專利名稱：一種led模組驅(qū)動電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種適用于LED路燈、隧道燈的LED模組驅(qū)動電源。
背景技術(shù)：
隨著LED技術(shù)的不斷發(fā)展，很多廠家已經(jīng)開始研制將LED作為照明的光源。將LED 作為通用照明時，由于LED的驅(qū)動電壓較低，一般的工作直流電壓在1. 4 3V，而我們使用的市電是三相220V的交流電，所以將LED作為照明光源時就必須設(shè)計一個驅(qū)動電源將交流的三相220V的市電轉(zhuǎn)換成LED使用低壓直流電。目前，我國生產(chǎn)、配送的都是三相交流電。三相交流電是由三個頻率相同、電勢振幅相等、相位差互差120°角的交流電路組成的電力系統(tǒng)，三相電各相的波形如圖1所示。利用LED作為照明光源時，單個的LED是滿足不了照明的需求的，一般都是將多個 LED集成為LED模組，由LED模組提供充足的光源。將交流的三相220V的市電轉(zhuǎn)換成LED 模組所需要的低壓直流電，那么就需要將三相交流電進行整流、濾波、降壓為LED模組所需的低壓直流電。整流可以采用三相整流橋，使負半軸的電壓幅值翻轉(zhuǎn)至正半軸或者濾掉負半軸的電壓幅值，如圖2所示，對整流后的三相電壓進行疊加以后形成如圖3所示的脈動的直流電壓。由于LED模組需要工作在穩(wěn)定的直流電下，所以需要對脈動的直流電進行濾波為穩(wěn)定的直流電，現(xiàn)有技術(shù)中一般采用電解質(zhì)電容進行濾波。LED的使用壽命比較長，可以達數(shù)萬小時的使用壽命。在現(xiàn)有技術(shù)的LED模組的驅(qū)動電源中的電解質(zhì)濾波電容的使用壽命一般只有2000 3000小時，即使采用目前最好的電解質(zhì)電容器的使用壽命也只有不到10000小時，這種最好的電容器的價格也是最貴的。 由于電解質(zhì)電容器的壽命遠遠短于LED，因此，采用電解質(zhì)電容的驅(qū)動電源會使LED路燈的使用壽命大打折扣，造成LED路燈的維護、使用成本高昂，不利于LED路燈這種使用壽命長、 節(jié)能環(huán)保的照明方式的推廣與普及。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種LED模組驅(qū)動電源，采用單片機通過PWM方波控制 BUCK降壓電路進行降壓并實現(xiàn)濾波的目的，解決了現(xiàn)有技術(shù)采用電解質(zhì)電容進行濾波而造成的LED路燈使用壽命大大縮短的技術(shù)問題。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種LED模組驅(qū)動電源，包括三相整流橋，三相整流橋的三相輸出端并聯(lián)后輸入到BUCK開關(guān)電源，所述驅(qū)動電源還包括至少兩個BUCK開關(guān)電源電路，每個BUCK開關(guān)電源電路的電流電壓輸出端并聯(lián)后與LED模組的正極端連接，每個BUCK開關(guān)電源電路的控制輸入端與移相控制器的控制輸出端連接；電流采樣電阻，一端與LED模組的負極端連接，另一端接地；移相控制器，在單片機的控制下產(chǎn)生PWM方波以控制BUCK開關(guān)電源電路輸出LED 模組的工作電流電壓；單片機，所述的單片機的一個輸入端與LED模組的正極端連接以對LED模組電壓取樣，另一個輸入端與電流采樣電阻和LED模組的共同端連接以對LED模組電流取樣，單片機的輸出端與移相控制器的輸入端連接，所述單片機用于根據(jù)取樣電壓與取樣電流的值以設(shè)定移相控制器產(chǎn)生PWM矩形方波的頻率。上述的每個BUCK開關(guān)電源電路包括變壓器和MOSFET管，變壓器的一個輸入端與三相整流橋的輸出端連接，另一個輸入端與MOSFET管的漏極連接，一個輸出端接地，各個變壓器的另一輸出端并聯(lián)后與LED模組正極端連接；每個MOSFET管的源極接地，柵極為 BUCK開關(guān)電源電路的控制輸入端。作為優(yōu)選，本發(fā)明的LED模組驅(qū)動電源包括三個BUCK開關(guān)電源電路。每個變壓器的另一輸出端串聯(lián)一個二極管，且變壓器的另一輸出端與二極管的正極端連接。