一種led驅(qū)動(dòng)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型實(shí)施例公開一種LED驅(qū)動(dòng)裝置，應(yīng)用于LED領(lǐng)域，能夠解決現(xiàn)有的LED驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)電源效率低的問題。該裝置包括：無(wú)源功率因素校正PFC單元、降壓穩(wěn)壓?jiǎn)卧⒚}沖寬度調(diào)制PWM控制單元及擴(kuò)流恒流單元；其中，PWM控制單元包括高壓降壓式芯片；PFC單元后串接降壓穩(wěn)壓?jiǎn)卧唤祲悍€(wěn)壓?jiǎn)卧蟠訑U(kuò)流恒流單元，擴(kuò)流恒流單元后接LED裝置；PWM控制單元與PFC單元和降壓穩(wěn)壓?jiǎn)卧⒙?lián)。本實(shí)用新型的實(shí)施例應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)LED負(fù)載。
【專利說明】—種LED驅(qū)動(dòng)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及LED驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域，尤其涉及一種LED驅(qū)動(dòng)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]LED (Light Emitting D1de,簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)ED)驅(qū)動(dòng)裝置通常用來驅(qū)動(dòng)LED負(fù)載(例如LED燈或者LED模塊組件)正常工作。在LED驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)展過程中，雖然已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步，但目前所設(shè)計(jì)的LED驅(qū)動(dòng)裝置仍然存在一些普遍問題，例如，當(dāng)采用AC輸入(對(duì)LED驅(qū)動(dòng)裝置通過AC輸入)，對(duì)LED負(fù)載分別做恒流控制這種設(shè)計(jì)時(shí)，電源效率低，成本較高；當(dāng)采用DC或電池輸入(對(duì)LED驅(qū)動(dòng)裝置通過DC或電池輸入)，對(duì)LED負(fù)載分別做恒流控制，雖然設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、但是電源效率較低。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種LED驅(qū)動(dòng)裝置，以解決現(xiàn)有的LED驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)電源效率低的問題。
[0004]本實(shí)用新型的第一方面提供一種LED驅(qū)動(dòng)裝置，包括:無(wú)源功率因素校正PFC單元、降壓穩(wěn)壓?jiǎn)卧⒚}沖寬度調(diào)制PWM控制單元及擴(kuò)流恒流單元；其中，所述PWM控制單元包括高壓降壓式芯片；所述PFC單元后串接所述降壓穩(wěn)壓?jiǎn)卧?；所述降壓穩(wěn)壓?jiǎn)卧蟠铀鰯U(kuò)流恒流單元，所述擴(kuò)流恒流單元后接LED裝置；所述PWM控制單元與所述PFC單元和所述降壓穩(wěn)壓?jiǎn)卧⒙?lián)。
[0005]根據(jù)第一方面，在第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述裝置還包括抗浪涌保護(hù)單元、濾波單元及全橋整流單元；其中，所述抗浪涌保護(hù)單元串接在外部電源之后，所述抗浪涌保護(hù)單元后串接所述濾波單元；所述全橋整流單元串接在所述濾波單元之后；所述PFC單元串接在所述全橋整流單元之后。
[0006]根據(jù)第一方面或第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述PWM控制單元還包括微調(diào)電路及電流采樣電路；其中，所述微調(diào)電路與所述高壓降壓式芯片相連；所述電流采樣電路與所述高壓降壓式芯片相連。
[0007]根據(jù)第一方面或第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述擴(kuò)流恒流單元包括功率MOS管、鎮(zhèn)流功率電感及續(xù)流二極管；其中，所述功率MOS管的端與所述高壓降壓式芯片相連。
[0008]根據(jù)第一方面或第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述高壓降壓式芯片通過串接一電容與所述PFC單元并連。
[0009]根據(jù)第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述濾波單元包括電磁兼容性EMC濾波單元，其中，電磁兼容性EMC濾波單元包括第一電感、第二電感和電解電容；其中，所述第一電感和所述第二電感并聯(lián)，電解電容串接在所述第一電感和所述第二電感之間。
