專利名稱：大功率led驅(qū)動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及發(fā)光二極管照明驅(qū)動技術(shù)，尤其涉及一種大功率 LED通用照明燈的驅(qū)動電路。
背景技術(shù)：
LED是一種節(jié)能、環(huán)保、小尺寸、快速、多色彩、長壽命的新型 光源。但是，與LED燈配套的驅(qū)動器卻跟不上LED光源發(fā)展的需要， 驅(qū)動電路性能不佳，故障率高成了約束LED推廣應用的瓶頸。
現(xiàn)有LED驅(qū)動電路，如電容降壓電路和開關(guān)穩(wěn)壓電路，沒有深入 利用LED的輸出光流明數(shù)和波長同PN結(jié)的溫度以及電流密切相關(guān)， 將引起LED的提前老化，不能有效滿足LED照明驅(qū)動的要求。
現(xiàn)有的常規(guī)恒流或恒壓開關(guān)電源拓樸結(jié)構(gòu)為，市電(50HZ， 90V-264V)經(jīng)過50HZ整流濾波后，送入由高頻變壓器初級繞組和開 關(guān)管組成的主回路，經(jīng)高頻變壓、整流濾波后由電壓采樣或電流采樣 電路反饋給主控IC,從而使得電流或電壓保持恒定。這種常規(guī)恒流或 恒壓開關(guān)電源作為LED通用照明必然帶來以下問題，由于隨著LED陣 列工作的時間加長，LED的工作溫度上升，將引起有效壽命電流降低， 如果采用常規(guī)恒流必然使得LED提前老化。而且，這種常規(guī)的LED驅(qū) 動電路在LED燈出現(xiàn)開路或短路時可能導致LED燈的連鎖性破壞。
而且，常規(guī)的驅(qū)動電路，忽略了外部環(huán)境光的驅(qū)動管理能力，不
能才艮據(jù)環(huán)境光的變化自適應調(diào)節(jié)電流，進4亍環(huán)境光自動補償，而這點
對于偽白光LED的長期工作非常重要。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種恒壓驅(qū)動狀態(tài)與恒流 驅(qū)動狀態(tài)能自動轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)對LED燈開路或短路具有自適應功能的大 功率LED驅(qū)動電路。
本實用新型進一 步要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)恒壓 輸出補償?shù)拇蠊β蔐ED驅(qū)動電路。
本實用新型更進一 步要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán) 境光電流補償?shù)拇蠊β蔐ED驅(qū)動電路。
本實用新型更進一步要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠適應寬 電壓輸入并能對最大輸出電流峰值進行限定的大功率LED驅(qū)動電路。
為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是， 一種大 功率LED驅(qū)動電路，包括整流電路、開關(guān)管、高頻變壓/整流電路、 PWM控制芯片和光耦反饋電路，PWM控制芯片接受光耦反饋電路的反 饋并控制整個LED驅(qū)動電路的工作，還包括輸出電流檢測電路，所述 的輸出電流檢測電路連接在高頻變壓/整流電路的輸出端，通過光耦 反饋電路和PWM控制芯片，實現(xiàn)LED驅(qū)動電路恒壓驅(qū)動狀態(tài)與恒流驅(qū) 動狀態(tài)的自動轉(zhuǎn)換。
以上所述的大功率LED驅(qū)動電路，最好還包括輸出電壓補償電路，
所述的輸出電壓及補償電路連接在高頻變壓/整流電路的輸出端，通 過光耦反饋電路和PWM控制芯片，實現(xiàn)LED驅(qū)動電路的恒壓輸出補償。
以上所述的大功率LED驅(qū)動電路，最好還包4舌環(huán)境光檢測電路， 所述的環(huán)境光檢測電路連接在高頻變壓/整流電路的輸出端，通過光 耦反饋電路和PWM控制芯片，實現(xiàn)LED驅(qū)動電路環(huán)境光電流補償。
以上所述的大功率LED驅(qū)動電路，最好還包括輸入電壓補償電路， 所述的輸入電壓檢測電路連接在整流電路的輸出端，其輸出端接PWM 控制芯片受控端，實現(xiàn)LED驅(qū)動電路的寬電壓輸入功能。
