專利名稱：高功率因數(shù)led照明系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及 -種LED照明系統(tǒng)，更具體而言是指一種包括若干發(fā)光單元以 及電源供給單元的LED照明系統(tǒng)，每一個(gè)該發(fā)光單元都包括若干LED發(fā)光光 源，且每一個(gè)該發(fā)光單元都是與該電源供給單元電連接的，借助該電源供給單 元即時(shí)為若干該發(fā)光單元提供電力供給并同時(shí)驅(qū)動(dòng)若干該發(fā)光單元發(fā)光，而每 一個(gè)該發(fā)光單元中都包括有反饋lH]路，借助該反饋回路調(diào)整該發(fā)光單元的輸出 電流值，使不同的該發(fā)光單元所輸出的電流值維持在設(shè)定值。
背景技術(shù)：
眾所周知，隨著杜會(huì)的發(fā)展以及社會(huì)生產(chǎn)力的不斷提升越來(lái)越多的電子 電氣化產(chǎn)品越來(lái)越普遍的進(jìn)入到了人們的生產(chǎn)生活的環(huán)境中來(lái)。在這樣的社會(huì) 背景下各種各樣的能方便人們?nèi)粘Ｉ畹挠镁叽罅砍霈F(xiàn)。而在這些用具中尤其 以照明類用具廣泛受到人們的重視。
隨著社會(huì)的迸步亮度更高，電能消耗更少的LED新型照明光源逐歩進(jìn)入 到了人們的視野中，LED (Lighting Emitting Diode)即發(fā)光二極管，是一 種半導(dǎo)體固體發(fā)光器件。它是利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料，在半導(dǎo)體中 通過載流子發(fā)生復(fù)合放出過剩的能量而引起光子發(fā)射，直接發(fā)出紅、黃、藍(lán)、綠、青、橙、紫、白色的光。LED照明產(chǎn)品就是利用LED作為光源制造出來(lái)的 照明器具。
正是由于LED的自身特性所以其在使用的時(shí)候具有諸多的優(yōu)點(diǎn)現(xiàn)在分別 敘述如下，首先，其具有高節(jié)能性的特點(diǎn)即為環(huán)保。相同照明效果比傳統(tǒng)光源 節(jié)能80%以上，所以其節(jié)能性很好，其次，其具有壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，LED光源被 稱為長(zhǎng)壽燈，意為永不熄滅的燈。固體冷光源，燈體內(nèi)也沒有松動(dòng)的部分，不 存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰等缺點(diǎn)，使用壽命可達(dá)2萬(wàn)到5萬(wàn)小時(shí)，比 傳統(tǒng)光源壽命長(zhǎng)10倍以上，再次，LED光源環(huán)保效益更佳，光譜中沒有紫外線 和紅外線，而且廢棄物可回收，沒有污染不含汞元素，冷光源，可以安全觸 摸，屬于典型的綠色照明光源。
正是由于如上所述LED光源的優(yōu)點(diǎn)人們?cè)谌粘Ｉa(chǎn)生活中己經(jīng)越來(lái)越普 遍的采用LED光源進(jìn)行照明，比較典型的照明方式是，首先，將若干LED光源 串聯(lián)或者并聯(lián)在一起，形成一個(gè)大的發(fā)光光源，而后，設(shè)計(jì)與該發(fā)光光源相配 套的變壓電路、整流電路以及其他相關(guān)電路，并將這些電路與該發(fā)光光源連接 結(jié)合成為一個(gè)整體，從而形成一根燈管，但是這種實(shí)施方式在具體實(shí)施的時(shí)候 還存在著諸多的缺點(diǎn)，現(xiàn)在分別敘述如下。
