CN202135365U

CN202135365U - 一种led驱动装置

Info

Publication number: CN202135365U
Application number: CN201120221271U
Authority: CN
Inventors: 华桂潮
Original assignee: Inventronics Hangzhou Co Ltd
Current assignee: Led One Hangzhou Co Ltd
Priority date: 2011-06-27
Filing date: 2011-06-27
Publication date: 2012-02-01
Anticipated expiration: 2021-06-27
Also published as: WO2013000409A1

Abstract

本实用新型公开一种LED驱动装置，预留有至少一条光衰调节线；包括用于检测光衰调节线上的电平值，确定预设速率，产生并输出随着LED光源累计照明时间增加以预设速率单调变化的电信号的光衰调节电路；用于依据电信号，生成脉冲信号，控制自身中开关管的通断，进而控制输出电流随着LED光源累计照明时间增加而增大的LED驱动器。应用上述技术方案，LED驱动器能够控制自身输出的电流随着LED光源累计照明时间增加而增大，进而实现随累计照明时间的增加而增加LED光源输出的光通量。与现有技术相比，不需要预留电流，节约资源。同时，通过改变光衰调节线上的电平值，使得同一个LED驱动装置在驱动不同光衰速率的LED光源时都能实现光衰补偿，提高装置通用性。

Description

一种LED驱动装置

技术领域

本实用新型涉及LED设备技术领域，更具体地说，涉及一种LED驱动装置。

背景技术

目前，LED(Light Emitting Diode，发光二极管)光源以不含有毒物质、环保、寿命长、光电效率高等优势，在照明领域得到了越来越广泛的应用。LED光源由一个恒流源作为驱动器提供直流电。虽然LED光源由恒流源驱动，但是由于芯片和荧光粉的老化作用，LED光源输出的光通量会随着时间而下降，即LED光源的光通量会逐渐衰减。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种LED驱动装置，输出随着LED光源的衰减而逐渐增加的电流，驱动LED光源，以保证LED光源输出的光通量能够随累计照明时间的增加始终满足被照射区域照度的要求，从而节约资源。技术方案如下：

本实用新型提供一种发光二极管LED驱动装置，预留有至少一条光衰调节线；包括：

与所述光衰调节线相连，用于检测所述光衰调节线上的电平值，确定预设速率，产生并输出随着LED光源累计照明时间增加以所述预设速率单调变化的电信号的光衰调节电路；

连接在供电电源和LED光源之间，且与所述光衰调节电路输出端相连，用于依据所述电信号，生成脉冲信号，控制自身中开关管的通断，进而控制输出电流随着LED光源累计照明时间增加而增大的LED驱动器。

优选地，所述的光衰调节线外接电压信号或外接电阻；

当外接电压信号时，所述光衰调节线上的电平值等于所述外接电压信号的幅值；

当外接电阻时，所述外接电阻连接在所述光衰调节电路的基准源和分压电阻之间，所述光衰调节线上的电平值为所述外接电阻和所述分压电阻对所述基准源的分压值。

优选地，所述光衰调节电路包括：检测单元、定时输出单元和连接在所述检测单元和所述定时输出单元之间的定时单元；其中：

所述检测单元，用于检测所述光衰调节线上的电平值，依据电平值和预设速率a的对应关系，确定预设速率，并触发所述定时单元；

所述定时单元，用于循环定时，且在每次定时时间T到时触发所述定时输出单元；

所述定时输出单元，用于输出随着LED光源累计照明时间增加以所述预设速率单调变化电信号，所述定时输出单元当前输出的电信号相对于上一次输出的电信号变化数值为预设速率a与定时时间T的乘积。

优选地，所述LED驱动器包括：

连接在所述供电电源与所述LED光源之间，输出电流至LED光源的LED驱动电路；

用于接收所述光衰调节电路输出的电信号和采样所述LED驱动电路输出的电信号，比较调节所述光衰调节电路输出的电信号和所述LED驱动电路输出的电信号，并输出比较调节结果的电流环单元；

与所述电流环单元相连，用于依据比较调节结果，生成脉冲信号，控制所述LED驱动电路中开关管的通断进而控制所述LED驱动电路输出的电流随着LED光源累计照明时间增加而增大的驱动控制单元。