本實用新型的三相整流橋包括六只二極管Dl D6，三相電的第一相U與第一二極管Dl的正極端和第二二極管D2的負極端連接，第二項V與第三二極管D3的正極端和第四二極管D4的負極端連接，第三項W與第五二極管D5的正極端和第六二極管D6的負極端連接，第一二極管D1、第三二極管D3和第五二極管D5的負極端并聯(lián)后輸入到BUCK開關(guān)電源，第二二極管D2、第四二極管D4和第六二極管D6的正極端并聯(lián)后接地。本實用新型技術(shù)方案可以達到的有益技術(shù)效果解決了現(xiàn)有技術(shù)中采用電解質(zhì)點容易導(dǎo)致LED路燈壽命大大縮短的技術(shù)問題，進一步的可以單片機通過采樣LED模組的電流和電壓，以適應(yīng)不同廠家不同型號模組對電流電壓的需求，使得LED模組驅(qū)動電源有更強的適用性。

本實用新型將通過例子并參照附圖的方式說明，其中圖1是三相交流電的波形圖。圖2是三相交流電整流后的波形圖。圖3是三相交流電整流并并聯(lián)后的波形圖。圖4是本實用新型LED模組驅(qū)動電源電路原理圖。圖5是本實用新型LED模組驅(qū)動電源的驅(qū)動方法流程圖。
具體實施方式
本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。 本實用新型的電路圖如圖4所示。一種LED模組驅(qū)動電源，包括三相整流橋，其特征在于，三相整流橋的三相輸出端并聯(lián)后輸入到BUCK開關(guān)電源，所述驅(qū)動電源還包括至少兩個BUCK開關(guān)電源電路，每個BUCK開關(guān)電源電路的電流電壓輸出端并聯(lián)后與LED模組的正極端連接，每個BUCK開關(guān)電源電路的控制輸入端與移相控制器的控制輸出端連接；電流采樣電阻，一端與LED模組的負極端連接，另一端接地；移相控制器，在單片機的控制下產(chǎn)生PWM方波以控制BUCK開關(guān)電源電路輸出LED模組的工作電流電壓；單片機，所述的單
4片機的一個輸入端與LED模組的正極端連接以對LED模組電壓取樣，另一個輸入端與電流采樣電阻和LED模組的共同端連接以對LED模組電流取樣，單片機的輸出端與移相控制器的輸入端連接，所述單片機用于根據(jù)取樣電壓與取樣電流的值以設(shè)定移相控制器產(chǎn)生PWM 矩形方波的頻率。上述的每個BUCK開關(guān)電源電路包括變壓器和MOSFET管，變壓器的一個輸入端與三相整流橋的輸出端連接，另一個輸入端與MOSFET管的漏極連接，一個輸出端接地，各個變壓器的另一輸出端并聯(lián)后與LED模組正極端連接；每個MOSFET管的源極接地，柵極為 BUCK開關(guān)電源電路的控制輸入端。作為優(yōu)選，本發(fā)明包括三個BUCK開關(guān)電源電路。每個變壓器的另一輸出端串聯(lián)一個二極管，且變壓器的另一輸出端與二極管的正極端連接。所述的三相整流橋包括六只二極管Dl D6，三相交流電的第一相U與第一二極管 Dl的正極端和第二二極管D2的負極端連接，第二項V與第三二極管D3的正極端和第四二極管D4的負極端連接，第三項W與第五二極管D5的正極端和第六二極管D6的負極端連接， 第一二極管D1、第三二極管D3和第五二極管D5的負極端并聯(lián)后輸入到BUCK開關(guān)電源，第二二極管D2、第四二極管D4和第六二極管D6的正極端并聯(lián)后接地。三相交流電的第一相U通過第一二極管Dl和第二二極管D2整流得到脈動直流電；三相交流電的第二相V通過第三二極管D3和第四二極管D4整流得到脈動直流電；三相交流電的第三相W通過第五二極管D5和第六二極管D6整流得到脈動直流電。三相交流電是相互相位差為120°的，整流后交流電的所有的正弦的下半波都通過三相交流電每相的兩個整流二極管轉(zhuǎn)換為上半波。此時三相交流電經(jīng)過整流后已經(jīng)轉(zhuǎn)換為成正弦上半波變化的脈動的直流電如圖2。將這三相交流電整流電路并聯(lián)，所以整流后的三相成正弦上半波變化的脈動的直流電就疊加在了一起，疊加以后的波形圖如圖3。疊加以后將成功的將脈動的直流電轉(zhuǎn)換為了比較平滑的直流電，起到了電解質(zhì)電容濾波的效果。此時的直流電壓很高不能供LED使用。