專利名稱：一種led恒流驅(qū)動(dòng)電路及使用該電路的led燈具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于LED驅(qū)動(dòng)電路，尤其涉及一種直流寬電壓輸入、恒流輸出的LED恒流驅(qū)動(dòng)電路。本發(fā)明還涉及一種使用該LED恒流驅(qū)動(dòng)電路的LED燈具。
背景技術(shù)：
LED作為新型光源，它有著節(jié)能、環(huán)保、高效的特點(diǎn)，技術(shù)已經(jīng)成熟并應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，LED作為照明光源被廣泛使用，隨之也出現(xiàn)了各種各樣的LED驅(qū)動(dòng)電路。LED作為恒流工作負(fù)載，由于LED自身對工作電壓要求比較苛刻，電壓過高過低都會(huì)導(dǎo)致LED工作不正常，所以電源電壓的供電質(zhì)量直接影響著LED的可靠性。目前人們習(xí)慣用恒流芯片技術(shù)來驅(qū)動(dòng)LED，它有著功耗小、效率高、單位功率體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，但是其輸出電流固定，不能通過外部器件設(shè)置輸出電流，也不能進(jìn)行PWM無級調(diào)光控制，給使用者帶來了嚴(yán)重不便。

發(fā)明內(nèi)容
基于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種LED恒流驅(qū)動(dòng)電路。本發(fā)明的另一目的在于提供一種使用該LED恒流驅(qū)動(dòng)電路的LED燈具。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，包括電源，濾波單元，恒流單元以及PWM單元；所述濾波單元電連接在所述電源與恒流單元之間，所述恒流單元為后續(xù)負(fù)載提供恒定的電流，所述PWM 單元與所述恒流單元電連接，所述PWM單元通過輸出變化的PWM脈沖占空比控制所述恒流單元；其中，所述PWM單元包括控制芯片U2、第一分壓電阻Rl和第二分壓電阻R2 ;所述控制芯片U2的工作電源輸入腳與所述濾波單元的電源輸出端電連接；所述第一分壓電阻 Rl串聯(lián)連接在所述控制芯片U2的工作電源輸入腳與調(diào)光采樣腳之間，所述控制芯片U2的調(diào)光采樣腳通過第二分壓電阻R2接地，所述控制芯片U2的PWM調(diào)光輸出腳與所述恒流單元電連接。所述的LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述控制芯片U2的的型號為MC68HC908QT2。所述的LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述第一分壓電阻Rl為可變電阻。所述的LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述恒流單元包括恒流芯片Ul，儲(chǔ)能電感LI以及電壓采樣電阻R3 ;所述恒流芯片Ul的工作電源輸入腳與所述濾波單元的電源輸出端和所述控制芯片U2的工作電源輸入腳之間的連接點(diǎn)電連接，所述儲(chǔ)能電感LI串聯(lián)連接在所述恒流芯片Ul的工作電源輸入腳和開關(guān)輸出腳之間，所述恒流芯片Ul的反饋腳通過電壓采樣電阻R3接地，所述恒流芯片Ul的控制腳與所述控制芯片U2的PWM調(diào)光輸出腳電連接， 所述所述恒流芯片Ul的開關(guān)輸出腳接負(fù)載的正極，所述恒流芯片Ul的反饋腳接負(fù)載的負(fù)極。所述的LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述恒流單元還包括第二儲(chǔ)能電容C3，所述恒流芯片Ul的開關(guān)輸出腳與負(fù)載正極的連接點(diǎn)通過所述第二儲(chǔ)能電容C3接地。
