CN202261912U

CN202261912U - 多路恒流输出的led驱动电源

Info

Publication number: CN202261912U
Application number: CN2011202261417U
Authority: CN
Inventors: 李胜
Original assignee: SHANGHAI DENGXIN MICROELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI DENGXIN MICROELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-06-29
Filing date: 2011-06-29
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2021-06-29

Abstract

多路恒流电路输出的LED驱动电源，其特征包括：电磁滤波、整流电路，DC/DC变换电路，高频整流、滤波电路，电压采样环路，电流采样环路，降压元件，电流LDO电路。采样本实用新型，由于每一个支路都设置有电流反馈控制环，都能跟随LED灯珠的特性变化而自行调整，从而从根本上保证了所有回路的电流恒定，也保证了所有回路的发光稳定、均匀。同时还大大降低了成本、减少了E M I干扰，提升了整机的效率和整机的可靠性和性价比，同时也使得LED灯的应用领域进一步拓宽。

Description

多路恒流输出的LED驱动电源

技术领域

本实用新型涉及一种LED驱动电源，特别涉及一种多路恒流输出的LED驱动电源。

背景技术

在现有技术中，由于LED具有使用寿命长，能耗小的特点，目前广泛应用于照明领域，各种大功率的LED发光体(LED灯)应用于各种场合。然而功率越大的LED，对电源的要求就越高，现有技术中常采用单路LED灯珠串联、串限流电阻限流、多路直接并联依靠LED灯珠的一致性自行均流、先AC/DC变换，再DC/DC变换的两级变换，这些方案存在可靠性低，发光不均匀、效率低、EMI干扰大、性价比低的缺陷。

目前所常用的4种技术方案具体存在如下缺陷：

(1)单路LED灯珠串联：将所有LED灯珠串联使用，这种方案的缺点是：

A、如果使用LED灯珠较多，输出电压会很高，安全性能降低。为满足电气安全性能，需要特别作绝缘等安全处理，导致成本升高。

B、只要其中任意一个LED灯珠开路，所有LED灯将全部熄灭。可靠性较低。

(2)串限流电阻限流：先将电源做成恒压源输出，再分成几路，每路通过串联限流电阻来调节LED灯的电流。这种方案的缺点是：

A、如果限流电阻较小，电源的输出或者LED灯珠的压降有细微变化，都会敏感的反应到电阻两端，导致电流变化很大。为保证输出电流一致，限流电阻要逐一匹配，给批量生产造成困难，而且互换性差。

B、如果限流电阻较大，就有很大一部分能量消耗在限流电阻上，这样不仅大大降低了效率，而且消耗在电阻中的能量都将以热量的形式，扩散到电源及LED灯的周围，进一步恶化使用环境，使整个电源及LED灯的寿命大大缩短。

C、即使限流电阻能选取到一个相对适当的值，既能保证电流变化不大，又能保证损耗不大，但随着环境温度的升高，LED灯珠的压降会变小，导致流过LED灯珠电流变大，发热进一步加剧，LED灯珠的压降会进一步变小。如此循环，最终导致整灯在冷态和热态时的电流变化很大，发光严重不均。

(3)多路直接并联：使用一致性非常良好的LED灯珠串联后，再并联使用。这种方案的缺点是：

A、对LED灯珠的要求非常严格，必须严格筛选。一般的LED灯珠供应商很难满足要求。

B、只要其中任意一个LED灯珠开路，该回路将不再消耗电流，而原本分配给该回路的电流会被分配到其他回路中，导致其他回路电流过大，极易又烧毁其他支路LED灯珠，最终导致全部LED灯珠熄灭。

C、只要其中任意一个LED灯珠短路，该回路电流会骤增，从而烧毁该支路LED灯珠。一旦某一支路烧毁，如前所述，极易导致全部支路LED灯珠烧毁，全部LED灯珠熄灭。

D、即使LED灯珠的一致性非常良好，灯珠本身也不出现故障，但由于每个LED灯珠的散热条件存在差异，同样会导致温度不一致，随着温度的不同，个体差异会慢慢显现出来，每个回路的电流就会变的不一致，发光及发热都不一致。而发光及发热的不一致，又进一步加剧电流分配不均，形成正反馈，使发光严重不均匀。甚至有个别回路会因电流过大而烧毁LED灯珠。

(4)先AC/DC变换，再DC/DC变换的两级变换：先将供应源供应的电转换为一固定的直流电压，或直接使用供应的直流电压。然后再通过二次DC/DC变换，变换出多路带恒流检测、反馈的输出。这种方案的缺点是：

