CN101539251B - 高功率因数led照明系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高功率因数LED照明系统，本发明在结构设计上包括若干发光单元以及电源供给单元，而每一个该发光单元中都包括电流采样反馈电路，使该电源供给单元可以识别不同功率的该发光单元，以达到提高整体LED照明系统通配性的效果。

Description

高功率因数LED照明系统

技术领域

本发明涉及一种LED照明系统，更具体而言是指一种包括若干发光单元以及电源供给单元的LED照明系统，每一个该发光单元都包括若干LED发光光源，且每一个该发光单元都是与该电源供给单元电连接的，借助该电源供给单元即时为若干该发光单元提供电力供给并同时驱动若干该发光单元发光，而每一个该发光单元中都包括有反馈回路，借助该反馈回路调整该发光单元的输出电流值，使不同的该发光单元所输出的电流值维持在设定值。

背景技术

众所周知，随着社会的发展以及社会生产力的不断提升越来越多的电子电气化产品越来越普遍的进入到了人们的生产生活的环境中来。在这样的社会背景下各种各样的能方便人们日常生活的用具大量出现。而在这些用具中尤其以照明类用具广泛受到人们的重视。

随着社会的进步亮度更高，电能消耗更少的LED新型照明光源逐步进入到了人们的视野中，LED(Lighting Emitting Diode)即发光二极管，是一种半导体固体发光器件。它是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。LED照明产品就是利用LED作为光源制造出来的照明器具。

正是由于LED的自身特性所以其在使用的时候具有诸多的优点现在分别叙述如下，首先，其具有高节能性的特点即为环保。相同照明效果比传统光源节能80％以上，所以其节能性很好，其次，其具有寿命长的特点，LED光源被称为长寿灯，意为永不熄灭的灯。固体冷光源，灯体内也没有松动的部分，不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点，使用寿命可达2万到5万小时，比传统光源寿命长10倍以上，再次，LED光源环保效益更佳，光谱中没有紫外线和红外线，而且废弃物可回收，没有污染不含汞元素，冷光源，可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源。

正是由于如上所述LED光源的优点人们在日常生产生活中已经越来越普遍的采用LED光源进行照明，比较典型的照明方式是，首先，将若干LED光源串联或者并联在一起，形成一个大的发光光源，而后，设计与该发光光源相配套的变压电路、整流电路以及其他相关电路，并将这些电路与该发光光源连接结合成为一个整体，从而形成一根灯管，但是这种实施方式在具体实施的时候还存在着诸多的缺点，现在分别叙述如下。

首先，由于每一个该光管中都配套有变压电路、整流电路以及其他相关电路，所以，当若干个该光管彼此配合形成一个整体的照明系统的时候，该照明系统的整体电路设计，包括元器件的组成都十分复杂，其成本较高，而且可靠性相对较低。

其二，现有的LED照明系统都与普通日光灯照明系统在表面上虽然是兼容的但是其实质只是结构的兼容，对在使用的时候要对电路部分进行重新改造才能安装使用。

发明内容

本发明提供一种高功率因数LED照明系统，其包括若干发光单元以及电源供给单元，每一个该发光单元中都包括电流采样反馈电路，使该电源供给单元可以识别不同功率的该发光单元，以达到提高整体LED照明系统通配性的目的，进一步，达到降低生产成本，方便使用者使用的目的。

为了解决以上的技术问题，本发明所采取的技术方案是：高功率因数LED照明系统，其包括若干发光单元以及电源供给单元，且每一个该发光单元都是与该电源供给单元电连接的，借助该电源供给单元即时为若干该发光单元提供电力供给并同时驱动若干该发光单元发光，其中，每一个该发光单元都包括LED发光部以及反馈回路单元，该反馈回路单元与该LED发光部电连接，并借助该反馈回路单元调整该LED发光部的输入电流值，使不同的该LED发光部所输入的电流值维持在设定值，达到该电源供给单元同时为不同的该LED发光部同时提供电力供给的状态，进一步，使电源供给单元同时对应于若干该发光单元，该LED发光部包括若干LED光源，若干该LED光源彼此采用串联或者并联的方式连接形成该LED发光部。

该反馈回路单元是与该LED发光部电连接的，该反馈回路单元包括采样部、电流反馈部以及电流调整部，其中，该采样部是与该LED发光部相连接的，并即时采集该LED发光部的采样电压，并将该采样电压即时传输至该电流反馈部中，该电流反馈部是与该采样部相连接的，该电流反馈部将反馈电流即时传输至该电流调整部中，由该电流调整部对该LED发光部的输入电流值进行调整，使该LED发光部所输入的电流值维持在设定值。

进一步，该采样部为采样电阻，该采样电阻与该LED发光部相连接，该电流反馈部为调光反馈电路，其包括比较器以及光耦，该比较器驱动该光耦，该光耦产生电流并传输至该电流调整部中，该电流调整部为PWM控制IC。

