的LED負載時，可實現分段調光調色的效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明開關式變換輸出及可變電流的LED驅動電源電路的電路框圖；
圖2為本發明開關式變換輸出及可變電流的LED驅動電源電路的電路圖。
[0019]本發明目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
【具體實施方式】
[0020]應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
[0021]參照圖1和圖2，提出本發明的開關式變換輸出及可變電流的LED驅動電源電路的一實施例，該開關式變換輸出及可變電流的LED驅動電源電路包括依次電性連接的電源開關10、整流電路20和開關電源電路30，還包括用於與兩路或以上LED負載連接的輸出切換電路50以及用於控制輸出切換電路50的切換和調節開關電源電路30的輸出電流值的控制電路40。通過電源開關10控制220V交流電源的輸入，輸入交流電源經整流電路20整流輸出直流電源，再經開關電源電路30輸出恆流電源，為控制電路40和LED負載供電。
[0022]該輸出切換電路50包括兩路或以上開關電路，開關電源電路30的第一輸出端正極與LED負載的正極連接，每一路開關電路接一路LED負載的負極，每路開關電路能控制相應的LED負載迴路的通、斷，在開關電路導通時，相連接的LED負載接通電源發光，在開關電路斷開時，相連接的LED負載與電源斷開，不發光。
[0023]該控制電路40包括分段控制集成電路U1、光耦反饋電路41和電流調節集成電路U2，開關電源電路30的第二輸出端與分段控制集成電路Ul的電源輸入端連接，為分段控制集成電路Ul供電。分段控制集成電路Ul包括與開關電路的個數對應的開關控制輸出端，每一開關控制輸出端接一路開關電路，在開關控制輸出端輸出低電平時，開關電路導通，與其連接的LED負載點亮；在開關控制輸出端輸出高電平時，開關電路關斷，與其連接的LED負載熄滅；分段控制集成電路Ul在電源開關10的控制下，控制開關控制輸出端單個輪流輸出低電平或同時輸出低電平，從而控制每路LED負載單獨發光或同時發光，實現對兩路或以上LED負載進行切換控制。
[0024]光耦反饋電路41的輸入端與至少兩個開關控制輸出端連接，在至少兩個開關控制輸出端同時輸出低電平時，光耦反饋電路41導通。
[0025]在至少兩個開關控制輸出端同時輸出低電平時，說明每個開關控制輸出端均同時輸出低電平，此時，每一路開關電路均導通，每路LED負載與電源均接通，從而開關電源電路30輸出的電流需供給給全部的LED負載，使LED負載同時發光，此時開關電源電路30輸出的電流值就需提高，以輸出給每路LED負載充足的電流。所以，在光耦反饋電路41導通時，就說明LED負載增加，輸出的電流值需變換。光耦反饋電路41的輸出端與電流調節集成電路U2的觸發輸入端連接，在光耦反饋電路41導通時，光耦反饋電路41就會對電流調節集成電路U2的觸發輸入端輸出觸發信號，以達到將電流切換信號反饋給電流調節集成電路U2的目的。
[0026]電流調節集成電路U2的輸出端與開關電源電路30的輸入端連接，電流調節集成電路U2為兩檔電流調節集成電路U2，可控制開關電源電路30輸出電源的電流值在兩檔間切換。其中一檔電流值與單路LED負載的工作電流匹配，另一檔電流值與全部LED負載的工作電流匹配。在電流調節集成電路U2的觸發輸入端接收到光耦反饋電路41反饋的信息後，電流調節集成電路U2就會對輸出電流進行調節，使輸出電流值增大，以適應LED負載的切換，實現在兩路或以上LED負載分段控制時，驅動電路能自動變換輸出電流值，使兩路或以上LED負載能共用一個驅動電源，實現分段電路的單電源供電，降低產品成本。
