專利名稱：一種脈沖驅(qū)動式led照明電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬新型電光源應用范疇，特別涉及一種脈沖驅(qū)動式LED照 明電路。
背景技術：
LED照明光源是現(xiàn)代最先進的電光源。由于LED照明光源具備發(fā) 光效率高、體積小、壽命長等優(yōu)點，故其應用將會越來越廣泛。目前傳統(tǒng)的LED照明電路通常使用直流驅(qū)動方式，該方式容易加 速LED老化，增加電路損耗，縮短LED的工作壽命。如何克服這些 弊端則是業(yè)內(nèi)人士急切解決的問題。發(fā)明內(nèi)容為了解決上述LED在直流驅(qū)動下容易老化等問題，本發(fā)明提出了 一種脈沖驅(qū)動式LED照明電路，其包括電源和LED，還包括有與電源連接的開關電路，用于接通或切斷電源、并用于當電源的 電壓較低時自動關斷該LED照明電路；LED驅(qū)動電路，包括PFM控制器IC、電感、二極管、電容和電 阻，該LED驅(qū)動電路以脈沖和恒流的方式驅(qū)動LED,所述LED驅(qū)動 電路分別與開關電路和LED相連接。所述LED為多個并聯(lián)的、或者先串聯(lián)后并聯(lián)的多組正向?qū)▔航?不一致的同型號LED。
所述開關電路采用能夠產(chǎn)生PWM信號或者PFM信號的專用集成 電路芯片，用于實現(xiàn)對LED的調(diào)光。所述LED驅(qū)動電路中的PFM控制器IC為PFM直流-直流升壓恒 流源IC,其內(nèi)置有功率晶體管。所述LED驅(qū)動電路包括的元件及其連接關系如下PFM控制器IC，其使能端接開關電路、開關管腳接LED、接地端 接地；電感，連接開關電路和PFM控制器IC的開關管腳；二極管，連接PFM控制器IC的開關管腳和PFM控制器IC的電 壓輸出端；第 一 電阻，連接PFM控制器IC的電壓輸出端和電流反饋端；第二電阻，連接PFM控制器IC的電流反饋端和第三電阻；第三電阻，連接電阻和PFM控制器IC的接地端；電容，連接PFM控制器IC的電壓輸出端和第三電阻的非接地端。將所述第三電阻替換為晶體管，當開關電路采用電平觸發(fā)來控制 PFM控制器IC的使能端時，通過控制該晶體管以控制LED 2的工作 電流、從而改善LED的工作效果。所述電源可以是單節(jié)或多節(jié)Ni-Cd、 Ni-MH充電電池或者干電池、 單節(jié)鋰電池以及超級電容器。 本發(fā)明的脈沖驅(qū)動式LED照明電路可有效克服直流驅(qū)動LED時 容易加速LED老化等弊端，在很大程度上提高了 LED的工作壽命， 穩(wěn)定了 LED的工作狀態(tài)，并具有高效并且廉價的特點。
圖1為本發(fā)明的脈沖驅(qū)動式LED照明電路的優(yōu)選實施例的整機電 路原理圖；附圖中芯片端口符號說明Lx:開關管腳； CE:使能端；Vout:電壓輸出端； GND:接地端；IFB:電流反饋端。
具體實施方式
下面結合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細說明。圖1為本發(fā)明的脈沖驅(qū)動式LED照明電路的優(yōu)選實施例的整機電 路原理圖。如圖所示，本發(fā)明的脈沖驅(qū)動式LED照明電路在電路功能上主要 由電源1、 LED2、開關電路3和LED驅(qū)動電路4構成。其中，電源1的一端接地，另一端連接到開關電路3的輸入端； 開關電路3的輸出端連接到LED驅(qū)動電路4，開關電路3的輸出控制 端連接到并控制LED驅(qū)動電路4的開啟控制端(在本實施例中，該開 啟控制端為PFM控制器IC8的使能端，高電平時為開)；LED驅(qū)動電 路4的輸出端連接到LED2。
為了提高LED2的發(fā)光效率，本發(fā)明的LED驅(qū)動電路4采用了脈 沖驅(qū)動的方式，該脈沖驅(qū)動方式消除了在直流驅(qū)動方式下，不論恒流 驅(qū)動形式或者恒壓驅(qū)動形式，電路中的大電流必須經(jīng)過肖特基二極管， 從而產(chǎn)生的壓降，因此本發(fā)明的脈沖驅(qū)動式LED照明電路在很大程度 上降低了整個電路的損耗，提高了整機電路的性能和工作效率。LED驅(qū)動電路4的核心是PFM控制器IC8,本實施例中該PFM 控制器IC8采用了上海貝嶺股份有限公司的白光LED脈沖頻率調(diào)制直 流-直流升壓變換器(以下簡稱為PFM DC/DC升壓恒流源)IC—一 BL8532作為驅(qū)動LED的控制器。由于該PFM DC/DC升壓恒流源IC 內(nèi)置了功率晶體管，所以外圍電路無需另加功率晶體管進行擴流。