优选地，所述电流环单元包括：同相输入端通过第一电阻后与所述光衰调节电路的输出端相连，反相输入端通过第二电阻后采样所述LED驱动电路输出端电流，输出端通过补偿网络与反相输入端相连的第一运算放大器，所述第一运算放大器的输出端连接所述驱动控制单元；

通过第三电阻连接在所述同相输入端和所述第一电阻的连接点的参考信号。

优选地，所述光衰调节线外接第四电阻，所述光衰调节电路包括第五电阻，第四电阻的一端连接置于所述光衰调节电路内部的基准源Vcc，另一端连接第五电阻的一端，第五电阻的另一端连接置于所述光衰调节电路内部的参考地，光衰调节线上的电平为第四电阻和第五电阻对基准源Vcc的分压值。

优选地，所述光衰调节线外接第五电阻，所述光衰调节电路包括第四电阻，第四电阻的一端连接置于所述光衰调节电路内部的基准源Vcc，另一端连接第五电阻的一端，第五电阻的另一端连接置于所述光衰调节电路内部的参考地，光衰调节线上的电平为第四电阻和第五电阻对基准源Vcc的分压值。

优选地，所述光衰调节电路独立封装。

优选地，所述LED驱动器和所述光衰调节电路封装在一起。

优选地，所述LED驱动器设有调光线，所述LED驱动器通过所述调光线与所述光衰调节电路的输出端连接。

应用上述技术方案，LED驱动器能够控制自身输出的电流随着LED光源累计照明时间增加而增大，进而实现随累计照明时间的增加而增加LED光源输出的光通量，实现光衰补偿，从而保证LED光源输出的光通量能够随累计照明时间的增加始终满足被照射区域照度的要求。与现有技术相比，在驱动LED光源时，不需要预留电流，进而节约资源。同时，通过改变所述光衰调节线上的电平值，使得同一个LED驱动装置在驱动不同光衰速率的LED光源时都能实现光衰补偿的要求，提高了装置的通用性。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的LED驱动装置的一种结构示意图；

图2为电平值与预设速率对应关系的示意图；

图3为本实用新型实施例提供的LED驱动装置的另一种结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的LED驱动装置的再一种结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的LED驱动装置的再一种结构示意图。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

请参阅图1，图1为本实用新型实施例提供的LED驱动装置的一种结构示意图，预留有至少一条光衰调节线1、包括：LED驱动器2和光衰调节电路3。其中：

预留的至少一条光衰调节线1用于待LED光源确定之后，根据所选定的LED光源的光衰速率的大小，外接一定大小的电阻或电压信号。光衰调节电路2与光衰调节线1相连，用于检测光衰调节线1上的电平值，根据所述电平值，确定预设速率，产生并输出随着LED光源累计照明时间增加以所述预设速率单调变化的电信号。

LED驱动器2连接在供电电源和LED光源之间，且与光衰调节电路3输出端相连。LED驱动器2用于依据所述电信号，生成脉冲信号，控制自身中开关管的通断，进而控制输出电流随着LED光源累计照明时间增加而增大，以保证LED光源光通量的输出随累计照明时间的增加而增加，从而保证LED光源输出的光通量能够随累计照明时间的增加始终满足被照射区域照度的要求。

当光衰调节电路3检测到光衰调节线1上的电平值，发现光衰调节线2悬空，即不外接电阻或电压信号时，所述预设速率为其内部预先设定的特定速率。

当光衰调节电路3检测到光衰调节线1上电平值，发现光衰调节线2有外接电阻或电压信号时，确定预设速率的大小具体为：依据电平值与预设速率的对应关系确定，如图2所示的是一种关于电平值与预设速率的对应关系的实施例。当光衰调节电路3检测到光衰调节线1上的电平值Vn大小为Vn1≤Vn≤Vm1，则确定的预设速率为a1；若光衰调节电路3检测到光衰调节线2上的电平值Vn大小为Vn2≤Vn≤Vm2，则确定的预设速率为a2；若光衰调节电路3检测到光衰调节线2上的电平值Vn大小为Vnx≤Vn≤Vmx，则预设速率为ax，假设ax＞a2＞a1。

