一種led燈的驅(qū)動電路及照明電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例提供了一種LED燈驅(qū)動電路及照明電路。解決現(xiàn)有技術中驅(qū)動電路中電容部署較多發(fā)熱高，導致的LED照明系統(tǒng)壽命降低的問題。該驅(qū)動電路中包括過零檢測器、頻率檢測器、脈沖寬度調(diào)制PWM模式、PWM生成器、LED電流參考模塊和MOSFET晶體管組，通過各部件之間的連接關系，實現(xiàn)對LED燈的驅(qū)動。由于在本發(fā)明實施例中該驅(qū)動電路中未采用電容器件，因此不會存在電容器件因使用時間過長而發(fā)熱的問題，也就不會影響照明系統(tǒng)的壽命。
【專利說明】 —種LED燈的驅(qū)動電路及照明電路
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及照明【技術領域】，尤其涉及一種LED燈的驅(qū)動電路及照明電路。
【背景技術】
[0002]LED光源作為綠色、節(jié)能、省電、長壽命的第四代照明燈具而異軍突起，廣受關注和如火如荼迅速發(fā)展。目前的LED光源是低電壓、大電流工作的半導體器件，必須提供合適的直流才能正常發(fā)光。
[0003]在驅(qū)動現(xiàn)有技術中的LED光源時，驅(qū)動電路板上會部署很多的電容，通過電容的充放電為LED光源提供電壓，但是電容在工作時會釋放熱量，導致LED照明系統(tǒng)的溫度升高，而元器件長期在高溫環(huán)境下工作其壽命會明顯縮短。尤其外界環(huán)境溫度本身就很高時，電容釋放出來的熱量會嚴重的影響整個照明系統(tǒng)的壽命。
[0004]因此，如何有效的提高照明系統(tǒng)的壽命，成為本領域技術人員亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實施例提供了 一種LED燈驅(qū)動電路及照明電路，解決現(xiàn)有技術中驅(qū)動電路中電容部署較多發(fā)熱高，導致的LED照明系統(tǒng)壽命降低的問題。
[0006]本發(fā)明實施例提供了一種LED燈驅(qū)動電路，所述驅(qū)動電路包括:過零檢測器11、頻率檢測器12、脈沖寬度調(diào)制PWM模式16、PWM生成器17和MOSFET晶體管組19 ；
[0007]過零檢測器11連接電壓輸入端VIN，輸出端依次連接頻率檢測器12及PWM生成器17的第一端；PWM模式16的輸入端連接mode端，輸出端連接PWM生成器17的第一端；LED電流參考模塊的輸入為RISEF端，輸出端連接PWM生成器17的第一端；PWM生成器17通過第二端連接MOSFET晶體管組19的柵極，MOSFET晶體管組19的漏極為LED1、LED2、LED3和LED4輸出端，MOSFET晶體管組19的源極為NC輸出端；
[0008]過零檢測器11，用于在整流橋路中采樣全波整流信號，將交流電壓整形為脈沖直流電壓；
[0009]頻率檢測器12，用于根據(jù)輸入電壓的頻率調(diào)整直流電壓的頻率；
[0010]PWM生成器17，用于進行脈沖寬度調(diào)節(jié)，將直流電壓調(diào)整為導通MOSFET晶體管的電壓信號；
[0011]PWM模式16，用于判斷mode輸入端的電壓是否滿足LED燈啟動的電壓范圍，當mode輸入端的電壓滿足LED燈啟動的電壓范圍時，向PWM生成器17輸出控制MOSFET晶體管組19截止的控制信號，否則，向PWM生成器17輸出控制MOSFET晶體管組19導通的控制信號。
[0012]本發(fā)明實施例提供了 一種基于上述驅(qū)動電路的照明電路，所述照明電路包括部署有所述驅(qū)動電路的UI，并且還包括:
[0013]ACL和ACN為交流電壓輸入端，連接交流信號；
