專利名稱：恒功率led驅(qū)動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LED驅(qū)動電路。
技術(shù)背景
目前的LED照明或指示裝置的驅(qū)動電源，對輸出的限制方式，都是采用穩(wěn)定電壓、 穩(wěn)定電流或者穩(wěn)定電壓+穩(wěn)定電流。
具體實施方式
是在驅(qū)動電源電路中，用相關(guān)電路采樣到的輸出電壓和輸出電流信號，直接與電路中的相關(guān)基準電壓比較，產(chǎn)生輸出電壓、輸出電流誤差信號，再由誤差信號控制輸出電壓值，從而使電路具備以下特性(參考圖1A) :1、在一定的輸出電流范圍內(nèi)，輸出電壓穩(wěn)定的“恒壓”模式，特性為垂直于電壓軸的一條線，如圖 IA的A點-B點；2、在一定的輸出電壓范圍內(nèi)，輸出電流穩(wěn)定的“恒流”模式，特性為垂直于電流軸的一條線，如圖IA的B點-C點；3、在一定的輸出電流范圍內(nèi)，輸出電壓穩(wěn)定；且在一定的輸出電壓范圍內(nèi)，輸出電流穩(wěn)定的“恒壓恒流”模式，此模式的最大功率值是被限定的電壓和電流的交點，如圖IA中的B點。然后，再用具有這些輸出特性的驅(qū)動電源，來驅(qū)動相應(yīng)的LED光源組合。
由于LED光源的工作電壓降(VF)會有比較大的個體差異，且會隨著器件溫度的升高而降低，鑒于半導體電光源的這種特性；采用“恒流”模式驅(qū)動的LED光源組件，在不同的溫度條件下，由于光源的工作電壓不同了，功率也就會跟著變化了。不同材料、不同顏色的 LED光源，其電壓/溫度系數(shù)通常都在-1. 5mV/°C到-2. 5mV/°C ；如某14串IW白光高亮度 LED光源組，加上350mA的“恒流”模式驅(qū)動電源，在25°環(huán)境下，上電時測試其工作電壓為 46. 4V ；連續(xù)工作2小時后，測試其工作電壓降為43. 8V，消耗功率從16. 24W下降到15. 33， 降幅高達5. 7%。
同理，采用“恒壓”模式驅(qū)動的LED光源組件，必須再另外增加串聯(lián)電阻或其它限流組件，以減小工作溫度對其工作狀態(tài)的影響，否則當器件的溫度升高了，電流就會變得更大，發(fā)光器件的功耗也會跟著變大，從消耗功率的角度看，“恒壓”模式得到了與“恒流”模式相反的結(jié)果；而另外增加了限流裝置后，必然會導致材料成本和電源利用率(效率)降低的不良后果。
正因為LED光源有如此高的負電壓/溫度系數(shù)，決定了它不可能持續(xù)穩(wěn)定的運行在“恒壓恒流”垂直相交的那一個點上，因為工作溫度的升高必然導致它要么電壓降低，要么電流降低的后果！ “恒壓恒流”模式只是一種簡單相加，不能有效解決所消耗功率隨溫度及LED的VF值離散性偏差而變化的問題。
這些被普遍使用的驅(qū)動方式，它們有一個共同的不足之處負載功率受其工作壓降影響，變化范圍大；欠功率驅(qū)動，使用效果勢必會到影響，而過功率驅(qū)動，使用壽命也必然會降低。發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種工作穩(wěn)定、使用壽命長的恒功率LED驅(qū)動電路。
為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下
一種恒功率LED驅(qū)動電路，其包括
