CN103781248A

CN103781248A - 一种双向驱动led电路

Info

Publication number: CN103781248A
Application number: CN201410026198.0A
Authority: CN
Inventors: 孙彤; 李忠
Original assignee: Nanjing Yuntai Electrical Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nanjing Yuntai Electrical Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2014-01-20
Filing date: 2014-01-20
Publication date: 2014-05-07

Abstract

本发明涉及一种双向驱动LED电路，包括电流转换模块、正负极换相模块以及单相脉动直流电路，所述的电流转换模块用于将交流电转换成可调的直流电，所述的正负极换相模块利用继电器将经过正负极换相后的直流电输出给单相脉动直流电路。本发明不仅巧妙地应用继电器，解决直流电正负极换向；还可与嵌入式系统无缝连接。

Description

一种双向驱动LED电路

技术领域

本发明涉及电子电器技术领域，具体涉及一种LED驱动电路。

背景技术

LED是一种直流驱动半导体器件，当今用在照明功能上有其独特的优势：

1）供电效率高；

2）功耗低；

3）实际系统发光效率高；

4）灯具寿命长；

5）光源定向效率高。

直流（DC）驱动LED光源发光的技术已经越来越成熟，由于我们日常照明使用的电源是高压交流电（AC100-220V），所以必须使用降压的技术来获得较低的电压，常用的是变压或开关电源降压，然后将交流电（AC）变换成直流电（DC），再变换成恒流源才能促使LED光源发光。因此直流驱动LED光源的系统应用方案必然是：变压器+整流（或开关电源+恒流源）。LED灯具里必然要有一定的空间来安置这个模块，但是对于E27标准螺口的灯具来说空间十分有限，很难安置。无论是经由变压器+整流或是开关电源降压，系统都会有一定量的损耗，DC LED在交流、直流电之间转换时约15～30%的电力被损耗，系统效率很难做到90%以上。如果能用交流电（AC）直接驱动LED光源发光，系统应用方案将大大简化，系统效率将很轻松地达到90%以上。

交流电（AC）驱动LED技术有，但因AC驱动LED灯珠设计和制造难度高，成品率低，价格奇高且多为进口。所以交流电（AC）驱动LED技术应用场合较少，推广有难度。

目前要实现LED灯双色，只能：

1）每只灯有4根电线，2正，2负。

2）或只能灯一种颜色可实现调光。

交流电（AC）驱动LED实现双色(双波长)应用比较困难。

发明内容

针对以上现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题：

如何获取220V单相脉动直流电；

如何实现220V单相脉动直流电驱动LED可调光（调节光的亮度）；

如何实现220V单相脉动直流电驱动双色（双波长）LED且可调光（调节光的颜色）；

解决以上技术问题的技术方案如下：

一种双向驱动LED电路，其特征在于：包括电流转换模块、正负极换相模块以及单相脉动直流电路，所述的电流转换模块用于将交流电转换成可调的直流电，所述的正负极换相模块利用继电器将经过正负极换相后的直流电输出给单相脉动直流电路。

所述的电流转换模块可由IGBT门电路和整流桥电路连接构成，所述的IGBT门电路用于将220V的正弦波交流电输入给整流桥电路，所述的整流桥电路由四个大电流二极管连接组成，用于将输入的交流电转换为单相脉动直流电。

所述的IGBT门电路可由一个IGBT管连接4个大电流二极管组成。

所述的正负极换相模块优选为一个继电器，该继电器有8个接线端子，其中7脚、8脚接控制电压，5脚、6脚分别接整流桥电路输出的单相脉动直流电的正负极，1脚与4脚连接，2脚与3脚连接，由3脚、4脚分别作为输出端子。

所述的继电器可由连接嵌入式系统的驱动电路经7脚、8脚提供控制电压。

所述的单相脉动直流电路为并联的两路与二极管串联的LED灯串联于正负极换相模块的输出端。

所述的大电流二极管优选为BYT12P。

所述的IGBT管可为G40N60IGBT管，所述的大电流二极管优选为BYT1200。

所述的继电器优选为220V的大功率继电器，双路12A（即两路电路，每路可承受12安培电流）。

本发明的有益效果如下：

实现了用DC220V直接驱动LED灯具，优点：

1)避免单个LED灯具中的AC220转低压直流电源，灯具简单了；

2)降低灯具制造成本；

3)大幅度减小灯具发热量；

4)无EMI(电磁辐射)问题；

5)提高LED灯具调光性能。

AC220整流为DC220，供电效率高，无损耗；

AC220V-IGBT可调节电源采用PWM方式调节输出，调节性能优良；

实现双色LED（双波长）的2根电线（不增加电线）工作；

巧妙地应用继电器，解决直流电正负极换向；

可与嵌入式系统无缝连接。

附图说明

图1为本发明的方框原理图。

图2为本发明实施例一的整体电路图。

图3为本发明实施例一中连接大功率继电器7脚、8脚的嵌入式系统和驱动电路的电路图。

具体实施方式

如图1所示AC220V-IGBT可调节电源即为日常照明使用的电源经IGBT门电路后输出20V～220V正弦波交流电，这里的IGBT经PWM控制，可实现调整电压的效果，以实现调光。调压范围是20-220V，电压变化，灯的亮度才会变。

