CN204119598U - 一种led照明装置的驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种LED照明装置的驱动装置，包括：整流单元，用于接收来自电子镇流器的交流电，并将该交流电转换为直流电后输出；滤波单元，用于接收所述整流单元输出的直流电，对该直流电进行滤波后，传输给所述LED照明装置；电阻器，与所述LED照明装置串联；开关单元，与所述LED照明装置和电阻器串联形成的链路并联；控制单元，用于获取通过所述电阻器的电流值，从而根据该电流值输出开关控制信号，来控制所述开关单元的导通和关断。本实用新型使通过LED照明装置的电流处于一个恒流范围，这样保证了LED照明装置连接不同规格的荧光灯电子镇流器，也能保持相对稳定的亮度。

Description

一种LED照明装置的驱动装置

技术领域

本实用新型涉及LED(Light Emitting Diode，发光二极管)照明技术领域，尤其涉及一种LED照明装置的驱动装置。

背景技术

LED由于具有节能、环保、可光控、固体化、寿命长等诸多优点，在提倡低碳生活的今天已经广泛应用于各种照明领域。

在现有技术中，LED灯的灯头结构一般设计成与现有的荧光灯相同的灯头结构，这样可以使用LED灯直接替换原有的荧光灯，不仅便于安装使用，而且不需要改变原有照明系统的结构。

然而，目前市场上用于荧光灯的荧光灯电子镇流器规格众多，输出电流规格不一，如果将原有的荧光灯替换为LED灯，LED灯会因为所使用的荧光灯电子镇流器的不同规格而产生不同的亮度，影响使用效果。例如用于汽车头灯的LED灯，如果亮度不够，在比较昏暗的道路上行驶，就会影响行车安全，如果亮度太强，则会对对方来车的司机形成晃眼，同样会影响行车安全。

实用新型内容

本实用新型为解决上述现有技术中的LED照明装置由于荧光灯电子镇流器规格不同而产生不同亮度的技术问题，提供了一种在连接不同规格的荧光灯电子镇流器时能够使LED照明装置保持相对稳定亮度的驱动装置。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种LED照明装置的驱动装置，包括：

整流单元，用于接收来自电子镇流器的交流电，并将该交流电转换为直流电后输出；

滤波单元，用于接收所述整流单元输出的直流电，并对该直流电进行滤波后，传输给所述LED照明装置；

电阻器，与所述LED照明装置串联；

开关单元，与所述LED照明装置和电阻器串联形成的链路并联；

控制单元，分别与电阻器、开关单元相连，用于获取通过所述电阻器的电流值，从而根据该电流值输出开关控制信号，来控制所述开关单元的导通和关断。

较佳地，所述控制单元包括：

电流值获取模块，用于获取通过所述电阻器的电流值；

开关控制信号生成模块，用于生成开关控制信号；

第一开关控制信号调整模块，用于将所述电流值与预设的第一电流阈值和第二电流阈值进行比较，当该电流值小于第一电流阈值时，减小所述开关控制信号的占空比，直到通过电阻器的电流值不小于第一电流阈值；当该电流值大于第二电流阈值时，增大所述开关控制信号的占空比，直到通过电阻器的电流值不大于第二电流阈值；其中，第一电流阈值小于第二电流阈值；

开关控制信号输出模块，用于输出开关控制信号，来控制所述开关单元的导通和关断。

较佳地，驱动装置还包括：

温度检测单元，用于检测系统温度，将该系统温度发送给所述控制单元；

所述控制单元还包括：第二开关控制信号调整模块，用于接收所述系统温度，当系统温度高于第一预设温度阈值时，增大所述开关控制信号的占空比，直至系统温度不高于第一预设温度阈值；当系统温度低于第二预设温度阈值时，通知所述第一开关控制信号调整模块来根据电流值对所述开关控制信号的占空比进行调整，其中，所述第一预设温度阈值大于等于第二预设温度阈值。

较佳地，驱动装置还包括：

输入检测单元，用于接收输入电源，检测该输入电源是交流电还是直流电，并将检测结果发送给所述控制单元；

所述控制单元还包括：第三开关控制信号调整模块，用于接收输入检测单元的检测结果，当所述检测结果是交流电时，通知所述第一开关控制信号调整模块来根据电流值对所述开关控制信号的占空比进行调整，当所述检测结果是直流电时，将所述开关控制信号的占空比调整为零。

