CN202385367U

CN202385367U - 大功率led阵列驱动器

Info

Publication number: CN202385367U
Application number: CN2012200051955U
Authority: CN
Inventors: 钟久明; 颜丽娜; 刘汉军; 韦建德
Original assignee: Hainan Normal University
Current assignee: Hainan Normal University
Priority date: 2012-01-06
Filing date: 2012-01-06
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2022-01-06

Abstract

本实用新型公开了一种大功率LED阵列驱动器，包括用于驱动不同功率大小LED的多级降压电路模块和与多级降压电路模块相接并用于产生多频率脉冲信号的多频率时钟信号发生器。本实用新型电路结构简单，设计合理，接线方便，实现成本低，使用操作便捷，功耗低，稳定性和可靠性高，实现了高精度、高稳定性的多频率输出，实用性强，能够方便地用于驱动LED阵列，用于办公室照明、公共建筑和街区照明等领域中，有助于实现LED照明的推广应用。

Description

大功率LED阵列驱动器

技术领域

本实用新型涉及LED照明技术领域，尤其是涉及一种大功率LED阵列驱动器。

背景技术

在如办公室照明、公共建筑和街区照明等离线应用中，越来越多的应用中采用LED照明，并且在未来几年里仍将保持这一趋势。在这些应用中，大功率LED会取代线性或大功率CFL荧光灯、HID灯以及白炽灯。在许多情况中，LED负载都由一个高亮度白光LED阵列组成，通常采用多种形式的封装。这些应用均需要一个LED驱动器。但是，现有技术中的大功率LED阵列驱动器还存在着电路结构复杂、功耗较大、输入信号的计数频率比较单一、系统可靠性和稳定性差等缺陷和不足，限制了其推广应用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种大功率LED阵列驱动器，其电路结构简单，设计合理，接线方便，实现成本低，使用操作便捷，功耗低，稳定性和可靠性高，实现了高精度、高稳定性的多频率输出，实用性强，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种大功率LED阵列驱动器，其特征在于：包括用于驱动不同功率大小LED的多级降压电路模块和与多级降压电路模块相接并用于产生多频率脉冲信号的多频率时钟信号发生器。

上述的大功率LED阵列驱动器，其特征在于：所述多级降压电路模块包括用于对输入电压进行降变的一级降压电路模块和与一级降压电路模块相接并用于对一级降压电路模块所输出的电压进行二级降变的二级降压电路模块，所述多频率时钟信号发生器与二级降压电路模块相接。

上述的大功率LED阵列驱动器，其特征在于：所述多频率时钟信号发生器所产生的多频率脉冲信号的频率为2^NHz，其中，N＝0，1，2，...13，14。

上述的大功率LED阵列驱动器，其特征在于：所述一级降压电路模块包括第一芯片LM2596-ADJ，无极性电容C2，肖特基二极管D1，电阻R1，电感L1，电位器RW1，具有两个引脚的接插件J1，以及极性电容C1、C3和C4；所述第一芯片LM2596-ADJ的引脚1和极性电容C1的正极均与输入电压VCC相接，所述第一芯片LM2596-ADJ的引脚2和引脚4均与肖特基二极管D1的负极、电阻R1的一端、电感L1的一端、无极性电容C2的一端和电位器RW1的一个固定端相接，所述电感L1的另一端与无极性电容C2的另一端、极性电容C3的正极、极性电容C4的正极、电位器RW1的另一个固定端和接插件J1的引脚1相接且为一级降压电路模块的正极输出端，所述第一芯片LM2596-ADJ的引脚3和引脚5、极性电容C1的负极、肖特基二极管D1的正极、电阻R1的另一端、极性电容C3的负极、极性电容C4的负极和接插件J1的引脚2均接地。

上述的大功率LED阵列驱动器，其特征在于：所述二级降压电路模块包括第二芯片LM2596-ADJ、无极性电容C5、肖特基二极管D2、电阻R2、电感L2、电位器RW2、具有两个引脚的接插件J2和极性电容C6，所述第二芯片LM2596-ADJ的引脚1与一级降压电路模块的正极输出端相接，所述第二芯片LM2596-ADJ的引脚2和引脚4均与肖特基二极管D1的负极、电阻R2的一端、电感L2的一端、无极性电容C5的一端和电位器RW2的一个固定端相接，所述电感L2的另一端与无极性电容C5的另一端、极性电容C6的正极、电位器RW2的另一个固定端和接插件J2的引脚1相接且为二级降压电路模块的正极输出端，所述第二芯片LM2596-ADJ的引脚3和引脚5、极性电容C6的负极、肖特基二极管D2的正极、电阻R2的另一端和接插件J1的引脚2均接地。

