專利名稱：驅(qū)動多路led串聯(lián)回路的驅(qū)動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬冷光源照明電器范疇，特別涉及一種可驅(qū)動多路LED串聯(lián)回路的驅(qū) 動器。
技術(shù)背景 現(xiàn)有夜景工程等的照明廣泛采用LED作為光源，其具有節(jié)能、長壽命的特點。被驅(qū) 動的LED—般采用一定數(shù)量LED串聯(lián)為一回路，其中LED的數(shù)量的多少是由電源電壓值決 定的，即LED的個數(shù)乘以LED單個工作電壓必須大于或等于電源電壓值，如果電源電壓值一 旦確定后，則LED個數(shù)就不可能在大范圍內(nèi)減少，其次，一個驅(qū)動器要同時驅(qū)動幾個串聯(lián)回 路，甚至二十個以內(nèi)LED串聯(lián)回路那是不可能的，這樣勢必一LED串聯(lián)回路即需一驅(qū)動器， 不但成本高，且造成能量的損耗。
發(fā)明內(nèi)容 本實用新型的目的是設(shè)計一種可同時驅(qū)動多路LED串聯(lián)回路、一串聯(lián)回路LED的 數(shù)量在5至100只之間的多路LED串聯(lián)驅(qū)動器。 本實用新型技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種驅(qū)動多路LED串聯(lián)回路的驅(qū)動器，包括 有獨立的LED主回路和驅(qū)動電路，其特征是LED主回路依次由市電、電容恒流電路、LED串 聯(lián)回路連接而成，LED串聯(lián)回路受控于驅(qū)動電路中的功率開關(guān)驅(qū)動電路；驅(qū)動電路依次由 市電、變壓整流濾波穩(wěn)壓電路、脈沖發(fā)生器、脈沖分配器及獨立的功率開關(guān)驅(qū)動電路連接而 成，市電經(jīng)變壓整流濾波穩(wěn)壓電路后輸出直流供驅(qū)動電路各模塊工作電源。驅(qū)動電路中脈 沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖信號作為脈沖分配器的時鐘輸入，脈沖分配器的多路輸出口將依次呈 高電平且自動循環(huán)狀態(tài)，脈沖分配器的每一路輸出對應(yīng)一路功率開關(guān)驅(qū)動電路，該脈沖作 為功率開關(guān)驅(qū)動電路的開關(guān)信號，驅(qū)動對應(yīng)的LED串聯(lián)回路。 本實用新型設(shè)計合理、電路結(jié)構(gòu)簡單，共用驅(qū)動電路模塊，驅(qū)動獨立的LED串聯(lián)回 路，采用電容恒流電路，使得LED串聯(lián)回路對LED個數(shù)和品質(zhì)要求降低，只需合格LED商品， 無需篩選即可直接裝配，而且串聯(lián)回路LED的數(shù)量只要有5至100只范圍內(nèi)的任意數(shù)即可； 每一路LED串聯(lián)回路點亮的時間由脈沖分配器決定，只占一個脈沖寬度的時間，具有顯著 的節(jié)能效果。
下面結(jié)合具體圖例對本實用新型做進一步說明 圖1驅(qū)動多路LED串聯(lián)回路的驅(qū)動器原理框圖 圖2驅(qū)動多路LED串聯(lián)回路的驅(qū)動器電路圖
具體實施方式
參照圖1， 一種驅(qū)動多路LED串聯(lián)回路的驅(qū)動器，包括有獨立的LED主回路和驅(qū)動電路，其特征是LED主回路依次由市電、電容恒流電路、LED串聯(lián)回路連接而成，LED串聯(lián)回 路受控于驅(qū)動電路中的功率開關(guān)驅(qū)動電路；驅(qū)動電路依次由市電、變壓整流濾波穩(wěn)壓電路、 脈沖發(fā)生器、脈沖分配器及獨立的功率開關(guān)驅(qū)動電路連接而成，市電經(jīng)變壓整流濾波穩(wěn)壓 電路后輸出直流供驅(qū)動電路各模塊工作電源。 參照圖1和圖2，本實例為了敘述方便，只選用十個單元電路，可以控制十路LED串 聯(lián)回路。驅(qū)動多路LED串聯(lián)回路的驅(qū)動器各模塊電路組成及工作原理如下 1、電容恒流電路第一回路由市電、電容C5、橋式整流ZL2、濾波電容C4、電阻R5 組成；電容C5串接在市電與橋式整流ZL2的輸入端、電阻R5并接在電容C5兩端，電容C4 并接在橋式整流ZL2輸出端。電阻R5為泄放電阻，市電經(jīng)整流濾波和限流后輸出310V直 流電壓，供LED串聯(lián)回路工作電源； 同理，第九回路由市電、電容C22、橋式整流ZL10、濾波電容C20、電阻R13組成； 第十回路由市電、電容C24、橋式整流ZL11 、濾波電容C22、電阻R14組成； 電容的恒流作用，當(dāng)電容工作固定頻率下，其容抗是個固定值，即容抗X。=
