專利名稱：多路恒流輸出的led驅(qū)動(dòng)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種LED驅(qū)動(dòng)電源，特別涉及一種多路恒流輸出的LED驅(qū)動(dòng)電源。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，由于LED具有使用壽命長(zhǎng)，能耗小的特點(diǎn)，目前廣泛應(yīng)用于照明領(lǐng)域，各種大功率的LED發(fā)光體(LED燈)應(yīng)用于各種場(chǎng)合。然而功率越大的LED，對(duì)電源的要求就越高，現(xiàn)有技術(shù)中常采用單路LED燈珠串聯(lián)、串限流電阻限流、多路直接并聯(lián)依靠LED 燈珠的一致性自行均流、先AC/DC變換，再DC/DC變換的兩級(jí)變換，這些方案存在可靠性低， 發(fā)光不均勻、效率低、EMI干擾大、性價(jià)比低的缺陷。目前所常用的4種技術(shù)方案具體存在如下缺陷(1)單路LED燈珠串聯(lián)將所有LED燈珠串聯(lián)使用，這種方案的缺點(diǎn)是A、如果使用LED燈珠較多，輸出電壓會(huì)很高，安全性能降低。為滿足電氣安全性能，需要特別作絕緣等安全處理，導(dǎo)致成本升高。B、只要其中任意一個(gè)LED燈珠開路，所有LED燈將全部熄滅?？煽啃暂^低。(2)串限流電阻限流先將電源做成恒壓源輸出，再分成幾路，每路通過串聯(lián)限流電阻來調(diào)節(jié)LED燈的電流。這種方案的缺點(diǎn)是A、如果限流電阻較小，電源的輸出或者LED燈珠的壓降有細(xì)微變化，都會(huì)敏感的反應(yīng)到電阻兩端，導(dǎo)致電流變化很大。為保證輸出電流一致，限流電阻要逐一匹配，給批量生產(chǎn)造成困難，而且互換性差。B、如果限流電阻較大，就有很大一部分能量消耗在限流電阻上，這樣不僅大大降低了效率，而且消耗在電阻中的能量都將以熱量的形式，擴(kuò)散到電源及LED燈的周圍，進(jìn)一步惡化使用環(huán)境，使整個(gè)電源及LED燈的壽命大大縮短。C、即使限流電阻能選取到一個(gè)相對(duì)適當(dāng)?shù)闹?，既能保證電流變化不大，又能保證損耗不大，但隨著環(huán)境溫度的升高，LED燈珠的壓降會(huì)變小，導(dǎo)致流過LED燈珠電流變大，發(fā)熱進(jìn)一步加劇，LED燈珠的壓降會(huì)進(jìn)一步變小。如此循環(huán)，最終導(dǎo)致整燈在冷態(tài)和熱態(tài)時(shí)的電流變化很大，發(fā)光嚴(yán)重不均。(3)多路直接并聯(lián)使用一致性非常良好的LED燈珠串聯(lián)后，再并聯(lián)使用。這種方案的缺點(diǎn)是A、對(duì)LED燈珠的要求非常嚴(yán)格，必須嚴(yán)格篩選。一般的LED燈珠供應(yīng)商很難滿足要求。B、只要其中任意一個(gè)LED燈珠開路，該回路將不再消耗電流，而原本分配給該回路的電流會(huì)被分配到其他回路中，導(dǎo)致其他回路電流過大，極易又燒毀其他支路LED燈珠， 最終導(dǎo)致全部LED燈珠熄滅。C、只要其中任意一個(gè)LED燈珠短路，該回路電流會(huì)驟增，從而燒毀該支路LED燈珠。一旦某一支路燒毀，如前所述，極易導(dǎo)致全部支路LED燈珠燒毀，全部LED燈珠熄滅。D、即使LED燈珠的一致性非常良好，燈珠本身也不出現(xiàn)故障，但由于每個(gè)LED燈珠的散熱條件存在差異，同樣會(huì)導(dǎo)致溫度不一致，隨著溫度的不同，個(gè)體差異會(huì)慢慢顯現(xiàn)出來，每個(gè)回路的電流就會(huì)變的不一致，發(fā)光及發(fā)熱都不一致。而發(fā)光及發(fā)熱的不一致，又進(jìn)一步加劇電流分配不均，形成正反饋，使發(fā)光嚴(yán)重不均勻。甚至有個(gè)別回路會(huì)因電流過大而燒毀LED燈珠。(4)先AC/DC變換，再DC/DC變換的兩級(jí)變換先將供應(yīng)源供應(yīng)的電轉(zhuǎn)換為一固定的直流電壓，或直接使用供應(yīng)的直流電壓。然后再通過二次DC/DC變換，變換出多路帶恒流檢測(cè)、反饋的輸出。這種方案的缺點(diǎn)是由于AC/DC變換出的直流電壓是固定的，而每一回路的LED燈珠端電壓會(huì)隨著LED 燈珠個(gè)數(shù)及顏色的不同，差別較大。