以上所述的大功率LED驅(qū)動電路，最好還包括溫度檢測補償電路， 所述的溫度檢測補償電路通過電壓補償電M PWM控制芯片受控端， 實現(xiàn)LED驅(qū)動電路最大輸出電流峰值的限定。
以上所述的大功率LED驅(qū)動電路，所述的PWM控制芯片最好是 SA7527芯片。
以上所述的大功率LED驅(qū)動電路，光耦反饋電路的釆樣部分可以 包括采樣電阻R15、 R16、 R17,光耦、精密穩(wěn)壓源；M6—端接LED 驅(qū)動電路低壓輸出端的主邊，另一端接光耦發(fā)光二極管的陽極，光耦 發(fā)光二極管的陰極接精密穩(wěn)壓源陰極，精密穩(wěn)壓源的陽極接低壓地； R15和R17串接后，R15—端接LED驅(qū)動電路低壓輸出端的主邊，R17 的一端接低壓地，R15和R17間的接點接精密穩(wěn)壓源的參考端。光耦 反饋電路的輸出部分包括反饋線圈，整流二極管D4,、光耦的光敏三 極管Q4。反饋線圈的輸出端經(jīng)D4接Q4的集電極和SA7527芯片的8 腳，Q4的發(fā)射極接SA7527芯片的1腳；所述的輸出電流檢測電路包 括電流采樣電阻R18和三極管Q3， R18串接在低壓輸出端的付邊，一 端接低壓地，另一端接Q3的基極，Q3的集電極接光耦發(fā)光二極管的
陰才及，發(fā)射才及接4氐壓地。
以上所迷的大功率LED驅(qū)動電路，在TL431精密穩(wěn)壓源的采樣電 阻R15和TL431精密穩(wěn)壓源的參考端之間最好串接有光敏傳感器WT。
以上所述的大功率LED驅(qū)動電路，所述的環(huán)境光檢測電路可以包 括采樣電阻R3、光電傳感器和三極管Q2。光電傳感器一端接LED驅(qū) 動電路低壓輸出端的主邊，另一端接R3， R3接Q2的基極，Q2的集 電極接光耦發(fā)光二極管的陰極，發(fā)射極接低壓地。
以上所述的大功率LED驅(qū)動電路，最好還包括輸入電壓補償電路 和溫度檢測補償電路；所述的輸入電壓補償電路包括輸入電壓檢測電 路和輸出電壓檢測電路；輸入電壓檢測電路包括串聯(lián)在整流電路輸出 端和地之間的輸入電壓采樣電阻Rl和R2。 Rl和R2的接點接SA7527 芯片的3腳；輸出電壓檢測電路包括輸出電壓采樣電阻R8、 R9和R10, R10連接光耦光敏三極管Q4的輸出端和地之間，R8、 R9串聯(lián)后連接 Q4輸出端和SA7527芯片的2腳；所述的溫度檢測補償電路包括電阻 R4和光敏電阻RT, R4和RT串接后， 一端接高壓地，另一端接R1和 R2的接點。
本實用新型包括輸出電流檢測電路，所述的輸出電流檢測電路連 接在高頻變壓/整流電路的輸出端，通過光耦反饋電路和PWM控制芯 片，實現(xiàn)LED驅(qū)動電路恒壓驅(qū)動狀態(tài)與恒流驅(qū)動狀態(tài)的自動轉(zhuǎn)換，可 以實現(xiàn)對LED燈開路或短路時的自適應保護，防止可能導致的LED燈 的連鎖性破壞。
本實用新型如進一步采用輸出電壓補償電路，便能實現(xiàn)LED驅(qū)動
電路的恒壓輸出補償，當PN結(jié)溫度升高時，輸出電壓補償電路能適 當提高恒壓啟動的轉(zhuǎn)折點電壓，從而實現(xiàn)可靠的恒流/恒壓轉(zhuǎn)換功能。
本實用新型如進一步采用環(huán)境光檢測電路，當環(huán)境光發(fā)生變化 時，環(huán)境光檢測電路使得通過光耦的電流發(fā)生改變，從而達到環(huán)境光 電流補償?shù)哪康摹?br> 本實用新型如更進一步采用輸入電壓補償電路和溫度檢測補償
電路，就能夠適應寬電壓輸入并能對LED驅(qū)動電路的最大輸出電流峰 值進行限定。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。


圖1是本實用新型大功率LED驅(qū)動電路實施例的原理框圖。
圖2是PWM控制芯片SA7527內(nèi)部結(jié)構(gòu)的原理框圖。
圖3是本實用新型大功率LED驅(qū)動電路實施例的電路原理圖。
具體實施方式
如圖l所示，本實用新型大功率LED驅(qū)動電路實施例包括工頻整 流電路、開關(guān)管、高頻變壓/整流電路、PWM控制芯片、電流/電壓/ 光強檢測電路、輸入電壓補償電路、溫度檢測補償電路和光耦反饋電 路。工頻整流電路對輸入的82V-290V的工頻交流電整流濾波，高頻 變壓/整流電路的初級線圏接整流電路的輸出端并受開關(guān)管控制。光 耦反饋電,高頻變壓/整流電路的輸出端。PWM控制芯片接受光耦反