[0014]整流電路的輸入端連接所述ACL和ACN，正極和負極輸出端分別連接UI的輸入端VIN和地GND ;所述正極輸出端連接接線端子CN2的VIN端，負極輸出端依次連接電容Cl及mode端及VDD端，負極輸出端依次連接發(fā)光二極管功率設定電阻RISl及RISET端，所述負極輸出端與驅(qū)動電路的LED4端之間串聯(lián)有穩(wěn)壓二極管ZD2，電容C3與所述穩(wěn)壓二極管ZD2并聯(lián)，所述負極輸出端與驅(qū)動電路的LED3端之間串聯(lián)有電容C2 ；
[0015]所述驅(qū)動電路的LEDl和LED2端通過接線端子CN2連接LED燈。
[0016]本發(fā)明實施例提供了 一種LED燈驅(qū)動電路及照明電路，該驅(qū)動電路中包括過零檢測器、頻率檢測器、脈沖寬度調(diào)制PWM模式、PWM生成器、LED電流參考模塊和MOSFET晶體管組，通過各部件之間的連接關系，實現(xiàn)對LED燈的驅(qū)動。由于在本發(fā)明實施例中該驅(qū)動電路中未采用電容器件，因此不會存在電容器件因使用時間過長而發(fā)熱的問題，也就不會影響照明系統(tǒng)的壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種LED燈的驅(qū)動電路結構圖；
[0018]圖2為本發(fā)明實施例提供的該LED照明電路連接圖。
【具體實施方式】
[0019]為了有效的提高LED照明系統(tǒng)的壽命，本發(fā)明實施例提供了一種LED燈驅(qū)動電路及照明電路。
[0020]為了使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明作進一步地詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部份實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0021 ] 下面結合說明書附圖，對本發(fā)明實施例進行詳細說明。
[0022]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種LED燈的驅(qū)動電路結構圖，該驅(qū)動電路具體包括:過零檢測器11、頻率檢測器12、穩(wěn)壓器13、溫度保護器14、振蕩器15、脈沖寬度調(diào)制(PWM)模式16、PWM生成器17、MOSFET晶體管組19等模塊構成。
[0023]過零檢測器11連接電壓輸入端VIN，輸出端依次連接頻率檢測器12及PWM生成器17的第一端；PWM模式16的輸入端連接mode端，輸出端連接PWM生成器17的第一端；LED電流參考模塊的輸入為RISEF端，輸出端連接PWM生成器17的第一端；PWM生成器17通過第二端連接MOSFET晶體管組19的柵極，MOSFET晶體管組19的漏極為LED1、LED2、LED3和LED4輸出端，MOSFET晶體管組19的源極為NC輸出端；
[0024]具體的，過零檢測器11的一端為電壓輸入端VIN，另一端與頻率檢測器12的一端連接，頻率檢測器12的另一端連接PWM生成器17的第一端，PWM生成器17的第二端連接MOSFET晶體管組19的柵極，MOSFET晶體管組19的漏極為LED1、LED2、LED3和LED4端，MOSFET晶體管組19的源極為NC端，PWM生成器17的第三端連接LED電流參考模塊18，LED電流參考模塊18的另一端為RISEF端。
[0025]過零檢測器11，用于在整流橋路中采樣全波整流信號，將交流電壓整形為脈沖直流電壓；
[0026]頻率檢測器12，用于根據(jù)輸入電壓的頻率調(diào)整直流電壓的頻率；[0027]PWM生成器17，用于進行脈沖寬度調(diào)節(jié)，將直流電壓調(diào)整為導通MOSFET晶體管的電壓信號；