对于不同光衰速率的LED光源，可以选择不同大小的电平值来确定不同的预设速率。比如，对于光衰速率较大的LED光源，光衰调节线1可以选择较大的电平值来获得一个较大的预设速率，此预设速率就是光衰补偿速率。比如，有两种LED光源，光衰速率分别为b1和b2，且b1＜b2，依据图2所示实施例来确定所述预设速率大小：对于光衰速率为b1的LED光源，选择一个属于[Vn1，Vm1]大小范围内电平，光衰调节电路3即可根据此电平确定预设速率为a1；对于光衰速率为b2的LED光源，选择一个属于[Vn2，Vm2]大小范围内的电平，光衰调节电路3即可根据此电平确定预设速率为a2，其中a2＞a1。

当LED驱动装置同时控制上述两种不同光衰速率的LED光源组成的LED负载时，光衰调节线1连接一个属于[Vn2，Vm2]大小范围内的电平，光衰调节电路3依据检测到得光衰调节线1上的电平，确定预设速率为a2。因为预设速率a2大于预设速率a1，当对于较大光衰速率的LED光源都能实现光衰补偿时，较小光衰速率的LED光源当然也能实现光衰补偿。因此，当LED负载包含两种或两种以上的不同光衰速率的LED光源时，预设速率(即为光衰补偿速率)应当根据最大的光衰速率来确定。所以，LED驱动装置对于不同光衰速率的LED光源都能起到光衰补偿的作用。

需要说明的是：光衰速率用于表示LED光源在一定时间内光衰程度的大小，预设速率即光衰补偿速率用于表示LED驱动装置在一定时间内光衰补偿程度的大小。光衰补偿速率为LED驱动装置输出电流的增长速率能够补偿所选LED光源的光衰速率，使得LED光源在任何照明时刻都能满足用户在光通量、照度等光学参数上的需求。光衰补偿速率表示为固定时间内电流的增长量，用公式表示为a＝ΔI/Δt。其中，a为光衰补偿速率，ΔI为LED驱动装置输出电流的增长量，Δt为固定时间。

实现光衰补偿有两种方式，一种是实时补偿，另一种是定时补偿。所述实时补偿是指LED驱动装置的输出电流是连续变化的；所述定时补偿是指定时预设时间后，LED驱动装置的输出电流发生突变。

如LED光源初始照明时的流过LED的电流为Io，经t1的照明时间后，LED光源发生光衰，电流Io不足以使LED的亮度满足照度，此时需增大流过LED的电流至I1来满足照度需求，有以下两种方式：一是以a＝(I1-I0)/t1的速率连续增大电流，此为实时补偿。二是当LED照明时间为t1时，流过 LED的电流直接从Io跳变至I1，此为定时补偿。

图3所示的LED驱动装置中光衰调节电路3采用定时补偿方式，其包括：检测单元31、定时单元32和定时输出单元33。其中：

检测单元31，用于检测光衰调节线1上的电平值，依据电平值和预设速率a的对应关系，确定预设速率，并触发定时单元32。当检测单元31检测到光衰调节线1上的电平Vn值大小为Vn1≤Vn≤Vm1，则依据图2所示的电平值与预设速率对应关系示意图，检测单元31确定的预设速率为a1；若检测单元31检测到光衰调节线1上的电平Vn值大小Vn2≤Vn≤Vm2，则确定的预设速率为a2；若检测单元31检测到光衰调节线1上的电平值Vn大小Vnx≤Vn≤Vmx，则预设速率为ax，假设ax＞a2＞a1。

当LED驱动装置控制一种光衰速率的LED光源时，光衰调节线1上直接连接与该LED光源的光衰速率相对应的电平，进而检测单元31可以确定与光衰速率相对应的预设速率。当LED驱动装置控制多个不同光衰速率的LED光源组成的LED负载时，光衰调节线1连接LED光源中光衰速率最大的LED光源所需电平，进而检测单元31能够确定最大的预设速率，实现对不同光衰速率的LED光源都能起到光衰补偿的作用。

定时单元32，用于循环定时，且在每次定时时间T到时触发定时输出单元33。

定时输出单元33，用于输出随着LED光源累计照明时间增加以所述预设速率单调变化电信号。定时输出单元33当前输出的电信号相对于上一次输出的电信号变化数值为预设速率a与定时时间T的乘积。该变化数值可以是增加或者减少a*T。