首先，由于每一個(gè)該光管中都配套有變壓電路、整流電路以及其他相關(guān) 電路，所以，當(dāng)若干個(gè)該光管彼此配合形成一個(gè)整體的照明系統(tǒng)的時(shí)候，該照 明系統(tǒng)的整體電路設(shè)計(jì)，包括元器件的組成都十分復(fù)雜，其成本較高，而且可 靠性相對(duì)較低。其二，現(xiàn)有的LED照明系統(tǒng)都與普通日光燈照明系統(tǒng)在表面上雖然是兼 容的但是其實(shí)質(zhì)只是結(jié)構(gòu)的兼容，對(duì)在使用的時(shí)候要對(duì)電路部分進(jìn)行重新改造 才能安裝使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種高功率因數(shù)LED照明系統(tǒng)，其包括若干發(fā)光單元以及電 源供給單元，每一個(gè)該發(fā)光單元中都包括電流采樣反饋電路，使該電源供給單 元可以識(shí)別不同功率的該發(fā)光單元，以達(dá)到提高整體LED照明系統(tǒng)通配性的目 的，進(jìn)一步，達(dá)到降低生產(chǎn)成本，方便使用者使用的目的。
為了解決以上的技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是高功率因數(shù)LED 照明系統(tǒng)，其包括若干發(fā)光單元以及電源供給單元，且每一個(gè)該發(fā)光單元都是 與該電源供給單元電連接的，借助該電源供給單元即時(shí)為若干該發(fā)光單元提供 電力供給并同時(shí)驅(qū)動(dòng)若干該發(fā)光單元發(fā)光，其中，每一個(gè)該發(fā)光單元都包括 LED發(fā)光部以及反饋回路單元，該反饋回路單元與該LED發(fā)光部電連接，并借 助該反饋回路單元調(diào)整該LED發(fā)光部的輸入電流值，使不同的該LED發(fā)光部所 輸入的電流值維持在設(shè)定值，達(dá)到該電源供給單元同時(shí)為不同的該LED發(fā)光部 同時(shí)提供電力供給的狀態(tài)，進(jìn)一步，使電源供給單元同時(shí)對(duì)應(yīng)于若干該發(fā)光單 元，該LED發(fā)光部包括若干LED光源，若干該LED光源彼此采用串聯(lián)或者并聯(lián) 的方式連接形成該LED發(fā)光部。該反饋回路單元是與該LED發(fā)光部電連接的，該反饋回路單元包括采樣 部、電流反饋部以及電流調(diào)整部，其中，該采樣部是與該LED發(fā)光部相連接 的，并即時(shí)采集該LED發(fā)光部的采樣電壓，并將該采樣電壓即時(shí)傳輸至該電流 反饋部中，該電流反饋部是與該采樣部相連接的，該電流反饋部將反饋電流即 時(shí)傳輸至該電流調(diào)整部中，由該電流調(diào)整部對(duì)該LED發(fā)光部的輸入電流值進(jìn)行 調(diào)整，使該LED發(fā)光部所輸入的電流值維持在設(shè)定值。
進(jìn)一步，該采樣部為采樣電阻，該采樣電阻與該LED發(fā)光部相連接，該電 流反饋部為調(diào)光反饋電路，其包括比較器以及光耦，該比較器驅(qū)動(dòng)該光耦，該 光耦產(chǎn)生電流并傳輸至該電流調(diào)整部中，該電流調(diào)整部為PWM控制IC。
該反饋回路單元在工作的時(shí)候，首先將該采樣電阻兩端的電壓送入該比較 器，該比較器驅(qū)動(dòng)該光耦，而后，該光耦產(chǎn)生的電流送入該P(yáng)醫(yī)控制IC，該 PWM控制IC調(diào)整其占空比，從而控制該LED發(fā)光部的輸入電流值，當(dāng)流過該采 樣電阻的電流過大，該采樣電阻兩端的電壓增加，該比較器因此翻轉(zhuǎn)輸出高， 使該光耦輸出電流，該P(yáng)麗控制IC得到反饋電流后調(diào)低其占空比，使輸出電 流減小，反之亦然，當(dāng)流過該采樣電阻的電流小于設(shè)定值，該P(yáng)WM控制IC調(diào) 整加大其占空比使輸出電流增加，使該LED發(fā)光部所輸入的電流值維持在設(shè)定 值。
該電源供給單元包括電源輸入端以及PFC電路，其中，該P(yáng)FC電路的一端 與該電源輸入端相連接，而該P(yáng)FC電路另外一端同時(shí)與若干該發(fā)光單元電連 接，該P(yáng)FC電路為功率因素效正電路，由于每一個(gè)該發(fā)光單元都包括該反饋回 路單元，所以該電源供給單元可以識(shí)別不同功率的該發(fā)光單元。進(jìn)一步，本發(fā)明的高功率因數(shù)LED照明系統(tǒng)還包括MCU控制部分，該MCU
控制部分分別與若干該發(fā)明單元中的每一個(gè)該發(fā)光單元相連接。
再，本發(fā)明的高功率因數(shù)LED照明系統(tǒng)還包括RF無(wú)線接收模塊，該RF無(wú)