1/271g.C，因某種原因例如電源電壓變高，則負載回路電流也隨即上升，流經(jīng)電容而引起電
容壓降也增大，在電源、電容、負載的串聯(lián)回路里，負載的壓降因此得到適當(dāng)穩(wěn)定值，從而確
保負載電流不變。 2、LED串聯(lián)回路每一路均由N只LED串聯(lián)及串接的限流電阻組成，第一路為串聯(lián) 的LED 1及限流電阻Rl5組成；同理，第九路由LED9及限流電阻R23 、第十路由LED 10及限流 電阻R24組成。其中5《N《IOO，也就是在串聯(lián)回路中，LED數(shù)量至少5個，最多100個， 因為數(shù)量范圍很大，所安裝LED的數(shù)量變化就可根據(jù)實際要求進行十分靈活、方便的運用， 在主回路中，LED除了數(shù)量受5《N《100限制條件外，對回路的LED的規(guī)格、型號均沒任 何限制，只要LED是合格的商品，均無需篩選即可直接裝配到回路中的任一位置上。 每一個LED串聯(lián)起成為獨立的分中，分別各自工作在相應(yīng)的每一路電量恒流輸出 的310v的電源。由每路的恒流電量來保證該串聯(lián)回路中LED工作電流值的大小。 在LED主回路與限流電阻組成負載回路中，限流電阻包括電阻和PTC串聯(lián)組成。 PTC是正溫特性的熱敏電阻，即當(dāng)通過它的電流增大，則PTC因發(fā)熱而引起阻值增高，壓降 上升，進而限制了串聯(lián)回路電流的上升，穩(wěn)定LED主回路的電流值，確保了 LED穩(wěn)定工作。 3、變壓整流濾波穩(wěn)壓電路由變壓器B、橋式整流ZL1、電容C2、 C3和型號為 LM7812的三端穩(wěn)壓器IC3組成。變壓器B為3W、220V/15V，輸出經(jīng)橋式整流、電容濾波和 IC3穩(wěn)壓，輸出穩(wěn)壓12V，供各功能模塊工作電源。 4、脈沖發(fā)生器由型號CD4069的集成電路IC1、及外圍電阻R1、R2和電容C1組成， IC1為六個非門完成振蕩、施密特整形、脈沖輸出。 IC1的2個非門a、 b、與電阻Rl、 R2、電容Cl組成窄脈沖方波振蕩器；非門C對振 蕩輸出脈沖進行施密特整形，非門d、 e、 f并聯(lián)完成，脈沖倒相并加大脈沖能量后輸出，作為 集成電路IC2的時鐘信號。 5、脈沖分配器由型號CD4017的集成電路IC2完成。集成電路IC2是十進計數(shù) 器，來自IC1輸出脈沖作為IC2時鐘輸入，IC2依此脈沖在輸出口一一依次呈高電平狀態(tài)， 本設(shè)計為了說明的方便，只選用一個十進計數(shù)器，如果選用兩個同樣二進計數(shù)器，則可得到 十七個輸出口。
4[0022] IC2是十進計數(shù)器，當(dāng)?shù)谝幻}沖使輸出口 Q0呈高電平，第二脈沖來到只有第二輸 出口呈高電平，而第一輸出口 Q0，恢復(fù)呈低電平，(各輸出口依此類推)，直至第十一脈沖來 到，第一輸出口 QO才出現(xiàn)呈高電平。從第一脈沖與第十一脈沖來到，第一輸出口停止呈低 電平時間則為十個脈沖來到的時間，因此可保證LED串聯(lián)回路中的每只LED都有充分恢復(fù) 電中性的機會，避免LED過熱燒毀。 6、功率驅(qū)動開關(guān)電路由三極管Q1、Q2、Q3、電阻R3、R4組成，其中三極管Q1、Q2和 電阻R3、 R4組成反相電路，三極管Q3為功率開關(guān)驅(qū)動單元。在該三極管Q3的基極和負極 端連接一光耦合器IC4，準(zhǔn)確說是連接光耦合器IC4的光敏三極管兩端，而光耦合器IC4中 的發(fā)光二極管則作為外部隔離輸入端，用以連接軟件輸入，達到程序控制彩燈的效果。 由IC2計數(shù)器輸出的高電平，經(jīng)三極管Ql、 Q2組成的反相電路，提高脈沖能量后， 一方面作為功率三極管Q3基極開關(guān)信號，另一方面作為與程序軟件輸出信號隔離控制功 率三極管Q3從而實現(xiàn)LED主回路的花樣變換的工作要求。 參照圖2，以集成電路IC2的Q6腳輸出為例，該電路工作原理是集成電路IC2的 Q6呈高電平時，三極管Q1導(dǎo)通，三極管Q2截止，則12V正向電壓經(jīng)電阻R4限流加到三極 管Q3， Q3導(dǎo)通，進而使LED1串聯(lián)回路閉合得電，則LED1串聯(lián)回路發(fā)光，其它LED串聯(lián)回路 斷開熄滅。 當(dāng)IC2的Q6呈輸出低電平，則三極管Ql截止，經(jīng)限流電阻R3使得三極管Q2基極 加電而導(dǎo)通，三極管Q3基極接入負極而截止，斷開了 LED1串聯(lián)回路，串聯(lián)回路LED1熄滅， 其它LED串聯(lián)回路中，只有接IC2高電平輸出的一路點亮。 