CN202103892U

CN202103892U - 一种led路灯驱动电源

Info

Publication number: CN202103892U
Application number: CN2011200693007U
Authority: CN
Inventors: 范志杰; 徐安成; 赵学明; 高军; 陈漫红
Original assignee: SHANGHAI RESEARCH CENTER OF ENGINEERING AND TECHNOLOGY FOR SOLID-STATE LIGHTING; SHANGHAI ZENITEK GENESIS SYSTEM CONTROL CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI RESEARCH CENTER OF ENGINEERING AND TECHNOLOGY FOR SOLID-STATE LIGHTING; SHANGHAI ZENITEK GENESIS SYSTEM CONTROL CO Ltd
Priority date: 2011-03-16
Filing date: 2011-03-16
Publication date: 2012-01-04
Anticipated expiration: 2021-03-16

Abstract

本实用新型涉及照明技术领域，是一种LED路灯驱动电源，包括恒压开关电源电路、恒流输出电路、单片机控制器、温度保护和PWM调理电路；交流电源经过恒压开关电源电路得到与隔离直流电压源，连接至恒流输出电路，单片机控制器的一端连接外设的传感器，其另一端通过温度保护PWM调理电路连接到恒流输出电路；恒压开关电源电路使用了隔离反激式功率因素校正开关电源电路，恒流输出电路设有自动保护电路，其将电压源转化为恒定直流输出，驱动大功率LED路灯；通过改变输入到L6562A的峰值检测比较电压实现输出电流的连续可调；本实用新型的积极效果是：确保对LED路灯电源的恒流控制，可帮助实现对LED路灯的智能化控制。

Description

一种LED路灯驱动电源

技术领域

本实用新型涉及照明灯具技术领域，具体的说，是一种LED路灯驱动电源。

背景技术

目前城市道路两边路灯的启闭是由管理部门通过人工管理开关的方式进行的。但是，在季节的变化中，随着天气的晴阴雨雪，云层状况，光线的情况是不一样的，光线在城市的各个区域也是不一样的，这时，手动控制就会比较困难，路灯启闭的准确度会受到影响的，使得路灯的利用效率降低。此外，目前一般的路灯本身是不能根据道路的使用情况进行光亮度的调节的，其使用效果会受到一定的影响。大功率LED照明器件的出现使路灯的照明状况有了很大的提高。相比较传统的高压钠灯，LED灯具有耗电少、光效高、寿命长、无污染的优点，如果能与高效驱动电源结合起来，其使用效果会有更大的提高。

实用新型内容

本实用新型的目的是，为目前使用的LED路灯提供一种高效的驱动电源，使LED灯路耗电少、光效高、寿命长的优点能更好地发挥，并能结合LED路灯的智能化控制，使之亮度调节方便，节能效果更好。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种LED路灯驱动电源，为一种基于峰值检测原理的恒流源电路，其特征是，包括恒压开关电源电路、恒流输出电路、单片机控制器、温度保护和PWM调理电路，交流电源经过恒压开关电源电路得到与隔离直流电压源，连接至恒流输出电路，单片机控制器的一端连接外设的传感器，其另一端通过温度保护PWM调理电路连接到恒流输出电路，恒流输出电路设有输出端短路时自动保护的电路，恒流输出电路将电压源转化为恒定直流输出。

所述恒压开关电源电路使用了基于L6562A的隔离反激式功率因素校正开关电源电路。

所述恒流输出电路采用了L6562A控制芯片，在芯片L6562A周边连接有控制输入电路、电流检测电路、续流终止检测电路和短路时自动保护电路，利用芯片L6562A的峰值电流检测功能，设计出的峰值电流检测的PWM恒流电路。

本实用新型的恒流控制原理为：电压源正极连接LED负载后串接电感、NMOS开关管、电流采样电阻后连接至电压源负极，LED负载两测并联滤波电容，在电源正极和电感末端连接续流二极管，二极管负极接电源正极。其工作过程为：通过控制NMOS开关管的导通，同时采样流过NMOS开关管的电流，当电源达到一定值时，关断NMOS管，由于电感作用会电流会继续流过二极管，同时电流逐渐减小，电感电动势也同时减小，当减小至0时，再次导通NMOS开关管，周而复始。经过与负载并联的电容滤波，负载电流保持恒定，为NMOS关断电流的一半。由于恒流电路是基于电流峰值检测工作的，输出端的短路不会对电路造成任何损坏。