線接收模塊是與該MCU控制部分相連接的。
本發(fā)明的有益效果為由于本發(fā)明在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上包括若干發(fā)光單元以及電
源供給單元，而每一個(gè)該發(fā)光單元中都包括電流采樣反饋電路，使該電源供給
單元可以識(shí)別不同功率的該發(fā)光單元，以達(dá)到提高整體LED照明系統(tǒng)通配性的效果。


圖1為本發(fā)明的功能模塊框架原理圖； 圖2為本發(fā)明的發(fā)光單元的電路原理圖3為本發(fā)明的LED發(fā)光部的電路原理圖4為本發(fā)明的發(fā)光單元的電路原理圖5為本發(fā)明的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1至5所示，高功率因數(shù)LED照明系統(tǒng)，其包括若干發(fā)光單元10以 及電源供給單元20，且每一個(gè)該發(fā)光單元10都是與該電源供給單元20電連接的，借助該電源供給單元20即時(shí)為若干該發(fā)光單元10提供電力供給并同時(shí)驅(qū)
動(dòng)若干該發(fā)光單元io發(fā)光。
其中，如圖2所示，每一個(gè)該發(fā)光單元10都包括LED發(fā)光部30以及反饋 回路單元40，該反饋回路單元40與該LED發(fā)光部30電連接，并借助該反饋回 路單元40調(diào)整該LED發(fā)光部30的輸入電流值，使不同的該LED發(fā)光部30所 輸入的電流值維持在設(shè)定值，達(dá)到該電源供給單元20同時(shí)為不同的該LED發(fā) 光部30同時(shí)提供電力供給的狀態(tài)，進(jìn)一步，使電源供給單元20同時(shí)對(duì)應(yīng)于若 干該發(fā)光單元10。
如圖3所示，該LED發(fā)光部30包括若干LED光源11，若干該LED光源ll 彼此采用串聯(lián)或者并聯(lián)的方式連接形成該LED發(fā)光部30。
如圖4所示，該反饋回路單元40是與該LED發(fā)光部30電連接的，該反饋 回路單元40包括采樣部41、電流反饋部42以及電流調(diào)整部43。
其中，該采樣部41是與該LED發(fā)光部30相連接的，并即時(shí)采集該LED發(fā) 光部30的釆樣電壓，并將該釆樣電壓即時(shí)傳輸至該電流反饋部42中。
該電流反饋部42是與該采樣部41相連接的，該電流反饋部42將反饋電 流即時(shí)傳輸至該電流調(diào)整部43中，由該電流調(diào)整部43對(duì)該LED發(fā)光部30的 輸入電流值進(jìn)行調(diào)整，使該LED發(fā)光部30所輸入的電流值維持在設(shè)定值。
進(jìn)一步，該采樣部41為采樣電阻，該采樣電阻與該LED發(fā)光部30相連接。
該電流反饋部42為調(diào)光反饋電路，其包括比較器421以及光耦422，該比 較器421驅(qū)動(dòng)該光耦422，該光耦422產(chǎn)生電流并傳輸至該電流調(diào)整部43中。該電流調(diào)整部43為P麗控制IC。
該反饋回路單元40在工作的時(shí)候，首先將該采樣電阻兩端的電壓送入該 比較器421，該比較器421驅(qū)動(dòng)該光耦422，而后，該光耦422產(chǎn)生的電流送 入該P(yáng)WM控制IC，該P(yáng)WM控制IC調(diào)整其占空比，從而控制該LED發(fā)光部30的 輸入電流值。
當(dāng)流過該釆樣電阻的電流過大，該采樣電阻兩端的電壓增加，該比較器 421因此翻轉(zhuǎn)輸出高，使該光耦422輸出電流。
該P(yáng)麗控制IC得到反饋電流后調(diào)低其占空比，使輸出電流減小，反之亦 然，當(dāng)流過該采樣電阻的電流小于設(shè)定值，該P(yáng)麗控制IC調(diào)整加大其占空比 使輸出電流增加，該LED發(fā)光部30所輸入的電流值維持在設(shè)定值。
該LED發(fā)光部30的電流等于流過該采樣電阻的電流，其可以用下面的公
式算出
I (LED發(fā)光部30電流)=V (參考電壓)/ R (采樣電阻) 假如設(shè)定參考電壓等于0. 5V 1=0.5/R