饋電路的反饋并控制開關(guān)管的工作。電流/電壓/光強檢測電路接高頻
變壓/整流電路的輸出端，通過光耦反饋電路和PWM控制芯片，實現(xiàn) LED驅(qū)動電路恒壓驅(qū)動狀態(tài)與恒流驅(qū)動狀態(tài)的自動轉(zhuǎn)換、恒壓輸出補 償和環(huán)境光電流補償。輸入電壓補償電路接工頻整流電路的輸出端， 其輸出端接PWM控制芯片受控端，實現(xiàn)LED驅(qū)動電路的寬電壓輸入功 能。溫度檢測補償電路通過電壓補償電路接PWM控制芯片受控端，實 現(xiàn)LED驅(qū)動電路最大輸出電流峰值的限定
如圖3所示，本實用新型大功率LED驅(qū)動電路實施例的工作原理 如下
本實施例PWM控制芯片Ul采用8腳封裝的SA7527。 SA7527是一 塊功能強大的芯片，它除了通用的PWM控制芯片的功能外，還提供了 內(nèi)置R/C濾波器、啟動定時器、過電壓保護、零電流檢測、乘法器、 內(nèi)部帶隙基準以及特殊防擊穿電路等功能，其內(nèi)部主要結(jié)構(gòu)如圖2所示。
從AC端口輸入的50HZ/60HZ交流電通過由4個IN4007組成的電 橋整流和電容C1濾波后，輸入高頻變壓器EI25。由M0S場效應管Q1 組成的開關(guān)電路串接在高頻變壓器EI25初級線圈副邊和地之間。MOS 場效應管Ql的漏極接E125初級線圏，源極通過電流采樣電阻Rl4接 地，柵極通過電阻R13接PWM控制芯片Ul SA7527的7腳(OUT)。場 效應管Ql源極同電流采樣電阻R14的接點接PWM控制芯片Ul SA7527 的4腳(CS)，對源極電流進行檢測限流。二極管D5、 D6對M0S場效 應管Q1進行保護。
高頻變壓器EI25的次級線圏的輸出經(jīng)D7、 Ll、 C7、 C8《且成的整 流濾波電路整流濾波后最后從2個OUT端子輸出。
本實施例的光耦反饋主電路的采樣部分包括采樣電阻R15、 R16、 R17,光耦PC817的發(fā)光二極管、精密穩(wěn)壓源TL431、電容C9。采樣 電阻R16—端接LED驅(qū)動電路低壓輸出端的主邊，另一端接光耦PC817 的發(fā)光二極管的陽極，光耦PC817的發(fā)光二極管的陰極接精密穩(wěn)壓源 TL431陰極，精密穩(wěn)壓源TL431的陰極接低壓地；采樣電阻R15和R17 串接后，R15 —端接LED驅(qū)動電路低壓輸出端的主邊，R17的一端接 地，采樣電阻R15和R17間的接點接精密穩(wěn)壓源TL431的參考端。光 耦反饋主電路的輸出部分包括反饋線圏，整流二極管D4，濾波電容 C6、光耦PC817的光敏三極管Q4和電阻R9。反饋線圏的輸出端經(jīng)整 流二極管D4接光耦PC817的光敏三極管Q4的集電極和PWM控制芯片 Ul SA7527的8腳(VDD ),光耦PC817的光敏三才及管Q4的發(fā)射極經(jīng)電 阻R9接PWM控制芯片Ul SA7527的1腳(INV )。
本實施例的光耦反饋主電路的原理是，低壓輸出經(jīng)過TL431反饋 并將誤差放大，TL431驅(qū)動光耦PC817的發(fā)光部分，而處在電源高壓 主邊的光耦感光部分得到的反饋電壓，通過調(diào)整PWM控制芯片的開關(guān) 時間，得到一個穩(wěn)定的直流低壓電壓輸出。
本實施例的輸出電流檢測電路包括R18、 R11和Q3。電流采樣電 阻R18串接在LED驅(qū)動電路低壓輸出端的付邊， 一端接低壓地，另一 端作為采樣端通過電阻Rll接三極管Q3的基極。三極管Q3的集電極 接光耦PC817發(fā)光二極管的陰極，發(fā)射極接低壓地。當LED驅(qū)動電路
輸出電流在采樣電阻的壓降超過0. 7V時，三極管Q3導通，流過光耦 PC817發(fā)光二極管的電流主要受開關(guān)電源輸出電流大小控制，此時開 關(guān)電源工作在恒流輸出狀態(tài)；否則為恒壓輸出狀態(tài)，并且輸出電壓大 小取決于精密三端穩(wěn)壓TL431穩(wěn)壓大小。這樣的自動調(diào)整恒流/恒壓 特性有利地保護了 LED出現(xiàn)開路以及短路時，常規(guī)驅(qū)動電路可能導致 的連鎖性破壞。