该反馈回路单元在工作的时候，首先将该采样电阻两端的电压送入该比较器，该比较器驱动该光耦，而后，该光耦产生的电流送入该PWM控制IC，该PWM控制IC调整其占空比，从而控制该LED发光部的输入电流值，当流过该采样电阻的电流过大，该采样电阻两端的电压增加，该比较器因此翻转输出高，使该光耦输出电流，该PWM控制IC得到反馈电流后调低其占空比，使输出电流减小，反之亦然，当流过该采样电阻的电流小于设定值，该PWM控制IC调整加大其占空比使输出电流增加，使该LED发光部所输入的电流值维持在设定值。

该电源供给单元包括电源输入端以及PFC电路，其中，该PFC电路的一端与该电源输入端相连接，而该PFC电路另外一端同时与若干该发光单元电连接，该PFC电路为功率因素效正电路，由于每一个该发光单元都包括该反馈回路单元，所以该电源供给单元可以识别不同功率的该发光单元。

进一步，本发明的高功率因数LED照明系统还包括MCU控制部分，该MCU控制部分分别与若干该发明单元中的每一个该发光单元相连接。

再，本发明的高功率因数LED照明系统还包括RF无线接收模块，该RF无线接收模块是与该MCU控制部分相连接的。

本发明的有益效果为：由于本发明在结构设计上包括若干发光单元以及电源供给单元，而每一个该发光单元中都包括电流采样反馈电路，使该电源供给单元可以识别不同功率的该发光单元，以达到提高整体LED照明系统通配性的效果。

附图说明

图1为本发明的功能模块框架原理图；

图2为本发明的发光单元的电路原理图；

图3为本发明的LED发光部的电路原理图；

图4为本发明的发光单元的电路原理图；

图5为本发明的电路原理图。

具体实施方式

如图1至5所示，高功率因数LED照明系统，其包括若干发光单元10以及电源供给单元20，且每一个该发光单元10都是与该电源供给单元20电连接的，借助该电源供给单元20即时为若干该发光单元10提供电力供给并同时驱动若干该发光单元10发光。

其中，如图2所示，每一个该发光单元10都包括LED发光部30以及反馈回路单元40，该反馈回路单元40与该LED发光部30电连接，并借助该反馈回路单元40调整该LED发光部30的输入电流值，使不同的该LED发光部30所输入的电流值维持在设定值，达到该电源供给单元20同时为不同的该LED发光部30同时提供电力供给的状态，进一步，使电源供给单元20同时对应于若干该发光单元10。

如图3所示，该LED发光部30包括若干LED光源11，若干该LED光源11彼此采用串联或者并联的方式连接形成该LED发光部30。

如图4所示，该反馈回路单元40是与该LED发光部30电连接的，该反馈回路单元40包括采样部41、电流反馈部42以及电流调整部43。

其中，该采样部41是与该LED发光部30相连接的，并即时采集该LED发光部30的采样电压，并将该采样电压即时传输至该电流反馈部42中。

该电流反馈部42是与该采样部41相连接的，该电流反馈部42将反馈电流即时传输至该电流调整部43中，由该电流调整部43对该LED发光部30的输入电流值进行调整，使该LED发光部30所输入的电流值维持在设定值。

进一步，该采样部41为采样电阻，该采样电阻与该LED发光部30相连接。

该电流反馈部42为调光反馈电路，其包括比较器421以及光耦422，该比较器421驱动该光耦422，该光耦422产生电流并传输至该电流调整部43中。

该电流调整部43为PWM控制IC。

该反馈回路单元40在工作的时候，首先将该采样电阻两端的电压送入该比较器421，该比较器421驱动该光耦422，而后，该光耦422产生的电流送入该PWM控制IC，该PWM控制IC调整其占空比，从而控制该LED发光部30的输入电流值。

当流过该采样电阻的电流过大，该采样电阻两端的电压增加，该比较器421因此翻转输出高，使该光耦422输出电流。

该PWM控制IC得到反馈电流后调低其占空比，使输出电流减小，反之亦然，当流过该采样电阻的电流小于设定值，该PWM控制IC调整加大其占空比使输出电流增加，该LED发光部30所输入的电流值维持在设定值。

该LED发光部30的电流等于流过该采样电阻的电流，其可以用下面的公式算出：

I(LED发光部30电流)＝V(参考电压)/R(采样电阻)

假如设定参考电压等于0.5V

I＝0.5/R

当采样电阻R为1OHM时电流为0.5A，为2OHM时电流为0.25A，通过配备不同的采样电阻来获得不同的功率。

举例说明：同为额定电压100V的该LED发光部30，10W需要0.1A电流，匹配的该采样电阻为R＝V/I＝0.5V/0.1A＝50HM

如图1、2、5所示，该电源供给单元20包括电源输入端21以及PFC电路22，其中，该PFC电路22的一端与该电源输入端21相连接，而该PFC电路22另外一端同时与若干该发光单元10电连接，该PFC电路22为功率因素效正电路。