本發(fā)明采用BUCK開關(guān)電源電路進行降壓，圖4中第一變壓器Tl與第一場效應(yīng)管Ql構(gòu)成BUCK開關(guān)電源電路，第一場效應(yīng)管Ql通過它的柵極(觸發(fā)極)受單片控制它的通斷從而形成PWM脈寬調(diào)制控制。由于BUCK開關(guān)電源工作時輸出的電流是脈動的直流電，而脈動的直流電不能供LED工作(LED工作需要低壓的很平滑的直流電)，在這里又要將脈動的直流電轉(zhuǎn)換為平滑的直流電。由于本發(fā)明是不使用電解質(zhì)電容進行濾波的LED 燈電源適配器，所以本發(fā)明專利完成濾波的方法就只有利用三相相位不同的直流電進行疊加。利用三相交流電整流后疊加得到平滑的直流電，而利用BUCK開關(guān)電源降壓后得到是脈動的直流電。本發(fā)實用新型專利就利用三個BUCK開關(guān)電源通過單片機產(chǎn)生三個方波分別對BUCK開關(guān)電源進行脈寬調(diào)制，通過單片控制這三個方波產(chǎn)生有一定的先后時間(時間差) 從而使三個BUCK開關(guān)電源產(chǎn)生的脈動直流電相互移相(相位差)。由于這個三個BUCK電源電路的輸出斷并聯(lián)，所以脈動的直流電就疊加在了一起。疊加以后將成功的將脈動的直流電轉(zhuǎn)換為了比較平滑的直流電，起到了電解質(zhì)電容濾波的效果。在電路圖4中第二變壓器 T2與第二場效應(yīng)管Q2構(gòu)成第二個BUCK開關(guān)電源電路；第三變壓器T3與第三場效應(yīng)管Ql 構(gòu)成第三個BUCK開關(guān)電源電路。Ql和Q2場效應(yīng)管通過它的柵極(觸發(fā)極)受單片控制它的通斷從而形成PWM脈寬調(diào)制控制。與第一個BUCK開關(guān)電源電路輸出端相連接的第七二極管D7，與第二個BUCK開關(guān)電源電路輸出端相連接的第八二極管D8，與第三個BUCK開關(guān)電源電路輸出端相連接的第九二極管D9，D7、D8、D9這三個二極管用來防止有逆向的電壓而損壞LED。這三個BUCK開關(guān)電源電路通過這三個二極管將輸出端并聯(lián)在一起。從而使他們輸出的具有相位差的脈動的直流電疊加在一起。當(dāng)然疊加在一起的相互間存在相位差的脈動直流電越多濾波效果越好。BUCK開關(guān)電源工作時是通過單片機產(chǎn)生矩形方波控制 MOSFET功率開關(guān)管的通斷(PWM脈寬調(diào)制)所以它輸出的直流電就存在著最大值和最小值。 最大值和最小值隨著開關(guān)頻率(矩形方波的頻率)周期性的出現(xiàn)。如果只是有兩相這樣脈動直流電相疊加，單片機控制好這兩相脈動直流電的相位差要相當(dāng)精確這就增加了單片機控制的難度，而且只用兩相使疊加后得到直流電沒有三相疊加的直流電平滑。當(dāng)然疊加的相越多越好。電路圖四中三個LED表示LED模組(很多l(xiāng)ed芯串聯(lián)或者混聯(lián)的模組)。LED模組需要的電壓計算公示Ul=N*u (N為模組中串聯(lián)的LED個數(shù)，u為單個LED的驅(qū)動電壓不同廠家生產(chǎn)的led驅(qū)動電壓有差別)。LED模組需要的電流計算公示Il=N*i(N為模組中并聯(lián)的led個數(shù)，i為單個LED的額定電流不同廠家生產(chǎn)的led額定電流有差別)。電路圖四中的電阻R是電流取樣電阻。圖5為本實用新型的控制方法流程圖。三相交流電進來后首先通過三相整流橋整流疊加，然后入BUCK進行降壓疊加，這里采用三個或者多個BUCK進行降壓疊加；通過BUCK 降壓疊加后就得到無電解質(zhì)電容的驅(qū)動器。該驅(qū)動器驅(qū)動LED模組工作。為了更好的達到恒流穩(wěn)壓功能，在驅(qū)動器中設(shè)置了一個電流電壓取樣電路，電流電壓取樣電路的采樣電流電壓信號輸送給單片機，單片機根據(jù)采樣電流的變化對驅(qū)動電路進行反饋控制，控制方式是單片機通過控制PWM來驅(qū)動BUCK (—項PWM驅(qū)動一個BUCK電路)，從而控制驅(qū)動器的輸出電流電壓。其控制情況一、當(dāng)驅(qū)動器輸出的電流I大于Il或驅(qū)動器輸出電壓U大于Ul 時，單片機控制PWM調(diào)制通時間增加；二、當(dāng)驅(qū)動器輸出電流I小于Il時或驅(qū)動器輸出電壓 U小于Ul時，單片機控制PWM調(diào)制通時間減少。本實用新型并不局限于前述的具體實施方式