由于AC/DC变换出的直流电压是固定的，而每一回路的LED灯珠端电压会随着LED灯珠个数及颜色的不同，差别较大。

A、二次DC/DC变换如果采用高频调整脉宽或脉频的方式，会提高效率，降低损耗。但由于采用高频变换，会引入额外的E M I干扰，同时线路比较复杂，成本也会增加。

B、二次DC/DC变换如果L D O的方式，虽然不会引入额外的E MI干扰，但一旦AC/DC变换出的直流电压比某一回路的LED灯珠端电压低时，将无法调节。为了确保各种异常情况、极端情况都能正常调节，只有提高AC/DC变换出的直流电压。因而正常状态下，L D O的压降会很大，损耗也会很大。效率就会非常低。而损耗的能量均以热量的形式扩散到电源及LED灯的周围，严重影响电源及LED灯珠的寿命。

基于上述现有技术的缺陷，本实用新型提供一种多路恒流输出的LED驱动电源，该电源不仅解决了多组LED灯珠并联不均流的问题，还大大降低了EMI干扰，同时，也解决了单个LED灯珠损坏时，所有LED灯珠全部熄灭的问题，大大提高了整机的可靠性和性价比。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：现有LED驱动电源存在可靠性低、发光不均、效率低、EMI干扰大、性价比低的不足。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种多路恒流输出的LED驱动电源，其特征包括：

1、电磁滤波、整流电路，所述的电磁滤波、整流电路具有将夹杂在供应源中的杂讯(如：雷击浪涌、群脉冲等)进行过滤处理，同时阻止电源产生的杂讯反馈至供应源中，然后进行整流滤波，将其转换为脉动直流电压。

2、DC/DC变换电路，所述的DC/DC变换电路内含脉宽调制发生器、功率管、高频变压器、采样反馈接收电路。将脉动直流电压进行开关变换，并能够根据反馈接收到的信号，自动调整脉宽或脉频。由于采用了高频变换技术，同时变压器只有一个功率输出绕组，大大简化了绕制工艺，大大缩小了整个电源的体积、同时提高了整机的效率。

3、高频整流、滤波电路，所述的高频整流、滤波电路具有将D C/D C变换电路变换出的高频交流电进行整流、滤波，使之输出平滑、纯净的直流电压。

4、电压采样环路，所述的电压采样环路是为防止电源在空载时，进入待机状态、保护状态或发生损坏的现象，在电源的输出端设置了一电压采样环，确保电源的输出电压不会过高，无论负载如何变化，电源均能正常工作。

5、电流采样环路，所述的电流采样环路会将电流采样信号反馈到DC/DC变换的控制部分，来调节PWM或PFM。当该支路接有LED灯珠正常使用时，该直流电压值由电流采样环(根据串联LED灯珠的个数及特性)决定，并跟随LED灯珠的特性变化而自行调整，能始终保持该支路输出电流不变，从而保证该支路发光稳定、均匀。

6、降压元件，所述的降压元件是为适应L E D灯珠的离散性和保证L D O电路正常工作，人为的引入了一降压元件，可根据需要，用若干电阻或二极管串、并联组成。降压元件的压降可以根据实际使用情况选取，推荐按串联LED灯珠压降的3％选取。因为通常一般厂商的同一型号LED灯珠的压降离散性均在3％以内。因此不仅能满足LED灯珠离散性的要求，97％的后级转换效率也完全可以与当前先进的DC/DC转换效率相媲美，而低廉的成本却是任何DC/DC转换器都无法相比的。

7、电流型LDO电路，所述的电流型LDO电路是用电阻采样电流信号，与设定电流比较、放大，控制功率管的导通程度或导通周期，并跟随LED灯珠的特性变化而自行调整。始终保持该支路输出电流不变。从而保证该支路发光稳定、均匀。由于二次变换未使用高频变换，不会引入额外的E M I干扰。由于主回路采用了降压元件，确保了L D O的压差，也保证了约97％的高转换效率。也完全可以与当前先进的DC/DC转换效率相媲美，而低廉的成本依然是任何DC/DC转换器都无法相比的。

本实用新型的有益效果是：采样本实用新型，由于每一个支路都设置有电流反馈控制环，都能跟随LED灯珠的特性变化而自行调整，从而从根本上保证了所有回路的电流恒定，也保证了所有回路的发光稳定、均匀。同时还大大降低了成本、减少了E M I干扰，提升了整机的效率和整机的可靠性和性价比，同时也使得LED灯的应用领域进一步拓宽。

附图说明

图1是本实用新型的电路结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图。对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，本实用新型所采用的技术方案是：提供一种多路恒流输出的LED驱动电源，其特征包括：