上述的大功率LED阵列驱动器，其特征在于：所述肖特基二极管D1和肖特基二极管D2的型号均为IN5822。

上述的大功率LED阵列驱动器，其特征在于：所述多频率时钟信号发生器包括三端稳压器LM7805，芯片CD4060，D触发器7474，具有两个引脚的接插件J3，晶振Y1，电阻R3、R4和R5，可变电容器C12，无极性电容C7、C8和C11，以及极性电容C9和C10；所述三端稳压器LM7805的引脚1与二级降压电路模块的正极输出端和无极性电容C7的一端相接，所述三端稳压器LM7805的引脚2与无极性电容C8的一端、极性电容C9的正极、极性电容C10的正极、芯片CD4060的引脚16和D触发器7474的引脚14相接，所述芯片CD4060的引脚12与电阻R5的一端相接，所述芯片CD4060的引脚11与无极性电容C11的一端、电阻R4的一端和晶振Y1的一端相接，所述芯片CD4060的引脚10与电阻R4的另一端和电阻R3的一端相接，所述晶振Y1的另一端与电阻R3的另一端和可变电容器C12的一个固定端相接，所述芯片CD4060的引脚3与D触发器7474的引脚3相接，所述D触发器7474的引脚2和引脚6均与接插件J3的引脚2相接且为多频率时钟信号发生器的输出端，所述三端稳压器LM7805的引脚3、无极性电容C7的另一端、无极性电容C8的另一端、极性电容C9的负极、极性电容C10的负极、电阻R5的另一端、无极性电容C11的另一端、可变电容器C12的另一个固定端、芯片CD4060的引脚8、D触发器7474的引脚7和接插件J3的引脚1均接地。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型由多级降压电路模块和多频率时钟信号发生器两大模块组成，多级降压电路模块实现输入电压的多级降变，且每一级电压连续可调，以驱动不同功率大小的LED；多频率时钟信号发生器为高精度脉冲发生器，可输出频率为2^N赫兹的脉冲序列，其中N＝0，1，2.....14，方便地产生了多频率信号；具体电路主要由两个芯片LM2596-ADJ、一个芯片LM7805、一个芯片CD4060以及一个D触发器7474和少量电阻、电容、电感、二极管及晶振构成，电路结构简单，设计合理。

2、本实用新型的接线方便，实现成本低，使用操作便捷。

3、本实用新型能够实现多电压等级输出，且每一级电压稳定、连续可调；解决了多种功率LED阵列供电的散热问题，大大降低了电源系统的功耗，极大地提高了系统的热稳定性，从根本上改善了系统的可靠性。

4、本实用新型三端稳压器LM7805的输出端接有极性电容C9和C10，能实现电路的短时掉电保持功能，一定程度上提高了系统的可靠性。

5、本实用新型多频率时钟信号发生器实现了高精度、高稳定性1HZ标准脉冲信号的输出，同时，稍加处理便可获得高精度的2^N赫兹的脉冲序列，其中N＝0，1，2，...13，14，方便地实现了多频率的输出。

6、本实用新型的实用性强，能够方便地用于驱动LED阵列，用于办公室照明、公共建筑和街区照明等领域中，有助于实现LED照明的推广应用。

综上所述，本实用新型电路结构简单，设计合理，接线方便，实现成本低，使用操作便捷，功耗低，稳定性和可靠性高，实现了高精度、高稳定性的多频率输出，实用性强，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的电路框图。

图2为本实用新型的电路原理图。

附图标记说明：

1-多级降压电路模块； 1-1-一级降压电路模块；

1-2-二级降压电路模块； 2-多频率时钟信号发生器。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括用于驱动不同功率大小LED的多级降压电路模块1和与多级降压电路模块1相接并用于产生多频率脉冲信号的多频率时钟信号发生器2。

如图1所示，本实施例中，所述多级降压电路模块1包括用于对输入电压进行降变的一级降压电路模块1-1和与一级降压电路模块1-1相接并用于对一级降压电路模块1-1所输出的电压进行二级降变的二级降压电路模块1-2，所述多频率时钟信号发生器2与二级降压电路模块1-2相接。所述多频率时钟信号发生器2所产生的多频率脉冲信号的频率为2^NHz，其中，N＝0，1，2，...13，14。

结合图2，本实施例中，所述一级降压电路模块1-1包括第一芯片LM2596-ADJ，无极性电容C2，肖特基二极管D1，电阻R1，电感L1，电位器RW1，具有两个引脚的接插件J1，以及极性电容C1、C3和C4；所述第一芯片LM2596-ADJ的引脚1和极性电容C1的正极均与输入电压VCC相接，所述第一芯片LM2596-ADJ的引脚2和引脚4均与肖特基二极管D1的负极、电阻R1的一端、电感L1的一端、无极性电容C2的一端和电位器RW1的一个固定端相接，所述电感L1的另一端与无极性电容C2的另一端、极性电容C3的正极、极性电容C4的正极、电位器RW1的另一个固定端和接插件J1的引脚1相接且为一级降压电路模块1-1的正极输出端，所述第一芯片LM2596-ADJ的引脚3和引脚5、极性电容C1的负极、肖特基二极管D1的正极、电阻R1的另一端、极性电容C3的负极、极性电容C4的负极和接插件J1的引脚2均接地。

