專利名稱：可半功率控制的led恒流源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高效率、高輸入電壓的可半功率控制的LED照明恒流源，屬于穩(wěn)流電源技術(shù)領(lǐng)域。適用于延長(zhǎng)LED照明光源，低成本實(shí)現(xiàn)半功率調(diào)光控制要求的場(chǎng)合。
背景技術(shù)：
在實(shí)際需要和應(yīng)用中，很多負(fù)載雖然功耗不大，但卻要求所提供的電源電流、電壓必須在一定范圍內(nèi)保持相對(duì)穩(wěn)定，同時(shí)要求對(duì)負(fù)載內(nèi)的部分元件有一定的保護(hù)作用，解決這類負(fù)載的供電通常是采用恒流或穩(wěn)壓電源，而且在電源電路中還需要加入對(duì)負(fù)載中某些元件在異常情況下的過電流保護(hù)電路，這就使得這類電源大多是元件多、電路復(fù)雜、功耗比例大。目前，LED的應(yīng)用越來越廣泛，用于日常室內(nèi)和戶外照明的LED燈具也正越來越普及，但無法實(shí)現(xiàn)低成本半功率控制。雖然目前的LED的照度穩(wěn)定性較好，發(fā)光亮度變化小，但是照明壽命短，其周邊外圍電路成本過高。另外，其消耗在外圍電路上的功率相對(duì)于LED本身消耗的功耗比例大，常常是損耗功率占全部功率的20% 30X，使LED的節(jié)能省耗的優(yōu)點(diǎn)并未完全發(fā)揮出來。所以現(xiàn)有LED恒流源電路還有待改進(jìn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種高效率、高輸入電壓的可半功率控制的LED恒流源，從根本上解決現(xiàn)有LED照明壽命短，無法實(shí)現(xiàn)低成本半功率控制，恒流源電路周邊外圍電路成本過高、損耗功率較大等問題，對(duì)LED光源具有長(zhǎng)壽命、低成本、可實(shí)現(xiàn)半功率調(diào)光控制、節(jié)能、使用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。 本實(shí)用新型的技術(shù)方案是該可半功率控制的LED恒流源包括電源電路、DC/DC變換電源電路、升壓電路、反饋電路和半功率電路，其技術(shù)要點(diǎn)是所述電源電路提供穩(wěn)定的12v電壓給DC/DC變換電源電路和半功率電路，所述DC/DC變換電源電路包括DC/DC變換電源芯片U，為所述升壓電路提供一個(gè)固定頻率的P麗信號(hào)，所述反饋電路為所述DC/DC變換電源電路提供反饋，分別為電流反饋和電壓反饋，所述DC/DC變換電源電路根據(jù)反饋值的情況調(diào)整輸出信號(hào)P麗的占空比，自動(dòng)調(diào)整反饋過程使調(diào)整端電壓、電流保持不變，所述半功率電路通過光耦U2的通斷影響基準(zhǔn)電壓，從而改變負(fù)載電流，所述負(fù)載電流的大小由DC/DC變換電源芯片Ul的15腳所接電阻的大小決定。 所述DC/DC變換電源電路的DC/DC變換電源芯片Ul的1腳接采樣電壓，2腳接5v
基準(zhǔn)電壓，16腳接采樣電流，15腳接電流基準(zhǔn)。1腳輸出P麗信號(hào)，并通過兩個(gè)三極管提高
驅(qū)動(dòng)能力，10腳懸空，2腳、13腳、14腳連在一起，11腳、12腳、8腳接12v電壓。 所述反饋電路中電流采樣通過一個(gè)大功率、低阻值的采樣電阻R24串流在負(fù)載端實(shí)現(xiàn)。 所述半功率電路控制通過光耦U2的通斷實(shí)現(xiàn)，改變分壓電阻值的大小，以改變負(fù)載電流的大小。 所述電源電路中輸入電壓48v通過穩(wěn)壓二極管降為12v，為電路供電。[0009] 所述升壓電路通過MOS管的通斷，使儲(chǔ)能電容反復(fù)充電，以提高負(fù)載電壓，其中包