较佳地，驱动装置还包括：

降压单元，其连接于整流单元与控制单元之间，用于将直流电的高电压转换为低电压，来为所述控制单元提供合适的工作电压。

较佳地，驱动装置还包括：

快恢复二极管，其连接于整流单元和滤波单元之间，该快恢复二极管的正极与整流单元连接，该快恢复二极管的负极与滤波单元连接。

采用了上述技术方案的本实用新型的有益效果是：

本实用新型基于所获取的通过与所述LED照明装置串联的电阻器的电流值而产生的一开关控制信号，来控制与LED照明装置和电阻器串联形成的链路并联的开关单元的导通和关断，从而使通过LED照明装置的电流处于一个恒流范围，这样保证了LED照明装置连接不同规格的荧光灯电子镇流器，也能保持相对稳定的亮度。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为根据本实用新型一个实施例的一种LED照明装置的驱动装置的结构示意图；

图2为控制单元的结构示意图；

图3为以开关控制信号为PWM信号，开关单元102为N沟道增强型MOS场效应管为例的驱动装置的结构示意图；

图4为根据本实用新型一个实施例的一种LED照明装置的驱动装置与LED恒流驱动器连接的结构示意图；

图5为根据本实用新型一个实施例的一种LED照明装置的工作方法流程图。

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

具体实施方式

本实用新型的具体实施方式如下：

下面将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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为根据本实用新型一个实施例的一种LED照明装置的驱动装置的结构示意图。

如图1所示，所述LED照明装置的驱动装置包括：整流单元101，滤波单元102，电阻器103，开关单元104和控制单元105。

其中，所述整流单元101，用于接收来自电子镇流器的交流电，并将该交流电转换为直流电后输出。

所述滤波单元102，用于接收所述整流单元101输出的直流电，对该直流电进行滤波后，传输给所述LED照明装置100。

所述电阻器103，与LED照明装置100串联。LED照明装置100和该电阻器103串联形成链路。其中，本实用新型中的LED照明装置100包含至少一个LED。

开关单元104，与LED照明装置100和电阻器103串联形成的链路并联。

所述开关单元104是指可以使电路导通或关断的装置或器件，包括但不限于：三极管、场效应管等。本领域技术人员应理解，上述开关单元的类型仅为举例，其他的开关单元的类型如可适用于本实用新型，也应包含在本实用新型保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。

控制单元105，用于获取通过电阻器103的电流值，从而根据该电流值输出开关控制信号，来控制开关单元104的导通和关断。

具体地，如图2所示，控制单元105包括：

电流值获取模块1051，用于获取通过电阻器103的电流值。具体地，电流值获取模块1051可以检测电阻器103两端的电压值，随后将检测得到的电压值除以电阻器103的阻值，来获取通过电阻器103的电流值。

开关控制信号生成模块1052，用于生成开关控制信号。其中，所述开关控制信号是指包括诸如PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)信号的、可以控制开关单元104导通或关断的脉冲信号。

第一开关控制信号调整模块1053，连接电流值获取模块1051，用于将电阻器103的电流值与预设的第一电流阈值和第二电流阈值进行比较，当该电流值小于第一电流阈值时，减小所述开关控制信号的占空比，直到通过电阻器的电流值不小于第一电流阈值；当该电流值大于第二电流阈值时，增大所述开关控制信号的占空比，直到通过电阻器的电流值不大于第二电流阈值；其中，第一电流阈值小于第二电流阈值。

其中，所述第一电流阈值和第二电流阈值可以根据照明系统内各器件的参数进行设置。具体地，可以根据所述LED照明装置的额定电流来进行设置，优选地，可以将所述LED照明装置的额定电流上下浮动一定电流值来设置所述第一电流阈值和第二电流阈值，例如，所述LED照明装置的额定电流为100mA，则可以将所述第一电流阈值设置为90mA，第二电流阈值设置为110mA。

开关控制信号输出模块1054，连接第一开关控制信号调整模块1053，用于输出开关控制信号，来控制开关单元104的导通和关断。具体地，当电阻器103的电流值大于等于第一电流阈值，且小于等于第二电流阈值，开关控制信号输出模块1054输出开关控制信号生成模块1052所生成的开关控制信号；当电阻器103的电流值小于第一电流阈值或大于第二电流阈值，则开关控制信号输出模块1054输出经第一开关控制信号调整模块1053调整后的开关控制信号。