[0028]PWM模式16，用于判斷mo de輸入端的電壓是否滿足LED燈啟動的電壓范圍，當mode輸入端的電壓滿足LED燈啟動的電壓范圍時，向PWM生成器17輸出控制MOSFET晶體管組19截止的控制信號，否則，向PWM生成器17輸出控制MOSFET晶體管組19導通的控制信號。
[0029]具體的在本發(fā)明實施例中上述驅(qū)動電路位于Π中，由于本發(fā)明實施例中該驅(qū)動電路沒有電容等發(fā)熱器件，因此可以保證驅(qū)動電路的溫度保持在一個比較低的溫度范圍內(nèi)，不會存在電容器件因使用時間過長而發(fā)熱的問題，也就不會影響照明系統(tǒng)的壽命。
[0030]本發(fā)明實施例中為了進一步延長照明系統(tǒng)的壽命，所述驅(qū)動電路還包括:溫度保護器14、振蕩器15 ；
[0031]其中，溫度保護器14的輸入端為溫度檢測端0ΤΕΝ，輸出端依次連接振蕩器15及PWM生成器17的第一端。具體的，溫度保護器14的一端為溫度檢測端0ΤΕΝ，另一端連接振蕩器15，振蕩器15的另一端連接PWM生成器17的第一端。
[0032]溫度保護器14，用于通過溫度檢測端OTEN檢測環(huán)境溫度，當當前的環(huán)境溫度超過設定溫度時，向振蕩器15輸出MOSFET晶體管19截止的控制信號，否則，向振蕩器15輸出MOSFET晶體管19導通的控制信號；
[0033]振蕩器15,用于接收溫度保護器14輸出的控制信號，向PWM生成器17輸出控制MOSFET晶體管19導通或截止的控制信號。
[0034]本發(fā)明實施例中該驅(qū)動電路中包含溫度保護器，溫度保護器檢測當前的照明系統(tǒng)所處環(huán)境的溫度，當環(huán)境溫度超過設定溫度時，輸出MOSFET晶體管19截止的控制信號，即關閉照明系統(tǒng)中的LED燈。因此該方法可以有效的監(jiān)控照明系統(tǒng)內(nèi)的溫度，使照明系統(tǒng)工作在一個比較低的溫度恒定的范圍內(nèi)，從而延長照明系統(tǒng)的壽命。
[0035]另外，本發(fā)明實施例中為了進一步提高照明系統(tǒng)的壽命，避免因為電壓波動對元器件的沖擊，所述驅(qū)動電路還包括:穩(wěn)壓器13 ；
[0036]所述穩(wěn)壓器13的輸入端為電壓輸入端VIN，輸出端為VDD端；具體的，所述穩(wěn)壓器13的一端為電壓輸入端VIN，另一端為VDD端；
[0037]所述穩(wěn)壓器13，用于根據(jù)VDD端的電壓，穩(wěn)定輸入端VIN的電壓。
[0038]具體的，照明系統(tǒng)啟動后，照明電路中的電器元件及LED燈都開始發(fā)熱，影響周圍的溫度變化，從而對電器元件及LED的特性帶來影響，如果溫度達到一定程度，則電器元件及LED燈的壽命都會降低，影響整個照明系統(tǒng)的使用壽命。
[0039]所述驅(qū)動電路還包括:LED電流參考模塊18 ；
[0040]所述LED電流參考模塊18的輸入端為電阻連接端RISEF，輸出端連接PWM生成器17的第二端；
[0041]所述LED電流參考模塊18，用于判斷當前的驅(qū)動電路的電流是否大于設定的參考電流閾值，當所述驅(qū)動電路的電流大于設定的參考電流閾值時，則向PWM生成器17輸出控制MOSFET晶體管組19截止的控制信號，否則，向PWM生成器17輸出控制MOSFET晶體管組19導通的控制信號。
[0042]由于LED燈在啟動時其電壓值需達到一定幅度，當其啟動電壓值在啟動臨界值附近變化時，也會帶來較大的電流變化。因此只要保證LED燈的啟動電壓大于其臨界值即可。但是在LED燈發(fā)光的過程中，在正極允許的電流范圍內(nèi)，其電流與光度之間呈正比，但是當超過正極允許電流值時，由于LED燈發(fā)熱，導致電流與光度之間的正比關系消失。因此LED燈的輸入電流過大，會導致LED燈的發(fā)光效率低下，并且會導致LED燈的壽命縮短。