[0027]在負載的工作電流增大時，輸出電流值增大就能為LED負載提供充足的工作電流，LED負載就能達到最佳的發光效果，提高LED的利用率。
[0028]應用在LED燈上，接負載時，電路中每路開關電路所接的LED負載的工作電流值要求相同，因為在LED負載之間單獨發光切換時，開關電源電路30輸出的電流值是不變的。
[0029]該光耦反饋電路41包括發光器、受光器、輸入控制開關管Q7、輸出控制開關管Q2和取樣電阻R9，輸入控制開關管Q7的輸入端正極與開關電源電路30的第二輸出端正極連接，輸入控制開關管Q7的輸入端負極與其中一開關控制輸出端連接，輸入控制開關管Q7的輸出端與發光器的正極連接，發光器的負極與其中另一開關控制輸出端連接。在與輸入控制開關管Q7的輸入端負極連接的開關控制輸出端輸出低電平時，輸入控制開關管Q7導通，對發光器的正極輸出正電壓；與此同時，在與發光器的負極連接的開關控制輸出端輸出低電平時，發光器所在電路導通，發光器發光。發光器發光時，受光器接受光線之後就會產生光電流，並從輸出端流出。受光器的輸出端與輸出控制開關管Q2連接,在受光器在光感輸出電流時，輸出控制開關管Q2導通。取樣電阻R9與輸出控制開關管Q2串聯，電流調節集成電路U2的觸發輸入端與取樣電阻R9連接，在輸出控制開關管Q2導通時，取樣電阻R9上的電壓值升高；電流調節集成電路U2的觸發輸入端會實時檢測取樣電阻R9上的電壓，在取樣電阻R9上的電壓升高至預設值時，電流調節集成電路U2就會被觸發，從而輸出電流切換信號，控制開關電源電路30輸出與LED負載匹配的電流值，保證LED負載獲得充分的工作電流。
[0030]其中，輸入控制開關管Q7為PNP型三極體，輸出控制開關管Q2為NPN型三極體，當然輸入控制開關管Q7和輸出控制開關管Q2也可為MOS管。輸入控制開關管Q7的發射極與開關電源電路30的第二輸出端正極連接，輸入控制開關管Q7的基極與其中一開關控制輸出端連接，輸入控制開關管Q7的集電極與發光器的正極連接。輸出控制開關管Q2的基極與受光器的輸出端連接。
[0031]開關電路中的開關器件可為三極體、場效應管、晶閘管或繼電器。本實施例中的開關電路使用兩個三極體連接組成，由兩個三極體控制，兩級放大，驅動力強。
[0032]電流調節集成電路U2可為原邊控制調節電路、次邊控制調節電路或PWM控制調節電路，原邊控制調節電路、次邊控制調節電路和PWM控制調節電路均為現有技術，在此不再贅述。
[0033]電路中所接的每路LED負載的色溫值不同，可通過電源開關10對每路LED負載進行分段控制，實現色溫的調節，達到分段調光調色的效果。
[0034]本實施例中的開關電路設有兩路，第一開關電路和第二開關電路；LED負載相應設有兩路，第一 LED負載和第二 LED負載。在電源開關10第一次閉合時,分段控制集成電路Ul控制第一開關電路導通，第二開關電路斷開，從而第一 LED負載發光，第二 LED負載熄滅；接著斷開電源開關10並快速第二次閉合電源開關10時，分段控制集成電路Ul控制第二開關電路導通，第一開關電路斷開，從而第二 LED負載發光，第一 LED負載熄滅；接著再次斷開電源開關10並快速第三次閉合電源開關10時，分段控制集成電路Ul控制第一開關電路和第二開關電路同時導通，從而第一 LED負載和第二 LED負載同時發光；在第四次閉合電源開關10時，第一開關電路導通，恢復到第一 LED負載單獨發光的狀態，如此循環下去。在第一開關電路或第二開關電路單獨導通時，開關電源電路30輸出的電流值不變化；在第一開關電路和第二開關電路同時導通時，電流調節集成電路U2對輸出的電流值進行切換，使電流增大，給LED負載提供足夠的工作電流，使LED負載達到最佳的發光效果。