設(shè)計的十個單元，均可按上述原理分析得知，負載串聯(lián)回路LED1到LED10的LED 是依次按脈沖頻率節(jié)奏發(fā)光。如果發(fā)光頻率超過人們視覺生理慣性，則感觀就是回路LED1 至回路LED10不出現(xiàn)頻閃而長期連續(xù)發(fā)光。 軟件接入，外部隔離輸入控制，當(dāng)施加在光耦合器IC4的發(fā)光二極管總價正向電 壓，則光敏三極管部分導(dǎo)通，三極管Q3的基極接地，Q3截止，LED串聯(lián)回路中的LED因回路 斷開而熄滅。運用實例LED的十個串聯(lián)回路組成"流水"變換花樣，只要把"變換花樣"信 號施加光耦器IC4的發(fā)光二極管端，光敏三極管便出現(xiàn)同步受"變換花樣"信號變化控制， 控制三極管Q3導(dǎo)通或截止，使得十個LED串聯(lián)回路呈同步"流水"花樣。 每個由反相器、功率三極管組成一個單元電路僅對相應(yīng)一個LED串聯(lián)主回路進行 獨立開關(guān)控制。也就是說，如果有多路LED串聯(lián)主回路，那么就必須有同樣數(shù)量的功率驅(qū)動 開關(guān)電路單元分別獨立控制。因為本設(shè)計為了說明方便只選十個單元電路，所以可以控制 十路LED主回路。 LED照明驅(qū)動電路設(shè)計的必要條件是LED不能過壓和過流，過壓LED易擊穿，過 流發(fā)熱易燒毀。為此，本實用新型電路設(shè)計根據(jù)LED的PN結(jié)具有"容抗"特性，采用脈沖驅(qū) 動，有效控制LED的溫升，延長LED的使用壽命，而且每一回路的LED發(fā)光時間等于相應(yīng)一 個脈沖寬度的時間，因此LED串聯(lián)回路的整個耗電在每一瞬間即等于只有一路串聯(lián)回路耗 電?？梢娖涔?jié)電效果也是當(dāng)今所有驅(qū)動方式的耗電量望塵莫及的。
權(quán)利要求一種驅(qū)動多路LED串聯(lián)回路的驅(qū)動器，包括有獨立的LED主回路和驅(qū)動電路，其特征是LED主回路依次由市電、電容恒流電路、LED串聯(lián)回路連接而成，LED串聯(lián)回路受控于驅(qū)動電路中的功率開關(guān)驅(qū)動電路；驅(qū)動電路依次由市電、變壓整流濾波穩(wěn)壓電路、脈沖發(fā)生器、脈沖分配器及獨立的功率開關(guān)驅(qū)動電路連接而成，市電經(jīng)變壓整流濾波穩(wěn)壓電路后輸出直流供驅(qū)動電路各模塊工作電源。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動多路LED串聯(lián)回路的驅(qū)動器，其特征是電容恒流電路由 電容C5、橋式整流ZL2、濾波電容C4、電阻R5組成，電容C5串接在市電與橋式整流ZL2的輸 入端、電阻R5并接在電容C5兩端，電容C4并接在橋式整流ZL2輸出端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動多路LED串聯(lián)回路的驅(qū)動器，其特征是功率驅(qū)動開關(guān)電 路由三極管Ql、 Q2、 Q3、電阻R3、 R4組成，其中三極管Ql、 Q2和電阻R3、 R4組成反相電路， 三極管Q3為功率開關(guān)驅(qū)動單元，在該三極管Q3的基極和負極端連接一光耦合器IC4，也即 連接光耦合器IC4的光敏三極管兩端，所述光耦合器IC4中的發(fā)光二極管則作為外部隔離 輸入端，用以連接軟件輸入。
專利摘要本實用新型涉及一種軀動多路LED串聯(lián)回路的驅(qū)動器，包括有獨立的LED主回路和軀動電路，其特征是LED主回路依次由市電、電容恒流電路、LED串聯(lián)回路連接而成，LED串聯(lián)回路受控于驅(qū)動電路中的功率開關(guān)軀動電路；軀動電路依次由市電、變壓整流濾波穩(wěn)壓電路、脈沖發(fā)生器、脈沖分配器及獨立的功率開關(guān)軀動電路連接而成，市電經(jīng)變壓整流濾波穩(wěn)壓電路后輸出直流供軀動電路各模塊工作電源。本結(jié)構(gòu)共用軀動電路模塊，驅(qū)動獨立的LED串聯(lián)回路，每一路LED串聯(lián)回路點亮的時間由脈沖分配器決定，只占一個脈沖寬度的時間，具有顯著的節(jié)能效果。
文檔編號F21V23/00GK201541368SQ20092018120
公開日2010年8月4日 申請日期2009年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月6日
發(fā)明者林文獻 申請人:林文獻