如图3所示，以开关控制信号为PWM信号，开关单元104为N沟道增强型MOS场效应管为例，当电阻器103的电流值小于预设的第一电流阈值时，减小所述开关控制信号的占空比，减少N沟道增强型MOS场效应管的导通时间，使流经LED照明装置100的电流增大，直到通过电阻器和LED照明装置100的电流值不小于第一电流阈值同时，由于N沟道增强型MOS场效应管的导通时间减少，通过该N沟道增强型MOS场效应管的电流减小，当电子镇流器检测到输出电流小于预设的第三电流阈值，则增大电子镇流器的输出功率，以实现增大输出电流的目的；当电阻器103的电流值大于预设的第二电流阈值时，增大所述开关控制信号的占空比，增加N沟道增强型MOS场效应管的导通时间，使流经LED照明装置100的电流减小，直到通过电阻器和LED照明装置100的电流值不大于第二电流阈值；同时，由于N沟道增强型MOS场效应管的导通时间增加，通过该N沟道增强型MOS场效应管的电流增大，当电子镇流器检测到输出电流大于预定的第四电流阈值，则降低电子镇流器的输出功率，以实现减小输出电流的目的。

这样，本实施例可以通过调节N沟道增强型MOS场效应管的占空比，来调节电子镇流器的输出功率，从而保证LED照明装置保持相对稳定的亮度。

其中，所述第三电流阈值小于第四电流阈值，所述第三电流阈值和第四电流阈值是与电子镇流器的输出电流作比较的，可以根据照明系统内各器件的参数进行设置。

优选地，本实施例还可以包括一快恢复二极管106，连接于整流单元101和滤波单元102之间，该快恢复二极管106的正极与整流单元101连接，该快恢复二极管106的负极与滤波单元102连接。这样，整流单元101输出的直流电只能单向传输给滤波单元102，且快恢复二极管的反向恢复时间较短，正向压降较低，可以配合工作频率较高的电子镇流器工作，使LED照明装置的使用效果更好，并提升本实用新型的驱动装置的可靠性。

可选地，根据本实用新型一个实施例的一种LED照明装置的驱动装置还可以包括：温度检测单元107，用于检测系统温度，将该系统温度发送给所述控制单元105。

相应地，所述控制单元105还可以包括：第二开关控制信号调整模块1055，分别连接开关控制信号生成模块1052、第一开关控制信号调整模块1053、开关控制信号输出模块1054，用于接收所述系统温度，当系统温度高于第一预设温度阈值时，增大所述开关控制信号的占空比，直至系统温度不高于第一预设温度阈值；当系统温度低于第二预设温度阈值时，通知所述第一开关控制信号调整模块1053来根据电流值对所述开关控制信号的占空比进行调整，其中，所述第一预设温度阈值大于等于第二预设温度阈值。

这样，本实施例可以通过检测系统温度来调整开关控制信号的占空比，从而调整流经LED照明装置100的电流，可以通过降低系统的整体功率来降低系统温度，实现整个照明系统的过温保护。

本实用新型的驱动装置可以应用于输入电源为交流电的照明系统，也可以应用于输入电源为直流电的照明系统，例如，如图4所示，本实用新型的驱动装置与LED恒流驱动器连接。

可选地，根据本实用新型一个实施例的一种LED照明装置的驱动装置还可以包括：输入检测单元108，用于接收输入电源，检测该输入电源是交流电还是直流电，并将检测结果发送给所述控制单元105。

相应地，所述控制单元105还可以包括：第三开关控制信号调整模块1056，分别连接开关控制信号生成模块1052、第一开关控制信号调整模块1053、开关控制信号输出模块1054，用于接收所述检测结果，当所述检测结果是交流电时，通知所述第一开关控制信号调整模块1053来根据电流值对所述开关控制信号的占空比进行调整，当所述检测结果是直流电时，将所述开关控制信号的占空比调整为零。

优选地，根据本实用新型一个实施例的一种LED照明装置的驱动装置还可以包括：二极管109，用于接收输入电源，对输入电源进行半波整流后输出给所述输入检测单元108。

可选地，根据本实用新型一个实施例的一种LED照明装置的驱动装置还可以包括：降压单元110，用于将输入端的高电压转换为低电压，来为所述控制单元105供电。

本实用新型基于所获取的通过与所述LED照明装置串联的电阻器的电流值而产生的一开关控制信号，来控制与LED照明装置和电阻器串联形成的链路并联的开关单元的导通和关断，从而使通过LED照明装置的电流处于一个恒流范围，这样保证了LED照明装置连接不同规格的荧光灯电子镇流器，也能保持相对稳定的亮度，保证了LED照明装置的使用效果，使LED照明装置能够兼容于原有的荧光灯照明系统。

图5示出了根据本实用新型一个实施例的一种LED照明装置的工作方法流程图。

其中，在步骤S501中，接收来自电子镇流器的交流电，并将该交流电转换为直流电。

优选地，在步骤S501之后，可以再使用一快恢复二极管，使转换后的直流电只能单向传输，由于快恢复二极管的反向恢复时间较短，正向压降较低，可以配合工作频率较高的电子镇流器工作，可以使LED照明装置的使用效果更好，并提升本实用新型的驱动装置工作方法的可靠性。