上述LED驱动器2依据光衰调节电路3产生的电信号生成脉冲信号，控制自身中开关管的通断，进而控制输出电流随着LED光源累计照明时间增加而增大。如：当光衰调节电路3产生的电信号随着累计照明时间的增加而单调递增时，LED驱动器2生成的脉冲信号随着所述电信号的递增而减少自身中开关管的断开，增加随着LED光源累计照明时间增加而增大的电流输出。若光衰调节电路3产生的电信号随着累计照明时间的增加而单调递减时，LED驱动器2生成的脉冲信号随着所述电信号的递减而减少自身中开关管的断开，增加随着LED光源累计照明时间增加而增大的电流输出。

当LED驱动器2是采用开关电源来驱动LED负载时，光衰调节电路3输出的电信号作用于LED驱动器2中开关电源的控制环路上，进而控制开关电源来调节LED驱动器2的输出电流。所述控制环路可以是电流环路，所述电流环用于控制所述开关电源输出给LED负载的电流大小，因此，当光衰调节电路3输出的电信号作用于所述开关电源的电流环路时就能调节所述开关电源的输出电流大小。当所述开关电源具有隔离变压器时，所述控制环路可以是原边环路也可以是副边环路。当所述控制环路为原边环路时，光衰调节电路3输出的电信号通过作用于原边环路来调节隔离型开关电源的原边电信号进而通过隔离变压器影响副边电信号即所述LED驱动器2的输出信号，比如所述LED驱动器2的输出电流。

图3所示的LED驱动装置中LED驱动器2中用于控制开关电源的环路为电流环路。LED驱动器2包括：LED驱动电路21、电流环单元22和驱动控制单元23。其中：

LED驱动电路21连接在供电电源和LED光源之间，输出电流至LED光源。LED驱动电路21可以为开关电源主电路。

电流环单元22用于采样LED驱动电路1输出的电信号，与光衰调节电路3输出的电信号比较调节后，并输出比较调节结果。

驱动控制单元23与电流环单元22相连，用于依据比较调节结果，生成脉冲信号，控制LED驱动电路1增加电流输出。具体为：驱动控制单元23控制LED驱动电路1中开关管的通断，控制输出电流随着LED光源累计照明时间增加而增大。

电流环单元22包括：第一电阻211、第二电阻212、补偿网络213、第一运算放大器214、第三电阻215和参考信号216，具体请参阅图4，图4是以图3为基础，细化了电流环单元22的电路图。其中：

第一运算放大器214的同相输入端通过第一电阻211与光衰调节电路3中的定时输出单元33连接，反相输入端通过第二电阻212与LED驱动电路21的输出端连接，采样LED驱动电路的输出电流信号，输出端通过补偿网络213与反相输入端相连。第一运算放大器214的输出端连接驱动控制单元 23。参考信号216通过第三电阻215连接在所述同相输入端和所述第一电阻的连接点，确保了当LED驱动器2不接光衰调节电路3时，LED驱动装置仍能驱动LED光源只是没有光衰补偿功能。

光衰调节电路3在每次定时时间T到时，输出电信号较上一次电信号增加a*T，通过电流环单元22的闭环控制，则LED驱动器2输出的电流也同步增加。

假如图4所示的LED驱动装置中，电流环单元22采样LED驱动器2输出电流信号的方式为，在LED驱动器2输出端和LED光源的阴极之间连接有电阻R，将电阻R与LED驱动器2输出端相连的一端设为参考地，电阻R的另一端连接第二电阻222，电流环单元22采样LED驱动器2输出的电流信号为流过电阻R的电流信号。当光衰调节电路3在每次电信号增加a*T时，LED驱动器2输出的电流约增加(a*T)/R。

图4所示的LED驱动装置中光衰调节线1用于外接第四电阻4时，光衰调节电路还包括第五电阻5，所述第五电阻5和所述第四电阻4的串接支路连接在基准源Vcc和参考地之间。光衰调节电路3所检测到的光衰调节线1上的电平即为第四电阻4和第五电阻5对基准源Vcc的分压值。具体的连接关系为，第四电阻4的一端连接基准源Vcc，另一端连接第五电阻5的一端，第五电阻5的另一端连接参考地。