A、二次DC/DC變換如果采用高頻調(diào)整脈寬或脈頻的方式，會(huì)提高效率，降低損耗。 但由于采用高頻變換，會(huì)引入額外的E M I干擾，同時(shí)線路比較復(fù)雜，成本也會(huì)增加。B、二次DC/DC變換如果L D 0的方式，雖然不會(huì)引入額外的E MI干擾，但一旦AC/ DC變換出的直流電壓比某一回路的LED燈珠端電壓低時(shí)，將無法調(diào)節(jié)。為了確保各種異常情況、極端情況都能正常調(diào)節(jié)，只有提高AC/DC變換出的直流電壓。因而正常狀態(tài)下，L D 0 的壓降會(huì)很大，損耗也會(huì)很大。效率就會(huì)非常低。而損耗的能量均以熱量的形式擴(kuò)散到電源及LED燈的周圍，嚴(yán)重影響電源及LED燈珠的壽命。基于上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型提供一種多路恒流輸出的LED驅(qū)動(dòng)電源， 該電源不僅解決了多組LED燈珠并聯(lián)不均流的問題，還大大降低了 EMI干擾，同時(shí)，也解決了單個(gè)LED燈珠損壞時(shí)，所有LED燈珠全部熄滅的問題，大大提高了整機(jī)的可靠性和性價(jià)比。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有LED驅(qū)動(dòng)電源存在可靠性低、發(fā)光不均、效率低、EMI干擾大、性價(jià)比低的不足。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種多路恒流輸出的LED 驅(qū)動(dòng)電源，其特征包括1、電磁濾波、整流電路，所述的電磁濾波、整流電路具有將夾雜在供應(yīng)源中的雜訊 (如雷擊浪涌、群脈沖等)進(jìn)行過濾處理，同時(shí)阻止電源產(chǎn)生的雜訊反饋至供應(yīng)源中，然后進(jìn)行整流濾波，將其轉(zhuǎn)換為脈動(dòng)直流電壓。2、DC/DC變換電路，所述的DC/DC變換電路內(nèi)含脈寬調(diào)制發(fā)生器、功率管、高頻變壓器、采樣反饋接收電路。將脈動(dòng)直流電壓進(jìn)行開關(guān)變換，并能夠根據(jù)反饋接收到的信號(hào)， 自動(dòng)調(diào)整脈寬或脈頻。由于采用了高頻變換技術(shù)，同時(shí)變壓器只有一個(gè)功率輸出繞組，大大簡(jiǎn)化了繞制工藝，大大縮小了整個(gè)電源的體積、同時(shí)提高了整機(jī)的效率。3、高頻整流、濾波電路，所述的高頻整流、濾波電路具有將D C/D C變換電路變換出的高頻交流電進(jìn)行整流、濾波，使之輸出平滑、純凈的直流電壓。4、電壓采樣環(huán)路，所述的電壓采樣環(huán)路是為防止電源在空載時(shí)，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)、保護(hù)狀態(tài)或發(fā)生損壞的現(xiàn)象，在電源的輸出端設(shè)置了一電壓采樣環(huán)，確保電源的輸出電壓不會(huì)過高，無論負(fù)載如何變化，電源均能正常工作。5、電流采樣環(huán)路，所述的電流采樣環(huán)路會(huì)將電流采樣信號(hào)反饋到DC/DC變換的控制部分，來調(diào)節(jié)PWM或PFM。當(dāng)該支路接有LED燈珠正常使用時(shí)，該直流電壓值由電流采樣環(huán)(根據(jù)串聯(lián)LED燈珠的個(gè)數(shù)及特性)決定，并跟隨LED燈珠的特性變化而自行調(diào)整，能始終保持該支路輸出電流不變，從而保證該支路發(fā)光穩(wěn)定、均勻。6、降壓元件，所述的降壓元件是為適應(yīng)L E D燈珠的離散性和保證L D 0電路正常工作，人為的引入了一降壓元件，可根據(jù)需要，用若干電阻或二極管串、并聯(lián)組成。降壓元件的壓降可以根據(jù)實(shí)際使用情況選取，推薦按串聯(lián)LED燈珠壓降的3%選取。因?yàn)橥ǔＲ话銖S商的同一型號(hào)LED燈珠的壓降離散性均在3%以內(nèi)。因此不僅能滿足LED燈珠離散性的要求，97%的后級(jí)轉(zhuǎn)換效率也完全可以與當(dāng)前先進(jìn)的DC/DC轉(zhuǎn)換效率相媲美，而低廉的成本卻是任何DC/DC轉(zhuǎn)換器都無法相比的。