含肖特基二極管。 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)及積極的技術(shù)效果是本實(shí)用新型是通過高頻脈沖寬度調(diào)制信號(hào)P麗控制DC/DC變換管M0S，將直流加在負(fù)載上；輸出部分通過一定的電路反饋給控制電路，控制P麗占空比，以達(dá)到穩(wěn)定輸出的目的；通過控制光耦的通斷實(shí)現(xiàn)半功率；效率高，輸入電壓范圍寬。綜上，本實(shí)用新型利用可調(diào)整直流輸出DC/DC變換電源為負(fù)載供電，通過半功率控制端的電平高、低方便實(shí)現(xiàn)全半功率的變化。通過電磁感應(yīng)提升電壓，實(shí)現(xiàn)高效率、高性能、寬輸入電壓。兩路反饋電路實(shí)現(xiàn)恒壓、恒流控制，對(duì)LED光源具有長(zhǎng)壽命、低成本、可實(shí)現(xiàn)半功率調(diào)光控制、節(jié)能、使用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。從根本上解決了現(xiàn)有LED照明壽命短，無法實(shí)現(xiàn)低成本半功率控制，恒流源電路周邊外圍電路成本過高、損耗功率較大等問題。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。[0012]

圖1是本實(shí)用新型的電路原理圖。
具體實(shí)施方式根據(jù)圖1對(duì)本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)作詳細(xì)描述。該可半功率控制的LED恒流源包括電源電路、DC/DC變換電源電路、升壓電路、反饋電路和半功率電路。電源電路提供穩(wěn)定的12v電壓給DC/DC變換電源電路和半功率電路，DC/DC變換電源電路包括DC/DC變換電源芯片Ul (本實(shí)施例采用TL494)，為升壓電路提供一個(gè)固定頻率的P麗信號(hào)。由可調(diào)整直流輸出DC/DC變換電源電路的輸出控制一個(gè)MOS管，為負(fù)載電路提供電源，負(fù)載電路的一端接可調(diào)整直流輸出DC/DC變換電源電路的輸出端，負(fù)載電路的另一端接可調(diào)整直流輸出DC/DC變換電源電路的返回端，即地線端。反饋電路為DC/DC變換電源電路提供反饋，分別為一個(gè)電流反饋，一個(gè)電壓反饋。DC/DC變換電源電路根據(jù)反饋值的情況調(diào)整輸出信號(hào)P麗的占空比，其自動(dòng)調(diào)整反饋過程使調(diào)整端電壓、電流保持不變。半功率電路通過光耦U2的通斷影響基準(zhǔn)電壓，從而改變負(fù)載電流，負(fù)載電流的大小由DC/DC變換電源芯片U1的15腳所接電阻的大小決定。DC/DC變換電源電路的DC/DC變換電源芯片Ul的1腳接采樣電壓，2腳接5v基準(zhǔn)電壓，16腳接采樣電流，15腳接電流基準(zhǔn)。1腳輸出P麗信號(hào)，并通過兩個(gè)三極管提高驅(qū)動(dòng)能力，10腳懸空，2腳、13腳、14腳連在一起，11腳、12腳、8腳接12v電壓。[0014] 如圖1所示，電源電路中額定輸入電壓為48v，經(jīng)過穩(wěn)壓二極管(本實(shí)施例采用LN4742)穩(wěn)壓處理后，給DC/DC變換電源芯片和其他控制電路提供穩(wěn)定的12v電壓。升壓電路通過M0S管Q4的通斷，使儲(chǔ)能電容反復(fù)充電，輸入電壓經(jīng)過儲(chǔ)能電感L1和肖特基二極管Q5 (本實(shí)施例采用SR2080)后直接加在負(fù)載端，同時(shí)DC/DC變換電源芯片Ul輸出一個(gè)占空比可調(diào)的P麗信號(hào)，控制Q4的通斷可以提高和穩(wěn)定負(fù)載兩端的電壓。