结合图2，本实施例中，所述二级降压电路模块1-2包括第二芯片LM2596-ADJ、无极性电容C5、肖特基二极管D2、电阻R2、电感L2、电位器RW2、具有两个引脚的接插件J2和极性电容C6，所述第二芯片LM2596-ADJ的引脚1与一级降压电路模块1-1的正极输出端相接，所述第二芯片LM2596-ADJ的引脚2和引脚4均与肖特基二极管D1的负极、电阻R2的一端、电感L2的一端、无极性电容C5的一端和电位器RW2的一个固定端相接，所述电感L2的另一端与无极性电容C5的另一端、极性电容C6的正极、电位器RW2的另一个固定端和接插件J2的引脚1相接且为二级降压电路模块1-2的正极输出端，所述第二芯片LM2596-ADJ的引脚3和引脚5、极性电容C6的负极、肖特基二极管D2的正极、电阻R2的另一端和接插件J1的引脚2均接地。其中，所述肖特基二极管D1和肖特基二极管D2的型号均为IN5822。

结合图2，本实施例中，所述多频率时钟信号发生器2包括三端稳压器LM7805，芯片CD4060，D触发器7474，具有两个引脚的接插件J3，晶振Y1，电阻R3、R4和R5，可变电容器C12，无极性电容C7、C8和C11，以及极性电容C9和C10；所述三端稳压器LM7805的引脚1与二级降压电路模块1-2的正极输出端和无极性电容C7的一端相接，所述三端稳压器LM7805的引脚2与无极性电容C8的一端、极性电容C9的正极、极性电容C10的正极、芯片CD4060的引脚16和D触发器7474的引脚14相接，所述芯片CD4060的引脚12与电阻R5的一端相接，所述芯片CD4060的引脚11与无极性电容C11的一端、电阻R4的一端和晶振Y1的一端相接，所述芯片CD4060的引脚10与电阻R4的另一端和电阻R3的一端相接，所述晶振Y1的另一端与电阻R3的另一端和可变电容器C12的一个固定端相接，所述芯片CD4060的引脚3与D触发器7474的引脚3相接，所述D触发器7474的引脚2和引脚6均与接插件J3的引脚2相接且为多频率时钟信号发生器2的输出端，所述三端稳压器LM7805的引脚3、无极性电容C7的另一端、无极性电容C8的另一端、极性电容C9的负极、极性电容C10的负极、电阻R5的另一端、无极性电容C11的另一端、可变电容器C12的另一个固定端、芯片CD4060的引脚8、D触发器7474的引脚7和接插件J3的引脚1均接地。具体设计时，将三端稳压器LM7805输出端的极性电容C9和C10设计为大电容，极性电容C9选择220uf，极性电容C10选择470uf，能实现电路的短时掉电保持功能，一定程度上提高了系统的可靠性。

本实用新型的工作原理及工作过程是：输入电压VCC经一级降压电路模块1-1中的第一芯片LM2596-ADJ进行一级降压，由接插件J1输出一个连续可调的、较高的电压，以驱动较大功率的LED，例如5英寸(其供电电压为15V左右)，同时，该电压经二级降压电路模块1-2中的第二芯片LM2596-ADJ进行二级降压，由接插件J2输出一个连续可调的、较低一级的电压，以驱动较小功率的LED，例如3英寸(其供电电压为12V左右)。较高的输入电压经一级降压电路模块1-1和二级降压电路模块1-2二次降压后，作为多频率时钟信号发生器2中三端稳压器LM7805的输入电压，经三端稳压器LM7805稳压后得到低纹波的+5V电压，从而驱动芯片CD4060，经芯片CD4060的引脚3输出高精度的2HZ脉冲，最后2HZ的脉冲经D触发器7474分频后得到稳定的、高精度的1HZ的标准脉冲，经接插件J3输出，以驱动时钟电路。同时，从芯片CD4060的其它预留的引脚1、引脚2、引脚4、引脚5、引脚6、引脚7、引脚13、引脚14和引脚15端口，稍加变频处理后，可获得高精度的2N赫兹的脉冲序列，其中N＝0，1，2，...13，14，方便地实现了多频率的输出。

本实用新型能够方便地用于驱动LED阵列，用于办公室照明、公共建筑和街区照明等领域中，有助于实现LED照明的推广应用。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims

