CN103391669A - 一种led灯的照明系统 - Google Patents

Abstract

本发明适用于LED灯的照明领域，提供了一种LED灯的照明系统，所述LED灯的照明系统外接市电电源，所述LED灯的照明系统包括电源电路和LED灯，所述电源电路包括：EMI整流滤波电路、功率因素校正电路以及DC-DC变换电路；该LED灯的照明系统适用于户外，从而在电源电路中减少了隔离电路，有效地减少电源电路的功率损耗，提高了驱动LED灯组成的灯组的驱动能力。

Description

一种LED灯的照明系统

技术领域

本发明属于LED灯的照明领域，尤其涉及一种LED灯的照明系统。

背景技术

目前，户外的LED灯的照明系统电路结构复杂，LED灯的照明系统采用功率因数校正（Power Factor Correction,PFC）电路、一次侧和二次侧隔离电路以及DC-DC电路组成的电路结构；该种电路结构复杂，元器件多，可靠性差，效率低，成本高。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种LED灯的照明系统，减少了驱动LED灯的电源电路的电路结构。

本发明实施例是这样实现的，一种LED灯的照明系统，所述LED灯的照明系统外接市电电源，所述LED灯的照明系统包括电源电路和LED灯，所述电源电路包括：

第一输入端和第二输入端接所述市电电源的EMI整流滤波电路；

输入端和输出端分别接所述EMI整流滤波电路的输出端和DC-DC变换电路的输入端的功率因素校正电路；

第一输出端和第二输出端接所述LED灯的所述DC-DC变换电路。

进一步地，所述LED灯为隔离的LED灯珠。

进一步地，所述EMI整流滤波电路为全波整流电路或桥式整流电路。

进一步地，所述功率因素校正电路为升压型的功率因素校正电路。

进一步地，所述EMI整流滤波电路包括：

滤波电容C11、共模电感T11、滤波电容C12、滤波电容C13、桥式整流电路D15以及滤波电容C14；

所述滤波电容C11的第一端和第二端分别为所述EMI整流滤波电路的第一输入端和第二输入端，所述滤波电容C11的第一端和第二端分别接所述共模电感T11的第一线圈的异名端和所述共模电感T11的第二线圈的异名端，所述滤波电容C12连接在所述共模电感T11的第一线圈的同名端与地之间，所述滤波电容C13连接在所述共模电感T11的第二线圈的同名端与地之间，所述桥式整流电路D15的第一输入端和第二输入端分别接所述共模电感T11的第一线圈的同名端和所述共模电感T11的第二线圈的同名端，所述滤波电容C14连接在所述桥式整流电路D15的高电压输出端和低电压输出端之间，所述桥式整流电路D15的低电压输出端接地，所述桥式整流电路D15的高电压输出端为所述EMI整流滤波电路的输出端。

进一步地，所述功率因素校正电路包括：

PFC控制器、N型MOS管Q2、二极管D23、二极管D22、储能电容C21以及储能电感L24；

所述储能电感L24的第一端为所述功率因素校正电路的输入端，所述N型MOS管Q2的漏极、栅极以及源极分别接所述储能电感L24的第二端、PFC控制器以及地，所述二极管D22的阳极和阴极分别接所述储能电感L24的第二端和所述储能电容C21的正极，所述储能电容C21的负极接地，所述二极管D23的阳极和阴极分别接所述储能电感L24的第一端和所述二极管D22的阴极，所述二极管D22的阴极为所述功率因素校正电路的输出端。

进一步地，所述DC-DC变换电路包括：

PWM控制器、N型MOS管Q3、二极管D33、储能电感L31以及滤波电容C32；

所述二极管D33的阴极为所述DC-DC变换电路的输入端，所述N型MOS管Q3的漏极、栅极以及源极分别接所述二极管D33的阳极、所述PWM控制器以及地，所述储能电感L31的第二端和第一端分别接所述N型MOS管Q3的漏极和所述滤波电容C32的第二端，所述滤波电容C32的第一端接所述二极管D33的阴极，所述滤波电容C32的第一端和第二端分别为所述DC-DC变换电路的第一输出端和第二输出端。

本发明提供了一种适用于户外的LED灯的照明系统，从而，在电源电路中可以减少隔离电路，减少电源电路的功率损耗，提高了驱动LED灯组成的灯组的驱动能力；另外，为了实现安全照明，LED灯采用隔离的LED灯珠，从而，同样对金属外壳进行有效地隔离，还有效地保护终端用户的人生安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的LED灯的照明系统的组成结构图；

图2是本发明实施例提供的LED灯的照明系统中的EMI整流滤波电路的一种具体电路图；

图3是本发明实施例提供的LED灯的照明系统中的功率因素校正电路的一种具体电路图；

图4是本发明实施例提供的LED灯的照明系统中的DC-DC变换电路的一种具体电路图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1示出了本发明实施例提供的LED灯的照明系统的组成结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下。