受控穩(wěn)壓單元，其通過電壓電流采樣單元為LED發(fā)光組件提供工作電壓，加在LED 發(fā)光組件兩端的工作電壓與流經(jīng)LED發(fā)光組件的工作電流成反比關(guān)系，且工作電壓與工作電流的乘積為一常數(shù)；
電壓電流采樣單元，為復合誤差信號處理單元提供工作電壓反饋信號及工作電流反饋信號；
復合誤差信號處理單元，對工作電壓反饋信號及工作電流反饋信號進行運算并合成為復合誤差信號，通過復合誤差信號控制受控穩(wěn)壓單元輸出的工作電壓。
優(yōu)選的，所述受控穩(wěn)壓單元與復合誤差信號處理單元集成為受控穩(wěn)壓處理單元； 所述受控穩(wěn)壓處理單元包括整流濾波單元、旁路二極管D1、具有輔助繞組的升壓電感Li、 電子開關(guān)管Q1、升壓二極管D2、控制單元；整流濾波單元的輸入端與市電連接，旁路二極管 Dl的一端、升壓電感Ll的初級繞組的一端、控制單元的一輸入端分別與整流濾波單元的輸出端連接；旁路二極管Dl的另一端與電壓電流采樣單元的輸入端連接；升壓電感Ll的初級繞組的另一端通過升壓二極管D2與電壓電流采樣單元的輸入端連接；升壓電感Ll的輔助繞組與控制單元的另一輸入端連接；控制單元還通過電子開關(guān)管Ql與升壓二極管D2連接；電壓電流采樣單元為控制單元提供工作電壓反饋信號及工作電流反饋信號，控制單元根據(jù)工作電壓反饋信號及工作電流反饋信號所產(chǎn)生的復合誤差信號來控制電子開關(guān)管Ql 的開關(guān)時間，控制并調(diào)整受控穩(wěn)壓處理單元輸出的工作電壓。
優(yōu)選的，所述控制單元包括集成IC ；所述電壓電流采樣單元包括電阻R7、電阻R8、 電阻R9、電阻R10、電阻Rll ；電阻R7的一端與旁路二極管Dl的另一端連接，電阻R7的另一端與電阻R8連接，電阻R8的另一端與電阻R9的一端連接，電阻R9的另一端與電阻RlO 的一端連接，電阻RlO的另一端與電阻Rll的一端連接，電阻Rll的另一端與電阻R7的一端連接；電阻R7的一端還與LED發(fā)光組件的一端連接；LED發(fā)光組件的另一端通過電阻R9 接地；集成IC的輸出端通過電子開關(guān)管Ql與升壓二極管D2連接；電阻R7的另一端還與集成IC的穩(wěn)壓端連接，恒壓階段時，電阻R7另一端處的電壓OVS經(jīng)集成IC的穩(wěn)壓端采樣，集成IC將其內(nèi)部的基準電壓與電壓OVS進行比較并產(chǎn)生電壓誤差信號，控制電子開關(guān)管Ql 的開關(guān)時間，使OVS電壓等于基準電壓；電阻Rll的一端還與集成IC的復合信號端連接，恒定功率階段時，電阻Rll的一端處的復合電壓CPS經(jīng)集成IC的復合信號端采樣，集成IC將其內(nèi)部的基準電壓與復合電壓CPS進行比較并產(chǎn)生電流誤差信號，控制電子開關(guān)管Ql的開關(guān)時間，使復合電壓CPS等于基準電壓。
優(yōu)選的，所述控制單元還包括電阻R3、電容C5、二極管D3、二極管D4、電阻R4、電容C6、電阻R5、電容C8、電阻R6 ；電阻R3的一端與升壓電感Ll的初級繞組的一端連接，電阻R3的另一端通過電容C5接地，電阻R3的一端還與集成IC的電源端連接；升壓電感Ll 的輔助繞組的一端接地，升壓電感Ll的輔助繞組的另一端通過電阻R5與集成IC的過零檢測端連接，升壓電感Ll的輔助繞組的另一端還依次通過電容C6、電阻R4、二極管D4接地， 且升壓電感Ll的輔助繞組的另一端還依次通過電容C6、電阻R4、二極管D3、電容C5接地； 集成IC的電流檢測端通過電阻R6接地；集成IC的串口端通過電容C8接地。