所述的LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述恒流單元還包括防電流倒灌的二極管Dl，該二極管的正極與所述恒流芯片Ul的開關(guān)輸出腳電連接，該二極管的負(fù)極與負(fù)載的正極電連接，且所述二極管負(fù)極與負(fù)載正極的電連接點(diǎn)通過所述第二儲(chǔ)能電容C3接地。所述的LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述恒流芯片Ul的的型號為MP1523。所述的LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述濾波單元包括第一儲(chǔ)能電容Cl和濾波電容 C2，所述第一儲(chǔ)能電容Cl和濾波電容C2分別并聯(lián)連接在電源的正極與所述控制芯片U2的工作電源輸入腳的連接點(diǎn)和地之間。一種使用上述LED恒流驅(qū)動(dòng)電路的LED燈具。本發(fā)明電路的LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，在PWM單元中通過改變可變電阻Rl接入電路的阻值，進(jìn)而改變控制芯片U2的6腳輸出的PWM脈沖的占空比，達(dá)到控制恒流芯片Ul的控制腳，即4腳(EN)，輸出不同恒定電流值，從而實(shí)現(xiàn)LED無級調(diào)光，滿足人們對調(diào)光的需求。


圖I為本發(fā)明LED恒流驅(qū)動(dòng)電路的方框圖；圖2為本發(fā)明LED恒流驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)實(shí)施例的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的較佳實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明提供一種LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，如圖I所示，該LED恒流驅(qū)動(dòng)電路包括電源 100 (本發(fā)明采用3. 7V直流電源，如一次性電池或充電電池)，濾波單元200，恒流單元300， 以及PWM單元500。濾波單元200電連接在電源100的正極與恒流單元300之間，恒流單元300為負(fù)載(LED400)提供恒定的電流，PWM單元500與恒流單元300電連接，該P(yáng)WM單元500通過輸出變化的PWM脈沖占空比控制恒流單元300，從而實(shí)現(xiàn)LED 400無級調(diào)光，滿足人們對調(diào)光的需求。如圖2所示，PWM單元500包括型號為MC68HC908QT2的控制芯片U2、第一分壓電阻Rl和第二分壓電阻R2 ;控制芯片U2的工作電源輸入腳，即I腳(VDD)與濾波單元200的電源輸出端的正極電連接；第一分壓電阻Rl為可變電阻，其串聯(lián)連接在控制芯片U2的工作電源輸入腳與調(diào)光采樣腳，即3腳(PAT4)之間，控制芯片U2的調(diào)光采樣腳通過第二分壓電阻R2接地，控制芯片U2的PWM調(diào)光輸出腳與恒流單元電連接；控制芯片U2的8腳(VSS) 為GND腳，直接和電源的負(fù)極連接；2、4、5、6腳為空置腳，懸空不做定義。如圖2所示，恒流單元300包括型號為MP1523的恒流芯片U1，儲(chǔ)能電感LI，以及電壓采樣電阻R3。恒流芯片Ul的工作電源輸入腳，即5腳(VCC)與濾波單元200的電源輸出端正極和控制芯片U2的工作電源輸入腳之間的連接點(diǎn)電連接，即控制芯片U2的工作電源輸入腳與恒流芯片Ul的工作電源輸入腳點(diǎn)連接后在與濾波單元200的電源輸出端正極電連接；儲(chǔ)能電感LI串聯(lián)連接在恒流芯片Ul的工作電源輸入腳和開關(guān)輸出腳，即I腳(SW) 之間，恒流芯片Ul的反饋腳，即3腳(FB)通過電壓采樣電阻R3接地，恒流芯片Ul的控制腳，即4腳(EN)與控制芯片U2的PWM調(diào)光輸出腳電連接，恒流芯片Ul的開關(guān)輸出腳接負(fù)載(LED400)的正極，所述恒流芯片Ul的反饋腳接負(fù)載(LED400)的負(fù)極。其中，恒流芯片 Ul的控制腳高電平有效，低電平無效。
