專利名稱：一種多路并聯(lián)led驅動的能量回收系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種多路并聯(lián)LED驅動的能量回收系統(tǒng)。具體的說應該是一種能量回 收式多路并聯(lián)LED驅動電路。
背景技術：
LED由于不含有毒物質(zhì)、環(huán)保、壽命長、光電效率高等眾多優(yōu)點，在照明領域已經(jīng)得 到了廣泛應用。通常單個LED遠遠無法滿足路燈的要求，一般需要幾十顆或一百多顆LED 并聯(lián)來實現(xiàn)。這就必然需要串并相結合。因此，高效率高可靠性的LED驅動電源成為了照 明LED發(fā)展和廣泛應用的瓶頸，目前高品質(zhì)的大功率驅動電源有1、電壓可調(diào)穩(wěn)壓模塊+多 路線性調(diào)整恒流電路。2、恒壓模塊+多路非隔離DC/DC恒流電路。其中第二種恒流方案要 求每一串LED燈都要單獨的DC-DC變換模塊，成本很高。對于第一種方案，首先介紹常規(guī)的電路，如圖1所示，常規(guī)的電路包括AC-DC整流 電路，DC-DC變換電路，輸出電壓跟隨調(diào)節(jié)電路及電流調(diào)節(jié)電路。驅動電源將電能輸出給多 路并聯(lián)的LED負載，每路LED負載可以是一個或多個LED燈。AC-DC整流電路用于實現(xiàn)交流 供電用途，且具備功率因數(shù)校正功能，限制驅動電源對電網(wǎng)的諧波污染；DC-DC變換電路與 輸出電壓跟隨調(diào)節(jié)電路共同作用，以提供最合適的直流母線電壓；其電流調(diào)節(jié)電路部分串 聯(lián)連接著LED負載，用于將從LED上游側流到其下游側的電流調(diào)整到預定的數(shù)值。該結構 能夠很容易地通過電流調(diào)節(jié)電路將LED負載電流保持在預定的數(shù)值。此外，由于輸出電壓 跟隨調(diào)節(jié)電路的作用，輸出電壓總能夠滿足各路所需，且保證負載最大(即LED電路壓降最 大)那路的損耗最低，即滿足該路電流調(diào)節(jié)電路部分消耗的電壓降達到最適合值。該電路 盡管具備如上優(yōu)點，但也存在不足之處，由于LED本身的不一致性以及存在短路損壞的可 能性，必然會造成并聯(lián)各路的負載差異變大，故使得負載之間的壓降落到電流調(diào)節(jié)電路部 分，很可能造成線性恒流三極管或MOS管發(fā)熱嚴重，造成電源效率降低甚至損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中存在的不足，提供一種多路并聯(lián)LED驅動的能量回收系 統(tǒng)，旨在控制成本的前提下提高LED驅動電源的效率。為了能夠實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明將由于負載壓降差異帶來的損耗回收利用。解決 上述問題采用的技術方案是一種多路并聯(lián)LED驅動的能量回收系統(tǒng)，包括一個直流供電 電源，多路負載和一個能量回收電路，所述的每路負載包括一個電流調(diào)節(jié)電路及一個或多 個LED燈，其特征在于所述的每個電流調(diào)節(jié)電路每路包括一個電流調(diào)節(jié)器，一個檢測電阻和一個調(diào)整管，所述的檢測電阻與該路LED燈串聯(lián)連接，該串聯(lián)支路與調(diào)整管串聯(lián)，所述的檢測電阻檢 測調(diào)整管的電流，作為電流調(diào)節(jié)器的輸入信號，所述的電流調(diào)節(jié)器的輸出連接到調(diào)整管的 第一端，來控制調(diào)整管工作在線性狀態(tài)，從而控制每路電流大小，所述的能量回收電路的輸 入端為調(diào)整管的第二和第三端，其輸出電壓作為能量回收系統(tǒng)的輸出，所述的能量回收電路采用開關型電路，將各路負載上的冗余能量回收利用。