[0043]因此，為了保證LED燈的發(fā)光效率，并且不影響LED燈的使用壽命，在本發(fā)明實施例中將LED燈的輸入電壓調(diào)節(jié)為滿足預定頻率以上的幅度值，使該電壓不頻閃，從而達到較好的照明效果。
[0044]另外，為了進一步降低驅(qū)動電路產(chǎn)生的熱量，有效的提高LED燈的使用壽命，在本發(fā)明實施例中在制備該驅(qū)動電話時，采用的PCB板為金屬PCB板，所述驅(qū)動電路部署在金屬PCB板上。該金屬PCB板由鋁、銅合金、鐵等金屬材料制成。
[0045]在將上述驅(qū)動電路和照明電路制備到金屬PCB板上時，該PCB板由上下兩層金屬板構成，在下層金屬的上表面制作mask，掩蓋不需要導通的區(qū)域，將上下兩層金屬壓合到一起后，即可將上述驅(qū)動電路部署到PCB的上層金屬板的上表面。
[0046]由于本發(fā)明實施例中的PCB采用金屬PCB，因此可以利用金屬的迅速導熱和高散熱性，當金屬PCB板上部署的電器元件發(fā)熱時，該熱量被傳到金屬PCB板上，通過金屬的散熱降低整個照明系統(tǒng)的熱量，從而提高照明系統(tǒng)的壽命。
[0047]圖2為本發(fā)明實施例提供的該LED照明電路連接圖，該驅(qū)動電路部署在UI中，該照明電路包括:
[0048]ACL和ACN為交流電壓輸入端，連接交流信號；
[0049]整流電路的輸入端連接所述ACL和ACN，正極和負極輸出端分別連接UI的輸入端VIN和地GND ;所述正極輸出端連接接線端子CN2的VIN端，負極輸出端依次連接電容Cl及mode端及VDD端，負極輸出端依次連接發(fā)光二極管功率設定電阻RISl及RISET端，所述負極輸出端與驅(qū)動電路的LED4端之間串聯(lián)有穩(wěn)壓二極管ZD2，電容C3與所述穩(wěn)壓二極管ZD2并聯(lián)，所述負極輸出端與驅(qū)動電路的LED3端之間串聯(lián)有電容C2 ；
[0050]所述驅(qū)動電路的LEDl和LED2端通過接線端子CN2連接LED燈。
[0051]具體的，該照明電路的輸入為交流電，直接接生活電源即可，輸入端為ACL和ACN，其中ACL接火線，ACN接零線，在ACL上串接有保險絲Fl，該保險絲Fl的另一端連接壓敏電阻TNRl的一端，該TNRl的另一端連接ACN，另外，電阻Rl與TNRl并聯(lián)。
[0052]具體的，該保險絲的規(guī)格可以根據(jù)工作電壓、電流情況適當選擇，例如該保險絲Fl的額定電壓可以是250V，額定電流可以是0.5A。壓敏電阻TNRl也可以根據(jù)需要靈活的選擇型號，例如可以選擇74S471等。電阻Rl例如可以為2.2M歐姆，或者選擇更大或更小阻值。
[0053]輸入端為ACL和ACN分別連接整流電路的兩個輸入端，整流電路的輸出端并聯(lián)有穩(wěn)壓二極管ZD1。UI的輸入引腳I (VIN)連接整流電路的正極輸出，接地引腳14和9(GND)連接整流電路的負極輸出。
[0054]根據(jù)輸入電壓和輸出電壓可以選擇整流電路，例如可以采用MD5S、MD6S、MD7S等。根據(jù)整流電路的輸出電壓，選擇適當?shù)姆€(wěn)壓二極管ZDl的穩(wěn)壓值。
[0055]該UI的引腳I為VIN輸入端連接接線端子CN2的VIN端，引腳3、5、7、12端分別為LED1、LED2、LED3和LED4端，連接接線端子CN2中的LED燈1、2、3和4，引腳2、4、6、8、13為NC端，如圖2所示NC端懸空。
[0056]另外，在Π的引腳12 (LED4)和引腳14 (GND)之間并聯(lián)有穩(wěn)壓二極管ZD2，并且在該兩個引腳之間還并聯(lián)有電容C3，在ui的引腳7 (LED3)和引腳14 (GND)之間并聯(lián)有電容C2。
[0057]電容Cl的一端連接整流電路的負極，另一端連接Π的引腳16 (mode端)，及引腳15 (VDD)0