一种LED灯的照明系统，所述LED灯的照明系统外接市电电源2，所述LED灯的照明系统包括电源电路1和LED灯，所述电源电路1包括：

第一输入端和第二输入端接所述市电电源2的EMI整流滤波电路11；

输入端和输出端分别接所述EMI整流滤波电路11的输出端和DC-DC变换电路13的输入端的功率因素校正电路12；

第一输出端和第二输出端接所述LED灯的所述DC-DC变换电路13。

需要说明的是，EMI整流滤波电路11用于滤除市电电源2在传输中引入的电磁干扰等噪声信号，然后，经过EMI整流滤波电路11中的整流电路输出直流电。

为了提高驱动LED灯的驱动能力，采用功率因素校正电路12对EMI整流滤波电路11输出的直流电进行升压，输出电压稳定的直流电；从而，减少大电流传输造成的功率损耗。

DC-DC变换电路13作为直接驱动LED灯的电路，根据不同的LED灯组成的灯组所需的驱动电压，采用DC-DC变换电路13对功率因素校正电路12输出的电压进行降压以输出灯组所需的驱动电压。

作为本发明一实施例，所述LED灯为隔离的LED灯珠。

为了进一步保证LED灯的照明系统的安全使用，LED灯的照明系统的LED灯选用隔离的LED灯珠，该隔离的LED灯珠可以对DC-DC变换电路13输出的驱动电压中的电磁干扰进行有效的隔离，尤其是对静电进行隔离，使得LED灯的照明系统符合安规认证。

作为本发明一实施例，所述EMI整流滤波电路11为全波整流电路或桥式整流电路。

作为本发明一实施例，为了减少EMI整流滤波电路11输出的大电流的直流电在传输过程中的功率损耗，所述功率因素校正电路12为升压型的功率因素校正电路12。

升压型的功率因素校正电路12对EMI整流滤波电路11输出的大电流的直流电进行升压、滤波后，输出恒定的高电压、小电流直流电。

图2示出了本发明实施例提供的LED灯的照明系统中的EMI整流滤波电路的一种具体电路，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下。

作为本发明一实施例，所述EMI整流滤波电路11包括：

滤波电容C11、共模电感T11、滤波电容C12、滤波电容C13、桥式整流电路D15以及滤波电容C14；

所述滤波电容C11的第一端和第二端分别为所述EMI整流滤波电路11的第一输入端和第二输入端，所述滤波电容C11的第一端和第二端分别接所述共模电感T11的第一线圈的异名端和所述共模电感T11的第二线圈的异名端，所述滤波电容C12连接在所述共模电感T11的第一线圈的同名端与地之间，所述滤波电容C13连接在所述共模电感T11的第二线圈的同名端与地之间，所述桥式整流电路D15的第一输入端和第二输入端分别接所述共模电感T11的第一线圈的同名端和所述共模电感T11的第二线圈的同名端，所述滤波电容C14连接在所述桥式整流电路D15的高电压输出端和低电压输出端之间，所述桥式整流电路D15的低电压输出端接地，所述桥式整流电路D15的高电压输出端为所述EMI整流滤波电路11的输出端。

这样，采用滤波电容C11、共模电感T11、滤波电容C12以及滤波电容C13组成的滤波电路，滤除与市电频率不相关的电磁干扰。

然后，采用桥式整流电路D15对滤波电路输出的交流电进行全波整流，经过滤波电容C14稳压后输出直流电。

图3示出了本发明实施例提供的LED灯的照明系统中的功率因素校正电路的一种具体电路，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下。

作为本发明一实施例，所述功率因素校正电路12包括：

PFC控制器、N型MOS管Q2、二极管D23、二极管D22、储能电容C21以及储能电感L24；

所述储能电感L24的第一端为所述功率因素校正电路12的输入端，所述N型MOS管Q2的漏极、栅极以及源极分别接所述储能电感L24的第二端、PFC控制器以及地，所述二极管D22的阳极和阴极分别接所述储能电感L24的第二端和所述储能电容C21的正极，所述储能电容C21的负极接地，所述二极管D23的阳极和阴极分别接所述储能电感L24的第一端和所述二极管D22的阴极，所述二极管D22的阴极为所述功率因素校正电路12的输出端。

PFC控制器产生脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）信号，需要说明的是，所述PWM信号的占空比根据功率因素校正电路12升压后需要输出的电压而设定；通过该PWM信号控制N型MOS管Q2的导通/截止。

当N型MOS管Q2导通时，EMI整流滤波电路11输出的直流电经过N型MOS管Q2到地，当N型MOS管Q2突然截止时，储能电感L24产生反电动势经过二极管D23对储能电容C21充电，当N型MOS管Q2再次导通时，功率因素校正电路12输出的电压为：EMI整流滤波电路11输出的直流电的电压加上储能电感L24的电压；从而，功率因素校正电路12达到升压、降流的目的，有效地减少了大电流直流电在电源电路1中引起的功率损耗。

图4示出了发明实施例提供的LED灯的照明系统中的DC-DC变换电路的一种具体电路，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下。