實(shí)際應(yīng)用中，恒流單元300還包括起儲(chǔ)能作用的第二儲(chǔ)能電容C3和防止電流倒灌的二極管D1，如圖2所示。二極管Dl的正極與恒流芯片Ul的開關(guān)輸出腳，即I腳(SW)電連接，二極管Dl的負(fù)極與負(fù)載(LED400)的正極電連接，且二極管Dl的負(fù)極與負(fù)載(LED400) 正極的電連接點(diǎn)通過第二儲(chǔ)能電容C3接地。這樣，當(dāng)電路斷電時(shí)，第二儲(chǔ)能電容C3進(jìn)入放電狀態(tài)，其放電電流回路為第二儲(chǔ)能電容C3，LED400,電壓采樣電阻R3，地，第二儲(chǔ)能電容 C3 ;二極管Dl的作用是防止放電電流倒灌到恒流芯片U2上。同時(shí)，當(dāng)電路有干擾信號時(shí)， 第二儲(chǔ)能電容C3吸收高頻干擾，起儲(chǔ)能作用，為負(fù)載LED400提供高品質(zhì)的橫流電源。上述濾波單元200包括第一儲(chǔ)能電容Cl和濾波電容C2。第一儲(chǔ)能電容Cl和濾波電容C2分別并聯(lián)連接在直流電源的正極與地之間，且并聯(lián)連接點(diǎn)作為濾波單元200的電源輸出端的正極，與控制芯片U2的工作電源輸入腳和恒流芯片Ul的工作電源輸入腳電連接。 該濾波單元200用以保證輸入電源電壓平穩(wěn)波動(dòng)并濾除耦合到電源信號中的高頻雜波，保證電源電壓供電穩(wěn)定。恒流芯片Ul的工作原理根據(jù)電壓采樣電阻R3上面的壓降(為恒定值O. 4V)，自動(dòng)調(diào)整內(nèi)部NMOS管的開關(guān)占空比，恒流芯片Ul的I腳和2腳(即GND)之間在Ul內(nèi)部集成了 NMOS管，NMOS管開關(guān)頻率很高，在一個(gè)周期內(nèi)，當(dāng)NMOS管開通，整個(gè)電流回路經(jīng)過儲(chǔ)能電感LI、恒流芯片Ul的I腳對GND開通，儲(chǔ)能電感LI儲(chǔ)存能量，LED工作電流靠第二儲(chǔ)能電容C3的電量維持；當(dāng)NMOS 管關(guān)閉，整個(gè)電流回路經(jīng)過儲(chǔ)能電感LI、二極管D1、LED、電壓采樣電阻R3形成回路，儲(chǔ)能電感LI的電能疊加上電源的電能，所以就把輸出電壓升高，LED工作電流靠電源和儲(chǔ)能電感 LI共同供給，直到下一個(gè)周期NMOS管開通，從而達(dá)到恒定電流的目的，即只要采樣電阻R3 阻值確定，那么輸出恒定電流即確定。恒流芯片Ul的3腳采樣腳和恒流芯片Ul內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓源形成一個(gè)比較器，采樣腳根據(jù)采樣電壓和基準(zhǔn)電壓的比較后，恒流芯片Ul的內(nèi)部自動(dòng)調(diào)整控制NMOS管開通、關(guān)閉脈沖的占空比，如果采樣電壓大于基準(zhǔn)電壓(O. 4V)，說明輸出電流大于設(shè)定值(20mA)，那么脈沖的占空比就增大，減小輸出電流到設(shè)定值，如果采樣電壓小于基準(zhǔn)電壓，說明輸出電流小于設(shè)定值，那么脈沖的占空比就減小，增大輸出電流到設(shè)定值，從而實(shí)現(xiàn)LED的恒流工作。該LED恒流驅(qū)動(dòng)電路具體實(shí)現(xiàn)原理如下當(dāng)閉合電源100的開關(guān)SI，電路得電，恒流芯片Ul和控制芯片U2得電，當(dāng)?shù)谝环謮弘娮鑂1，即可變電阻Rl接入電阻為零時(shí)，此時(shí)控制芯片U2上的工作電流最大，控制芯片 U2根據(jù)3腳采樣到的電壓信號，使其7腳輸出PWM脈沖(此時(shí)輸出為常高電平)到恒流芯片Ul的4腳，使恒流芯片U14腳使能，恒流芯片Ul得電并開始工作，直流電源經(jīng)過儲(chǔ)能電感LI、二極管D1、LED、電壓采樣電阻R3形成工作回路，在恒流芯片Ul的控制下輸出恒定電流為LED供電，LED得電即開始以恒定電流工作，只需改變電壓采樣電阻R3的阻值就可以對LED工作電流進(jìn)行設(shè)計(jì)，電路簡單方便，穩(wěn)定可靠。當(dāng)增大可變電阻Rl接入電路的阻值，控制芯片U2的6腳會(huì)改變輸出PWM脈沖的占空比，控制恒流芯片Ul的控制腳，即4腳(EN)，隨著可變電阻Rl阻值的變化，控制芯片 U2的6腳輸出PWM脈沖的占空比也會(huì)變化，通過調(diào)節(jié)PWM的占空比來實(shí)現(xiàn)LED無級調(diào)光，滿足人們對調(diào)光的需求。一種LED燈具，如LED手電筒，LED礦燈等，該LED燈具包括上述LED恒流驅(qū)動(dòng)電路。