在步骤S502中，对所述直流电进行滤波后，传输给所述LED照明装置。

在步骤S503中，驱动装置获取通过与所述LED照明装置串联的电阻器的电流值。

其中，LED照明装置和电阻器串联形成链路，本实用新型中的LED照明装置包含至少一个LED。

具体地，驱动装置可以通过检测电阻器两端的电压值，随后将检测得到的电压值除以电阻器的阻值，来获取通过电阻器的电流值。

在步骤S504中，驱动装置根据所述通过电阻器的电流值来输出开关控制信号。

具体地，驱动装置可以生成可以控制开关单元导通和关断的开关控制信号；随后将所述电阻器的电流值与第一电流阈值和第二电流阈值进行比较，当该电流值小于第一电流阈值时，减小所述开关控制信号的占空比，直到通过电阻器的电流值不小于第一电流阈值；当该电流值大于第二电流阈值时，增大所述开关控制信号的占空比，直到通过电阻器的电流值不大于第二电流阈值；其中，第一电流阈值小于第二电流阈值；最后输出所述开关控制信号，当电阻器的电流值大于等于第一电流阈值，且小于等于第二电流阈值，输出驱动装置一开始所生成的开关控制信号，当电阻器的电流值小于第一电流阈值或大于第二电流阈值，则输出经调整后的开关控制信号。

其中，所述第一电流阈值和第二电流阈值可以根据照明系统内各器件的参数进行设置。具体地，可以根据所述LED照明装置的额定电流来进行设置，优选地，可以将所述LED照明装置的额定电流上下浮动一定电流值来设置所述第一电流阈值和第二电流阈值，例如，所述LED照明装置的额定电流为100mA，则可以将所述第一电流阈值设置为90mA，第二电流阈值设置为110mA。

其中，所述开关单元与LED照明装置和电阻器串联形成的链路并联。所述开关单元是指可以使电路导通或关断的装置或器件，包括但不限于：三极管、场效应管等。本领域技术人员应理解，上述开关单元的类型仅为举例，其他的开关单元的类型如可适用于本实用新型，也应包含在本实用新型保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。

其中，所述开关控制信号是指包括诸如PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)信号的、可以控制开关单元导通或关断的脉冲信号。

在步骤S505中，驱动装置基于该开关控制信号，来控制与所述LED照明装置和电阻器串联形成的链路并联的开关单元的导通和关断。

以开关控制信号为PWM信号，开关单元为N沟道增强型MOS场效应管为例，当电阻器的电流值小于第一电流阈值时，减小所述开关控制信号的占空比，即减少N沟道增强型MOS场效应管的导通时间，使流经LED照明装置的电流增大，直到通过电阻器的电流值不小于第一电流阈值；同时，由于N沟道增强型MOS场效应管的导通时间减少，通过该N沟道增强型MOS场效应管的电流减小，当电子镇流器检测到输出电流小于预定的第三电流阈值，则增大电子镇流器的输出功率，以实现增大输出电流的目的；当电阻器的电流值大于第二电流阈值时，增大所述开关控制信号的占空比，即增加N沟道增强型MOS场效应管的导通时间，使流经LED照明装置的电流减小，直到通过电阻器的电流值不大于第二电流阈值；同时，由于N沟道增强型MOS场效应管的导通时间增加，通过该N沟道增强型MOS场效应管的电流增大，当电子镇流器检测到输出电流大于预定的第四电流阈值，则降低电子镇流器的输出功率，以实现减小输出电流的目的。这样，本实施例可以通过调节N沟道增强型MOS场效应管的占空比，来调节电子镇流器的输出功率，从而保证LED照明装置保持相对稳定的亮度。

其中，所述第三电流阈值小于第四电流阈值，所述第三电流阈值和第四电流阈值可以根据照明系统内各器件的参数进行设置。

可选地，根据本实用新型一个实施例的一种LED照明装置的工作方法还可以包括步骤S506(图中未示出)。

在步骤S506中，驱动装置检测系统温度，当系统温度高于第一预设温度阈值时，增大所述开关控制信号的占空比，直至系统温度不高于第一预设温度阈值；；当系统温度低于第二预设温度阈值时，执行将所述电流值与第一电流阈值和第二电流阈值进行比较来对所述开关控制信号的占空比进行调整的步骤；其中，所述第一预设温度阈值大于等于第二预设温度阈值。