[0010]根據(jù)第一方面或第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第六種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述PFC單元包括第一電容、第二電容、第一電阻、第一二極管、第二二極管及第三二極管。
[0011]根據(jù)第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第七種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述降壓穩(wěn)壓電路包括三極管、第四二極管、第四電容、第二電阻、第三電阻及第四電阻。
[0012]根據(jù)第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第八種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述微調(diào)電路包括第五電阻、第六電阻及滑動(dòng)電阻；其中，所述第五電阻和第六電阻并聯(lián)，所述第五電阻上串接所述滑動(dòng)電阻。
[0013]根據(jù)第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第九種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述電流采樣電路包括四個(gè)并聯(lián)的電阻，所述電流采樣電路與所述擴(kuò)流恒流單元的功率MOS管的源極相連。
[0014]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的LED驅(qū)動(dòng)裝置，通過采用高壓降壓式芯片來組成PWM控制單元，使得LED驅(qū)動(dòng)裝置輸入電壓范圍寬，適應(yīng)性強(qiáng)，電源效率高，并且電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。
[0016]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的LED驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的LED驅(qū)動(dòng)裝置的電路原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。
[0019]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例LED驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例的裝置適用于驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光或者LED模塊組件正常工作。該裝置的輸入端為外接電源，可以為直流電源或交流電源。該裝置的輸出端為L(zhǎng)ED負(fù)載，例如LED燈或者LED模塊組件等。參考圖1該LED驅(qū)動(dòng)裝置包括:無(wú)源功率因素校正PFC單元1、降壓穩(wěn)壓?jiǎn)卧?、脈沖寬度調(diào)制PWM控制單元3及擴(kuò)流恒流單元4。
[0020]其中，PWM控制單元3包括高壓降壓式芯片31?？蓛?yōu)選PT4107芯片，PT4107是一種高性能高壓降壓芯片，該芯片通過外部電阻和內(nèi)部的齊納二極管，可以將經(jīng)過整流的I1v或220V交流電壓箝位于20V。當(dāng)Vin上的電壓超過欠壓閉鎖閾值18V后，芯片開始工作，按照峰值電流控制的模式來驅(qū)動(dòng)外部的場(chǎng)效應(yīng)管(M0SFET，簡(jiǎn)稱M0S)。在外部MOS的源極和接地端之間接有電流采樣電路，該電流采樣電路上的電壓直接傳遞到PT4107芯片的CS端。當(dāng)CS端電壓超過內(nèi)部的電流采樣閾值電壓后，GATE端的驅(qū)動(dòng)信號(hào)終止，外部MOSFET關(guān)斷。閾值電壓可以由內(nèi)部設(shè)定，或者通過在LD端施加電壓來控制。如果要求軟啟動(dòng)，可以在LD端并聯(lián)電容，以得到需要的電壓上升速度，并和LED電流上升速度相一致。PT4107芯片輸入電壓范圍寬，從18V到450V的寬電壓輸入范圍，恒流輸出；采用頻率抖動(dòng)減少電磁干擾。本實(shí)施例還可采用其他高壓降壓芯片，不限于芯片的類型或型號(hào)。
[0021]如圖1所示，PFC單元I后串接降壓穩(wěn)壓?jiǎn)卧? ;降壓穩(wěn)壓?jiǎn)卧?后串接擴(kuò)流恒流單元4，擴(kuò)流恒流單元4后接LED負(fù)載；PWM控制單元3與PFC單元I和降壓穩(wěn)壓?jiǎn)卧?并聯(lián)。
