一種led照明設(shè)備和led燈具電源驅(qū)動電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種LED照明設(shè)備，更具體地，涉及一種LED燈具電源的驅(qū)動電路。
【背景技術(shù)】
[0002]LED (Light Emitting D1de，發(fā)光二極管)燈具正在迅速取代傳統(tǒng)的白熾燈。與白熾燈相比，LED燈具有發(fā)光效率高、低耗電、可調(diào)色溫、壽命長等優(yōu)點。在LED燈具的各個部件中，電源和驅(qū)動電路的設(shè)計至關(guān)重要。由于LED的光特性與電流直接相關(guān)，因此LED通常采用恒流驅(qū)動，以保證對LED亮度、色度的準(zhǔn)確調(diào)節(jié)，同時避免驅(qū)動電流超出額定值，影響可靠性和壽命。
[0003]例如公開號為CN101572972的發(fā)明專利文件公開了一種可調(diào)光恒流源電路，包括EMC防護電路、PFC校正電路、恒流源電路和調(diào)光控制電路。其中EMC防護電路的輸入端接到外部AC220V輸入，輸出端連接到PFC校正電路，由PFC校正電路輸出恒壓信號給恒流源電路和調(diào)光控制電路，由恒流源輸出端驅(qū)動外部燈具，調(diào)光控制電路的輸出端輸出脈寬調(diào)制信號驅(qū)動恒流源，以達到調(diào)光目的。這樣的電路恒流源的輸出和輸入沒有電氣隔離，這種情況要求燈具外殼本身具有良好的電氣隔離，方能保證安全。因此，這種不隔離的LED燈具通常用在商用照明和路燈中，即只有專業(yè)訓(xùn)練的電工才會接觸的場合。另外，如果恒流源的輸出和輸入采用開關(guān)電源變壓器實現(xiàn)電氣隔離，這種情況下，開關(guān)電源的工作頻率通常為20kHz?70kHz，這樣的工作頻率對脈寬調(diào)制信號(通常為500Hz?IkHz)的響應(yīng)不夠靈敏，即燈具無法調(diào)節(jié)到較低的亮度。通常的實現(xiàn)中，當(dāng)脈寬調(diào)制信號的占空比小于10%左右時，燈具就會直接熄滅。
[0004]綜上，這種單級恒流驅(qū)動的效果難以令人滿意，尤其是對于功率較大的LED燈具。
[0005]因此，需要性能更穩(wěn)定的電源和驅(qū)動電路設(shè)計，以及成本更低的調(diào)光控制電路。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]為此，本實用新型提供一種LED照明設(shè)備和驅(qū)動電路，以力圖解決或者至少緩解上面存在的至少一個問題。
[0007]根據(jù)本實用新型的一個方面，提供一種LED燈具電源驅(qū)動電路，包括:整流濾波單元，用于將交流電進行整流和濾波以輸出第一直流電壓；恒壓電源單元，用于將由整流濾波單元輸出的第一直流電壓轉(zhuǎn)換為第二直流電壓并輸出恒定電壓；恒流驅(qū)動單元，用于將恒壓電源單元輸出的恒定電壓進行恒流變換以輸出恒定電流至LED光源；和調(diào)光調(diào)色控制單元，用于通過輸出第一脈寬調(diào)制信號和第二脈寬調(diào)制信號來調(diào)節(jié)LED光源的亮度和冷暖，其中恒壓電源單元為隔離型，恒流驅(qū)動單元為非隔離型。
[0008]可選地，在根據(jù)本實用新型的LED燈具電源驅(qū)動電路中，恒壓電源單元包括用于電氣隔離的隔離部件。
[0009]可選地，在根據(jù)本實用新型的LED燈具電源驅(qū)動電路中，還包括:冷暖光切換單元，用于調(diào)節(jié)LED光源的冷暖色調(diào)，其中第一脈寬調(diào)制信號被輸出至恒流驅(qū)動單元，第二脈寬調(diào)制信號被輸出至冷暖光切換單元。