LED驅(qū)動電路4包括的元器件和相互的連接關系如下PFMDC/DC升壓恒流源IC8，其使能端接開關電路3中的電阻7 的非接地端、開關管腳接LED2的正極、接地端接地；電感5，連接開關電路3的開關5的非接電源端和PFMDC/DC升 壓恒流源IC8的開關管腳；二極管10,連接PFMDC/DC升壓恒流源IC8的開關管腳和電壓 輸出端；第一電阻12,連接PFM DC/DC升壓恒流源IC8的電壓輸出端和 電流反饋端；第二電阻13,連接PFM DC/DC升壓恒流源IC8的電流反饋端和 第三電阻14; 第三電阻14的另一端連接PFM DC/DC升壓恒流源IC8的接地端；電容ll，連接PFM DC/DC升壓恒流源IC8的電壓輸出端和第三 電阻14的非接地端。上述PFM DC/DC升壓恒流源IC的外圍電路的連接方式使得LED 驅(qū)動電路4具有了輸入恒流的功能，從而能夠使驅(qū)動的LED2的亮度 達到最佳，電源1的工作時間也達到最佳。當整個LED照明電路啟動工作時，電感9上儲存著升壓所需的能 量，電容11中儲存著正常工作所需要的電壓，電阻14則既起到限流 作用又起到電流反饋的作用。當LED照明電路開始工作后，輸出端LED2上如果出現(xiàn)電流過大 的情況時，該電流信號將在電阻14上產(chǎn)生較高的反饋電壓。由于電容 11上的電壓不會瞬間變化，同時電阻12和電阻13上的分壓比也不會 改變，所以電阻14的電壓加上電阻13的電壓必然高于預設的PFM DC/DC升壓恒流源IC8的電流反饋端的電壓，這時，PFM DC/DC升 壓恒流源IC8就能夠檢測到輸出端出現(xiàn)了大電流，此刻PFM DC/DC升 壓恒流源IC8的內(nèi)部電路將立刻啟動PFM模式，使得輸出電流降低下 來。為了達到控制LED2工作電流的目的，可以將所述第三電阻14更 換為晶體管，該晶體管可以是雙極型晶體管，也可以是MOS晶體管。另外，當開關電路3采用電平觸發(fā)來控制PFM DC/DC升壓恒流 源ICS的使能端時，為了改善LED2的工作效果，也可以將第三電阻 14更換為晶體管，并且對該晶體管的控制可以與PFM DC/DC升壓恒 流源IC8的使能端同步。為了減少本發(fā)明的電路的外圍器件數(shù)量，同時也為了進一步降低 整機的成本，可以開發(fā)專用集成電路，即將電阻12、電阻13和二極管 IO等器件與PFMDC/DC升壓恒流源IC8集成在一起，或者將部分外 圍器件與PFM DC/DC升壓恒流源IC8集成在一起，構成專用于LED 驅(qū)動的集成電路芯片。本實施例中的開關電路3采用了較為簡單的電路方案，包括開關5 、 電阻6和電阻7。其中，開關5的一端連接電源1的正極，另一端連接 電阻6和LED驅(qū)動電路4中的電感9;電阻6的另一端連接電阻7和 LED驅(qū)動電路4中PFM DC/DC升壓恒流源IC8的使能端；電阻7的 另一端連接電源l的負極。該開關電路3不但具有接通或切斷電源的作用，還具有當電源1 的電壓較低時自動關斷該LED照明電路的功能。開關電路3還可以由能夠產(chǎn)生PWM信號或者PFM信號的專用集 成電路芯片構成，以便于實現(xiàn)對LED調(diào)光的功能。開關電路3中的開關5還可以由電子開關來構成，從而實現(xiàn)對整 個電路的無觸點控制。由于本發(fā)明的LED驅(qū)動電路采用了脈沖式驅(qū)動方式，所以電路對 并聯(lián)使用的LED的正向?qū)ㄒ恢滦缘囊蟠蟠蠼档停时倦娐分械?LED驅(qū)動電路可以直接驅(qū)動多個并聯(lián)的正向?qū)▔航挡灰恢碌腖ED, 也可以驅(qū)動先串聯(lián)后并聯(lián)的多組正向?qū)▔航挡灰恢碌耐吞朙ED, 并且不需要在每個LED回路中串接均流電阻。
同樣由于采用了脈沖式的驅(qū)動方式，本電路可以直接驅(qū)動1W功 率或者3W功率的大功率LED。相比于原有的直流驅(qū)動方式最大只能 驅(qū)動約1W功率的LED，本發(fā)明的電路具有更強的驅(qū)動能力及更好的 驅(qū)動效果。本電路適用的工作電壓范圍較寬，范圍可以從1V到4V以上，因 而電源1可^f吏用單節(jié)或多節(jié)Ni-Cd、 Ni-MH充電電池或者干電池、單 節(jié)4里電池，以及超級電容器。本發(fā)明的脈沖驅(qū)動式LED照明電路有效克服了直流驅(qū)動LED時 易加速LED老化等弊端，提高了 LED的工作壽命，并且具有高效廉 價的特點。本發(fā)明的脈沖驅(qū)動式LED照明電路不僅能夠應用于便攜式LED 照明燈具、家用LED照明燈具、公共場所LED照明燈具以及礦業(yè)用 LED照明燈具等LED照明燈具中，還可以應用于太陽能LED照明燈 具以及其他非照明燈具中。