[0022]PFC單元I通常為一塊體積較大的電感，內(nèi)部由多塊硅鋼片組成，外部纏繞銅線，PFC單元I采用電感補(bǔ)償方法使交流輸入的基波電流與電壓之間相位差減小從而提高功率因數(shù)。降壓穩(wěn)壓?jiǎn)卧?主要是為高壓降壓式芯片31提供18-20V的穩(wěn)定工作電壓，從而保證該芯片正常工作。擴(kuò)流恒流單元4主要是為L(zhǎng)ED負(fù)載提供恒流電流，保證LED負(fù)載正常工作。PWM控制單元3主要是提供脈沖可調(diào)的PWM信號(hào)，用來控制后面恒流電流的大小，進(jìn)而控制LED負(fù)載的功率。這三部分電路是相互依存的，首先，降壓穩(wěn)壓?jiǎn)卧?要為高壓降壓式芯片31提供穩(wěn)定電壓，這樣高壓降壓式芯片31才能正常工作；高壓降壓式芯片31正常工作時(shí)，才能為擴(kuò)流恒流單元4和PWM控制單元3提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，保證上述高壓降壓式芯片正常工作。
[0023]本實(shí)施例提供的LED驅(qū)動(dòng)裝置，通過采用高壓降壓式芯片來組成PWM控制單元，使得LED驅(qū)動(dòng)裝置輸入電壓范圍寬，適應(yīng)性強(qiáng)，電源效率高，并且電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。
[0024]在上述實(shí)施例基礎(chǔ)上,為使LED驅(qū)動(dòng)裝置更加完備,參考圖2所示，圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的LED驅(qū)動(dòng)裝置的電路原理圖，裝置還包括:抗浪涌保護(hù)單元5、濾波單元6及全橋整流單元7。
[0025]其中，抗浪涌保護(hù)單元5串接在外部電源之后，抗浪涌保護(hù)單元5后串接濾波單元6 ;全橋整流單元7串接在濾波單元6之后；PFC單元I串接在全橋整流單元7之后。
[0026]進(jìn)一步地，在上述實(shí)施例基礎(chǔ)上，PWM控制單元3還包括微調(diào)電路32及電流采樣電路33。其中，微調(diào)電路32與高壓降壓式芯片31相連；電流采樣電路33與高壓降壓式芯片31相連。微調(diào)電路32主要用來微調(diào)高壓降壓式芯片31的輸出電流，該輸出電流用于驅(qū)動(dòng)擴(kuò)流恒流單元4 ;微調(diào)電路32還用來微調(diào)高壓降壓式芯片31輸出的PWM信號(hào)的頻率。通過上述微調(diào)電路對(duì)電流及電壓的微調(diào)的作用驅(qū)動(dòng)LED負(fù)載，使LED負(fù)載達(dá)到額定功率，正常工作。
[0027]擴(kuò)流恒流單元4可以優(yōu)選包括功率MOS管Ql、鎮(zhèn)流功率電感L3及續(xù)流二極管D5。其中，功率MOS管Ql的漏極與高壓降壓式芯片31的GATE輸出端相連。擴(kuò)流恒流單元4主要是通過控制功率MOS管Ql的導(dǎo)通，從而控制續(xù)流二極管D5上的電壓，并與鎮(zhèn)流功率電感L3配合，為L(zhǎng)ED負(fù)載提供恒定的電流信號(hào)，使LED負(fù)載達(dá)到額定功率，正常工作。
[0028]高壓降壓式芯片31采集電流采樣電路33的峰值電流，用高壓降壓式芯片31內(nèi)部邏輯在單周期控制GATE管腳信號(hào)的脈沖占空比進(jìn)行恒流控制。該恒流與擴(kuò)流恒流單元4中的續(xù)流電路(由鎮(zhèn)流功率電感L3及續(xù)流二極管D5組成)輸出的電流合并向LED負(fù)載恒流供電。改變電流采樣電路33的峰值電流可以改變整個(gè)電路的輸出電流，鎮(zhèn)流功率電感L3及續(xù)流二極管D5也要隨之改變。
[0029]參考圖2所示，高壓降壓式芯片31通過串接一電容C3與PFC單元I并聯(lián)。
[0030]可選的，抗浪涌保護(hù)單元5包括保險(xiǎn)絲FSl及抗浪涌負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻NTC，其中保險(xiǎn)絲FSl與抗浪涌負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻NTC并聯(lián)?？估擞勘Ｗo(hù)單元5用于保護(hù)被保護(hù)的設(shè)備或系統(tǒng)(即LED驅(qū)動(dòng)裝置)不受沖擊而損壞，常稱為“避雷器”或“過電壓保護(hù)器”。
[0031]可選的，濾波單元6可以包括電磁兼容性EMC濾波單元，EMC濾波單元一般包括第一電感L1、第二電感L2和電解電容CXl ;其中，第一電感LI和第二電感L2并聯(lián)，電解電容CXl串接在第一電感LI和第二電感L2之間。
[0032]全橋整流單元7通常包括四個(gè)電容，全橋整流單元7可以把方向和大小都變化的交流電變換為方向不變但大小仍有脈動(dòng)的直流電。
[0033]可選的，PFC單兀I包括第一電容Cl、第二電容C2、第一電阻R1、第一二極管Dl、
第二二極管D2及第三二極管D3。
[0034]可選的，降壓穩(wěn)壓?jiǎn)卧?可以優(yōu)選包括三極管Tl、第四二極管D4、第四電容C4、第二電阻R2、第三電阻R3及第四電阻R4。該電路作用相當(dāng)于一電子濾波器，輸入阻抗高，輸出阻抗小用于，提供一穩(wěn)定電壓，確保高壓降壓式芯片31在輸入電壓范圍內(nèi)穩(wěn)定工作。