應(yīng)當(dāng)理解的是，上述針對本發(fā)明較佳實(shí)施例的表述較為詳細(xì)，并不能因此而認(rèn)為是對本發(fā)明專利保護(hù)范圍的限制，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，包括電源，濾波單元，恒流單元以及PWM單元；其中，所述濾波單元電連接在所述電源與恒流單元之間，所述恒流單元為后續(xù)負(fù)載提供恒定的電流，所述PWM單元與所述恒流單元電連接，所述PWM單元通過輸出變化的PWM脈沖占空比控制所述恒流單元；其特征在于，所述PWM單元包括控制芯片U2、第一分壓電阻Rl和第二分壓電阻R2 ;所述控制芯片U2的工作電源輸入腳與所述濾波單元的電源輸出端電連接；所述第一分壓電阻Rl串聯(lián)連接在所述控制芯片U2的工作電源輸入腳與調(diào)光采樣腳之間，所述控制芯片U2 的調(diào)光采樣腳通過第二分壓電阻R2接地，所述控制芯片U2的PWM調(diào)光輸出腳與所述恒流單元電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述控制芯片U2的的型號為 MC68HC908QT2。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述第一分壓電阻Rl為可變電阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述恒流單元包括恒流芯片 U1，儲(chǔ)能電感LI以及電壓采樣電阻R3 ;所述恒流芯片Ul的工作電源輸入腳與所述濾波單元的電源輸出端和所述控制芯片U2的工作電源輸入腳之間的連接點(diǎn)電連接，所述儲(chǔ)能電感LI串聯(lián)連接在所述恒流芯片Ul的工作電源輸入腳和開關(guān)輸出腳之間，所述恒流芯片Ul 的反饋腳通過電壓采樣電阻R3接地，所述恒流芯片Ul的控制腳與所述控制芯片U2的PWM 調(diào)光輸出腳電連接，所述所述恒流芯片Ul的開關(guān)輸出腳接負(fù)載的正極，所述恒流芯片Ul的反饋腳接負(fù)載的負(fù)極。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述恒流單元還包括第二儲(chǔ)能電容C3，所述恒流芯片Ul的開關(guān)輸出腳與負(fù)載正極的連接點(diǎn)通過所述第二儲(chǔ)能電容C3 接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述恒流單元還包括防電流倒灌的二極管D1，該二極管的正極與所述恒流芯片Ul的開關(guān)輸出腳電連接，該二極管的負(fù)極與負(fù)載的正極電連接，且所述二極管負(fù)極與負(fù)載正極的電連接點(diǎn)通過所述第二儲(chǔ)能電容 C3接地。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述恒流芯片Ul的的型號為 MP1523。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述濾波單元包括第一儲(chǔ)能電容Cl和濾波電容C2，所述第一儲(chǔ)能電容Cl和濾波電容C2分別并聯(lián)連接在電源的正極與所述控制芯片U2的工作電源輸入腳的連接點(diǎn)和地之間。
9.一種LED燈具，其特征在于，包括權(quán)利要求I至8任一所述的LED恒流驅(qū)動(dòng)電路。
全文摘要
本發(fā)明屬于LED驅(qū)動(dòng)電路領(lǐng)域，其公開了一種LED恒流驅(qū)動(dòng)電路及使用該電路的LED燈具；該LED恒流驅(qū)動(dòng)電路包括電源，濾波單元，恒流單元，以及PWM單元；其中，所述濾波單元電連接在電源與恒流單元之間，恒流單元為LED提供恒定的電流，PWM單元與恒流單元電連接，PWM單元通過輸出變化的PWM脈沖占空比控制恒流單元。此電路設(shè)計(jì)簡單可靠，只需改變PWM單元輸出變化的PWM脈沖占空比，就可以實(shí)現(xiàn)LED的無級調(diào)光，電路簡單方便，穩(wěn)定可靠。
文檔編號H05B37/02GK102612196SQ20111002260
公開日2012年7月25日 申請日期2011年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月20日
發(fā)明者周明杰, 孫占民 申請人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司