[0035]可將第一 LED負載設置為色溫值為3000K的LED光源，將第二 LED負載設置為色溫值為OOK的LED光源。第一 LED負載單獨發光時，燈具發出色溫值為3000K的暖光；第二LED負載單獨反光時，燈具發出色溫值為OOK的白光；第一 LED負載和第二 LED負載同時發光時，燈具發出經第一 LED負載和第一 LED負載發光混色得出的色溫為4500K的暖白光，不同色溫的光可帶給用戶不同的感受。本實施例中可用單個驅動電源電流對兩路或以上LED負載進行分段調光調色，即能大大降低成本，又方便用戶使用。
[0036]以上所述僅為本發明的優選實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構變換，或直接或間接運用在其他相關的【技術領域】，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。
【權利要求】
1.一種開關式變換輸出及可變電流的LED驅動電源電路，包括依次電性連接的電源開關、整流電路和開關電源電路，其特徵在於，還包括用於與兩路或以上LED負載連接的輸出切換電路、用於控制所述輸出切換電路的切換和調節所述開關電源電路的輸出電流值的控制電路，所述控制電路包括分段控制集成電路、光耦反饋電路和電流調節集成電路，所述開關電源電路的第一輸出端正極與LED負載的正極連接，所述輸出切換電路包括兩路或以上開關電路，每一路所述開關電路接一路LED負載的負極；所述開關電源電路的第二輸出端與所述分段控制集成電路的電源輸入端連接，所述分段控制集成電路包括與所述開關電路的個數對應的開關控制輸出端，每一所述開關控制輸出端接一路所述開關電路；所述光耦反饋電路的輸入端與至少兩個所述開關控制輸出端連接，所述光耦反饋電路的輸出端與所述電流調節集成電路的觸發輸入端連接，所述電流調節集成電路為兩檔電流調節集成電路，所述電流調節集成電路的輸出端與所述開關電源電路的輸入端連接。
2.根據權利要求1所述的開關式變換輸出及可變電流的LED驅動電源電路，其特徵在於，所述光耦反饋電路包括發光器、受光器、輸入控制開關管、輸出控制開關管和取樣電阻，所述輸入控制開關管的輸入端正極與所述開關電源電路的第二輸出端正極連接，所述輸入控制開關管的輸入端負極與其中一所述開關控制輸出端連接，所述輸入控制開關管的輸出端與所述發光器的正極連接，所述發光器的負極與其中另一所述開關控制輸出端連接；所述受光器的輸出端與所述輸出控制開關管連接，所述取樣電阻與所述輸出控制開關管串聯，所述電流調節集成電路的觸發輸入端與所述取樣電阻連接。
3.根據權利要求2所述的開關式變換輸出及可變電流的LED驅動電源電路，其特徵在於，所述輸入控制開關管為PNP型三極體，所述輸入控制開關管的發射極與所述開關電源電路的第二輸出端正極連接，所述輸入控制開關管的基極與其中一所述開關控制輸出端連接，所述輸入控制開關管的集電極與所述發光器的正極連接；所述輸出控制開關管為NPN型三極體，所述輸出控制開關管的基極與所述受光器的輸出端連接。
4.根據權利要求1所述的開關式變換輸出及可變電流的LED驅動電源電路，其特徵在於，所述開關電路中的開關器件可為三極體、場效應管、晶閘管或繼電器。
5.根據權利要求1所述的開關式變換輸出及可變電流的LED驅動電源電路，其特徵在於，所述電流調節集成電路可為原邊控制調節電路、次邊控制調節電路或PWM控制調節電路。
6.根據權利要求1所述的開關式變換輸出及可變電流的LED驅動電源電路，其特徵在於，每路所述LED負載的色溫值不同，每路所述LED負載的工作電流相同。
【文檔編號】H05B37/02GK103476189SQ201310474626
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年10月12日 優先權日:2013年10月12日
【發明者】陳錦敏 申請人:中山市邁得照明有限公司