CN103167686A - 一种led照明灯具用的兼容型驱动方案 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED照明灯具用的兼容型驱动方案，包括高频开关变压器，高频开关变压器的初级线圈与电源输入电路连接，高频开关变压器的次级主线圈经滤波电路与负载连接；电源输入电路包括整流滤波电路；整流滤波电路的输入端经电磁兼容电路与交流50-265V电源或直流50-300V电源连接，整流电路的输出端经功率因数校正电路与高频开关变压器的初级线圈连接。本发明具有抵抗电磁干扰的能力，对电网的污染小，可提升电路的功率因数。本发明整合了市场上大部分LED照明灯具的驱动方案所具备的功能，可用普通电源开关实现分档调光,并可靠的兼容脉冲宽度调制调光器适用于市场上大部分的LED照明灯具，使用时直接将本发明的驱动电路安装在LED发光元件与电源之间即可。
Description
技术领域
本发明涉及一种LED照明灯具用的兼容型驱动方案，属于LED照明灯具驱动技术领域。
背景技术
LED照明灯具中的发光元件采用发光二极管（LED），发光二极管具有功耗低和寿命长的特点，因此LED照明灯具受到了广大消费者的青睐。由于LED照明灯具需要恒流驱动，所以LED照明灯具必须具有驱动电路。为了适应市场不同用户的需求，目前各LED照明灯具生产厂家所采用的驱动方案各不相同，有不具备调光功能的驱动方案，也有具备调光功能的驱动方案。单就具备调光功能的驱动方案而言，又可分为可控硅调光，脉冲宽度调制调光、线性调光和分段调光驱动方案。虽然上述各种驱动方案各有特长，型号各异，造成产品兼容性差，还有些调光驱动方案在安装时还需对现有的照明线路进行改造，安装比较麻烦。生产厂家也因方案众多而造成备料繁多,管理成本增加,客户的需求不同而管理困难。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种LED照明灯具用的兼容型驱动方案。将市场上大部分驱动方案所具备的功能整合在一起，用户在使用时不必改造原有线路，可直接使用。
本发明的技术方案：
一种LED照明灯具用的兼容型驱动方案，包括高频开关变压器，高频开关变压器的初级主线圈与电源输入电路连接，高频开关变压器的次级主线圈经滤波电路与负载连接；电源输入电路包括整流电路；整流电路的输入端经电磁兼容电路与交流50-265V电源或直流50-300V电源连接，整流电路的输出端经功率因数校正电路与高频开关变压器的初级主线圈连接。
前述兼容型驱动方案中，所述整流滤波电路与负载之间设有电流检测电路，电流检测电路包括电流取样电路和电流误差放大电路；电流取样电路串联在滤波电路与负载之间，电流误差放大电路的输出端经光电耦合器与控制芯片的电流信号输入端连接。
前述兼容型驱动方案中，所述控制芯片内设有合成处理电路和驱动电路，合成处理电路接收来自电压检测电路、开关检测电路和光电耦合器的信号，处理后的信号经驱动电路与功率MOS管的控制电极连接；控制芯片的输出端控制功率MOS管调节占空比,从而控制输出电流,达到控制输出功率的目的。
前述兼容型驱动方案中，所述电压检测电路和开关检测电路的输入端与交流50-265V电源或直流50-300V电源连接；电压检测电路检测电网电压,为控制芯片提供判断依据,使控制芯片在恒流模式与调光模式间切换；开关检测电路检测用户的开关操作,为控制芯片提供判数依据, 使控制芯片在不同的电流模式下工作。
前述兼容型驱动方案中，所述启动电路的输入端与整流电路的输出端连接，启动电路的输出端与控制芯片电源输入端连接，为控制芯片提供启动电源。
前述兼容型驱动方案中，所述高频开关变压器设有初极辅助线圈，初极辅助线圈与启动电路控制端和控制芯片的电源输入端连接；电路启动完成后通过初极辅助线圈提供的电源将启动电路强行关闭,以降低功耗. 由初极辅助线圈直接为控制芯片提供能量。
前述兼容型驱动方案中，所述高频开关变压器设有次极辅助线圈，次极辅助线圈一方面为电流检测电路提供电源，另一方面作为电流检测电路的基准电源。
与现有技术相比，本发明整合了市场上大部分LED照明灯具的驱动方案所具备的功能，即可用普通电源开关实现分档调光,并可靠的兼容脉冲宽度调制调光器，使用时根据LED负载选择合适的驱动功率,直接将本发明的驱动电路安装在LED发光元件与电源之间即可。
由于本发明在电源输入电路中设有电磁兼容电路具有抵抗电磁干扰的能力，能够在比较恶劣的电磁环境中正常工作；同时工作中不会产生过量的电磁辐射污染电源，干扰周围其它设备及网络的正常工作。另外本发明在电源输入电路中设有功率因数校正电路，可提升电路的功率因数，在满载状态下，功率因数为0.9～0.96，满载时的效率为85～86%，20%发光时效率可达93%。本发明的最大功率可达45W。
