一種自激振蕩led驅(qū)動系統(tǒng)及半導(dǎo)體照明裝置制造方法
【專利摘要】一種自激振蕩LED驅(qū)動系統(tǒng)及半導(dǎo)體照明裝置。所述驅(qū)動系統(tǒng)，包括：整流裝置，用于連接外部電源，進行整流和濾波；啟動裝置，連接整流裝置；供電裝置，與啟動裝置連接，供電裝置包括供電控制單元對負載進行供電控制；開關(guān)單元對供電控制單元進行控制；信號控制單元，由感性元件的副繞連接阻性及容性元件構(gòu)成自激振蕩對開關(guān)單元進行控制，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低的半導(dǎo)體光源驅(qū)動系統(tǒng)及半導(dǎo)體照明裝置。
【專利說明】—種自激振蕩LED驅(qū)動系統(tǒng)及半導(dǎo)體照明裝置
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體光源的驅(qū)動系統(tǒng)，且更具體來說，涉及一種自激振蕩LED驅(qū)動系統(tǒng)及半導(dǎo)體照明裝置。
[0002]【背景技術(shù)】
半導(dǎo)體光源(LED)是第三代半導(dǎo)體材料制作的光源和顯示器件，具有耗電量少、壽命長、無污染、色彩豐富、可控性強等特點，是照明光源及光產(chǎn)業(yè)的一次革命。隨著LED的發(fā)展，越來越多的LED照明產(chǎn)品涌入市場。LED的電子驅(qū)動部分是LED照明產(chǎn)品中一個不可缺少的組成部分。
[0003]目前LED市場，LED照明終端售價仍高于傳統(tǒng)燈泡與節(jié)能燈，降價已成為擴大市場接受度的關(guān)鍵。隨著LED顆粒價格的不斷下降，電子驅(qū)動部分的價格比例越顯重要，目前市場上所普及使用的LED驅(qū)動線路大都采用IC控制，其主要缺點就是價格成本較高。
[0004]因此，如何提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低的半導(dǎo)體光源驅(qū)動系統(tǒng)成為半導(dǎo)體領(lǐng)域發(fā)展的突出問題。針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本方案提出一種自激振蕩LED驅(qū)動系統(tǒng)及半導(dǎo)體照明裝置是半導(dǎo)體光源驅(qū)動系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】目前急待解決的問題之一。
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用范圍非常寬，成本低廉的主要針對LED照明產(chǎn)品中的電子驅(qū)動線路。本發(fā)明使用較少元器件實現(xiàn)LED的電子驅(qū)動部分，大大減少了元器件數(shù)量和成本，使電子驅(qū)動部分占LED照明系統(tǒng)中的比例大幅度縮小，并具結(jié)構(gòu)簡單、成本低、效率損失減少的特點。
[0006]本發(fā)明實施例提供了一種自激振蕩LED驅(qū)動系統(tǒng)，所述驅(qū)動系統(tǒng)包括:整流裝置，用于連接外部電源，進行整流和濾波；啟動裝置，連接整流裝置；供電裝置，與啟動裝置連接，供電裝置包括供電控制單元對負載進行供電控制；開關(guān)單元對供電控制單元進行控制；信號控制單元，由感性元件的副繞連接阻性及容性元件構(gòu)成自激振蕩對開關(guān)單元進行控制。
[0007]根據(jù)本發(fā)明實施例，所述信號控制單元由感性元件(202)的副繞(201)串聯(lián)容性元件(203)和阻性元件(204)構(gòu)成自激振蕩對開關(guān)單元(300)進行控制。
[0008]根據(jù)本發(fā)明實施例，所述開關(guān)單元(300)的第一端(301)與信號控制單元之阻性元件(204)的第二端連接。
[0009]根據(jù)本發(fā)明實施例，所述信號控制單元由感性元件(202)、二極管(401)和容性元件(402)構(gòu)成，其中，二極管(401)的第一端和容性元件(402)的第一端連接，容性元件(402)的第二端與感性元件(202)的第一端連接，而感性元件(202)的第二端、二極管(401)的第二端連接于開關(guān)元件(300)的第二端(302)。
[0010]根據(jù)本發(fā)明實施例，所述啟動裝置包含阻性元件(101)、二極管(102)，其中，阻性元件(101)的第一端連接于整流裝置，阻性元件(101)的第二端連接于二極管(102)的第一端，而二極管(102)的第二端接地。