當(dāng)采樣電阻R為1 OHM時(shí)電流為0. 5A，為2 OHM時(shí)電流為0. 25A，通過配 備不同的采樣電阻來(lái)獲得不同的功率。
舉例說(shuō)明同為額定電壓100V的該LED發(fā)光部30， IOW需要O. 1A電流， 匹配的該采樣電阻為R=V/I=0. 5V/0. 1A=5 OHM
如圖l、 2、 5所示，該電源供給單元20包括電源輸入端21以及PFC電路 22，其中，該P(yáng)FC電路22的一端與該電源輸入端21相連接，而該P(yáng)FC電路22另外一端同時(shí)與若干該發(fā)光單元10電連接，該P(yáng)FC電路22為功率因素效正電路。
由于每一個(gè)該發(fā)光單元10都包括該反饋回路單元40，所以該電源供給單 元20可以識(shí)別不同功率的該發(fā)光單元10。
進(jìn)一步，本發(fā)明的高功率因數(shù)LED照明系統(tǒng)還包括MCU控制部分50，該 MCU控制部分50分別與若干該發(fā)明單元10中的每一個(gè)該發(fā)光單元IO相連接。
再，本發(fā)明的高功率因數(shù)LED照明系統(tǒng)還包括RF無(wú)線接收模塊60，該RF 無(wú)線接收模塊60是與該MCU控制部分50相連接的。
如上所述本發(fā)明的高功率因數(shù)LED照明系統(tǒng)在具體實(shí)施的時(shí)候換句話說(shuō)是 采用LED燈管和驅(qū)動(dòng)完全分開進(jìn)行設(shè)計(jì)的，其驅(qū)動(dòng)方案分二級(jí)設(shè)計(jì)，第一級(jí)為 PFC (功率因素效正電路)，第二級(jí)為多組(最少二組)可控恒流DC輸出，自 適應(yīng)不同功率燈管。
其中，燈管部分，含有一個(gè)電流采樣電路，讓電源可以識(shí)別不同功率燈 管，燈管的4個(gè)接頭一端為采樣輸出，另一端為直流輸入和輸出，接頭采用防 呆設(shè)計(jì)，以防止接錯(cuò)，出現(xiàn)安全事故，當(dāng)外部燈管分別接不同支數(shù)燈管，電源 輸出相應(yīng)功率，MCU控制部分和RF部分為可選，對(duì)于每一組分開控制。
具體的實(shí)現(xiàn)方式為，當(dāng)前級(jí)為AC85V-AC265V輸入，DC400V輸出PFC電路 的時(shí)候，后級(jí)多組分別反饋恒流電路。如上所述本發(fā)明具體實(shí)施時(shí)候的工作原理為，從85V到265V較寬范同的 交流電壓經(jīng)過PFC電路轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的400V直流電壓和15V直流電壓，而后 400V經(jīng)過I3C-DC轉(zhuǎn)換后用來(lái)推動(dòng)LED, 15V供后級(jí)電路控制部分使用。此刻， PFC電路同時(shí)提高電路的PF值。
后級(jí)為完全獨(dú)立的多組輸出，相互絕緣D共用同一PFC電路以簡(jiǎn)化電路， 降低了成本。同時(shí)分組輸出是為了獲得更大的驅(qū)動(dòng)范圍，包括驅(qū)動(dòng)多組不同類 型的負(fù)載?？梢造`活的控制每組不同的負(fù)載電流，本發(fā)明根據(jù)需要還可以實(shí)現(xiàn) 調(diào)光控制。而且一組因故障使本組保護(hù)不影響其它組的正常工作。
權(quán)利要求
1.高功率因數(shù)LED照明系統(tǒng)，其包括若干發(fā)光單元以及電源供給單元，其特征在于每一個(gè)該發(fā)光單元都是與該電源供給單元電連接的，借助該電源供給單元即時(shí)為若干該發(fā)光單元提供電力供給并同時(shí)驅(qū)動(dòng)若干該發(fā)光單元發(fā)光，其中，每一個(gè)該發(fā)光單元都包括LED發(fā)光部以及反饋回路單元，該反饋回路單元與該LED發(fā)光部電連接，并借助該反饋回路單元調(diào)整該LED發(fā)光部的輸入電流值，使不同的該LED發(fā)光部所輸入的電流值維持在設(shè)定值，達(dá)到該電源供給單元同時(shí)為不同的該LED發(fā)光部同時(shí)提供電力供給的狀態(tài)，進(jìn)一步，使電源供給單元同時(shí)對(duì)應(yīng)于若干該發(fā)光單元，該LED發(fā)光部包括若干LED光源。