本发明连接在普通开关上时，可实现分档调光，开关刚打开时LED照明灯具为最亮（100%模式），在0.5～1秒间通断一次电源开关，LED照明灯具的电流降低20%，再次通断电源开关，LED照明灯具的电流依次降低20%，当第五次通断电源开关时，LED照明灯具返回100%模式。如此循环，从而实现普通电源开关分档调光。关闭电源开关时间大于1秒则视为关闭状态，再次打开电源开关，LED照明灯具为100%启动模式。本发明不需要对现有电路进行改造就可直接使用。
如果用户之前已经对电路进行过改造，安装有脉冲宽度调制调光器，也可以不必把原来的脉冲宽度调制调光装置拆除，可直接把本发明的驱动电路安装在脉冲宽度调制调光装置与LED发光元件之间。打开电源开关之后可以利用原来的脉冲宽度调制调光器直接进行无级调光。
本发明的驱动电路也可以与原来的脉冲宽度调制调光装置配合使用实现混合调光，通过普通开关分档之后，在任意一档内通过脉冲宽度调制调光装置继续调光，起到微调和补充调光的作用。
本发明既可使用交流电源，也可以使用直流电源，电源适应范围宽，交流电压的适应范围为50-265V，直流电压的适应范围为50-300V。本发明采用独特的启动电路,在电源接通初期为控制芯片提供工作电源,能在输入电压为AC50V时可靠启动。当负载电流达到额定值后, 控制芯片进入电流调整状态，表现为渐进增亮直至进入恒流状态具有软启动功能。本发明还具有恒流状态和超压指示功能，当输入电压超过额定时,可通过灯具闪烁以提示用户电网电压过高,应关灯防止过高的电压损坏灯具。
附图说明
图1是本发明的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的任何限制。
一种LED照明灯具用的兼容型驱动方案，如图1所示，包括高频开关变压器，高频开关变压器的初级主线圈与电源输入电路连接，高频开关变压器的次级主线圈经整流滤波电路与负载连接；电源输入电路包括整流电路；整流电路的输入端经电磁兼容电路与交流50-265V电源或直流50-300V电源连接，整流电路的输出端经功率因数校正电路与高频开关变压器的初级主线圈连接。所述整流滤波电路与负载之间设有电流检测电路，电流检测电路包括电流取样电路和电流误差放大电路；电流取样电路串联在滤波电路与负载之间，电流误差放大电路的输出端经光电耦合器与控制芯片的电流信号输入端连接。所述控制芯片内设有合成处理电路和驱动电路，合成处理电路接收来自电压检测电路、开关检测电路和光电耦合器的信号，处理后的信号经驱动电路与功率MOS管的控制电极连接；控制芯片的输出端控制功率MOS管调节占空比,从而控制输出电流,达到控制输出功率的目的。所述电压检测电路和开关检测电路的输入端与交流50-265V电源或直流50-300V电源连接；电压检测电路检测电网电压,为控制芯片提供判断依据,使控制芯片在恒流模式与调光模式间切换；开关检测电路检测用户的开关操作,为控制芯片提供判数依据, 使控制芯片在不同的电流模式下工作。所述启动电路的输入端与整流电路的输出端连接，启动电路的输出端与控制芯片电源输入端连接，为控制芯片提供启动电源。所述高频开关变压器设有初极辅助线圈，初极辅助线圈与启动电路控制端和控制芯片的电源输入端连接；电路启动完成后通过初极辅助线圈提供的电源将启动电路强行关闭,以降低功耗. 由初极辅助线圈直接为控制芯片提供能量。所述高频开关变压器设有次极辅助线圈，次极辅助线圈一方面为电流检测电路提供电源，另一方面作为电流检测电路的基准电源。
本发明中各部件的功能如下：
电磁兼容电路具有抗浪涌冲击、抗共模,差模干扰的功能；
整流电路将交流转换成直流电并滤除部分纹波,为开关变压器提供电源；
功率因数校正电路采用被动式功率因数校正以简化电路降低功耗，具有与控制芯片一起完成功率因数校正的功能；
启动电路在接通电源初期,为控制芯片提供启动电源,电路启动完成后被初极辅助线圈提供的电源强行关闭,以降低功耗；
高频开关变压器为负载提供与输入电源隔离的受控电源；
整流滤波电路将高频开关变压器提供的交流电源转换为负载所需的直流电源；
电压检测电路检测电网电压,为控制芯片提供判断依据,控制芯片将在恒流模式与调光模式间切换，与开关检测电路,电流检测电路一起合成并控制MOS管的占空比；
开关检测电路检测用户是否在进行开关操作,为控制芯片提供判数依据,控制芯片将在不同的电流模式下工作.