所述的能量回收電路中主開關管可以為MOS管，三極管或IGBT等器件。本發(fā)明的能量回收電路的作用隨著開關管電壓降的增大而更加明顯，保證了負載不一致時的高效率，也提高了可靠性。該結構能夠很容易地通過電流調(diào)節(jié)電路將流向LED 負載的電流保持在預定的數(shù)值。本發(fā)明提出的能量回收方案，關注電流調(diào)節(jié)電路部分的電壓降，并采用開關型電 路將能量回收并輸出，該發(fā)明將流進開關管的電流減小，使開關管在負載不平衡條件下一 樣只有很少的損耗，因此在效率提升的同時也保證了驅動電源的可靠性。


本發(fā)明的上述以及其它目的和特性將通過以下參考較佳實施例和附圖的詳細討 論變得更加清晰，附圖包括圖1是現(xiàn)有技術電路結構示意圖。圖2是本發(fā)明的一種多路并聯(lián)LED驅動的能量回收系統(tǒng)的結構示意圖。圖3是能量回收電路的第一種具體實施例。圖4是能量回收電路的第二種具體實施例。圖5是能量回收電路的第三種具體實施例。圖6是電流調(diào)節(jié)電路中的調(diào)整管以MOS管為例的具體實施例。圖7是電流調(diào)節(jié)電路中的調(diào)整管以PNP三極管為例的具體實施例。
具體實施例參照圖2，本發(fā)明的一種多路并聯(lián)LED驅動的能量回收系統(tǒng)，包括一個直流供電電 源，多路負載和一個能量回收電路，所述的每路負載包括一個電流調(diào)節(jié)電路及一個或多個 LED燈，具體的說所述的每路電流調(diào)節(jié)電路包括一個電流調(diào)節(jié)器，一個檢測電阻和一個調(diào) 整管，所述的檢測電阻與該路調(diào)整管和LED燈串聯(lián)連接，所述的檢測電阻檢測調(diào)整管的電 流，作為電流調(diào)節(jié)器的輸入信號，所述的電流調(diào)節(jié)器的輸出連接到調(diào)整管的第一端，來控制 調(diào)整管工作在線性狀態(tài)，從而控制每路電流大小，所述的能量回收電路的輸入端為調(diào)整管 的第二和第三端，其輸出電壓作為能量回收系統(tǒng)的輸出，所述的能量回收電路采用開關型 電路，將各路負載上的冗余能量回收利用。參照圖3，本明的能量回收電路的第一種具體實施例，具體來說直流供電電源的 輸出端并聯(lián)1)路負載，所述的負載由LED燈與電流調(diào)節(jié)電路的串聯(lián)而成的，且其 輸出負端為地，所述的每路電流調(diào)節(jié)電路均包括一個電流調(diào)節(jié)器，一個調(diào)整管Qi (i = 1， 2，……，η)(本圖中為NPN型三極管)，和一個檢測電阻Rsi (i = 1，2，……，n)，所述的檢 測電阻RsUi = 1,2,……，η)與LED燈串聯(lián)，該串聯(lián)支路接開關管的第二端，開關管的第 三端接地，所述的能量回收電路包括N個電感Li，L2，……，Ln，N個二極管D1，D2，……， Dn, 一個主開關管S及其驅動電路，和一個主二極管D，所述的第i路電流調(diào)節(jié)電路的開關管 Qi第一端接第i個電感Li的一端，電感Li的另一端接第i路二極管Di的陽極，N個二極 管D1，D2，……，Dn的陰極相連并接主開關管S的第一端和主二極管D的陽極，主開關管S 的第二端接地，主開關管S的第三端接驅動電路，主二極管D的陰極為能量回收電路的輸出正端，能量回收電路的輸出負端為地端。本實施例中能量回饋電路采用多路并聯(lián)輸入單路輸出的升壓變換電路，其中電感 L1，L2……，Ln為儲能電感，二極管D1，D2，……，Dn用于防止各路能量相互影響，保證反饋 能量流動方向，所述的開關管S可以采用固定脈沖信號驅動來簡化電路，該能量回饋電路 在單路或多路短路時關斷開關S，保證驅動電路不損壞。參照圖4，本發(fā)明的能量回收電路的第二種具體實施例，在圖3的實施方式基礎 上，在能量回饋電路的輸入側增加了一組開關管Si，S2，……，Sn，這樣可以在單路短路時 切斷該路能量回饋而不影響其他路能量回饋，提高了能量回饋電路的作用。