7、電流型LDO電路，所述的電流型LDO電路是用電阻采樣電流信號(hào)，與設(shè)定電流比較、放大，控制功率管的導(dǎo)通程度或?qū)ㄖ芷?，并跟隨LED燈珠的特性變化而自行調(diào)整。始終保持該支路輸出電流不變。從而保證該支路發(fā)光穩(wěn)定、均勻。由于二次變換未使用高頻變換，不會(huì)引入額外的E M I干擾。由于主回路采用了降壓元件，確保了 L D 0的壓差，也保證了約97%的高轉(zhuǎn)換效率。也完全可以與當(dāng)前先進(jìn)的DC/DC轉(zhuǎn)換效率相媲美，而低廉的成本依然是任何DC/DC轉(zhuǎn)換器都無法相比的。本實(shí)用新型的有益效果是采樣本實(shí)用新型，由于每一個(gè)支路都設(shè)置有電流反饋控制環(huán)，都能跟隨LED燈珠的特性變化而自行調(diào)整，從而從根本上保證了所有回路的電流恒定，也保證了所有回路的發(fā)光穩(wěn)定、均勻。同時(shí)還大大降低了成本、減少了 E M I干擾，提升了整機(jī)的效率和整機(jī)的可靠性和性價(jià)比，同時(shí)也使得LED燈的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步拓寬。

圖1是本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖。對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。如圖1所示，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是提供一種多路恒流輸出的LED驅(qū)動(dòng)電源，其特征包括1、電磁濾波、整流電路，所述的電磁濾波、整流電路具有將夾雜在供應(yīng)源中的雜訊 (如雷擊浪涌、群脈沖等)進(jìn)行過濾處理，同時(shí)阻止電源產(chǎn)生的雜訊反饋至供應(yīng)源中，然后進(jìn)行整流濾波，將其轉(zhuǎn)換為脈動(dòng)直流電壓。2、DC/DC變換電路，所述的DC/DC變換電路內(nèi)含脈寬調(diào)制發(fā)生器、功率管、高頻變壓器、采樣反饋接收電路。將脈動(dòng)直流電壓進(jìn)行開關(guān)變換，并能夠根據(jù)反饋接收到的信號(hào)， 自動(dòng)調(diào)整脈寬或脈頻。由于采用了高頻變換技術(shù)，同時(shí)變壓器只有一個(gè)功率輸出繞組，大大簡(jiǎn)化了繞制工藝，大大縮小了整個(gè)電源的體積、同時(shí)提高了整機(jī)的效率。3、高頻整流、濾波電路，所述的高頻整流、濾波電路具有將D C/D C變換電路變換出的高頻交流電進(jìn)行整流、濾波，使之輸出平滑、純凈的直流電壓。4、電壓采樣環(huán)路，所述的電壓采樣環(huán)路是為防止電源在空載時(shí)，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)、保護(hù)狀態(tài)或發(fā)生損壞的現(xiàn)象，在電源的輸出端設(shè)置了一電壓采樣環(huán)，確保電源的輸出電壓不會(huì)過高。無論負(fù)載如何變化，電源均能正常工作。[0038]5、電流采樣環(huán)路，所述的電流采樣環(huán)路會(huì)將電流采樣信號(hào)反饋到DC/DC變換的控制部分，來調(diào)節(jié)PWM或PFM。當(dāng)該支路接有LED燈珠正常使用時(shí)，該直流電壓值由電流采樣環(huán)(根據(jù)串聯(lián)LED燈珠的個(gè)數(shù)及特性)決定，并跟隨LED燈珠的特性變化而自行調(diào)整，能始終保持該支路輸出電流不變，從而保證該支路發(fā)光穩(wěn)定、均勻。6、降壓元件，所述的降壓元件是為適應(yīng)L E D燈珠的離散性和保證L D 0電路正常工作，人為的引入了一降壓元件，可根據(jù)需要，用若干電阻或二極管串、并聯(lián)組成。降壓元件的壓降可以根據(jù)實(shí)際使用情況選取，推薦按串聯(lián)LED燈珠壓降的3%選取。因?yàn)橥ǔＲ话銖S商的同一型號(hào)LED燈珠的壓降離散性均在3%以內(nèi)。