1.一种大功率LED阵列驱动器，其特征在于：包括用于驱动不同功率大小LED的多级降压电路模块(1)和与多级降压电路模块(1)相接并用于产生多频率脉冲信号的多频率时钟信号发生器(2)。

2.按照权利要求1所述的大功率LED阵列驱动器，其特征在于：所述多级降压电路模块(1)包括用于对输入电压进行降变的一级降压电路模块(1-1)和与一级降压电路模块(1-1)相接并用于对一级降压电路模块(1-1)所输出的电压进行二级降变的二级降压电路模块(1-2)，所述多频率时钟信号发生器(2)与二级降压电路模块(1-2)相接。

3.按照权利要求2所述的大功率LED阵列驱动器，其特征在于：所述多频率时钟信号发生器(2)所产生的多频率脉冲信号的频率为2^NHz，其中，N＝0，1，2，...13，14。

4.按照权利要求3所述的大功率LED阵列驱动器，其特征在于：所述一级降压电路模块(1-1)包括第一芯片LM2596-ADJ，无极性电容C2，肖特基二极管D1，电阻R1，电感L1，电位器RW1，具有两个引脚的接插件J1，以及极性电容C1、C3和C4；所述第一芯片LM2596-ADJ的引脚1和极性电容C1的正极均与输入电压VCC相接，所述第一芯片LM2596-ADJ的引脚2和引脚4均与肖特基二极管D1的负极、电阻R1的一端、电感L1的一端、无极性电容C2的一端和电位器RW1的一个固定端相接，所述电感L1的另一端与无极性电容C2的另一端、极性电容C3的正极、极性电容C4的正极、电位器RW1的另一个固定端和接插件J1的引脚1相接且为一级降压电路模块(1-1)的正极输出端，所述第一芯片LM2596-ADJ的引脚3和引脚5、极性电容C1的负极、肖特基二极管D1的正极、电阻R1的另一端、极性电容C3的负极、极性电容C4的负极和接插件J1的引脚2均接地。

5.按照权利要求4所述的大功率LED阵列驱动器，其特征在于：所述二级降压电路模块(1-2)包括第二芯片LM2596-ADJ、无极性电容C5、肖特基二极管D2、电阻R2、电感L2、电位器RW2、具有两个引脚的接插件J2和极性电容C6，所述第二芯片LM2596-ADJ的引脚1与一级降压电路模块(1-1)的正极输出端相接，所述第二芯片LM2596-ADJ的引脚2和引脚4均与肖特基二极管D1的负极、电阻R2的一端、电感L2的一端、无极性电容C5的一端和电位器RW2的一个固定端相接，所述电感L2的另一端与无极性电容C5的另一端、极性电容C6的正极、电位器RW2的另一个固定端和接插件J2的引脚1相接且为二级降压电路模块(1-2)的正极输出端，所述第二芯片LM2596-ADJ的引脚3和引脚5、极性电容C6的负极、肖特基二极管D2的正极、电阻R2的另一端和接插件J1的引脚2均接地。

6.按照权利要求5所述的大功率LED阵列驱动器，其特征在于：所述肖特基二极管D1和肖特基二极管D2的型号均为IN5822。

7.按照权利要求5所述的大功率LED阵列驱动器，其特征在于：所述多频率时钟信号发生器(2)包括三端稳压器LM7805，芯片CD4060，D触发器7474，具有两个引脚的接插件J3，晶振Y1，电阻R3、R4和R5，可变电容器C12，无极性电容C7、C8和C11，以及极性电容C9和C10；所述三端稳压器LM7805的引脚1与二级降压电路模块(1-2)的正极输出端和无极性电容C7的一端相接，所述三端稳压器LM7805的引脚2与无极性电容C8的一端、极性电容C9的正极、极性电容C10的正极、芯片CD4060的引脚16和D触发器7474的引脚14相接，所述芯片CD4060的引脚12与电阻R5的一端相接，所述芯片CD4060的引脚11与无极性电容C11的一端、电阻R4的一端和晶振Y1的一端相接，所述芯片CD4060的引脚10与电阻R4的另一端和电阻R3的一端相接，所述晶振Y1的另一端与电阻R3的另一端和可变电容器C12的一个固定端相接，所述芯片CD4060的引脚3与D触发器7474的引脚3相接，所述D触发器7474的引脚2和引脚6均与接插件J3的引脚2相接且为多频率时钟信号发生器(2)的输出端，所述三端稳压器LM7805的引脚3、无极性电容C7的另一端、无极性电容C8的另一端、极性电容C9的负极、极性电容C10的负极、电阻R5的另一端、无极性电容C11的另一端、可变电容器C12的另一个固定端、芯片CD4060的引脚8、D触发器7474的引脚7和接插件J3的引脚1均接地。