本實施例中電流調(diào)節(jié)電路中的調(diào)整管為NPN型三極管，但PNP型三極管和MOS管 也在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。參照圖5，是本發(fā)明的一種能量回饋式多路并聯(lián)恒流驅動電路的第三種具體實施 例，采用變壓器儲能實現(xiàn)能量回饋電路，屬于一種反激電路，只是在變壓器初級側串接一組 二極管Dl, D2，……，Dn和一組開關管Si，S2，……，Sn，二極管來防止各個繞組儲能互相 影響，開關管Si，S2，……，Sn的作用與圖4所述的相同。本實施例中電流調(diào)節(jié)電路中的調(diào)整管為NPN型三極管，但PNP型三極管和MOS管 也在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。參照圖6，電流調(diào)節(jié)電路中的調(diào)整管以MOS管為例，其余的實施方式與圖3相同。參照圖7，電流調(diào)節(jié)電路中的調(diào)整管以PNP三極管為例，其余的實施方式與圖3相 同。最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的具體實施例。顯然，本發(fā)明不限 于以上實施例，還可以有許多變形。本領域的普通技術人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導 出或聯(lián)想到的所有變形，均應認為是發(fā)明的保護范圍。
權利要求
一種多路并聯(lián)LED驅動的能量回收系統(tǒng)，包括一個直流供電電源，多路負載和一個能量回收電路，所述的每路負載包括一個電流調(diào)節(jié)電路及一個或多個LED燈，其特征在于所述的每個電流調(diào)節(jié)電路包括一個電流調(diào)節(jié)器，一個檢測電阻(Rs1，Rs2，……，Rsn)和一個調(diào)整管(Q1，Q2，……，Qn)，所述的檢測電阻(Rs1，Rs2，……，Rsn)與該路LED燈串聯(lián)連接，該串聯(lián)支路與調(diào)整管(Q1，Q2，……，Qn)串聯(lián)，所述的檢測電阻(Rs1，Rs2，……，Rsn)檢測調(diào)整管(Q1，Q2，……，Qn)的電流，作為電流調(diào)節(jié)器的輸入信號，所述的電流調(diào)節(jié)器的輸出連接到調(diào)整管(Q1，Q2，……，Qn)的第一端，來控制調(diào)整管(Q1，Q2，……，Qn)工作在線性狀態(tài)，從而控制每路電流大小；所述的能量回收電路的輸入端為調(diào)整管(Q1，Q2，……，Qn)的第二和第三端，其輸出電壓作為能量回收系統(tǒng)的輸出，所述的能量回收電路采用開關型電路，將各路負載上的冗余能量回收利用。
2.如權利要求1所述的一種多路并聯(lián)LED驅動的能量回收系統(tǒng)，其特征在于所述的能 量回收電路包括與負載數(shù)量相同的多個電感(L1,L2,……，Ln)，多個二極管(D1，D2，……， Dn)，一個主開關管(S)及其驅動電路，和一個主二極管(D)，每個電感(Li，L2，……，Ln) 與對應的一個二極管(D1，D2，……，Dn)串聯(lián)構成一個串聯(lián)支路，每個串聯(lián)支路的一端接相 應路電流調(diào)節(jié)電路的開關管第一端，各串聯(lián)支路的另一端相連并接主開關管(S)的第一端 和主二極管(D)的陽極，主開關管(S)的第二端接地，主開關管(S)的第三端接驅動電路， 主二極管(D)的陰極為能量回收電路的輸出正端，能量回收電路的輸出負端為地端。