反饋電路中一路反饋電路是通過一個(gè)大功率、低阻值的采樣電阻R24串聯(lián)在負(fù)載中采樣負(fù)載電流，反饋給DC/DC變換電源芯片Ul ;另一路反饋電路是通過R6、 R12、 C9、 Rll采樣負(fù)載電壓，也反饋給DC/DC變換電源芯片U1，同時(shí)作用調(diào)節(jié)U1輸出的P麗信號(hào)的占空比，以穩(wěn)定負(fù)載的電流、電壓。光耦U2 (本實(shí)施例采用PC817)、電阻R2和可變電阻R9、電阻R10并聯(lián)，然后與電阻R13分壓后加在DC/DC變換電源芯片U1的15端，提供參考電壓。功率電路控制通過光耦U2的通斷，改變分壓電阻值的大小，從而改變負(fù)載電流的大小。[0015] 下面對(duì)各個(gè)部分電路進(jìn)行詳細(xì)描述。 電源電路主要由自恢復(fù)保險(xiǎn)絲Fl 、濾波電容CI 、 二極管Dl 、限流電阻R25、分壓電阻R26、穩(wěn)壓二極管D4組成。當(dāng)電路出現(xiàn)短路或電流過大時(shí)，F(xiàn)l自動(dòng)斷開以保護(hù)電路；D1當(dāng)電源正負(fù)極接反時(shí)保護(hù)電路；D4穩(wěn)定輸出12v電壓。 DC/DC變換電源電路主要由DC/DC變換電源芯片Ul及外圍器件、三極管Q2、Q3等組成。Ul輸入電壓為12v， U1.9端輸出一個(gè)P麗信號(hào)，通過Q2、 Q3放大，接在M0S管Q4的柵極。Ul內(nèi)部有兩組獨(dú)立的運(yùn)算放大單元，Ul. 1、U1.2和U1. 16、U1. 15分別是兩組運(yùn)放的輸入端，運(yùn)放的輸出共同作用影響P麗輸出信號(hào)的占空比。R14和C6結(jié)合U1內(nèi)部電路組成振蕩產(chǎn)生電路，其振蕩頻率為f = 1. 1/R14*C6。 Ul內(nèi)部提供5v基準(zhǔn)電壓，由Ul. 14輸出。[0018] 升壓電路由MOS管Q4、儲(chǔ)能電感Ll、肖特基二極管Q5、儲(chǔ)能電容C3、濾波電容C4組成。當(dāng)Q4柵極接高電平時(shí)，Q4導(dǎo)通，VCC通過Ll與Q4組成回路，電流只流向Q4 ;當(dāng)Q4柵極接低電平時(shí)，Q4斷開，Ll通過電磁感應(yīng)產(chǎn)生反向電動(dòng)勢(shì)，與VCC疊加在一起Q5給C3充電，并給負(fù)載供電；當(dāng)Q4再次導(dǎo)通時(shí)，C3中已儲(chǔ)存了電能，繼續(xù)給負(fù)載供電，同時(shí)Q5阻值電流反向流動(dòng)；當(dāng)Q4再次斷開，C3再次被充電，其兩端電壓即負(fù)載電壓越來越高，以滿足負(fù)載需要。P麗信號(hào)的占空比能控制Q4通斷的時(shí)間比例，從而影響負(fù)載的電壓和電流。[0019] 反饋電路包括兩路反饋。 一路由R6、R12、C9、R11組成，采集負(fù)載電壓提供給Ul內(nèi)部運(yùn)放單元的正向輸入端Ul. 1，反向輸入端Ul. 2接5v基準(zhǔn)電壓，采樣電壓的變化影響P麗的占空比，從而抑制負(fù)載電壓的變化。另一路反饋電路由R24、R19組成，R24與負(fù)載串聯(lián)采集負(fù)載電流，提供給Ul. 16， Ul. 15接一基準(zhǔn)電壓，由R13、 R16、 R5、 R17、 U2、 R9、 R10分壓得到。這一路反饋同樣通過調(diào)節(jié)占空比來抑制負(fù)載電流的變化。Ul. 15端得基準(zhǔn)電壓決定了負(fù)載電流的大小。 半功率電路主要由三極管Q1、光耦U2、可變電阻R9組成。當(dāng)K端懸空時(shí)，Q1基極為高電平，Q1導(dǎo)通，U2導(dǎo)通，Ul. 15端的電壓由通過R7和U2分壓得到，分壓值低，所以負(fù)載電流小，為半功率狀態(tài)；當(dāng)K端接地時(shí)，U2斷開，電流流過R9和RIO，分壓值高，負(fù)載電流大，為全功率狀態(tài)。 上述電路中，除已經(jīng)說明的以外對(duì)所有元件沒有特殊要求。實(shí)施例中所涉及元件可采用其他類似產(chǎn)品。