[0011]一種半導(dǎo)體照明裝置，包括: 半導(dǎo)體光源負載；
整流裝置，用于連接外部電源，進行整流和濾波；
啟動裝置，連接整流裝置；
供電裝置，與啟動裝置連接，供電裝置包括供電控制單元對負載進行供電控制； 開關(guān)單元對供電控制單元進行控制；
信號控制單元，由感性元件的副繞連接阻性及容性元件構(gòu)成自激振蕩對開關(guān)單元進行控制。
[0012]根據(jù)本發(fā)明實施例，所述負載為單個或多個LED組。
[0013]根據(jù)本發(fā)明實施例，所述LED組的構(gòu)成方式包括但不限于串聯(lián)連接或并聯(lián)連接或串并聯(lián)連接的混合型連接結(jié)構(gòu)來電連接。
[0014]根據(jù)以下參考附圖對本發(fā)明的描述，本發(fā)明的其他目標和效用將變得顯而易見，并且讀者可全面了解本發(fā)明。
[0015]【專利附圖】

【附圖說明】
圖1是LED驅(qū)動系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)連接示意圖；
圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的LED驅(qū)動系統(tǒng)電路圖；
圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的LED驅(qū)動系統(tǒng)之供電裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的LED驅(qū)動系統(tǒng)啟動階段工作示意圖；
圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的LED驅(qū)動系統(tǒng)第一儲能階段工作示意圖；
圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的LED驅(qū)動系統(tǒng)釋能階段工作示意圖；
圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的LED驅(qū)動系統(tǒng)第二儲能階段工作示意圖。
[0016]在上述附圖中,相同附圖標記指示相同、相似或相應(yīng)的元件或功能。
[0017]【具體實施方式】
下文將參照圖式通過實施例來詳細描述本發(fā)明的具體實施例。
[0018]本發(fā)明使用較少元器件實現(xiàn)LED的電子驅(qū)動部分，大大減少了元器件數(shù)量和成本，使電子驅(qū)動部分占LED照明系統(tǒng)中的比例大幅度縮小。
[0019]圖1是本發(fā)明所述自激振蕩LED驅(qū)動系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)連接示意圖。
[0020]整流裝置，用于連接外部電源，進行整流和濾波；
啟動裝置，連接整流裝置；
供電裝置，與啟動裝置連接，供電裝置包括供電控制單元對負載進行供電控制； 開關(guān)單元對供電控制單元進行控制；
信號控制單元，由感性元件的副繞連接阻性及容性元件構(gòu)成自激振蕩對開關(guān)單元進行控制。
[0021 ] 圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的LED驅(qū)動系統(tǒng)電路圖。
[0022]具體而言，在本發(fā)明實施例中，整流裝置10，其一端連接至由外部提供的包含有保險絲11的交流(AC)電源，而另一端(輸出端)13連接至負載裝置40 ；
啟動裝置20，用于連接整流裝置10 ；
供電裝置30，與啟動裝置20連接，通過感性元件202經(jīng)由副繞201連接阻性元件204及容性元件203，作為開關(guān)元件300的控制部分，對供電裝置30連接的負載裝置40進行供電控制，用于當驅(qū)動系統(tǒng)連接有負載裝置40時，配合整流裝置10對負載裝置40進行供電，且供電裝置30的第一輸出端31和第二端輸出端32連接至負載裝置40。
[0023]在圖2中，外部交流(AC)電源(例如，120VAC)可以為商業(yè)AC線路電壓，并且當如圖2中所示的將橋式二極管12 (包含四個單極管D1、D2、D3、D4)應(yīng)用于整流裝置10時，可以將輸入的AC電壓輸出為全波整流電壓，并將合適的電流提供給負載裝置40。