这样，本实施例可以通过检测系统温度来调整开关控制信号的占空比，从而调整流经LED照明装置的电流，可以通过降低系统的整体功率来降低系统温度，实现整个照明系统的过温保护。

本实用新型驱动装置的驱动方法可以应用于输入电源为交流电的照明系统，也可以应用于输入电源为直流电的照明系统，例如，本实用新型的驱动装置与LED横流驱动器连接。

可选地，根据本实用新型一个实施例的一种LED照明装置的工作方法还可以包括步骤S507(图中未示出)。

在步骤S507中，驱动装置检测输入电源是交流电还是直流电；当检测结果是交流电时，执行将所述电流值与第一电流阈值和第二电流阈值进行比较来对所述开关控制信号的占空比进行调整的步骤；当检测结果是直流电时，将所述开关控制信号的占空比调整为零。

优选地，根据本实用新型一个实施例的一种LED照明装置的工作方法还可以包括步骤S508(图中未示出)。

在步骤S508中，驱动装置对输入电源进行半波整流后再输出，用于步骤S507中检测输入电源是交流电还是直流电。

可选地，根据本实用新型一个实施例的一种LED照明装置的工作方法还可以包括步骤S509(图中未示出)。

在步骤S509中，驱动装置将输入端的高电压转换为低电压，来为驱动装置的工作供电。

本实用新型基于所获取的通过与所述LED照明装置串联的电阻器的电流值而产生的一开关控制信号，来控制与LED照明装置和电阻器串联形成的链路并联的开关单元的导通和关断，从而使通过LED照明装置的电流处于一个恒流范围，这样保证了LED照明装置连接不同规格的荧光灯电子镇流器，也能保持相对稳定的亮度，保证了LED照明装置的使用效果，使LED照明装置能够兼容于原有的荧光灯照明系统。

需要注意的是，本实用新型的各个装置可采用专用集成电路(ASIC)或任何其他类似硬件设备来实现。另外，本实用新型的一些步骤或功能均采用硬件来实现，例如，作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (6)

1.一种LED照明装置的驱动装置，其特征在于，包括：

整流单元，用于接收来自电子镇流器的交流电，并将该交流电转换为直流电后输出；

滤波单元，用于接收所述整流单元输出的直流电，并对该直流电进行滤波后，传输给所述LED照明装置；

电阻器，与所述LED照明装置串联；

开关单元，与所述LED照明装置和电阻器串联形成的链路并联；

控制单元，分别与电阻器、开关单元相连，用于获取通过所述电阻器的电流值，从而根据该电流值输出开关控制信号，来控制所述开关单元的导通和关断。

2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述控制单元包括：

电流值获取模块，用于获取通过所述电阻器的电流值；

开关控制信号生成模块，用于生成开关控制信号；

第一开关控制信号调整模块，用于将所述电流值与预设的第一电流阈值和第二电流阈值进行比较，当该电流值小于第一电流阈值时，减小所述开关控制信号的占空比，直到通过电阻器的电流值不小于第一电流阈值；当该电流值大于第二电流阈值时，增大所述开关控制信号的占空比，直到通过电阻器的电流值不大于第二电流阈值；其中，第一电流阈值小于第二电流阈值；

开关控制信号输出模块，用于输出开关控制信号，来控制所述开关单元的导通和关断。

3.根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，还包括：

温度检测单元，用于检测系统温度，将该系统温度发送给所述控制单元；

所述控制单元还包括：第二开关控制信号调整模块，用于接收所述系统温度，当系统温度高于第一预设温度阈值时，增大所述开关控制信号的占空比，直至系统温度不高于第一预设温度阈值；当系统温度低于第二预设温度阈值时，通知所述第一开关控制信号调整模块来根据电流值对所述开关控制信号的占空比进行调整，其中，所述第一预设温度阈值大于等于第二预设温度阈值。

4.根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，还包括：

输入检测单元，用于接收输入电源，检测该输入电源是交流电还是直流电，并将检测结果发送给所述控制单元；

所述控制单元还包括：第三开关控制信号调整模块，用于接收输入检测单元的检测结果，当所述检测结果是交流电时，通知所述第一开关控制信号调整模块来根据电流值对所述开关控制信号的占空比进行调整，当所述检测结果是直流电时，将所述开关控制信号的占空比调整为零。

5.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，还包括：

降压单元，其连接于整流单元与控制单元之间，用于将直流电的高电压转换为低电压，来为所述控制单元提供合适的工作电压。

6.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，还包括：

快恢复二极管，其连接于整流单元和滤波单元之间，该快恢复二极管的正极与整流单元连接，该快恢复二极管的负极与滤波单元连接。