專(zhuān)利名稱(chēng)：調(diào)壓限流型led照明裝置電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新的LED照明裝置電源電路，采用了一種新的多路LED燈串供電 電壓和電流控制方法。所屬技術(shù)領(lǐng)域?yàn)長(zhǎng)ED照明裝置用開(kāi)關(guān)電源。背景技術(shù)：
目前，公知的LED照明裝置電源分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是恒壓型電源，另一類(lèi)是恒流型 電源。恒壓型電源一般將所有LED燈串并聯(lián)起來(lái)作為一個(gè)負(fù)載，電源輸出恒定電壓；恒流型 電源則在恒壓型基礎(chǔ)上增加了恒流功能，即將恒壓型電源作為前級(jí)，后級(jí)根據(jù)負(fù)載情況配 置恒流模塊，恒流型電源將每一個(gè)LED燈串都作為一個(gè)獨(dú)立的負(fù)載，由獨(dú)立的恒流電路供 H1^ ο
恒壓型電源與恒流型電源比較沒(méi)有后級(jí)的恒流電路部分，簡(jiǎn)單可靠，但這類(lèi)電源 的應(yīng)用有很大的局限性。眾所周知，LED是二極管類(lèi)半導(dǎo)體器件，它的伏安特性是指數(shù)曲線(xiàn)， 電壓的微小變化會(huì)導(dǎo)致電流急劇變化(見(jiàn)圖1)，因此要精確地控制燈具的照度，必須控制 流經(jīng)LED的電流。而且LED的伏安特性隨溫度變化而變化，溫度升高時(shí)其伏安特性向左偏 移，此時(shí)必須降低加在LED上的電壓，以保證電流不變，顯然恒壓型電源不能跟隨伏安特性 的變化而變化，無(wú)法精確控制流經(jīng)LED的電流。更嚴(yán)重的是，當(dāng)電壓恒定不變時(shí)，隨著LED 工作環(huán)境溫度的升高，流經(jīng)LED的電流會(huì)相應(yīng)地增大，而電流的增大更進(jìn)一步加劇了溫度 的升高(見(jiàn)圖幻，如此惡性循環(huán)會(huì)導(dǎo)致該LED迅速老化失效，幾個(gè)月甚至幾個(gè)星期就可能完 全失效。因此若采用恒壓型電源，燈具設(shè)計(jì)時(shí)必須按可能出現(xiàn)的最?lèi)毫忧闆r設(shè)計(jì)散熱器，確 保出現(xiàn)最高環(huán)境溫度時(shí)LED工作環(huán)境溫度不超過(guò)設(shè)計(jì)值，使得燈具過(guò)大過(guò)重，造成浪費(fèi)。
恒流型LED電源則較恒壓型電源增加了恒流控制電路，一般是有多少個(gè)LED燈串 或者幾個(gè)大功率封裝LED就有幾路輸出，對(duì)每一路電流都進(jìn)行恒流控制，因此不會(huì)發(fā)生某 一路LED燈串電流過(guò)大的情況，(燈具)整機(jī)較采用恒壓型電源有較高的可靠性。但是恒 流型電源因?yàn)槎嗔艘患?jí)恒流電路，因此電源效率一般會(huì)降低5%左右，而且元器件的數(shù)量增 多了，電源本身的可靠性也有所降低。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于恒壓型和恒流型電源的上述優(yōu)缺點(diǎn)，我們開(kāi)發(fā)了調(diào)壓限流型LED照明裝置電 源，這種電源適合驅(qū)動(dòng)具有多個(gè)LED燈串或者多個(gè)大功率LED封裝并聯(lián)的LED照明裝置。調(diào) 壓限流型電源具有恒壓型電源結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高和可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也具有恒流型電 源可以對(duì)流經(jīng)LED燈串或大功率封裝電流進(jìn)行精確控制的優(yōu)點(diǎn)。
調(diào)壓限流型LED照明裝置電源由電壓可調(diào)節(jié)AC-DC隔離轉(zhuǎn)換器及各支路電流檢測(cè) 部分組成，詳見(jiàn)附圖及


