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CN101267694A - 一种直流供电采用升压恒流方式驱动的led照明灯具电路 - Google Patents

一种直流供电采用升压恒流方式驱动的led照明灯具电路 Download PDF

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CN101267694A CNA2007100865143A CN200710086514A CN101267694A CN 101267694 A CN101267694 A CN 101267694A CN A2007100865143 A CNA2007100865143 A CN A2007100865143A CN 200710086514 A CN200710086514 A CN 200710086514A CN 101267694 A CN101267694 A CN 101267694A
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Abstract

本发明提供一种直流供电采用升压恒流方式驱动的LED照明灯具电路，包括直流驱动电路、电感、开关二极管、滤波电容、电流取样电阻和光源电路，其中，所述电感连接在所述直流驱动电路的输入电压引脚与开关引脚之间，所述开关二极管连接在所述直流驱动电路的开关引脚与所述滤波电容的输出引脚之间，所述滤波电容的另一个引脚接地，所述光源电路由以多个照明LED串联后再串联限流电阻为单元的多个所述单元并联组成的阵列构成，并且所述光源电路与所述滤波电容并联，所述电流取样电阻为所述光源电路的所述限流电阻中的一个，并且所述电流取样电阻还连接在所述直流驱动电路的电压反馈引脚与地之间。本发明的LED照明灯具电路解决了现有LED灯具的工作电流和照度受环境温度、工作时间、器件参数的影响及电源利用效率低的问题。