為了克服LED PN結(jié)溫度升高將引起PN結(jié)壓降的升高，驅(qū)動電源 可能過早的從恒流工作狀態(tài)轉(zhuǎn)入恒壓工作狀態(tài)，從而影響LED光通量 的穩(wěn)定性。為此，本實施例增加了輸出電壓補償電路，輸出電壓補償 電路是在LED驅(qū)動電路低壓輸出端引入恒壓輸出電壓補償端子WT(光 敏傳感器或光敏電阻)，具體做法是將恒壓輸出電壓補償端子WT串接 在TL431精密穩(wěn)壓源的采樣電阻R15和TL431精密穩(wěn)壓源的參考端之 間。當PN結(jié)溫度升高時，輸出電壓補償電路能適當提高恒壓啟動的 轉(zhuǎn)折點電壓，從而實現(xiàn)可靠的恒流/恒壓轉(zhuǎn)換功能。
本實施例的環(huán)境光檢測電路包括采樣電阻R3、光電傳感器 APD9003和三極管Q2。光電傳感器APD9003 —端接LED驅(qū)動電路低壓 輸出端的主邊，另一端接釆樣電阻R3，采樣電阻R3接三極管Q2的基 極。三極管Q2的集電極接光耦PC817發(fā)光二極管的陰極，發(fā)射極接 地。當環(huán)境光發(fā)生變化時，采樣電阻R3的壓降引起Q2基極電壓的改 變，使得通過光耦PC817發(fā)光二極管的電流發(fā)生改變，從而達到環(huán)境 光電流補償?shù)哪康摹?br> 輸入電壓補償電路包括輸入電壓檢測電路和輸出電壓檢測電路。
輸入電壓檢測電路包括串聯(lián)在IN4007整流電橋輸出端和地之間的輸 入電壓采樣電阻Rl和R2。 Rl和R2的接點接SA7527的3腳(MUL端 子)。輸出電壓檢測電路包括輸出電壓采樣電阻R8、 R9和RIO。 R10 連接光耦PC817的光敏三極管輸出端和地之間，R8、 R9串聯(lián)后連接光 耦PC817光敏三極管輸出端和SA7527的2腳(E-0端子)。輸入電壓 補償電路把輸入整流高壓采樣信號與輸出的檢測電壓分別輸入 SA7527乘積運算的兩輸入端3腳和2腳(MUL端子和E-0端子)，運 算結(jié)果作為PWM的控制信號；當輸入電壓降低時，乘積運算的結(jié)果減 小，使PWM脈寬輸出增大，保證了在寬輸入范圍條件下LED驅(qū)動電路 輸出的穩(wěn)定。
本實施例的溫度檢測補償電路包括電阻R4和光敏電阻RT。電阻 R4和光敏電阻RT串接后， 一端接地，另一端接輸入電壓檢測電路R1 和R2的接點。溫度檢測補償電路利用光敏電阻RT進行LED工作溫度 檢測，當RT檢測到LED工作溫度升高時，使SA7527芯片的乘法器輸 入端子MUL對地的等效電阻降低，MUL端子輸入信號變大，使得輸出 電流大小隨溫度的升高而略有下降，有效地補償了溫度升高后LED可 靠工作壽命電流降低的矛盾。
權(quán)利要求1、一種大功率LED驅(qū)動電路，包括整流電路、開關(guān)管、高頻變壓/整流電路、PWM控制芯片和光耦反饋電路，PWM控制芯片接受光耦反饋電路的反饋并控制整個LED驅(qū)動電路的工作，其特征在于，還包括輸出電流檢測電路，所述的輸出電流檢測電路連接在高頻變壓/整流電路的輸出端，通過光耦反饋電路和PWM控制芯片，實現(xiàn)LED驅(qū)動電路恒壓驅(qū)動狀態(tài)與恒流驅(qū)動狀態(tài)的自動轉(zhuǎn)換。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED驅(qū)動電路，其特征在于，還 包括輸出電壓補償電路，所述的輸出電壓及補償電路連接在高頻變壓 /整流電路的輸出端，通過光耦反饋電路和PWM控制芯片，實現(xiàn)LED 驅(qū)動電路的恒壓輸出補償。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的大功率LED驅(qū)動電路，其特征在于，還 包括環(huán)境光檢測電路，所述的環(huán)境光檢測電路連接在高頻變壓/整流 電路的輸出端，通過光耦反饋電路和PWM控制芯片，實現(xiàn)LED驅(qū)動電 路環(huán)境光電流補償。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的大功率LED驅(qū)動電路，其特征在于，還 包括輸入電壓補償電路，所述的輸入電壓檢測電路連接在整流電路的 輸出端，其輸出端接PWM控制芯片受控端，實現(xiàn)LED驅(qū)動電路的寬電 壓輸入功能。