。四
圖1所示為歐司朗Golden Dragon系列某型LED的伏安特性，其它廠(chǎng)家的大功率照明用LED伏安特性與之類(lèi)似，我們以此來(lái)分析控制流經(jīng)LED的電流的必要性。
圖中兩條黃色豎線(xiàn)標(biāo)示出了相差0. IV的順向壓降，對(duì)應(yīng)的兩條橫線(xiàn)則標(biāo)示出了 相應(yīng)的順向電流的變化，大約為100mA，亦即約5%的電壓變化導(dǎo)致了約40%的電流變化 [電壓變化率 0. 1/2. 1x100% 5%;電流變化率(0. 44-0. 34) /0. 34x100%^ 30% ] 任何 電路都有誤差，如果在大功率照明LED驅(qū)動(dòng)時(shí)選用控制電壓的方式，這些微小的誤差會(huì)導(dǎo) 致很大的電流誤差，從而使得LED功率大幅度偏離設(shè)計(jì)值，因此精確的LED控制方式應(yīng)該為 電流控制方式。
圖2所示為某型號(hào)大功率照明用LED伏安特性與工作環(huán)境溫度的關(guān)系示意圖，可 見(jiàn)當(dāng)驅(qū)動(dòng)電壓恒定不變時(shí)隨溫度升高其順向電流增加，電流增加使得工作環(huán)境溫度進(jìn)一步 升高。因?yàn)長(zhǎng)ED照明燈具一般都為長(zhǎng)時(shí)間工作，其溫度很可能升至LED極限允許溫度，導(dǎo)致 LED加速老化。
圖3所示為調(diào)壓限流型LED照明裝置電源的系統(tǒng)框圖。
調(diào)壓限流型LED照明裝置電源主要由兩部分構(gòu)成，第一部分為電壓可調(diào)節(jié)的AC/ DC隔離轉(zhuǎn)換器，它與恒壓型電源類(lèi)似，可以是任意一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的開(kāi)關(guān)電源；第二部分為 電流檢測(cè)電路，采用取樣電阻采集每一個(gè)支路(即LED燈串或大功率LED封裝)的電流，圖 中Rl 1 即是取樣電阻，Ul Un為取樣電阻采集到的電壓，^!為檢出的Ul Un中的最 大電壓。toef為預(yù)先設(shè)定的LED燈串限制電流所對(duì)應(yīng)的參考電壓。具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
圖3中所示的AC-DC隔離轉(zhuǎn)換器的輸入AC為市政照明工程的供電電源，在我國(guó)一 般為交流220V，通過(guò)AC-DC隔離轉(zhuǎn)換器進(jìn)行AC/DC變換后輸出可以在一定范圍內(nèi)進(jìn)行電壓 調(diào)節(jié)的直流電。
該直流電給并聯(lián)的1 η個(gè)LED燈串或大功率LED封裝供電，流經(jīng)這些燈串或大功 率LED封裝的電流為Il In，這些電流在檢測(cè)電阻Rl 1 上產(chǎn)生電壓降Ul Un，經(jīng)過(guò) 放大器OPl OPn放大后經(jīng)過(guò)二極管Dl Dn并聯(lián)，則并聯(lián)的Dl Dn的負(fù)端電壓也 就是誤差放大器的負(fù)輸入端)與Ul Un中的最大電壓間具有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，該電壓所 對(duì)應(yīng)的電流則為實(shí)際流過(guò)LED燈串或LED大功率封裝的最大電流，將該電壓與預(yù)先設(shè)定的 對(duì)應(yīng)LED燈串或LED大功率封裝最大電流所對(duì)應(yīng)的參考電壓Vref進(jìn)行比較，若該電壓大于 Vref,則相應(yīng)地調(diào)低AC-DC隔離轉(zhuǎn)換器的輸出電壓，使之與Vref相等，反之則相應(yīng)地升高 AC-DC隔離轉(zhuǎn)換器的輸出電壓，使之與Vref相等。這樣，通過(guò)對(duì)AC/DC隔離轉(zhuǎn)換器輸出電壓 的調(diào)節(jié)，使得流經(jīng)LED燈串或大功率LED封裝的最大電流與預(yù)先設(shè)定的最大電流一致，實(shí)現(xiàn) 了對(duì)流經(jīng)LED燈串或LED大功率封裝電流的控制。
