CN102695322A - 大功率led驱动电源装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种大功率LED驱动电源装置，包括整流电路，其特征在于，该整流电路还连接稳压电路和温度补偿电路。本发明提供的大功率LED驱动电源电路，其能够满足大电流输出，且满足散热、过压、过流、过温保护功能。

Description

大功率LED驱动电源装置

背景技术

本发明涉及大功率LED驱动电源技术，具体涉及一种大功率LED驱动电源电路装置。

技术领域

当前我国正在创建资源节约型、环境友好型社会，“绿色照明”的概念也在逐步深入人心。随着科技的不断进步，半导体材料应用技术的高速发展，小功率LED光源已广泛应用于景观照明，大功率的LED路灯也越来越多地引起各方面的关注。大功率LED路灯是一种通过直流低压点亮大功率LED组来实现照明需求的一种新型照明方式，具有亮度高、显色性好等特点。另外，由于LED路灯的输入为低压直流，能与太阳能结合起来，使得太阳能LED路灯成为了未来道路照明方式的一种可能。然而大功率LED所需的驱动电源为直流的低电压，所以传统上用以驱动白炽灯、日光灯、节能灯、钠灯等光源的电源并不适合直接驱动大功率LED。而普通的降压、稳压电源必须重新改良才能适用于驱动大功率LED。

发明人特为工作电压为3.4V、工作电流为350mA的大功率LED设计一驱动电源。根据大功率LED的工作特性，分析市场上常见的驱动电源，研究了在路灯照明领域的应用，为了能更好地发挥大功率LED的优点，驱动电源必须满足大电流输出，且需要顾及散热、过压、过流、过温保护等多个因素。

发明内容

本发明提供一种大功率LED驱动电源装置，其能够满足大电流输出，且满足散热、过压、过流、过温保护功能。

一种大功率LED驱动电源装置，包括整流电路，其特征在于，该整流电路还连接稳压电路和温度补偿电路。

其中，所述的稳压电路通过MB1802芯片配合相应的元件实现稳压功能。

其中，所述的温度补偿电路通过AVR单片机配合相应的元件实现温度补偿功能。

其中，所述的大功率LED驱动电源电路驱动的LED为串联形式，且每个LED并联一个齐纳管。

关于本发明的具体实施方式请见下面的描述。

附图说明

图1是本发明实施例中LED的光控电路的示意图；

图2是本发明实施例中恒流驱动电路的示意图；

图3是本发明实施例中温度补偿及调光电路图；

图4是本发明实施例中恒流效果图。

具体实施方式

下面给出本发明的较佳的实施例，这些实施例并非限制本发明的内容。

实施例

由图1可知，220V交流电经电容限流、桥式整流、滤波、稳压，在A，B两端获得稳定的12V直流电(见图1)。在白天由于光敏电阻RG受到自然光的照射呈现低电阻，三极管VT的基极电位低，而被反偏置，因此VT截止，单向可控硅VS门极为低电平被关断，LED驱动电路未启动，所以LED不亮。到天黑时光敏电阻RG因无光照呈现高电阻，VT导通，VS的门极即有正向触发电压而导通，LED驱动电路启动，LED通电发光。驱动大功率LED的主要目标是产生正向电流通过器件，比较理想的白光LED可采用MBI1802芯片来实现恒流驱动，它能抑制大功率LED正向电压改变而造成的电流波动，可实现可控的正向电流，保证提供可控的显示亮度。

由图2可知，通过稳压二极管(D6)可为MB1802芯片提供稳定的驱动电压，此时通过大功率LED的电流主要由参考电压值和MBI1802芯片工作电压来决定(见图2)。绝大多数显示器都需要多个LED，若设计人员灵活地驱动多个LED，应将所有LED串联，确保每颗LED的电流都相同。同时，在每个LED两端并联一个齐纳管，能为LED提供开路保护。若要以并联方式驱动白光LED，每个白光LED都必须串联一个镇流电阻，为避免通过其电流出现差异，这些电阻也会消耗功率，降低电路效率，所以采用串联方式可驱动多个LED。

由于LED的驱动电流设计为不随温度变化的恒流源，当LED周围温度低于安全温度点时，输出最高容许电流并保持不变；当LED周围温度高于安全温度点时，工作电流就不在安全区内，这将导致LED的性能远低于标称数值。如果LED周围温度过高则是由LED自身发热导致，所以为了确保LED的性能、寿命不受影响，必须通过电路的温度补偿功能来解决这一问题。

由图3可知，采用AVR单片机及MBI1802芯片的工作电压为5V，通过MBI1802的一个外部电阻器Rext，可以调节输出电流的范围为40～360mA，在特定的光照下，只要不超过LED的额定电流，可随意输出电流，这样用户可以灵活的控制LED的光强度。同时，MBI1802芯片的第七脚连接AVR单片机，根据温度传感器18B20所测到温度和检测到的光敏电阻RG的阻值，AVR单片机通过输出PWM波到MBI1802来控制其输出电流，实现LED的温度补偿，同时可以精确调节LED亮度，进而实现LED的调光功能。

如果LED的驱动未采用恒流源驱动方式，那么PN结半导体器件在正向导通后，结电压VF随环境温度上升而下降，即-2mV/℃，称PN结的负温度效应，该特性直接影响它的发光效率、发光亮度、发光色度。例如当常温30℃时，选择LED最佳工作电流为135mA，当环境温度升到90℃，结电压VF下降，工作电流急剧增加到265～282mA；当温度下降至-40℃时，结电压VF上升，最佳工作电流将从135mA减小到27mA，发光亮度也随电流的减少而降低，达不到所需的照度，如图4中电流曲线I。得到恒流效果图(见图4)。

从图4中可以看出，未采用恒流方式驱动LED，其工作电流随温度的上升而上升，但采用恒流方式驱动LED，其工作电流不随温度的上升而上升，从而证明恒流方式驱动LED确实是可行的。

通过MBI1802芯片来驱动大功率LED，为其提供恒定的电流，同时达到理想的发光强度。采用AVR单片机进行温度补偿和调光控制，可提高LED寿命，实现LED照度的调节。通过取点实验表明，该方法的设计原理合理、方案可行，补偿效果明显。

Claims (4)

1.一种大功率LED驱动电源装置，包括整流电路，其特征在于，该整流电路还连接稳压电路和温度补偿电路。

2.如权利要求1所述的大功率LED驱动电源装置，其特征在于，所述的稳压电路包括MB1802芯片配合相应的元件。

3.如权利要求2所述的大功率LED驱动电源装置，其特征在于，所述的温度补偿电路包括AVR单片机配合相应的元件。

4.如权利要求3所述的大功率LED驱动电源装置，其特征在于，所述的大功率LED驱动电源电路驱动的LED为串联形式，且每个LED并联一个齐纳管。

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