。本實用新型擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組
I=I O
權(quán)利要求1.一種LED模組驅(qū)動電源，包括三相整流橋，其特征在于，三相整流橋的三相輸出端并聯(lián)后輸入到BUCK開關(guān)電源，所述驅(qū)動電源還包括至少兩個BUCK開關(guān)電源電路，每個BUCK開關(guān)電源電路的電流電壓輸出端并聯(lián)后與LED 模組的正極端連接，每個BUCK開關(guān)電源電路的控制輸入端與移相控制器的控制輸出端連接；電流采樣電阻，一端與LED模組的負極端連接，另一端接地；移相控制器，在單片機的控制下產(chǎn)生PWM方波以控制BUCK開關(guān)電源電路輸出LED模組的工作電流電壓；單片機，所述的單片機的一個輸入端與LED模組的正極端連接以對LED模組電壓取樣， 另一個輸入端與電流采樣電阻和LED模組的共同端連接以對LED模組電流取樣，單片機的輸出端與移相控制器的輸入端連接，所述單片機用于根據(jù)取樣電壓與取樣電流的值以設(shè)定移相控制器產(chǎn)生PWM矩形方波的頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED模組驅(qū)動電源，其特征在于，每個BUCK開關(guān)電源電路包括變壓器和MOSFET管，變壓器的一個輸入端與三相整流橋的輸出端連接，另一個輸入端與 MOSFET管的漏極連接，一個輸出端接地，各個變壓器的另一輸出端并聯(lián)后與LED模組正極端連接；每個MOSFET管的源極接地，柵極為BUCK開關(guān)電源電路的控制輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的LED模組驅(qū)動電源，其特征在于，包括三個BUCK開關(guān)電源電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的LED模組驅(qū)動電源，其特征在于，每個變壓器的另一輸出端串聯(lián)一個二極管，且變壓器的另一輸出端與二極管的正極端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED模組驅(qū)動電源，其特征在于，所述三相整流橋包括六只二極管(Dl D6)，三相交流電的第一相U與第一二極管(Dl)的正極端和第二二極管(D2) 的負極端連接，第二項V與第三二極管(D3)的正極端和第四二極管(D4)的負極端連接，第三項W與第五二極管(D5)的正極端和第六二極管(D6)的負極端連接，第一二極管(Dl )、第三二極管(D3)和第五二極管(D5)的負極端并聯(lián)后輸入到BUCK開關(guān)電源，第二二極管(D2)、 第四二極管(D4)和第六二極管(D6)的正極端并聯(lián)后接地。
專利摘要本實用新型公開一種LED模組驅(qū)動電源，屬于驅(qū)動電源技術(shù)領(lǐng)域。所述驅(qū)動電源包括三相整流橋，三相整流橋的三相輸出端并聯(lián)后輸入到BUCK開關(guān)電源，還包括至少兩個BUCK開關(guān)電源電路，每個BUCK開關(guān)電源電路的電流電壓輸出端并聯(lián)后與LED模組的正極端連接，控制輸入端與移相控制器的控制輸出端連接；電流采樣電阻，一端與LED模組的負極端連接，另一端接地；移相控制器；單片機，一個輸入端與LED模組的正極端連接，另一個輸入端與電流采樣電阻和LED模組的共同端連接，單片機的輸出端與移相控制器的輸入端連接。本新型解決了現(xiàn)有技術(shù)中采用電解質(zhì)點容易導(dǎo)致LED路燈壽命大大縮短的技術(shù)問題。
文檔編號H05B37/02GK202153795SQ20112020503
公開日2012年2月29日 申請日期2011年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月17日
發(fā)明者文語, 王貴有, 鄧陽, 陽作林 申請人:四川儀島科技有限公司