作为本发明一实施例，所述DC-DC变换电路13包括：

PWM控制器、N型MOS管Q3、二极管D33、储能电感L31以及滤波电容C32；

所述二极管D33的阴极为所述DC-DC变换电路13的输入端，所述N型MOS管Q3的漏极、栅极以及源极分别接所述二极管D33的阳极、所述PWM控制器以及地，所述储能电感L31的第二端和第一端分别接所述N型MOS管Q3的漏极和所述滤波电容C32的第二端，所述滤波电容C32的第一端接所述二极管D33的阴极，所述滤波电容C32的第一端和第二端分别为所述DC-DC变换电路13的第一输出端和第二输出端。

由于DC-DC变换电路13输出的直流电用于直接驱动LED灯组成的灯组，所以需要根据灯组需要的驱动电压及电流调整PWM控制器输出的PWM信号的占空比，从而，DC-DC变换电路13输出与LED灯组成的灯组匹配的驱动电压及电流。

更优的是，在N型MOS管Q3的源极与地之间串联一检测电阻，PWM控制器通过该检测电阻以实时调整PWM控制器输出的PWM信号的占空比，以向LED灯组成的灯组输出匹配的驱动电流。

在本实施例中，通过PWM控制器输出的PWM信号控制N型MOS管Q3导通/截止；当N型MOS管Q3导通时，功率因素校正电路12输出的直流电经过滤波电容C32、储能电感L31以及检测电阻分压，输出电压随着灯的电压变化而变化，输出电流根据LED灯的电流而定，输出电流由N型MOS管Q3的源极与地之间串联的检测电阻设定。当N型MOS管Q3突然截止时，储能电感L31产生的反电动势经过二极管D33继续向LED灯组成的灯组输出驱动电压；从而，PWM控制器输出的PWM信号控制N型MOS管Q3反复导通/截止，通过PWM信号控制N型MOS管Q3的导通时间和截止时间，以满足向LED灯组成的灯组持续输出驱动电流目的，有效地提高了效率。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (7)

1.一种LED灯的照明系统，所述LED灯的照明系统外接市电电源，所述LED灯的照明系统包括电源电路和LED灯，其特征在于，所述电源电路包括：

第一输入端和第二输入端接所述市电电源的EMI整流滤波电路；

输入端和输出端分别接所述EMI整流滤波电路的输出端和DC-DC变换电路的输入端的功率因素校正电路；

第一输出端和第二输出端接所述LED灯的所述DC-DC变换电路。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述LED灯为隔离的LED灯珠。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述EMI整流滤波电路为全波整流电路或桥式整流电路。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述功率因素校正电路为升压型的功率因素校正电路。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述EMI整流滤波电路包括：

滤波电容C11、共模电感T11、滤波电容C12、滤波电容C13、桥式整流电路D15以及滤波电容C14；

所述滤波电容C11的第一端和第二端分别为所述EMI整流滤波电路的第一输入端和第二输入端，所述滤波电容C11的第一端和第二端分别接所述变共模电感T11的第一线圈的异名端和所述共模电感T11的第二线圈的异名端，所述滤波电容C12连接在所述共模电感T11的第一线圈的同名端与地之间，所述滤波电容C13连接在所述共模电感T11的第二线圈的同名端与地之间，所述桥式整流电路D15的第一输入端和第二输入端分别接所述共模电感T11的第一线圈的同名端和所述共模电感T11的第二线圈的同名端，所述滤波电容C14连接在所述桥式整流电路D15的高电压输出端和低电压输出端之间，所述桥式整流电路D15的低电压输出端接地，所述桥式整流电路D15的高电压输出端为所述EMI整流滤波电路的输出端。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述功率因素校正电路包括：

PFC控制器、N型MOS管Q2、二极管D23、二极管D22、储能电容C21以及储能电感L24；

所述储能电感L24的第一端为所述功率因素校正电路的输入端，所述N型MOS管Q2的漏极、栅极以及源极分别接所述储能电感L24的第二端、PFC控制器以及地，所述二极管D22的阳极和阴极分别接所述储能电感L24的第二端和所述储能电容C21的正极，所述储能电容C21的负极接地，所述二极管D23的阳极和阴极分别接所述储能电感L24的第一端和所述二极管D22的阴极，所述二极管D22的阴极为所述功率因素校正电路的输出端。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述DC-DC变换电路包括：

PWM控制器、N型MOS管Q3、二极管D33、储能电感L31以及滤波电容C32；

所述二极管D33的阴极为所述DC-DC变换电路的输入端，所述N型MOS管Q3的漏极、栅极以及源极分别接所述二极管D33的阳极、所述PWM控制器以及地，所述储能电感L31的第二端和第一端分别接所述N型MOS管Q3的漏极和所述滤波电容C32的第二端，所述滤波电容C32的第一端接所述二极管D33的阴极，所述滤波电容C32的第一端和第二端分别为所述DC-DC变换电路的第一输出端和第二输出端。

Images