權(quán)利要求一種可半功率控制的LED恒流源，包括電源電路、DC/DC變換電源電路、升壓電路、反饋電路和半功率電路，其特征在于所述電源電路提供穩(wěn)定的12v電壓給DC/DC變換電源電路和半功率電路，所述DC/DC變換電源電路包括DC/DC變換電源芯片U1，為所述升壓電路提供一個(gè)固定頻率的PWM信號(hào)，所述反饋電路為所述DC/DC變換電源電路提供反饋，分別為電流反饋和電壓反饋，所述DC/DC變換電源電路根據(jù)反饋值的情況調(diào)整輸出信號(hào)PWM的占空比，自動(dòng)調(diào)整反饋過程使調(diào)整端電壓、電流保持不變，所述半功率電路通過光耦U2的通斷影響基準(zhǔn)電壓，從而改變負(fù)載電流，所述負(fù)載電流的大小由DC/DC變換電源芯片U1的15腳所接電阻的大小決定。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可半功率控制的LED恒流源，其特征在于所述DC/DC變換 電源電路的DC/DC變換電源芯片Ul的1腳接采樣電壓，2腳接5v基準(zhǔn)電壓，16腳接采樣電 流，15腳接電流基準(zhǔn)。1腳輸出P麗信號(hào)，并通過兩個(gè)三極管提高驅(qū)動(dòng)能力，10腳懸空，2腳、 13腳、14腳連在一起，11腳、12腳、8腳接12v電壓。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可半功率控制的LED恒流源，其特征在于所述反饋電路中 電流采樣通過一個(gè)大功率、低阻值的采樣電阻R24串流在負(fù)載端實(shí)現(xiàn)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可半功率控制的LED恒流源，其特征在于所述半功率電路 控制通過光耦U2的通斷實(shí)現(xiàn)，改變分壓電阻值的大小，以改變負(fù)載電流的大小。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可半功率控制的LED恒流源，其特征在于所述電源電路中 輸入電壓48v通過穩(wěn)壓二極管降為12v，為電路供電。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可半功率控制的LED恒流源，其特征在于所述升壓電路通 過MOS管的通斷，使儲(chǔ)能電容反復(fù)充電，以提高負(fù)載電壓，其中包含肖特基二極管。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種可半功率控制的LED恒流源，它從根本上解決了現(xiàn)有LED照明壽命短，無法實(shí)現(xiàn)半功率調(diào)光控制的控制，恒流源電路周邊外圍電路成本過高、損耗功率較大的問題。電源電路提供穩(wěn)定的12v電壓給DC/DC變換電源電路和半功率電路，DC/DC變換電源電路包括DC/DC變換電源芯片U1，為升壓電路提供一個(gè)固定頻率的PWM信號(hào)，反饋電路為DC/DC變換電源電路提供反饋，分別為電流反饋和電壓反饋，DC/DC變換電源電路根據(jù)反饋值的情況調(diào)整輸出信號(hào)PWM的占空比，自動(dòng)調(diào)整反饋過程使調(diào)整端電壓、電流保持不變，半功率電路通過光耦U2的通斷影響基準(zhǔn)電壓。對(duì)LED光源具有長(zhǎng)壽命、低成本、可實(shí)現(xiàn)半功率調(diào)光控制、節(jié)能、使用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H05B37/02GK201528453SQ20092024827
公開日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2009年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月20日
發(fā)明者鞠娣 申請(qǐng)人:鞠娣