[0058]該UI的引腳10 (RISET)和引腳14 (GND)之間連接有發(fā)光二極管功率設定電阻RISl0
[0059]本發(fā)明實施例提供的照明電路的啟動電壓的范圍較寬，在電壓滿足IlOV~240V的范圍內(nèi)都可以啟動，由于本發(fā)明實施例中該照明電路的啟動電壓較寬，即使當前的電壓不穩(wěn)，但只 要當前該不穩(wěn)的電壓在上述范圍內(nèi)，該照明系統(tǒng)即可啟動。
[0060]由于現(xiàn)有日光燈中采用了大量的電容等元器件，在電壓較低時，電容會產(chǎn)生頻繁的充放電等現(xiàn)象，導致電容發(fā)熱，并且頻繁的充放電會導致電容使用壽命的降低，從而降低整個日光燈的壽命。而本發(fā)明實施例中的該照明電路的使用電壓范圍較寬，在電壓較低時也不會出現(xiàn)頻閃等問題，因此有利于提高照明系統(tǒng)的使用壽命。并且，本發(fā)明實施例中的照明電路中電容等元器件使用較少，不會使整個照明系統(tǒng)產(chǎn)生大量的熱量，因此本照明系統(tǒng)的壽命也會相應的延長。
[0061]另外，為了進一步降低熱量的產(chǎn)生，有效的提高LED燈的使用壽命，本發(fā)明實施例在制備該照明電路時，采用的PCB板為金屬PCB板，該金屬PCB板由鋁、銅合金、鐵等金屬材料制成。
[0062]在將上述照明電路部署在金屬PCB板上時，該PCB板由上下兩層金屬板構成，在下層金屬板的上表面制作mask，掩蓋不需要導通的區(qū)域，將上下兩層金屬板壓合到一起后，SP可將上述照明電路部署到PCB的上層金屬板的上表面。
[0063]由于本發(fā)明實施例中的PCB采用金屬PCB，因此可以利用金屬的迅速導熱和高散熱性，當金屬PCB板上部署的電器元件發(fā)熱時，該熱量被傳到到金屬PCB板上，通過金屬的散熱降低整個照明系統(tǒng)的熱量，從而提高照明系統(tǒng)的壽命。
[0064]下表為采用本發(fā)明實施例提供的照明系統(tǒng)照明時，較現(xiàn)有技術中的日光燈照明在用電量及用電量上的差異。
現(xiàn)有曰光燈--現(xiàn)有曰光燈本? f J例
[0065]
【權利要求】
1.一種LED燈驅(qū)動電路，其特征在于，所述驅(qū)動電路包括:過零檢測器(11)、頻率檢測器(12 )、脈沖寬度調(diào)制PWM模式(16 )、PWM生成器(17 )和MOSFET晶體管組(19 ); 過零檢測器(11)連接電壓輸入端VIN，輸出端依次連接頻率檢測器(12)及PWM生成器(17)的第一端；PWM模式(16)的輸入端連接mode端，輸出端連接PWM生成器(17)的第一端；LED電流參考模塊的輸入為RISEF端，輸出端連接PWM生成器(17)的第一端；PWM生成器(17)通過第二端連接MOSFET晶體管組(19)的柵極，MOSFET晶體管組(19)的漏極為LED1、LED2、LED3和LED4輸出端，MOSFET晶體管組(19)的源極為NC輸出端； 過零檢測器(11)，用于在整流橋路中采樣全波整流信號，將交流電壓整形為脈沖直流電壓； 頻率檢測器(12)，用于根據(jù)輸入電壓的頻率調(diào)整直流電壓的頻率； PWM生成器(17 )，用于進行脈沖寬度調(diào)節(jié)，將直流電壓調(diào)整為導通MOSFET晶體管的電壓信號； PWM模式(16)，用于判斷mode輸入端的電壓是否滿足LED燈啟動的電壓范圍，當mode輸入端的電壓滿足LED燈啟動的電壓范圍時，向PWM生成器(17)輸出控制MOSFET晶體管組(19)截止的控制信號，否則，向PWM生成器(17)輸出控制MOSFET晶體管組(19)導通的控制信號。