因此不僅能滿足LED燈珠離散性的要求，97%的后級(jí)轉(zhuǎn)換效率也完全可以與當(dāng)前先進(jìn)的DC/DC轉(zhuǎn)換效率相媲美，而低廉的成本卻是任何DC/DC轉(zhuǎn)換器都無法相比的。7、電流型LDO電路，所述的電流型LDO電路是用電阻采樣電流信號(hào)，與設(shè)定電流比較、放大，控制功率管的導(dǎo)通程度或?qū)ㄖ芷?，并跟隨LED燈珠的特性變化而自行調(diào)整。始終保持該支路輸出電流不變。從而保證該支路發(fā)光穩(wěn)定、均勻。由于二次變換未使用高頻變換，不會(huì)引入額外的E M I干擾。由于主回路采用了降壓元件，確保了 L D 0的壓差，也保證了約97%的高轉(zhuǎn)換效率。也完全可以與當(dāng)前先進(jìn)的DC/DC轉(zhuǎn)換效率相媲美，而低廉的成本依然是任何DC/DC轉(zhuǎn)換器都無法相比的。
具體實(shí)施方式
如下先將供應(yīng)源供應(yīng)的電經(jīng)電磁濾波、整流，然后再DC/DC變換轉(zhuǎn)換為高頻交流電，再經(jīng)過高頻整流、濾波電路轉(zhuǎn)換為平滑、純凈的直流電壓。該輸出電壓經(jīng)過一個(gè)電壓采樣信號(hào)反饋到DC/DC變換的控制部分，來調(diào)節(jié)PWM或PFM。電源可以根據(jù)輸出路數(shù)的要求，分為幾個(gè)分支，將其中一個(gè)分支作為主回路，其它均為副回路。在主回路中串聯(lián)一個(gè)降壓元件(可以是若干電阻或二極管串、并聯(lián)組成)，然后再接負(fù)載(LED燈珠)。在主回路還設(shè)置了一個(gè)電流采樣環(huán)，該電流采樣信號(hào)也會(huì)被反饋到DC/DC變換的控制部分， 來調(diào)節(jié)PWM或PFM。當(dāng)該支路未接LED燈珠或有LED燈珠開路損壞時(shí)，輸出電壓由電壓采樣環(huán)決定。當(dāng)接有LED燈珠正常使用時(shí)，該直流電壓值由電流采樣環(huán)(根據(jù)串聯(lián)LED燈珠的個(gè)數(shù)及特性)決定。這樣，無論輸出是否連接LED燈珠，電源都不會(huì)出現(xiàn)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)、保護(hù)狀態(tài)或發(fā)生損壞的現(xiàn)象，無論主回路中的LED燈珠短路或開路損壞，都不影響其他支路工作。由于在主回路中串聯(lián)一個(gè)降壓元件，在正常工作時(shí)，會(huì)引起部分壓降，因而就保證了輸出直流電壓會(huì)比每串LED燈珠的電壓略高，在每個(gè)副回路中串聯(lián)一個(gè)電流型的LDO就可以了。由于每個(gè)副回路都獨(dú)立設(shè)置了 LD0，任一副回路中LED燈珠短路或損壞，都不會(huì)影響其他回路工作。主回路中串聯(lián)的降壓元件的壓降可以根據(jù)實(shí)際使用情況選取，推薦按串聯(lián) LED燈珠壓降的3%選取。因?yàn)橥ǔＲ话銖S商的LED燈珠的壓降離散性均在3%以內(nèi)。因此不僅能滿足LED燈珠離散性的要求，約97%的后級(jí)轉(zhuǎn)換效率也完全可以與當(dāng)前先進(jìn)的DC/ DC轉(zhuǎn)換效率相媲美，而低廉的成本卻是任何DC/DC轉(zhuǎn)換器都無法相比的。由于二次變換不使用高頻變換，不會(huì)引入額外的E M I干擾。同時(shí)變壓器只有一個(gè)功率輸出繞組，大大簡(jiǎn)化了繞制工藝，縮小了體積。因此，采樣本實(shí)用新型，大大降低了成本、減少了 E M I干擾，提升了整機(jī)的效率和整機(jī)的可靠性和性價(jià)比，同時(shí)也使得LED燈的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步拓寬。以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型在漢語應(yīng)用中的部分有效方式，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型適用于任何利用中文語言特征的驗(yàn)證內(nèi)容，這些驗(yàn)證內(nèi)容都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求1.