3.如權利要求1所述的一種多路并聯(lián)LED驅動的能量回收系統(tǒng)，其特征在于所述的能 量回收電路包括與負載數(shù)量相同的多個電感(L1,L2,……，Ln)，多個二極管(D1，D2，……， Dn)，多個開關管(S1，S2，……，Sn)，一個主開關管S及其驅動電路，和一個主二極管(D)， 每個電感(Li，L2，……，Ln)與對應的一個二極管(D1，D2，……，Dn)和一個開關管(Si， S2，……，Sn)相串聯(lián)構成一個串聯(lián)支路，每個串聯(lián)支路的一端接相應路電流調(diào)節(jié)電路的開 關管第一端，各串聯(lián)支路的另一端相連并接主開關管(S)的第一端和主二極管(D)的陽極， 主開關管(S)的第二端接地，主開關管(S)的第三端接驅動電路，主二極管(D)的陰極為能 量回收電路的輸出正端，能量回收電路的輸出負端為地端。
4.如權利要求1所述的一種多路并聯(lián)LED驅動的能量回收系統(tǒng)，其特征在于所述的能 量回收電路包括一個主變壓器(T)，與負載數(shù)量相同的多個二極管(D1，D2，……，Dn)，多個 開關管(S1，S2，……，Sn)，一個主開關管S及其驅動電路，和一個主二極管(D)，所述的主 變壓器(T)的一次側包括與負載數(shù)量相同的多個繞組，其中每個繞組與對應的一個二極管 (D1，D2，……，Dn)和一個開關管(Si，S2，……，Sn)相串聯(lián)構成一個串聯(lián)支路，每個串聯(lián) 支路的一端接相應路電流調(diào)節(jié)電路的開關管第一端，各串聯(lián)支路的另一端相連并接主開關 管(S)的第一端，主開關管(S)的第二端接地，主開關管(S)的第三端接驅動電路，主變壓 器(T)的二次側的繞組一端主二極管(D)的陽極，主二極管(D)的陰極為能量回收電路的 輸出正端，主變壓器(T)的二次側的繞組另一端為能量回收電路的輸出負端。
5.如權利要求1-4任何一項所述的一種多路并聯(lián)LED驅動的能量回收系統(tǒng)，其特征在 于所述的能量回收電路中主開關管為MOS管，三極管或IGBT。
6.如權利要求1-4任何一項所述的一種多路并聯(lián)LED驅動的能量回收系統(tǒng)，其特征在 于所述的調(diào)整管(Ql，Q2，……，Qn)為MOS管，三極管或IGBT。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多路并聯(lián)LED驅動的能量回收系統(tǒng)，包括一個直流供電電源，多路負載和一個能量回收電路，所述的每路負載包括一個電流調(diào)節(jié)電路及一個或多個LED燈，所述的每個電流調(diào)節(jié)電路每路包括一個電流調(diào)節(jié)器，一個檢測電阻和一個調(diào)整管，所述的檢測電阻與該路LED燈串聯(lián)連接，該串聯(lián)支路與調(diào)整管串聯(lián)，所述的檢測電阻檢測調(diào)整管的電流，作為電流調(diào)節(jié)器的輸入信號，所述的電流調(diào)節(jié)器的輸出連接到調(diào)整管的第一端，來控制調(diào)整管工作在線性狀態(tài)，從而控制每路電流大小，所述的能量回收電路的輸入端為調(diào)整管的第二和第三端，其輸出電壓作為能量回收系統(tǒng)的輸出，所述的能量回收電路采用開關型電路，將各路負載上的冗余能量回收利用。
文檔編號H05B37/02GK101827478SQ201010156449
公開日2010年9月8日 申請日期2010年4月1日 優(yōu)先權日2010年4月1日
發(fā)明者華桂潮, 姜熠, 楊永兵, 葛良安 申請人:英飛特電子(杭州)有限公司