由于每一个该发光单元10都包括该反馈回路单元40，所以该电源供给单元20可以识别不同功率的该发光单元10。

进一步，本发明的高功率因数LED照明系统还包括MCU控制部分50，该MCU控制部分50分别与若干该发明单元10中的每一个该发光单元10相连接。

再，本发明的高功率因数LED照明系统还包括RF无线接收模块60，该RF无线接收模块60是与该MCU控制部分50相连接的。

如上所述本发明的高功率因数LED照明系统在具体实施的时候换句话说是采用LED灯管和驱动完全分开进行设计的，其驱动方案分二级设计，第一级为PFC(功率因素效正电路)，第二级为多组(最少二组)可控恒流DC输出，自适应不同功率灯管。

其中，灯管部分，含有一个电流采样电路，让电源可以识别不同功率灯管，灯管的4个接头一端为采样输出，另一端为直流输入和输出，接头采用防呆设计，以防止接错，出现安全事故，当外部灯管分别接不同支数灯管，电源输出相应功率，MCU控制部分和RF部分为可选，对于每一组分开控制。

具体的实现方式为，当前级为AC85V-AC265V输入，DC400V输出PFC电路的时候，后级多组分别反馈恒流电路。

如上所述本发明具体实施时候的工作原理为，从85V到265V较宽范围的交流电压经过PFC电路转换为稳定的400V直流电压和15V直流电压，而后400V经过DC-DC转换后用来推动LED，15V供后级电路控制部分使用。此刻，PFC电路同时提高电路的PF值。

后级为完全独立的多组输出，相互绝缘。共用同一PFC电路以简化电路，降低了成本。同时分组输出是为了获得更大的驱动范围，包括驱动多组不同类型的负载。可以灵活的控制每组不同的负载电流，本发明根据需要还可以实现调光控制。而且一组因故障使本组保护不影响其它组的正常工作。

Claims (5)

1.高功率因数LED照明系统，其包括若干发光单元以及电源供给单元，其特征在于：每一个该发光单元都是与该电源供给单元电连接的，借助该电源供给单元即时为若干该发光单元提供电力供给并同时驱动若干该发光单元发光，其中，每一个该发光单元都包括LED发光部以及反馈回路单元，该反馈回路单元与该LED发光部电连接，并借助该反馈回路单元调整该LED发光部的输入电流值，使不同的该LED发光部所输入的电流值维持在设定值，达到该电源供给单元同时为不同的该LED发光部同时提供电力供给的状态，该LED发光部包括若干LED光源，

该反馈回路单元是与该LED发光部电连接的，该反馈回路单元包括采样部、电流反馈部以及电流调整部，其中，该采样部是与该LED发光部相连接的，并即时采集该LED发光部的采样电压，并将该采样电压即时传输至该电流反馈部中，该电流反馈部是与该采样部相连接的，该电流反馈部将反馈电流即时传输至该电流调整部中，由该电流调整部对该LED发光部的输入电流值进行调整，使该LED发光部所输入的电流值维持在设定值，

该采样部为采样电阻，该采样电阻与该LED发光部相连接，该电流反馈部为调光反馈电路，其包括比较器以及光耦，该比较器驱动该光耦，该光耦产生电流并传输至该电流调整部中，该电流调整部为PWM控制IC，该反馈回路单元在工作的时候，首先将该采样电阻两端的电压送入该比较器，该比较器驱动该光耦，而后，该光耦产生的电流送入该PWM控制IC，该PWM控制IC调整其占空比，从而控制该LED发光部的输入电流值，当流过该采样电阻的电流过大，该采样电阻两端的电压增加，该比较器因此翻转输出高，使该光耦输出电流，该PWM控制IC得到反馈电流后调低其占空比，使输出电流减小，反之亦然，当流过该采样电阻的电流小于设定值，该PWM控制IC调整加大其占空比使输出电流增加，使该LED发光部所输入的电流值维持在设定值。

2.如权利要求1中所述的高功率因数LED照明系统，其特征在于：若干该LED光源彼此采用串联或者并联的方式连接形成该LED发光部。

3.如权利要求1中所述的高功率因数LED照明系统，其特征在于：该电源供给单元包括电源输入端以及PFC电路，其中，该PFC电路的一端与该电源输入端相连接，而该PFC电路另外一端同时与若干该发光单元电连接，该PFC电路为功率因素效正电路，由于每一个该发光单元都包括该反馈回路单元，所以该电源供给单元可以识别不同功率的该发光单元。

4.如权利要求1中所述的高功率因数LED照明系统，其特征在于：还包括MCU控制部分，该MCU控制部分分别与若干该发光单元中的每一个该发光单元相连接。

5.如权利要求4中所述的高功率因数LED照明系统，其特征在于：还包括RF无线接收模块，该RF无线接收模块是与该MCU控制部分相连接的。

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