調(diào)壓限流型LED照明裝置電源雖然原理上講不能精確地控制每一個(gè)LED燈串或大 功率LED封裝的電流，但隨著LED加工工藝的成熟，同一批次LED個(gè)體之間的差異已經(jīng)可以 做到非常微小，因此實(shí)際應(yīng)用中流經(jīng)每一個(gè)LED燈串或大功率LED封裝的電流非常接近，因 此控制了最大支路的電流即等效于控制了所有支路的電流，并且不受內(nèi)部或外部環(huán)境溫度 變化的影響，調(diào)壓限流型LED照明裝置電源實(shí)現(xiàn)了對(duì)LED電流的精確控制。這樣，調(diào)壓限流 型LED照明裝置電源既具有了恒壓型LED照明裝置電源簡(jiǎn)單高效的優(yōu)點(diǎn)，避免了其不能隨環(huán)境溫度變化進(jìn)行調(diào)節(jié)的缺點(diǎn)，同時(shí)又在實(shí)際應(yīng)用中與恒流型LED照明裝置電源一樣，做 的了對(duì)LED燈串或大功率LED封裝的電流的精確控制。
權(quán)利要求
1.一種LED照明裝置電源，核心部分包含輸出電壓可調(diào)節(jié)的的AC/DC變換器和輸出電 流檢測(cè)電路。其特征在于AC/DC變換器部分的輸出電壓根據(jù)輸出各支路中最大電流的大小 進(jìn)行調(diào)節(jié)。
2.如權(quán)利要求1所述的LED照明裝置電源，其特征在于設(shè)定一個(gè)允許的最大(或額定) 的支路電流所對(duì)應(yīng)的參考電壓值。
3.如權(quán)利要求1所述的LED照明裝置電源，其特征在于通過(guò)電流檢測(cè)電路檢測(cè)各支路 電流，將所得到的各支路電流在檢測(cè)元件(一般為電阻)上的電壓降進(jìn)行放大后進(jìn)行比較。 得到最大支路電流所對(duì)應(yīng)的電壓值。
4.如權(quán)利要求1所述的LED照明裝置電源，其特征在于將最大支路電流所對(duì)應(yīng)的電壓 值與所設(shè)定的允許的最大(或額定)的支路電流所對(duì)應(yīng)的參考電壓值進(jìn)行比較。
5.如權(quán)利要求1所述的LED照明裝置電源，其特征在于調(diào)節(jié)AC/DC變換器部分的輸出 電壓，使得最大支路電流所對(duì)應(yīng)的電壓值與所設(shè)定的允許的最大(或額定)的支路電流所 對(duì)應(yīng)的參考電壓值相等。從而實(shí)現(xiàn)最大支路輸出電流與設(shè)定值相等。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新的LED照明裝置電源電路，采用了一種新的多路LED燈串供電電流控制方法。所屬技術(shù)領(lǐng)域?yàn)長(zhǎng)ED照明裝置用開(kāi)關(guān)電源。調(diào)壓限流型LED電源主要由兩部分組成，前級(jí)為可調(diào)節(jié)輸出電壓的AC-DC變換器，后級(jí)為最大支路電流檢出電路。后級(jí)將檢測(cè)到的最大支路電流信號(hào)，將之與預(yù)先設(shè)定的參考電壓進(jìn)行比較，其誤差輸出控制AC-DC變換器的輸出電壓。采用這種方式則可以精確地控制流經(jīng)LED燈串或者大功率LED燈的電流，確保LED工作在正常的節(jié)溫條件下，保證燈具壽命。
文檔編號(hào)H05B37/02GK102036436SQ20091019063
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2009年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者謝井峰 申請(qǐng)人:深圳市世紀(jì)新泰達(dá)電子有限公司