[0035]在上述方案基礎(chǔ)上，微調(diào)電路32包括第五電阻R5、第六電阻R6及滑動(dòng)電阻R7 ;其中，第五電阻R5和第六電阻R6并聯(lián)，第五電阻R5上串接滑動(dòng)電阻R7。第六電阻R6與高壓降壓式芯片31相連，用于調(diào)節(jié)高壓降壓式芯片31的震蕩頻率，從而微調(diào)擴(kuò)流恒流電路4的電流，使LED驅(qū)動(dòng)裝置達(dá)到所要設(shè)計(jì)的功率。
[0036]可選的，電流采樣電路33包括四個(gè)并聯(lián)的電阻，參考圖2中的電阻R8?R11。電流采樣電路33與擴(kuò)流恒流單元4的功率MOS管的源極相連。電阻R8?Rll并聯(lián)，這樣可以減小電阻精度和溫度對(duì)輸出電流的影響，并且可以方便地改變其中一個(gè)或幾個(gè)電阻的阻值，達(dá)到修改高壓降壓式芯片8號(hào)引腳輸出電流的目的。
[0037]本實(shí)施例提供的LED驅(qū)動(dòng)，通過采用高性能的高壓降壓式芯片以及如圖2所示的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使得輸入電壓范圍寬，適應(yīng)性強(qiáng)，電源效率高。通過PWM控制單元，解決了分離電路效率低，成本高的問題。通過高性能的高壓降壓式芯片及微調(diào)電路實(shí)現(xiàn)了頻率抖動(dòng)電路，減少了電磁干擾，避免了電路中元器件存在的各種電子噪聲對(duì)LED驅(qū)動(dòng)裝置的不良影響。通過高性能的高壓降壓式芯片、電流采集電路及場(chǎng)效應(yīng)管實(shí)現(xiàn)了 PWM線性調(diào)光，可以驅(qū)動(dòng)上百個(gè)0.06瓦的LED負(fù)載，工作頻率可達(dá)25kHz-300kHz。
[0038]以上所述，僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種LED驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，包括:無(wú)源功率因素校正PFC單元、降壓穩(wěn)壓?jiǎn)卧⒚}沖寬度調(diào)制PWM控制單元及擴(kuò)流恒流單元； 其中，所述PWM控制單元包括高壓降壓式芯片； 所述PFC單元后串接所述降壓穩(wěn)壓?jiǎn)卧? 所述降壓穩(wěn)壓?jiǎn)卧蟠铀鰯U(kuò)流恒流單元，所述擴(kuò)流恒流單元后接LED裝置； 所述PWM控制單元與所述PFC單元和所述降壓穩(wěn)壓?jiǎn)卧⒙?lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括抗浪涌保護(hù)單元、濾波單元及全橋整流單元； 其中，所述抗浪涌保護(hù)單元串接在外部電源之后，所述抗浪涌保護(hù)單元后串接所述濾波單元；所述全橋整流單元串接在所述濾波單元之后；所述PFC單元串接在所述全橋整流單元之后。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述PWM控制單元還包括微調(diào)電路及電流采樣電路；其中，所述微調(diào)電路與所述高壓降壓式芯片相連；所述電流采樣電路與所述高壓降壓式芯片相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述擴(kuò)流恒流單元包括功率MOS管、鎮(zhèn)流功率電感及續(xù)流二極管；其中，所述功率MOS管的端與所述高壓降壓式芯片相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述高壓降壓式芯片通過串接一電容與所述PFC單元并連。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，所述濾波單元包括電磁兼容性EMC濾波單元，其中，電磁兼容性EMC濾波單元包括第一電感、第二電感和電解電容；其中，所述第一電感和所述第二電感并聯(lián)，電解電容串接在所述第一電感和所述第二電感之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，所述PFC單元包括第一電容、第二電容、第一電阻、第一二極管、第二二極管及第三二極管。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，所述降壓穩(wěn)壓電路包括三極管、第四二極管、第四電容、第二電阻、第三電阻及第四電阻。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，所述微調(diào)電路包括第五電阻、第六電阻及滑動(dòng)電阻；其中，所述第五電阻和第六電阻并聯(lián)，所述第五電阻上串接所述滑動(dòng)電阻。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，所述電流采樣電路包括四個(gè)并聯(lián)的電阻，所述電流采樣電路與所述擴(kuò)流恒流單元的功率MOS管的源極相連。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK204014191SQ201420376921
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月9日
【發(fā)明者】陳萬(wàn)里, 柴遠(yuǎn)波, 李偉, 鄭晶晶, 肜瑤, 王志剛, 劉超 申請(qǐng)人:黃河科技學(xué)院