采用芯片L6562A给NMOS开关管加控制电压使之导通，由于电感作用，电感上的电流直线上升，由芯片L6562A进行电流与控制电压的比较检测，当电流达到一定值时，关断NMOS，此时，电感产生电动势，由二极管进行续流，电感上的电流直线下降，当电感电流下降至0时，其电感电动势也变为0，再次使NMOS导通，以此往复循环。这此过程中，电感的电流在0－最大值－0－最大值…这样的折线变化，由电容滤波，在负载上得到的平均电流就是最大电流的一半；当电容取值足够大时，充电放电引起的电压波动也会足够小。本实用新型采用倒置式NMOS恒流源：使用NMOS开关管，同时和电流采样电阻连接在负载下端，以控制靠近电源负极的器件的方式实现低压控制高压，形成恒流；因此，控制电路不需要承担较高电压。

本实用新型对电路保护的过程为：温度控制的带死区的负反馈，温度升高时，热敏电阻值减小，NMOS管控制电压升高超过起始导通电压时导通，恒流控制电压减小时，输出电流减小，发热减小，使得温度在温度保护电路的控制下达到平衡；可通过计算温度控制点和热敏电阻的参数得到控制电路的参数，实现对电路的准确保护。

本实用新型通过单片机控制器连接传感器（包括光照传感器、车辆感应传感器）、进行功能的设定，可根据光线强弱、道路的使用情况对LED路灯实现智能化控制。

本实用新型一种LED路灯驱动电源的积极效果是：确保对LED路灯电源的恒流控制，控制电路不需要承担较高电压，安全可靠；可帮助实现对LED路灯的智能化控制。

附图说明

附图1为本实用新型一种LED路灯驱动电源的电路构成框图；

附图2为恒压开关电源电路图；

附图3为恒流输出电路图；

附图4为温度保护、PWM调理电路图；

附图5为单片机控制器电路图。

具体实施方式

以下参照附图给出本实用新型一种LED路灯驱动电源的具体实施方式，但是，本实用新型的实施不限于以下的实施方式。

参见附图1，一种LED路灯驱动电源，包括恒压开关电源电路、恒流输出电路、单片机控制器、温度保护和PWM调理电路，交流电源通过恒压开关电源电路连接至恒流输出电路，单片机控制器的一端连接外设的传感器，其另一端通过温度保护PWM调理电路连接到恒流输出电路，恒流输出电路再输出恒定直流，用于驱动LED路灯。

参见附图2，所述的恒压开关电源电路使用了基于L6562A的隔离反激式功率因素校正开关电源电路。输入交流电压经过J1连接器输入，经过C15、C16、C19、T2滤波，然后经过D7、D8、D9、D10桥式整流，再经过C21、L1、C22的π式滤波器，输入到变压器、同时经过R8、R7、R5、R6分压连接到控制芯片L6562A第3脚峰值比较输入端。L6562A通过控制NMOS开关管Q1的打开、同时检测流过电流检测电阻R21、R22、R23的电流，当达到输入脚3的比较值时关断NMOS，此时进行隔离变压器T1对NMOS开关管Q1导通期间保存的能量进行反激释放，在T1的5－6脚、12－10脚、7－10脚间输出脉冲电压，电压值跟线圈的匝数成比例，分别经二级管D1、D2、D5后由电容滤波得到直流电压，同时T1的第5脚串联R14后连接至U2 L6562A的第5脚，当T1能量释放完毕时此脚电压降为0，此时L6562A再次控制NMOS开关管Q1的打开，以此循环。同时L65620A通过检测R2、R3、R4分压输入到第1脚的电压值来进行稳压，当检测到电压低时允许Q1工作，过高时禁止Q1工作实现。T1的5－6脚、12－10脚、7－10脚3组输出也按匝数比形成相应的直流稳压值。其中5－6脚输出给U2供电、并作为输出电压的反馈，12－10脚输出给隔离测的电路供电，7－10脚输出一个较高的直流电压作为恒流输出电路的电源驱动、此输出电压根据实际LED负载的串接数量确定一个最大值。