本发明的工作原理
电源接通后,启动电路从整流电路获得电源并工作,为控制芯片提供电源使之开始工作.控制芯片开始工作即完成自检与外围检测,若自检及负载正常才正式进入工作模式.此时控制芯片工作在负载所需的最大电流模式,此时初级辅助线圈提供的电源会强行关闭启动电路以降低功耗，并为控制芯片提供工作电源。次级辅助电源为电流检测电路(兼输出电压检测电路)提供稳定电源，并作为电流检测电路的基准电流，使之稳定工作。电压检电路检测输入电压,开关检测电路检测用户是否在操作电源开关，这三路信号在控制芯片内部合成,分析运算并产生脉冲宽度调制信号经输出电路驱动MOS管从而达成负载电流自动控制的目的。
当负载电流增加时,电流检测电路产生控制信号,使控制芯片输出的脉冲宽度变窄,以降低输出电流.相反则增加输出电流。
当开关检测电路检测到用户在进行调光操作时,控制芯片检出并判断,分析.使工作模式在恒流驱动及调光模式间切换。
当用户在对开关进行操作时,控制芯片检出并切换工作模式。
Claims (7)
1. 一种LED照明灯具用的兼容型驱动方案，包括高频开关变压器，高频开关变压器的初级主线圈与电源输入电路连接，高频开关变压器的次级主线圈经滤波电路与负载连接；其特征在于：电源输入电路包括整流电路；整流电路的输入端经电磁兼容电路与交流50-265V电源或直流50-300V电源连接，整流电路的输出端经功率因数校正电路与高频开关变压器的初级主线圈连接。
2.根据权利要求1所述兼容型驱动方案，其特征在于：所述整流滤波电路与负载之间设有电流检测电路，电流检测电路包括电流取样电路和电流误差放大电路；电流取样电路串联在滤波电路与负载之间，电流误差放大电路的输出端经光电耦合器与控制芯片的电流信号输入端连接。
3.根据权利要求2所述兼容型驱动方案，其特征在于：所述控制芯片内设有合成处理电路和驱动电路，合成处理电路接收来自电压检测电路、开关检测电路和光电耦合器的信号，处理后的信号经驱动电路与功率MOS管的控制电极连接；控制芯片的输出端控制功率MOS管调节占空比,从而控制输出电流,达到控制输出功率的目的。
4.根据权利要求3所述兼容型驱动方案，其特征在于：所述电压检测电路和开关检测电路的输入端与交流50-265V电源或直流50-300V电源连接；电压检测电路检测电网电压,为控制芯片提供判断依据,使控制芯片在恒流模式与调光模式间切换；开关检测电路检测用户的开关操作,为控制芯片提供判数依据, 使控制芯片在不同的电流模式下工作。
5.根据权利要求4所述兼容型驱动方案，其特征在于：所述启动电路的输入端与整流电路的输出端连接，启动电路的输出端与控制芯片电源输入端连接，为控制芯片提供启动电源。
6.根据权利要求5所述兼容型驱动方案，其特征在于：所述高频开关变压器设有初极辅助线圈，初极辅助线圈与启动电路控制端和控制芯片的电源输入端连接；电路启动完成后通过初极辅助线圈提供的电源将启动电路强行关闭,以降低功耗. 由初极辅助线圈直接为控制芯片提供能量。
7.根据权利要求6所述兼容型驱动方案，其特征在于：所述高频开关变压器设有次极辅助线圈，次极辅助线圈一方面为电流检测电路提供电源，另一方面作为电流检测电路的基准电源。
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