2. 如權(quán)利要求1中所述的高功率因數(shù)LED照明系統(tǒng)，其特征在于若干該 LED光源彼此采用串聯(lián)或者并聯(lián)的方式連接形成該LED發(fā)光部。
3. 如權(quán)利要求1中所述的高功率因數(shù)LED照明系統(tǒng)，其特征在于該反饋 回路單元是與該LED發(fā)光部電連接的，該反饋回路單元包括采樣部、電流反饋 部以及電流調(diào)整部，其中，該采樣部是與該LED發(fā)光部相連接的，并即時(shí)采集 該LED發(fā)光部的采樣電壓，并將該采樣電壓即時(shí)傳輸至該電流反饋部中，該電 流反饋部是與該采樣部相連接的，該電流反饋部將反饋電流即時(shí)傳輸至該電流 調(diào)整部中，由該電流調(diào)整部對(duì)該LED發(fā)光部的輸入電流值進(jìn)行調(diào)整，使該LED發(fā)光部所輸入的電流值維持在設(shè)定值。
4. 如權(quán)利要求3中所述的高功率因數(shù)LED照明系統(tǒng)，其特征在于進(jìn)一 步，該采樣部為采樣電阻，該采樣電阻與該LED發(fā)光部相連接，該電流反饋部 為調(diào)光反饋電路，其包括比較器以及光耦，該比較器驅(qū)動(dòng)該光耦，該光耦產(chǎn)生電流并傳輸至該電流調(diào)整部中，該電流調(diào)整部為PWM控制IC，該反饋回路單元 在工作的時(shí)候，首先將該采樣電阻兩端的電壓送入該比較器，該比較器驅(qū)動(dòng)該光耦，而后，該光耦產(chǎn)生的電流送入該P(yáng)WM控制IC，該P(yáng)WM控制IC調(diào)整其占 空比，從而控制該LED發(fā)光部的輸入電流值，當(dāng)流過該采樣電阻的電流過大， 該采樣電阻兩端的電壓增加，該比較器因此翻轉(zhuǎn)輸出高，使該光耦輸出電流， 該P(yáng)B1控制IC得到反饋電流后調(diào)低其占空比，使輸出電流減小，反之亦然， 當(dāng)流過該采樣電阻的電流小于設(shè)定值，該P(yáng)麗控制ic調(diào)整加大其占空比使輸 出電流增加，使該LED發(fā)光部所輸入的電流值維持在設(shè)定值。
5. 如權(quán)利要求1中所述的高功率因數(shù)LED照明系統(tǒng)，其特征在于該電源 供給單元包括電源輸入端以及PFC電路，其中，該P(yáng)FC電路的一端與該電源輸 入端相連接，而該P(yáng)FC電路另外一端同時(shí)與若干該發(fā)光單元電連接，該P(yáng)FC電 路為功率因素效正電路，由于每一個(gè)該發(fā)光單元都包括該反饋回路單元，所以 該電源供給單元可以識(shí)別不同功率的該發(fā)光單元。
6. 如權(quán)利要求1中所述的高功率因數(shù)LED照明系統(tǒng)，其特征在于還包括MCU控制部分，該MCU控制部分分別與若干該發(fā)明單元中的每一個(gè)該發(fā)光單元 相連接。
7. 如權(quán)利要求6中所述的高功率因數(shù)LED照明系統(tǒng)，其特征在于還包括 RF無(wú)線接收模塊，該RF無(wú)線接收模塊是與該MCU控制部分相連接的。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高功率因數(shù)LED照明系統(tǒng)，本發(fā)明在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上包括若干發(fā)光單元以及電源供給單元，而每一個(gè)該發(fā)光單元中都包括電流采樣反饋電路，使該電源供給單元可以識(shí)別不同功率的該發(fā)光單元，以達(dá)到提高整體LED照明系統(tǒng)通配性的效果。
文檔編號(hào)F21V23/00GK101539251SQ20091010689
公開日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2009年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月24日
發(fā)明者華 周 申請(qǐng)人:華 周