Description

一种直流供电采用升压恒流方式驱动的LED照明灯具电路
技术领域
本发明涉及一种电路，尤其涉及一种直流供电采用升压恒流方式驱动的LED照明灯具电路。
背景技术
目前，公知的LED照明灯具的电路，一般是由DC-DC恒电压输出电源模块、单个或者多个串联的照明LED再串联上限流电阻构成。当有直流电源输入时，DC-DC输出电源模块输出恒定的驱动电压，驱动照明LED发光。但是，这种常用的LED照明灯具电路存在如下问题：灯具的工作电流受环境温度的影响很大。这是由于在恒压驱动时，LED器件的热特性表现为在高温和低温环境下其工作电流差距很大。由于电流的变化，灯具的照度也相应地变化，即照度不恒定。同样的原因，由于LED器件和驱动电路及附属电路在工作时要产生热量，即使周围环境温度不变，灯具的工作电流和照度也会受到自身发热的影响，表现为灯具的自身温度随着其持续工作时间的延长不断升高，其工作电流和照度随着工作时间的延长而不断变化。由于是恒压驱动，所以灯具的照度受具体器件工作电压参数的影响很大，采用不同厂家的器件，灯具的工作电流差距也很大，器件的代换性很差。
由于在技术上没有很好地解决上述问题，导致不能保证所有的LED器件均工作在最佳工作电流下，这也就不能保证LED器件的工作寿命。在电流高于最佳工作电流时，即使是几个毫安，LED器件的实际工作寿命也会远远低于其理论寿命。
另外，在LED驱动电路的设计中，为保证其电源的使用效率和各LED的工作状态大致相同，必须综合考虑每个LED的最佳电流参数及限流电阻的阻值大小，直流驱动的电压越低，电源的使用效率就越低。这是因为：首先，降压电路的转换效率一般来说要低于升压电路的转换效率；其次，电压越低，LED的串联个数就越少，离散的LED参数误差无法采用多个串联的方式累加抵消，在恒压供电的条件下，为保证各个LED的工作电流大致相同，就必须提高限流电阻的阻值，这也使得电源的有效功率百分比变低，效率很低。
发明内容
为解决现有LED灯具的照度受环境温度、工作时间、器件参数的影响，工作电流不恒定，LED寿命无法保证及电源利用效率低的问题，本发明的目的是提供一种直流供电采用升压恒流方式驱动的LED照明灯具电路，该电路保证了LED灯具的每一个LED都始终工作在恒定的最佳工作电流状态下，不受环境温度、工作时间、器件参数的影响，保证了照度恒定和LED的使用寿命，而且提高了电源的利用效率。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：设计一种直流供电采用升压恒流方式驱动的LED照明灯具电路，包括直流驱动电路、电感、开关二极管、滤波电容、电流取样电阻和光源电路，其中，所述电感连接在所述直流驱动电路的输入电压引脚与开关引脚之间，所述开关二极管连接在所述直流驱动电路的开关引脚与所述滤波电容的输出引脚之间，所述滤波电容的另一个引脚接地，所述光源电路由以多个照明LED串联后再串联限流电阻为单元的多个所述单元并联组成的阵列构成，并且所述光源电路与所述滤波电容并联，所述电流取样电阻为所述光源电路的所述限流电阻中的一个，并且所述电流取样电阻还连接在所述直流驱动电路的电压反馈引脚与地之间。
根据所述的LED照明灯具电路，还包括纹波调整电容，连接在所述滤波电容的输出引脚和所述直流驱动电路的电压反馈引脚之间。
根据所述的LED照明灯具电路，还包括输入滤波电容，连接在所述直流驱动电路的输入电压引脚和地之间。
根据所述的LED照明灯具电路，其中所述开关二极管为肖特基开关二极管。
本发明的有益效果是，通过取样电流取样电阻上的电压实际即是取样光源电路其中一个LED串联回路上的工作电流，直流驱动电路根据取样情况调整其开关通断的占空比和通断频率，以保持光源电路的工作电流恒定。保证了LED灯具的每一个LED始终工作在恒定的最佳工作电流状态下，不受环境温度、工作时间、器件参数的影响，同时也就保证了照度恒定和LED的使用寿命。纹波调整电容用来降低纹波、提高效率。另外，由于电路采用升压方式，相比降压方式的电路，电源电路部分的工作效率提高了10％以上，提高了电源的利用效率。
附图说明
图1是本发明的电路原理图。
其中附图标记如下：
IC1   DC-DC驱动电路    L1   储能电感
D1    开关二极管       E2   输出滤波电容
R1    电流取样电阻     C1   纹波调整电容
LED LAMP  光源电路     R1   电流取样电阻
Vout  输出引脚         SWC  开关引脚
CMPR  电压反馈引脚     VCC  输入电压引脚
GND   接地引脚         Vin  输入电压
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的电路原理图。如图1所示本发明的直流供电采用升压恒流方式驱动的LED照明灯具电路包括：DC-DC驱动电路IC1、储能电感L1、开关二极管D1、输入滤波电容E1、输出滤波电容E2、电流取样电阻R1、纹波调整电容C1、以及由以多个照明LED串联限流电阻为单元的多个单元并联组成的阵列构成的光源电路LED LAMP。
输入滤波电容E1连接在DC-DC驱动电路IC1的输入电压引脚和地之间，作用是对输入的直流电源进行滤波和储能。
储能电感L1连接在DC-DC驱动电路IC1的输入电压引脚VCC与开关引脚SWC之间，作用是在DC-DC驱动电路IC1的开关导通时储存能量，开关断开时释放能量，同时通过开关断开时电感L1的反激效应产生高于输入电压值的输出电压。
开关二极管D1(优选为肖特基开关二极管)连接在DC-DC驱动电路IC1的开关引脚SWC和输出滤波电容E2的输出引脚Vout之间，作用是在DC-DC驱动电路IC1的开关导通时隔离输出电路和控制电路，防止能量倒流，在开关断开时导通，使能量自储能电感L1释放至光源电路LED LAMP，同时给输出滤波电容E2充电。
输出滤波电容E2连接在开关二极管D1和地之间，作用是储存能量和滤波，在DC-DC驱动电路IC1的开关导通期间释放能量，在开关断开期间存储能量，并且起到保持输出电压不变，过滤纹波的作用。
电流取样电阻R1是光源电路LED LAMP中限流电阻中的一个，同时也连接在DC-DC驱动电路IC1的电压反馈引脚CMPR和地之间。由于电流取样电阻R1与光源电路LED LAMP其中的一个LED串联回路相串联，通过将该LED串联回路的工作电流信号转化为电压信号，供DC-DC驱动电路IC1的电压反馈引脚CMPR取样。
纹波调整电容C1连接在输出电容E2的输出引脚Vout和DC-DC驱动电路IC1的电压反馈引脚CMPR之间，起到将输出电压的纹波耦合到DC-DC驱动电路IC1的电压取样引脚CMPR的作用，有利于减小纹波，提高效率。
光源电路LED LAMP连接在输出电容E2的两端，在恒定电流的驱动下发光，保持照度不变。光源电路LED LAMP是以多个照明LED串联限流电阻为单元的多个单元并联组成的阵列，由于是升压电路，LED的串联数量可以很多，有利于将多个离散的LED工作电压参数的误差累加抵消，所以每组LED两端的电压非常接近，这也有利于减小限流电阻的取值，另外，在固定的工作电流下，串联LED的数量越多，限流电阻的值越小，电源的利用率也就越高。
当输入电压供电时，DC-DC驱动电路IC1开始工作，开关引脚SWC开始产生脉冲通断，在开关导通时，给储能电感L1供电，同时滤波电容E2放电以保持输出电压不变；在开关断开时，储能电感L1通过开关二极管D1放电，供给光源电路LED LAMP电流，同时滤波电容E2储能。DC-DC驱动电路IC1随时取样其电压反馈引脚的电压，在此电路中是通过取样电流取样电阻R1上的电压的方式取样光源电路LED LAMP的工作电流，纹波调整电容C1耦合纹波到取样引脚CMPR。DC-DC驱动电路IC1根据取样情况调整其开关通断的占空比和通断频率，以保持光源电路工作电流恒定。

Claims (4)

1. 一种直流供电采用升压恒流方式驱动的LED照明灯具电路，其特征在于，包括：直流驱动电路、电感、开关二极管、滤波电容、电流取样电阻和光源电路，其中，
所述电感连接在所述直流驱动电路的输入电压引脚与开关引脚之间，
所述开关二极管连接在所述直流驱动电路的开关引脚与所述滤波电容的输出引脚之间，
所述滤波电容的另一个引脚接地，
所述光源电路由以多个照明LED串联后再串联限流电阻为单元的多个所述单元并联组成的阵列构成，并且所述光源电路与所述滤波电容并联，
所述电流取样电阻为所述光源电路的所述限流电阻中的一个，并且所述电流取样电阻还连接在所述直流驱动电路的电压反馈引脚与地之间。
2. 如权利要求1所述的LED照明灯具电路，还包括纹波调整电容，连接在所述滤波电容的输出引脚与所述直流驱动电路的电压反馈引脚之间。
3. 如权利要求1所述的LED照明灯具电路，还包括输入滤波电容，连接在所述直流驱动电路的输入电压引脚和地之间。
4. 如权利要求1所述的LED照明灯具电路，其中所述开关二极管为肖特基开关二极管。
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PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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