2.如權利要求1所述的驅(qū)動電路，其特征在于，所述驅(qū)動電路還包括:溫度保護器(14)、振蕩器(15)； 其中，溫度保護器(14)的輸入端為溫度檢測端0ΤΕΝ，輸出端依次連接振蕩器(15)及PWM生成器(17)的第一端； 所述溫度保護器(14)，用于通過溫度檢測端OTEN檢測環(huán)境溫度，當當前的環(huán)境溫度超過設定溫度時，向振蕩器(15)輸出MOSFET晶體管(19)截止的控制信號，否則，向振蕩器(15)輸出MOSFET晶體管(19)導通的控制信號； 所述振蕩器(15)，用于接收溫度保護器(14)輸出的控制信號，向PWM生成器(17)輸出控制MOSFET晶體管(19)導通或截止的控制信號。
3.如權利要求1或2所述的驅(qū)動電路，其特征在于，所述驅(qū)動電路還包括:穩(wěn)壓器(13)； 所述穩(wěn)壓器(13)的輸入端為電壓輸入端VIN，輸出端為VDD端； 所述穩(wěn)壓器(13)，用于根據(jù)VDD端的電壓，穩(wěn)定輸入端VIN的電壓。
4.如權利要求1~3任一項所述的驅(qū)動電路，其特征在于，所述驅(qū)動電路部署在金屬PCB板上，其中所述金屬PCB板包括上、下兩層金屬板，下層金屬的上表面制作mask，掩蓋不需要導通的區(qū)域，上下兩層金屬板壓合后，照明電路部署在上層金屬板的上表面。
5.如權利要求1~4任一項所述的驅(qū)動電路，其特征在于，所述驅(qū)動電路還包括:LED電流參考模塊(18)； 所述LED電流參考模塊(18)的輸入端為電阻連接端RISEF，輸出端連接PWM生成器(17)的第二端； 所述LED電流參考模塊(18)，用于判斷當前的驅(qū)動電路的電流是否大于設定的參考電流閾值，當所述驅(qū)動電路的電流大于設定的參考電流閾值時，則向PWM生成器(17)輸出控制MOSFET晶體管組(19)截止的控制信號，否則，向PWM生成器(17)輸出控制MOSFET晶體管組(19)導通的控制信號。
6.一種基于權利要求1~5所述驅(qū)動電路的照明電路，其特征在于，所述照明電路中包括部署有所述驅(qū)動電路的UI,并且還包括: ACL和ACN為交流電壓輸入端，連接交流信號； 整流電路的輸入端連接所述ACL和ACN，正極和負極輸出端分別連接UI的輸入端VIN和地GND ;所述正極輸出端連接接線端子CN2的VIN端，負極輸出端依次連接電容Cl及mode端及VDD端，負極輸出端依次連接發(fā)光二極管功率設定電阻RISl及RISET端，所述負極輸出端與驅(qū)動電路的LED4端之間串聯(lián)有穩(wěn)壓二極管ZD2，電容C3與所述穩(wěn)壓二極管ZD2并聯(lián)，所述負極輸出端與驅(qū)動電路的LED3端之間串聯(lián)有電容C2 ； 所述驅(qū)動電路的LEDl和LED2端通過接線端子CN2連接LED燈。
7.如權利要求6所述的照明電路，其特征在于，所述照明電路還包括: 跨接在所述整流電路正負極輸出端的整流二極管ZD1。
8.如權利要求6或7所述的照明電路，其特征在于，所述ACL和ACN輸入端間并聯(lián)有壓敏電阻TNRl，并且并聯(lián)電阻Rl。
9.如權利要求8所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述ACL端上串接有保險絲Fl，F(xiàn)l的另一端通過并聯(lián)壓敏電阻TNRl及電阻Rl連接ACN端。
10.如權利要求6~9任一項所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述照明電路部署在金屬PCB板上，其中所述金屬PCB板包括上、下兩層金屬板，下層金屬的上表面制作mask，掩蓋不需要導通的區(qū)域，上下兩層金屬板壓合后，照明電路部署在上層金屬板的上表面。
【文檔編號】H05B37/02GK103906313SQ201410076331
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月4日 優(yōu)先權日:2013年10月31日
【發(fā)明者】劉興俊, 趙炳道, 南宰佑 申請人:廊坊三田電器有限公司, 東星特（天津）商貿(mào)有限公司