4、电压采样环路，所述的电压采样环路是为防止电源在空载时，进入待机状态、保护状态或发生损坏的现象，在电源的输出端设置了一电压采样环，确保电源的输出电压不会过高。无论负载如何变化，电源均能正常工作。

具体实施方式如下：先将供应源供应的电经电磁滤波、整流，然后再DC/DC变换转换为高频交流电，再经过高频整流、滤波电路转换为平滑、纯净的直流电压。该输出电压经过一个电压采样信号反馈到DC/DC变换的控制部分，来调节PWM或PFM。电源可以根据输出路数的要求，分为几个分支，将其中一个分支作为主回路，其它均为副回路。在主回路中串联一个降压元件(可以是若干电阻或二极管串、并联组成)，然后再接负载(LED灯珠)。在主回路还设置了一个电流采样环，该电流采样信号也会被反馈到DC/DC变换的控制部分，来调节PWM或PFM。当该支路未接LED灯珠或有LED灯珠开路损坏时，输出电压由电压采样环决定。当接有LED灯珠正常使用时，该直流电压值由电流采样环(根据串联LED灯珠的个数及特性)决定。这样，无论输出是否连接LED灯珠，电源都不会出现进入待机状态、保护状态或发生损坏的现象，无论主回路中的LED灯珠短路或开路损坏，都不影响其他支路工作。由于在主回路中串联一个降压元件，在正常工作时，会引起部分压降，因而就保证了输出直流电压会比每串LED灯珠的电压略高，在每个副回路中串联一个电流型的LDO就可以了。由于每个副回路都独立设置了LDO，任一副回路中LED灯珠短路或损坏，都不会影响其他回路工作。主回路中串联的降压元件的压降可以根据实际使用情况选取，推荐按串联LED灯珠压降的3％选取。因为通常一般厂商的LED灯珠的压降离散性均在3％以内。因此不仅能满足LED灯珠离散性的要求，约97％的后级转换效率也完全可以与当前先进的DC/DC转换效率相媲美，而低廉的成本却是任何DC/DC转换器都无法相比的。由于二次变换不使用高频变换，不会引入额外的E MI干扰。同时变压器只有一个功率输出绕组，大大简化了绕制工艺，缩小了体积。因此，采样本实用新型，大大降低了成本、减少了E M I干扰，提升了整机的效率和整机的可靠性和性价比，同时也使得LED灯的应用领域进一步拓宽。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型在汉语应用中的部分有效方式，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型适用于任何利用中文语言特征的验证内容，这些验证内容都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种多路恒流输出的LED驱动电源，其特征在于，包括：电磁滤波、整流电路，DC/DC变换电路，高频整流、滤波电路，电压采样环路，电流采样环路，降压元件，电流LDO电路；所述电磁滤波、整流电路将供应源供应的电经过滤波整流后传送给DC/DC变换电路，再传送给高频整流、滤波电路将其转换为直流电压，然后传送到电压采样环路，所述电压采样环路将电压采样信号反馈到DC/DC变换电路的控制部分来调节PEM或PFM；所述降压元件与电流采样电路组成主回路，且所述电流LDO电路与降压元件并联置于副回路中。

2.根据权利要求1所述的多路恒流输出的LED驱动电源，其特征在于所述的DC/DC变换电路内含脉宽调制发生器、功率管、高频变压器、采样反馈接收电路，将脉动直流电压进行开关变换，并能够根据反馈接收到的信号，自动调整脉宽或脉频。

3.根据权利要求1所述的多路恒流输出的LED驱动电源，其特征在于所述的高频整流、滤波电路具有将DC/DC变换电路变换出的高频交流电进行整流、滤波，使之输出平滑、纯净的直流电压。

4.根据权利要求1所述的多路恒流输出的LED驱动电源，其特征在于所述的电压采样环路是为防止电源在空载时，进入待机状态、保护状态或发生损坏的现象，在电源的输出端设置了一电压采样环，确保电源的输出电压不会过高。

5.根据权利要求1所述的多路恒流输出的LED驱动电源，其特征在于所述的电流采样环路会将电流采样信号反馈到DC/DC变换的控制部分，来调节PWM或PFM，当该支路接有LED灯珠正常使用时，该直流电压值由电流采样环决定，并跟随LED灯珠的特性变化而自行调整，能始终保持该支路输出电流不变。

6.根据权利要求1所述的多路恒流输出的LED驱动电源，其特征在于所述的降压元件是用几个电阻或二极管串、并联组成。

7.根据权利要求1所述的多路恒流输出的LED驱动电源，其特征在于所述的电流型LDO电路是用电阻采样电流信号，与设定电流比较、放大，控制功率管的导通程度或导通周期，并跟随LED灯珠的特性变化而自行调整，始终保持该支路输出电流不变。