[0024]在本文中，外部提供的包含有保險絲11的交流(AC)電源，其輸入電壓范圍為交流(AC)電源120V/50? 60Hz?240V/50? 60Hz，輸入電壓范圍為直流(DC)電源12V?400V。
[0025]如圖2所示，在本方案中，使用少量元器件組合形成自激振蕩線路，結(jié)合降壓線路，構(gòu)成一個LED電子驅(qū)動器。即在一個感性元件上使用副繞作為一個開關(guān)元件的控制信號輸入，中間串聯(lián)一個阻性元件和一個容性元件作為控制信號輸入的大小及時間，使用一個二極管作為容性元件的充放電控制，使用該感性元件連接一個二極管和一個容性元件產(chǎn)生直流輸出。
[0026]具體而言，在本實施例中，啟動裝置20包含阻性元件101、二極管102，其中，阻性元件101的第一端連接于整流裝置10的一端，阻性元件101的第二端連接于二極管102的第一端，而二極管102的第二端接地。
[0027]供電裝置30包含感性元件201和202、容性元件203、阻性元件204、開關(guān)元件300、二極管401以及容性元件402，其中，二極管401的第一端與啟動裝置20之阻性元件101的第一端與連接，阻性元件101的第二端分別與阻性元件204的第二端以及開關(guān)元件300的第一端301連接，啟動裝置20之二極管102的第二端與開關(guān)元件300的第三端303連接并接地，容性元件203的第一端與感性元件201第一端連接，感性元件201第二端則接地，容性元件203的第二端與阻性元件204的第一端連接，感性元件202的第一端與容性元件402的第二端連接，感性元件202的第二端與二極管401的第二端以及開關(guān)元件300的第二端302連接。
[0028]負載裝置40包含及負載單元501，其中，供電裝置30的容性元件402與負載單元501并聯(lián)連接。
[0029]如圖2所示，在本方案中，使用少量元器件組合形成自激振蕩線路，結(jié)合降壓線路，構(gòu)成一個LED電子驅(qū)動器。即在一個感性元件202上使用副繞201，即感性元件201作為一個開關(guān)元件300的控制信號輸入，中間串聯(lián)一個阻性元件204和一個容性元件203作為控制信號輸入的大小及時間，使用一個二極管401作為容性元件402的充電及放電控制，使用該感性元件202接一個二極管401和一個容性元件402產(chǎn)生直流輸出。
[0030]故，進一步的，如圖3所示，在本方案中供電裝置30可包括信號控制單元、開關(guān)單元以及供電控制單元，通過信號控制單元控制信號輸入的大小及時間，并依據(jù)開關(guān)單元對負載裝置進行供電控制。其中，信號控制單元包含副繞201、容性元件203和阻性元件204，由感性元件202的副繞201串聯(lián)容性元件203和阻性元件204構(gòu)成自激振蕩對開關(guān)單元300進行控制，其中，二極管401的第一端和容性元件402的第一端連接，容性元件402的第二端與感性元件202的第一端連接，而感性元件202的第二端、二極管401的第二端連接于開關(guān)元件300的第二端302。
[0031]此外，開關(guān)單元，包括一開關(guān)元件300，連接于啟動裝置20以及供電裝置30的供電控制單元，其中，開關(guān)元件300的第一端301與信號控制單元之阻性元件204的第二端連接；供電控制單元，包括一感性元件202、二極管401和容性元件402，連接于上述開關(guān)單元和負載裝置40，用于依據(jù)開關(guān)單元對負載裝置40進行供電控制。
[0032]其中，供電控制單元對負載進行供電控制；
開關(guān)單元對供電控制單元進行控制；
信號控制單元，由感性元件的副繞連接阻性及容性元件構(gòu)成自激振蕩對開關(guān)單元進行控制。
[0033]因此，在本發(fā)明實施例中，通過使用感性元件副繞連接一個阻性元件和一個容性元件作為一個開關(guān)元件的控制部分，形成一個自激振蕩線路，并且該感性元件和開關(guān)元件與負載(LED)串聯(lián)，并將該感性元件和開關(guān)元件連接處作為正電壓輸出段，該輸出端還串聯(lián)
有一個二極管。
[0034]進一步的，在本發(fā)明中，供電裝置30的輸出電流范圍20mA?300mA，輸出電壓范圍 12疒300V。
[0035]在圖2中，具體而言在本方案中，負載裝置40為單個或多個LED組。負載裝置40可以是包括至少一個LED的光源501，并且可以包括具有各種電連接關(guān)系的多個LED。在圖2中，構(gòu)成負載裝置40的多個LED以串聯(lián)連接的狀態(tài)示出，但負載裝置40中所包括的多個LED也可以根據(jù)應(yīng)用LED的應(yīng)用系統(tǒng)而以串聯(lián)連接或并聯(lián)連接或串并聯(lián)連接的混合型連接結(jié)構(gòu)來電連接。