一種多路恒流輸出的LED驅(qū)動(dòng)電源，其特征在于，包括電磁濾波、整流電路，DC/DC 變換電路，高頻整流、濾波電路，電壓采樣環(huán)路，電流采樣環(huán)路，降壓元件，電流LDO電路；所述電磁濾波、整流電路將供應(yīng)源供應(yīng)的電經(jīng)過濾波整流后傳送給DC/DC變換電路，再傳送給高頻整流、濾波電路將其轉(zhuǎn)換為直流電壓，然后傳送到電壓采樣環(huán)路，所述電壓采樣環(huán)路將電壓采樣信號(hào)反饋到DC/DC變換電路的控制部分來調(diào)節(jié)PEM或PFM ；所述降壓元件與電流采樣電路組成主回路，且所述電流LDO電路與降壓元件并聯(lián)置于副回路中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多路恒流輸出的LED驅(qū)動(dòng)電源，其特征在于所述的DC/DC變換電路內(nèi)含脈寬調(diào)制發(fā)生器、功率管、高頻變壓器、采樣反饋接收電路，將脈動(dòng)直流電壓進(jìn)行開關(guān)變換，并能夠根據(jù)反饋接收到的信號(hào)，自動(dòng)調(diào)整脈寬或脈頻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多路恒流輸出的LED驅(qū)動(dòng)電源，其特征在于所述的高頻整流、 濾波電路具有將DC/DC變換電路變換出的高頻交流電進(jìn)行整流、濾波，使之輸出平滑、純凈的直流電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多路恒流輸出的LED驅(qū)動(dòng)電源，其特征在于所述的電壓采樣環(huán)路是為防止電源在空載時(shí)，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)、保護(hù)狀態(tài)或發(fā)生損壞的現(xiàn)象，在電源的輸出端設(shè)置了一電壓采樣環(huán)，確保電源的輸出電壓不會(huì)過高。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多路恒流輸出的LED驅(qū)動(dòng)電源，其特征在于所述的電流采樣環(huán)路會(huì)將電流采樣信號(hào)反饋到DC/DC變換的控制部分，來調(diào)節(jié)PWM或PFM，當(dāng)該支路接有 LED燈珠正常使用時(shí)，該直流電壓值由電流采樣環(huán)決定，并跟隨LED燈珠的特性變化而自行調(diào)整，能始終保持該支路輸出電流不變。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多路恒流輸出的LED驅(qū)動(dòng)電源，其特征在于所述的降壓元件是用幾個(gè)電阻或二極管串、并聯(lián)組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多路恒流輸出的LED驅(qū)動(dòng)電源，其特征在于所述的電流型 LDO電路是用電阻采樣電流信號(hào)，與設(shè)定電流比較、放大，控制功率管的導(dǎo)通程度或?qū)ㄖ芷?，并跟隨LED燈珠的特性變化而自行調(diào)整，始終保持該支路輸出電流不變。
專利摘要多路恒流電路輸出的LED驅(qū)動(dòng)電源，其特征包括電磁濾波、整流電路，DC/DC變換電路，高頻整流、濾波電路，電壓采樣環(huán)路，電流采樣環(huán)路，降壓元件，電流LDO電路。采樣本實(shí)用新型，由于每一個(gè)支路都設(shè)置有電流反饋控制環(huán)，都能跟隨LED燈珠的特性變化而自行調(diào)整，從而從根本上保證了所有回路的電流恒定，也保證了所有回路的發(fā)光穩(wěn)定、均勻。同時(shí)還大大降低了成本、減少了E M I干擾，提升了整機(jī)的效率和整機(jī)的可靠性和性價(jià)比，同時(shí)也使得LED燈的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步拓寬。
文檔編號(hào)H05B37/02GK202261912SQ20112022614
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月29日
發(fā)明者李勝 申請(qǐng)人:上海登芯微電子科技有限公司