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的大功率LED驅(qū)動電路，其特征在于，還包括溫度檢測補償電路，所述的溫度檢測補償電路通過電壓補償電 i^妻PWM控制芯片受控端，實現(xiàn)LED驅(qū)動電路最大輸出電流峰值的限 定。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的大功率LED驅(qū)動電路，其特征在于，所 迷的PWM控制芯片是SA7527芯片。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的大功率LED驅(qū)動電路，其特征在于，光 耦反饋電路的采樣部分包括采樣電阻R15、 R16、 R17,光耦、精密穩(wěn) 壓源；R16—端接LED驅(qū)動電路低壓輸出端的主邊，另一端接光耦發(fā) 光二極管的陽極，光耦發(fā)光二極管的陰極接精密穩(wěn)壓源陰極，精密穩(wěn) 壓源的陽極接低壓地；R15和R17串接后，R15—端接LED驅(qū)動電路 低壓輸出端的主邊，R17的一端接低壓地，R15和R17間的接點接精 密穩(wěn)壓源的參考端；光耦反饋電路的輸出部分包括反饋線圏，整流二 極管D4，光耦的光敏三極管Q4;反饋線圏的輸出端經(jīng)D4接Q4的集 電極和SA7527芯片的8腳，Q4的發(fā)射極接SA7527芯片的1腳；所述 的輸出電流檢測電路包括電流采樣電阻R18和三極管Q3, R18串接在 低壓輸出端的付邊， 一端接低壓地，另一端接Q3的基極，Q3的集電 極接光耦發(fā)光二極管的陰極，發(fā)射極接低壓地。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的大功率LED驅(qū)動電路，其特征在于，在 TL431精密穩(wěn)壓源的采樣電阻R15和TL431精密穩(wěn)壓源的參考端之間 串接有光敏傳感器WT。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的大功率LED驅(qū)動電路，其特征在于，所 述的環(huán)境光檢測電路包括采樣電阻R3、光電傳感器和三極管Q2;光 電傳感器一端接LED驅(qū)動電路低壓輸出端的主邊，另一端接R3， R3 接Q2的基極，Q2的集電極接光耦發(fā)光二極管的陰極，發(fā)射極接低壓 地。
10、根據(jù)權(quán)利要求6所述的大功率LED驅(qū)動電路，其特征在于， 還包括輸入電壓補償電路和溫度檢測補償電路；所述的輸入電壓補償 電路包括輸入電壓檢測電路和輸出電壓檢測電路；輸入電壓檢測電路 包括串聯(lián)在整流電路輸出端和地之間的輸入電壓采樣電阻Rl和R2; Rl和R2的接點接SA7527芯片的3腳；輸出電壓檢測電路包括輸出電 壓采樣電阻R8、 R9和RIO, R10連接光耦光敏三極管Q4的輸出端和 高壓地之間，R8、 R9串聯(lián)后連接Q4輸出端和SA7527芯片的2腳；所 述的溫度檢測補償電路包括電阻R4和光敏電阻RT， R4和RT串接后， 一端接高壓地，另一端接R1和R2的接點。
專利摘要本實用新型公開了一種大功率LED驅(qū)動電路，包括整流電路、開關(guān)管、高頻變壓/整流電路、PWM控制芯片和光耦反饋電路，PWM控制芯片接受光耦反饋電路的反饋并控制整個LED驅(qū)動電路的工作，還包括輸出電流檢測電路，所述的輸出電流檢測電路連接在高頻變壓/整流電路的輸出端，通過光耦反饋電路和PWM控制芯片，實現(xiàn)LED驅(qū)動電路恒壓驅(qū)動狀態(tài)與恒流驅(qū)動狀態(tài)的自動轉(zhuǎn)換。本實用新型針對傳統(tǒng)驅(qū)動電路存在的問題，結(jié)合LED的驅(qū)動特性提出了一種結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、光強穩(wěn)定的自適應大功率LED照明驅(qū)動電路。
文檔編號H05B33/08GK201001216SQ20072011823
公開日2008年1月2日 申請日期2007年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月24日
發(fā)明者龍興明 申請人:先禮群