交流电压电流，经整流桥电路输出20V～220V单向脉动直流电流，经继电器变换单相脉动直流电的正负极输入给单相脉动直流电路，所述的单相脉动直流电路由若干DC220V灯具及与其串并联的二极管组成，DC220V灯具为空壳LED灯（内部无电源电路，仅为若干串并联的LED灯珠）。

AC220V-IGBT可调节电源由PWM脉宽脉冲信号进行控制；继电器由DC12V电源控制闭合（换相，转换直流电的正负），由嵌入式系统通过控制DC12V的通断，控制继电器输出，实现自动控制或程序控制LED调光。

这里的继电器优选为220V的大功率继电器。

实施例一：

如图2及图3所示，

1）AC220V-IGBT可调节电源原理为：用一个G40N60IGBT管配上4个BYT1200(大电流二极管)组成功率电路，这样用1个IGBT管即可解决交流电双向导通，节约1个IGBT管，且运行可靠性增加；

2）整流桥电路由4个BYT12P(大电流二极管)组成；

3）AC220V-IGBT可调节电源的设计输出功率可达4kW以上；

4）继电器采用220V的大功率继电器，双路20A，继电器有8个接线端子，其中7脚、8脚接DC12V控制电压；5脚、6脚分别接整流桥电路输出的DC220V单向脉动直流电的正负极；1脚与4脚连接；2脚与3脚连接；由3脚、4脚分别接输出（供LED）的2路线。

5)本例中的双色（双波长）LED灯为6W（黄色)+2W（蓝色），专为养鸡场用的。黄色LED为30颗5050封装（0.2W/每颗）灯珠，串联电路，共计0.2W*30=6W；蓝色LED为10颗5050封装（0.2W/每颗）灯珠，串联电路，共计0.2W*10=2W。

6）R1、R2、R3、R4为黄色灯的限流电阻，计算公式：R=(220V-3V*30)/60mAR5、R6、R7、R8为蓝色灯的限流电阻，计算公式：R=(220V-3V*10)/60mA。

7）请注意：具体应用时在6W以下LED灯具，应采用额定电流小（功率小）的LED灯珠，增加灯珠的数量，即增加在LED灯珠上的压降，这样可以减小限流电阻的阻值，减少灯具的发热量。

8）继电器的DC12V控制电压可由系统控制，亦可手动开关直接控制。

Claims

1.一种双向驱动LED电路，其特征在于：包括电流转换模块、正负极换相模块以及单相脉动直流电路，所述的电流转换模块用于将交流电转换成可调的直流电，所述的正负极换相模块利用继电器将经过正负极换相后的直流电输出给单相脉动直流电路。

2.根据权利要求1所述的一种双向驱动LED电路，其特征在于：所述的电流转换模块由IGBT门电路和整流桥电路连接构成，所述的IGBT门电路用于将220V的正弦波交流电输入给整流桥电路，所述的整流桥电路由四个大电流二极管连接组成，用于将输入的交流电转换为单相脉动直流电。

3.根据权利要求2所述的一种双向驱动LED电路，其特征在于：所述的IGBT门电路由一个IGBT管连接4个大电流二极管组成。

4.根据权利要求1所述的一种双向驱动LED电路，其特征在于：所述的正负极换相模块包括一个继电器，该继电器有8个接线端子，其中7脚、8脚接控制电压，5脚、6脚分别接整流桥电路输出的单相脉动直流电的正负极，1脚与4脚连接，2脚与3脚连接，由3脚、4脚分别输出供单相脉动直流电路的2路线。

5.根据权利要求4所述的一种双向驱动LED电路，其特征在于：所述的继电器由连接嵌入式系统的驱动电路供给7脚、8脚控制电压。

6.根据权利要求1所述的一种双向驱动LED电路，其特征在于：所述的单相脉动直流电路为并联的两路与二极管串联的LED灯串联于正负极换相模块的输出端。

7.根据权利要求2所述的一种双向驱动LED电路，其特征在于：所述的大电流二极管为BYT12P。

8.根据权利要求3所述的一种双向驱动LED电路，其特征在于：所述的IGBT管为G40N60IGBT管，所述的大电流二极管为BYT1200。

9.根据权利要求4所述的一种双向驱动LED电路，其特征在于：所述的继电器为220V的大功率继电器，双路12A。