[0036]進一步的，在本發(fā)明實施例中，所述啟動裝置20用于在啟動時(S卩，在輸入電壓Vin初始施加時)使供電裝置30中的開關(guān)元件300處于導(dǎo)通狀態(tài)。所述供電控制裝置30包括信號控制單元、供電控制單元、信號發(fā)生單元及開關(guān)單元，所述供電控制單元中的感性元件202用于接收輸入電壓并且在所述開關(guān)單元的控制下進行儲能和釋能。所述信號發(fā)生單元受所述供電控制單元中的感性元件的感應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng)信號，用于控制所述開關(guān)單元的導(dǎo)通和截止。所述供電控制單元中的二極管401用于根據(jù)所述供電控制單元中的感性元件的儲能和釋能不同地向所述負載裝置(半導(dǎo)體光源)供電。
[0037]啟動階段:如圖4所示，當本發(fā)明所述的半導(dǎo)體光源驅(qū)動系統(tǒng)連接到直流輸入電壓Vin后，Vin通過阻性元件101和開關(guān)元件300的基極301以及發(fā)射極303進行放電產(chǎn)生電流II，使開關(guān)元件300的集電極302和發(fā)射極303導(dǎo)通。Vin通過容性元件402和負載單元501，感性元件202和開關(guān)元件300的集電極302和發(fā)射極303進行放電產(chǎn)生電流12。此后，本發(fā)明所述的半導(dǎo)體光源驅(qū)動系統(tǒng)進入第一儲能階段。
[0038]第一儲能階段:如圖5所示，12通過容性元件402，容性元件402開始充電，同時12通過負載，半導(dǎo)體光源負載開始發(fā)光，12再通過感性元件202，感性元件202儲能并在其兩端產(chǎn)生電壓V2，同時信號發(fā)生單元201受感性元件202感應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢VI，Vl通過容性元件203、阻性元件204和開關(guān)元件300的基極301及發(fā)射極303進行放電產(chǎn)生電流13。13對容性元件203進行充電。容性元件203兩端產(chǎn)生圖示方向電壓V3。隨著V3的上升，13下降，并且隨之使得關(guān)元件300截止。然而，由于流過感性元件202的電流不能突變，因此該電流通過二極管401流動到半導(dǎo)體光源負載單元501和容性元件402，并且使感性元件202兩端電壓V2反向。此后，本發(fā)明所述的半導(dǎo)體光源驅(qū)動系統(tǒng)進入釋能階段。
[0039]釋能階段:如圖6所示,信號發(fā)生單元201受感性元件202感應(yīng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢Vl同樣反向。Vl通過二極管102、阻性元件204、容性元件203進行放電產(chǎn)生電流14。開關(guān)元件300截止。感性元件202兩端電壓V2通過二極管401與容性元件402和半導(dǎo)體光源負載單元501進行放電，感性元件202釋能，同時為容性元件402充電產(chǎn)生電壓V5。電流14對容性元件203反向充電產(chǎn)生反向電壓V4。在感性元件202兩端電壓V2下降至低于容性元件402兩端電壓V5時，停止釋能。此后，本發(fā)明所述的半導(dǎo)體光源驅(qū)動系統(tǒng)進入第二儲能階段。該第二儲能階段與所述第一儲能階段有所不同，在該第二儲能階段中，所述半導(dǎo)體光源負載V發(fā)光。
[0040]第二儲能階段:如圖7所示，容性元件402兩端電壓V5通過半導(dǎo)體光源負載單元501放電，容性元件203兩端電壓V4通過阻性元件204、開關(guān)元件300的基極301和發(fā)射極303和信號發(fā)生單元的感性元件201進行放電，產(chǎn)生電流15，使開關(guān)元件300的集電極302和發(fā)射極303導(dǎo)通。Vin通過感性元件202和開關(guān)元件300的集電極302和發(fā)射極303進行放電產(chǎn)生電流12。感性元件202儲能，在其兩端產(chǎn)生電壓V2。接下來，參考第一儲能階段圖中的供電控制單元和開關(guān)單元來繼續(xù)描述。