图5所示的LED驱动装置中光衰调节线1也用于外接电阻，与图4的区别在于光衰调节线1外接第五电阻5，而第四电阻4置于光衰调节电路3中，它们的连接关系不变。

上述光衰调节电路3可以独立封装，也可以将LED驱动器2和光衰调节电路3组合封装即封装在一起。补偿网络423可以为电阻和电容的串联连接，还可以为串联的电容和电阻，再将串联后的电容和电阻与另一个电容并联。

需要说明的是，光衰调节电路3和LED驱动器2之间的连接线可以为调光线，具体的说，当所述LED驱动器2带有调光线使得自身输出给LED光源的供电电流随着调光线上的信号的变化而变化，则光衰调节电路3的输出端连至调光线。

应用上述技术方案，LED驱动器2能够控制自身输出的电流随着LED 光源累计照明时间的增加而增大，进而实现随累计照明时间的增加而增加LED光源输出的光通量，实现光衰补偿，从而保证LED光源输出的光通量能够随累计照明时间的增加始终满足被照射区域照度的要求。比如，LED光源刚开始使用时，驱动器只需要输出额定电流的70～80％，LED光源就能输出100％的光通量，随着时间的增加，LED光源逐渐光衰，驱动器需逐渐增加输出电流，保证LED光源的光通量始终为100％，满足被照射区域照度的需求。与现有技术相比，在驱动LED光源时，不需要预留电流，进而节约资源，提高LED光源寿命。同时，通过改变所述光衰调节线上的电平值，使得同一个LED驱动装置在驱动不同光衰速率的LED光源时都能实现光衰补偿的要求，提高了装置通用性。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。

Claims

1.一种发光二极管LED驱动装置，其特征在于，预留有至少一条光衰调节线；包括：

2.根据权利要求1所述的LED驱动装置，其特征在于，所述的光衰调节线外接电压信号或外接电阻；

当外接电阻时，所述外接电阻连接在所述光衰调节电路的基准源和分压电阻之间，所述光衰调节线上的电平值等于所述外接电阻和所述分压电阻对所述基准源的分压值。

3.根据权利要求1所述的LED驱动装置，其特征在于，所述光衰调节电路包括：检测单元、定时输出单元和连接在所述检测单元和所述定时输出单元之间的定时单元；其中：

4.根据权利要求1所述的LED驱动装置，其特征在于，所述LED驱动器包括：

5.根据权利要求4所述的LED驱动装置，其特征在于，所述电流环单元包括：同相输入端通过第一电阻与所述光衰调节电路的输出端相连，反相输入端通过第二电阻后采样所述LED驱动电路输出端电流，输出端通过补偿网络与反相输入端相连的第一运算放大器，所述第一运算放大器的输出端连接所述驱动控制单元；

6.根据权利要求1至5任意一项所述的LED驱动装置，其特征在于，所述光衰调节线外接第四电阻，所述光衰调节电路包括第五电阻，第四电阻的一端连接置于所述光衰调节电路内部的基准源Vcc，另一端连接第五电阻的一端，第五电阻的另一端连接置于所述光衰调节电路内部的参考地，光衰调节线上的电平为第四电阻和第五电阻对基准源Vcc的分压值。

7.根据权利要求1至5任意一项所述的LED驱动装置，其特征在于，所述光衰调节线外接第五电阻，所述光衰调节电路包括第四电阻，第四电阻的一端连接置于所述光衰调节电路内部的基准源Vcc，另一端连接第五电阻的一端，第五电阻的另一端连接置于所述光衰调节电路内部的参考地，光衰调节线上的电平为第四电阻和第五电阻对基准源Vcc的分压值。

8.根据权利要求1至5任意一项所述的LED驱动装置，其特征在于，所述光衰调节电路独立封装。

9.根据权利要求1至5任意一项所述的LED驱动装置，其特征在于，所述LED驱动器和所述光衰调节电路封装在一起。

10.根据权利要求1至5任意一项所述的LED驱动装置，其特征在于，所述LED驱动器设有调光线，所述LED驱动器通过所述调光线与所述光衰调节电路的输出端连接。