[0010]可選地，在根據(jù)本實用新型的LED燈具電源驅(qū)動電路中，LED光源包括具有不同色溫的至少第一組LED發(fā)光器件和第二組LED發(fā)光器件，該冷暖光切換單元包括:第一開關(guān)器件(Ql)，與第一組LED發(fā)光器件的第一串聯(lián)支路連接在恒流驅(qū)動單元的第一輸出端和第二輸出端之間；第二開關(guān)器件(Q2)，與第二組LED發(fā)光器件的第二串聯(lián)支路連接在恒流驅(qū)動單元的第一輸出端和第二輸出端之間；第一分壓支路，包括串聯(lián)的第一電阻(Rl)、第二電阻(R2)和第三電阻(R3);第三開關(guān)器件(Q3)，其與分壓支路的第三串聯(lián)支路連接在恒流驅(qū)動單元的第一輸出端與接地端之間；第二分壓支路，包括串聯(lián)在恒流驅(qū)動單元的第一輸出端和第二輸出端之間的第四電阻(R4)和第五電阻(R5);和第四開關(guān)器件(Q4)，其與第四電阻(R4)并聯(lián)，其中第三開關(guān)器件的選通端接收來自調(diào)光調(diào)色控制單元的第二脈寬調(diào)制信號，其中第一開關(guān)器件(Ql)的選通端連接在第二電阻(R2)與第三電阻(R3)之間，第二開關(guān)器件(Q2)的選通端連接到第四電阻(R4)和第五電阻(R5)之間，第四開關(guān)器件(Q4)的選通端連接到第一電阻(Rl)和第二電阻(R2)之間。
[0011 ] 可選地，在根據(jù)本實用新型的LED燈具電源驅(qū)動電路中，第三開關(guān)器件包括NPN型三極管，第三開關(guān)器件的選通端為基極，基極經(jīng)由第六電阻(R6)接收第二脈寬調(diào)制信號并且經(jīng)由第七電阻(R7)連接到接地端，第三開關(guān)器件的集電極連接到第三電阻(R3)，發(fā)射極連接到接地端。
[0012]可選地，在根據(jù)本實用新型的LED燈具電源驅(qū)動電路中，第四開關(guān)器件包括PNP型三極管，第四開關(guān)器件的選通端為基極，第四開關(guān)器件的發(fā)射極連接到恒流驅(qū)動單元的第一輸出端，第四開關(guān)器件的集電極連接到第四電阻(R4)與第五電阻(R5)之間。
[0013]可選地，在根據(jù)本實用新型的LED燈具電源驅(qū)動電路中，第一開關(guān)器件包括PMOS管，第一開關(guān)器件的選通端為柵極，第一開關(guān)器件的漏極與第一組LED發(fā)光器件相連，第一開關(guān)器件的源極連接到恒流驅(qū)動單元的第一輸出端。
[0014]可選地，在根據(jù)本實用新型的LED燈具電源驅(qū)動電路中，第二開關(guān)器件包括PMOS管，第二開關(guān)器件的選通端為柵極，第二開關(guān)器件的漏極與第二組LED發(fā)光器件相連，第二開關(guān)器件的源極連接到恒流驅(qū)動單元的第一輸出端。
[0015]可選地，在根據(jù)本實用新型的LED燈具電源驅(qū)動電路中，還包括EMI濾波單元，用于抑制電網(wǎng)和電子元件自身產(chǎn)生的電磁干擾。
[0016]可選地，在根據(jù)本實用新型的LED燈具電源驅(qū)動電路中，恒流驅(qū)動單元工作頻率范圍為 600kHz 至 100kHz。
[0017]根據(jù)本實用新型的另一方面，提供了一種LED照明設(shè)備，包括如上所述的LED燈具電源驅(qū)動電路和LED光源。
[0018]根據(jù)本實用新型的LED燈具電源驅(qū)動電路方案，采用了恒壓恒流兩極驅(qū)動，一方面恒壓開關(guān)電源通過變壓器實現(xiàn)了電路輸出和市電隔離，從而確保電路的安全性；另一方面由于恒流驅(qū)動單元采用低壓非隔離結(jié)構(gòu)，工作頻率遠(yuǎn)高于調(diào)光脈寬調(diào)制信號，因此可以實現(xiàn)精度很高的亮度調(diào)節(jié)，以及低于5%額定功率的低亮度情況下的穩(wěn)定照明。
[0019]另外，根據(jù)本實用新型的LED燈具電源驅(qū)動電路方案，采用了利用單個恒流驅(qū)動單元實現(xiàn)的冷暖切換電路，不僅節(jié)約了成本，并且由于在調(diào)節(jié)冷暖時單個恒流電源輸出電流是穩(wěn)定不變的，因此調(diào)節(jié)冷暖時，整個燈具的發(fā)光亮度不會變化。
[0020]綜上，本實用新型能夠提供性能更穩(wěn)定的LED電源和驅(qū)動電路設(shè)計，以及成本更低的調(diào)光控制電路。
【附圖說明】
[0021]為了實現(xiàn)上述以及相關(guān)目的，本文結(jié)合下面的描述和附圖來描述某些說明性方面，這些方面指示了可以實踐本文所公開的原理的各種方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保護的主題的范圍內(nèi)。通過結(jié)合附圖閱讀下面的詳細(xì)描述，本公開的上述以及其它目的、特征和優(yōu)勢將變得更加明顯。遍及本公開，相同的附圖標(biāo)記通常指代相同的部件或元素。