以上為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是本發(fā)明不局限于上述特定實施 例子，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)情況下，熟悉本領域技術人員可 根據(jù)本發(fā)明作出各種相應改變和變形，但這些相應改變和變形都應屬 于本發(fā)明所附權利要求保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1. 一種脈沖驅(qū)動式LED照明電路，包括電源(1)和LED(2)，其特征在于，還包括開關電路(3)和LED驅(qū)動電路(4)，其中開關電路(3)，其與電源(1)連接，用于接通或切斷電源(1)、并用于當電源(1)的電壓較低時自動關斷LED照明電路；LED驅(qū)動電路(4)，包括PFM控制器IC(8)、電感(9)、二極管(10)、電容(11)和電阻(12)、(13)、(14)，該LED驅(qū)動電路(4)以脈沖和恒流的方式驅(qū)動LED(2)，所述LED驅(qū)動電路(4)分別與開關電路(3)和LED(2)相連接。
2、 如權利要求1所述的脈沖驅(qū)動式LED照明電路，其特征在于， 所述LED為多個并聯(lián)的、或者先串聯(lián)后并聯(lián)的多組正向?qū)▔航狄恢?或者不一致的同型號的LED。
3、 如權利要求1所述的脈沖驅(qū)動式LED照明電路，其特征在于， 所述開關電路(3)為能夠產(chǎn)生PWM信號或者PFM信號的專用集成 電路芯片，用于實現(xiàn)對LED的調(diào)光。
4、 如權利要求1所述的脈沖驅(qū)動式LED照明電路，其特征在于， 所述開關(5)替換成電子開關，用以實現(xiàn)對照明電路的無觸點開關控制。
5、 如權利要求1所述的脈沖驅(qū)動式LED照明電路，其特征在于， 所述LED驅(qū)動電路中的PFM控制器IC為PFM直流-直流升壓恒流源 IC,其內(nèi)置有功率晶體管。
6、 如權利要求1或5所述的脈沖驅(qū)動式LED照明電路，其特征 在于，所述LED驅(qū)動電路(4)包括的元件及其連接方式如下PFM控制器IC(8)，其使能端連接開關電路(3)、開關管腳連接 電感(9)和LED (2)的正極、電壓輸出端連接第一電阻(12)和電 容(11 ),接地端接地；電感(9)，連接于開關電路(3)和PFM控制器IC (8)的開關管 腳之間；二極管(IO)，其正極連接PFM控制器IC (8)的開關管腳、負極 連接PFM控制器IC (8)的電壓輸出端和電容(11)的一端；第一電阻(12),其一端連接PFM控制器IC (8)的電壓輸出端和 電容(11 )的一端，另一端連接電流反饋端和第二電阻(13)的一端；第二電阻(13)，其一端連接PFM控制器IC (8)的電流反饋端和 第一電阻(12)的另一端，第二電阻的另一端連接第三電阻(14)的 一端和電容(11)的另一端；第三電阻U4)，其一端連接電阻(13)的一端、電容(ll)的另 一端和LED (2)的負極，另一端連接PFM控制器IC (8)的接地端；電容(ll)，其一端連接PFM控制器IC (8)的電壓輸出端和第一 電阻(12)的一端，另一端連接第三電阻(14)的非接地端和LED(2) 的負極。
7、如權利要求3或6所述的脈沖驅(qū)動式LED照明電路，其特征 在于，所述電阻(14)替換成晶體管，所述開關電路(3)采用電平觸 發(fā)來控制PFM控制器IC (8)的使能端，并通過控制所述晶體管以控 制LED (2)的工作電流、從而改善LED (2)的工作效果。
全文摘要
一種脈沖驅(qū)動式LED照明電路，包括電源和LED，還包括有與電源連接的開關電路，用于接通或切斷電源、并用于當電源的電壓較低時自動關斷LED照明電路；LED驅(qū)動電路，包括PFM(脈沖頻率調(diào)制)控制器IC、電感、二極管、電容和電阻，各元件通過巧妙組合實現(xiàn)了以脈沖和恒流的方式驅(qū)動LED，所述LED驅(qū)動電路分別與開關電路和LED相連接。本發(fā)明的脈沖驅(qū)動式LED照明電路可有效克服直流驅(qū)動LED時容易加速LED老化等弊端，在很大程度上提高了LED的工作壽命，穩(wěn)定了LED的工作狀態(tài)，并具有高效并且廉價的特點。
文檔編號H05B33/08GK101212850SQ20061014835
公開日2008年7月2日 申請日期2006年12月29日 優(yōu)先權日2006年12月29日
發(fā)明者洪 江 申請人:上海貝嶺股份有限公司