信號發(fā)生單元的感性元件201受感性元件202感應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢VI，Vl通過容性元件203、阻性元件204和開關(guān)元件300的基極301及發(fā)射極303進行放電產(chǎn)生電流13。13對容性元件203進行充電。容性元件203兩端產(chǎn)生圖示方向電壓V3。隨著V3的上升，13下降，并且隨之使得開關(guān)元件300截止。然而由于流過感性元件202的電流不能突變，因此該電流通過二極管401流動到半導(dǎo)體光源負載單元501，并且使感性元件202兩端電壓V2反向。此后，本發(fā)明所述的半導(dǎo)體光源驅(qū)動系統(tǒng)再次進入釋能階段。
[0041]然后，本發(fā)明所述的半導(dǎo)體光源驅(qū)動系統(tǒng)從釋能階段再次進入第二儲能階段，如此循環(huán)。
[0042]上述實施例只是例示性的，并且不希望它們限制本發(fā)明的技術(shù)方法。雖然已參照優(yōu)選實施例詳細描述了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，可在不偏離本發(fā)明技術(shù)方法的精神和范疇的情況下修改或等同替換本發(fā)明的技術(shù)方法，這些修改和等同替換也屬于本發(fā)明權(quán)利要求書的保護范疇。
【權(quán)利要求】
1.一種自激振蕩LED驅(qū)動系統(tǒng),包括: 整流裝置，用于連接外部電源，進行整流和濾波； 啟動裝置，連接整流裝置； 供電裝置，與啟動裝置連接，供電裝置包括供電控制單元對負載進行供電控制； 開關(guān)單元對供電控制單元進行控制； 信號控制單元，由感性元件的副繞連接阻性及容性元件構(gòu)成自激振蕩對開關(guān)單元進行控制。
2.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動系統(tǒng)，所述信號控制單元由感性元件(202)的副繞(201)串聯(lián)容性元件(203 )和阻性元件(204 )構(gòu)成自激振蕩對開關(guān)單元(300 )進行控制。
3.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動系統(tǒng)，所述開關(guān)單元(300)的第一端(301)與信號控制單元之阻性元件(204)的第二端連接。
4.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動系統(tǒng)，所述信號控制單元由感性元件(202)、二極管(401)和容性元件(402)構(gòu)成，其中，二極管(401)的第一端和容性元件(402)的第一端連接，容性元件(402)的第二端與感性元件(202)的第一端連接，而感性元件(202)的第二端、二極管(401)的第二端連接于開關(guān)元件(300)的第二端(302)。
5.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動系統(tǒng)，所述啟動裝置包含阻性元件(101)、二極管(102)，其中，阻性元件(101)的第一端連接于整流裝置，阻性元件(101)的第二端連接于二極管(102)的第一端，而二極管(102)的第二端接地。
6.一種半導(dǎo)體照明裝置，包括: 半導(dǎo)體光源負載； 整流裝置，用于連接外部電源，進行整流和濾波； 啟動裝置，連接整流裝置； 供電裝置，與啟動裝置連接，供電裝置包括供電控制單元對負載進行供電控制； 開關(guān)單元對供電控制單元進行控制； 信號控制單元，由感性元件的副繞連接阻性及容性元件構(gòu)成自激振蕩對開關(guān)單元進行控制。
7.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體照明裝置，所述負載為單個或多個LED組。
8.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體照明裝置，所述LED組的構(gòu)成方式包括但不限于串聯(lián)連接或并聯(lián)連接或串并聯(lián)連接的混合型連接結(jié)構(gòu)來電連接。
【文檔編號】H05B37/02GK103813577SQ201210459804
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月15日
【發(fā)明者】王耀海 申請人:歐普照明股份有限公司