[0022]圖1示出了根據(jù)本實用新型的一個示例性實施方式的LED燈具電源驅(qū)動電路100的結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖2示出了根據(jù)本實用新型的一個示例性實施方式的LED燈具電源驅(qū)動電路100的冷暖光切換單元150的電路示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整的傳達給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
[0025]圖1是根據(jù)本實用新型的一個實施例的LED燈具電源驅(qū)動電路100的結(jié)構(gòu)示意圖。該LED燈具電源的驅(qū)動電路包括:整流濾波單元110、恒壓電源單元120、恒流驅(qū)動單元130和調(diào)光調(diào)色控制單元140。
[0026]整流濾波單元110將交流電進行整流和濾波以輸出第一直流電壓，例如對于220V市電輸入的情況，整流濾波后的輸出是不超過400V的直流電。恒壓電源單元120將由整流濾波單元110輸出的第一電壓直流電轉(zhuǎn)換為第二電壓直流電并輸出穩(wěn)定電壓，其中恒壓電源單元120包括用于電氣隔離的隔離部件，根據(jù)本實用新型的一個實施方式，恒壓電源單元120由恒壓開關(guān)電源和變壓器組成，恒壓開關(guān)電源將高壓直流電(比如不超過400V的直流電)轉(zhuǎn)換為24V低壓直流電，并保持輸出電壓的穩(wěn)定。其中恒壓開關(guān)電源的工作頻率為20kHz至70kHz。恒壓開關(guān)電源通過變壓器實現(xiàn)了輸出級和輸入級(市電)的隔離，從而保證其后續(xù)所有電路的安全性。恒流驅(qū)動單元130與恒壓電源單元120相連，將恒壓電源單元120輸出的恒定電壓進行恒流變換以輸出恒定電流至LED光源，根據(jù)本實用新型的一個實施例，該恒定電流保持在250mA至300mA，恒流驅(qū)動單元130的工作頻率范圍為600kHz至100kHz ο應(yīng)當(dāng)注意的是，該恒壓電源單元120為隔離型，恒流驅(qū)動單元130為非隔離型。另夕卜，調(diào)光調(diào)色控制單元140輸出兩路脈寬調(diào)制信號，分別用來調(diào)節(jié)LED光源的亮度和冷暖。
[0027]根據(jù)本實用新型的一個實施例，該驅(qū)動電路100還包括冷暖光切換單元150，用于調(diào)節(jié)LED光源的冷暖色調(diào)。即上述兩路脈寬調(diào)制信號中，第一脈寬調(diào)制信號被輸出至恒流驅(qū)動單元130以調(diào)節(jié)光的亮度，第二脈寬調(diào)制信號被輸出至冷暖光切換單元150以調(diào)節(jié)光的冷暖色調(diào)，而后將冷暖光切換單元150的輸出給LED發(fā)光器件。
[0028]其中，LED光源包括具有不同色溫的至少第一組LED發(fā)光器件和第二組LED發(fā)光器件。
[0029]根據(jù)本實用新型的一個實施例，該驅(qū)動電路100還包括EMI濾波單元160，其輸入端接到外部電源AV220V的輸入，用于抑制電網(wǎng)和電子元件自身產(chǎn)生的電磁干擾，而后將交流電輸出給整流濾波單元110。
[0030]根據(jù)本實用新型的恒壓恒流兩級驅(qū)動電路，通過恒壓電源單元實現(xiàn)了電路輸出和市電隔離，保障了電路的安全性；同時非隔離恒流驅(qū)動單元以600kHz至100kHz的頻率調(diào)節(jié)脈寬調(diào)制信號(通常為IkHz)，可以實現(xiàn)精度很高的亮度調(diào)節(jié)，以及亮度低于5%以下的低亮度輸出。
[0031]圖2示出了根據(jù)本實用新型的一個實施例的冷暖光切換單元150的電路示意圖。冷暖光切換單元150包括:第一開關(guān)器件Ql，與第一組LED發(fā)光器件(LED_P1，LED_N)的第一串聯(lián)支路連接在恒流驅(qū)動單元的第一輸出端和第二輸出端之間；第二開關(guān)器件Q2，與第二組LED發(fā)光器件(LED_P2，LED_N)的第二串聯(lián)支路連接在恒流驅(qū)動單元的第一輸出