参见附图3，所述恒流输出电路采用L6562A控制芯片，在芯片L6562A周边连接有控制输入电路、电流检测电路、续流终止检测电路和短路时自动保护电路，利用芯片L6562A的峰值电流检测功能，设计出的峰值电流检测的PWM恒流电路。Iout+、Iout-为恒流电源驱动输出端，电压源正极连接负载后串接电感L2、NMOS开关管Q2、电流采样电阻R37、R38后连接至电压源负极，负载两测并联有滤波电容C27，在电源正极和电感末端连接续流二极管D11，二极管负极接电源正极。R32、R33跨接在Q2两测，中间点经C26、R36连接至控制芯片U3 L6562A的零电压检测第5脚。Con为电压源输入端连接至U3的峰值比较输入第3脚，U3的第7脚经R30连接至Q2控制脚。R27、R28的比例提供电流检测的放大系数，R29的电阻用于状态的启动激活，取值1M欧以上。L2、Q2、R37、R38及电流检测关断的控制方式，保证了电路输出的抗短路能力，在外部悬空、短路和超负荷负载的情况下均不会出现损坏和异常。恒流输出电路将电压源转化为恒定直流输出，驱动大功率LED路灯；通过改变Con输入到U3的峰值检测比较电压实现输出电流的连续可调，即实现路灯亮度的连续可调。

附图4为温度保护、PWM调理电路。U4A为运算放大器，PWM脉冲信号经R39、C28滤波后得到反映占空比大小的直流电压，连接至U4A的同相输入端第3脚，经电阻网络调理后输出至恒流输出电路的控制信号Con。PTC1为负温度系数热敏电阻，用于温度保护，5V电源经PTC1与R43分压后连接至NMOS管Q3控制脚1脚，在温度较低时PTC1阻值较大，R43的分压很小，Q3不导通，温度升高时，热敏电阻值减小，R43分压升高至达到Q3的导通电压时Q3开始导通，控制电压减小，恒流输出电流减小，发热减小，使得温度在温度保护电路的控制下达到平衡；可通过计算温度控制点和热敏电阻的参数并结合Q3起始导通电压值得到控制电路的参数，设定在温度达到一定值时启动保护，并在一定温度下达到平衡，以实现对电路的准确保护。

附图5为单片机控制器电路。本电路使用了STC11F04E芯片，使用其他单片机的控制原理均与此无实质差异。利用单片机一个IO口P3.7输出不同占空比的PWM方波连接至PWM调理电路控制恒流电路输出的电流。通过在J3连接器上连接通信传输单元可实现对驱动电源的组网和远程控制、通过在J2、J4连接器上连接车辆、光照传感器，可实现按光照度和车流量的路灯亮度智能控制。

Claims

1. 一种LED路灯驱动电源，为一种基于峰值检测原理的恒流源电路，其特征在于，包括恒压开关电源电路、恒流输出电路、单片机控制器、温度保护和PWM调理电路，交流电源经过恒压开关电源电路得到与隔离直流电压源，连接至恒流输出电路，单片机控制器的一端连接外设的传感器，其另一端通过温度保护PWM调理电路连接到恒流输出电路，恒流输出电路设有输出端短路时自动保护的电路，恒流输出电路将电压源转化为恒定直流输出。

2. 根据权利要求1所述的一种LED路灯驱动电源，其特征在于，所述恒压开关电源电路使用了基于L6562A的隔离反激式功率因素校正开关电源电路。

3. 根据权利要求1所述的一种LED路灯驱动电源，其特征在于，所述恒流输出电路采用了L6562A控制芯片，在芯片L6562A周边连接有控制输入电路、电流检测电路、续流终止检测电路和短路时自动保护电路，利用芯片L6562A的峰值电流检测功能，设计出的峰值电流检测的PWM恒流电路。