優(yōu)選的，所述電子開關(guān)管Ql為場效應(yīng)管，集成IC的輸出端與場效應(yīng)管的柵極連接，場效應(yīng)管的漏極與升壓二極管D2連接，場效應(yīng)管的源極通過電阻R6接地。
優(yōu)選的，所述整流濾波單元包括安規(guī)保險單元、整流單元、高頻濾波單元，安規(guī)保險單元、整流單元、高頻濾波單元依次連接，安規(guī)保險單元的輸入端與市電連接，高頻濾波單元的輸出端與旁路二極管Dl的一端連接。
優(yōu)選的，還包括濾波電容C7，濾波電容C7的一端與旁路二極管Dl的另一端連接， 濾波電容C7的另一端接地。
優(yōu)選的，所述LED發(fā)光組件為由多顆單體LED光源串和/或并聯(lián)組合而成。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，使用了運算電路，把從電壓電流采樣電路采集到的輸出電壓(即工作電壓反饋信號)和輸出電流信號(即工作電流反饋信號)經(jīng)相關(guān)運算處理后， 生成一個復合信號，再與相關(guān)基準電壓比較，產(chǎn)生復合誤差信號電壓，進而控制和調(diào)整電路的輸出電壓，使其具有在一定的輸出電壓/電流范圍內(nèi)，輸出功率恒定的“恒功率”模式。本發(fā)明穩(wěn)定了加在LED發(fā)光組件上的功率，提高了相關(guān)產(chǎn)品的可靠性和工作壽命；在本發(fā)明的電路中，加在LED發(fā)光組件上的功率不會因為VF值的差異而變化，這必然會提高LED發(fā)光組件的穩(wěn)定性和工作壽命。


圖IA為現(xiàn)有技術(shù)的LED驅(qū)動電路的輸出特性曲線示意圖IB為本發(fā)明較佳實施例的恒功率LED驅(qū)動電路的輸出特性曲線示意圖2為本發(fā)明較佳實施例的恒功率LED驅(qū)動電路的方框圖3為本發(fā)明較佳實施例的恒功率LED驅(qū)動電路的電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
下面，結(jié)合附圖以及具體實施方式
，對本發(fā)明做進一步描述，以便于更清楚的理解本發(fā)明所要求保護的技術(shù)思想。
如圖2所示，一種恒功率LED驅(qū)動電路，其包括
受控穩(wěn)壓單元DYl，是一個輸出電壓受控于復合誤差信號VCP的轉(zhuǎn)換穩(wěn)壓電路，其電路結(jié)構(gòu)可以是隔離或非隔離、也可以是升壓、降壓或升降壓的受控電壓變換器電路，其通過電壓電流采樣單元DY2為LED發(fā)光組件OT4提供工作電壓，加在LED發(fā)光組件OT4兩端的工作電壓與流經(jīng)LED發(fā)光組件OT4的工作電流成反比關(guān)系，且工作電壓與工作電流的乘積為一常數(shù)；
電壓電流采樣單元DY2，其可由電壓/電流采樣相關(guān)元器件組成，完成輸出電壓/ 電流采樣和轉(zhuǎn)換功能，為復合誤差信號處理單元DTO提供工作電壓反饋信號VS及工作電流反饋信號CS ；
復合誤差信號處理單元DY3，可由模擬或邏輯運算器件組成，對工作電壓反饋信號 VS及工作電流反饋信號CS進行運算并合成為復合誤差信號VCP，通過復合誤差信號VCP控制受控穩(wěn)壓單元DYl輸出的工作電壓，達到如圖IB所示的“輸出特性曲線示意圖”的技術(shù)效果；此單元電路也可與受控穩(wěn)壓單元DYl合并，由相關(guān)集成IC控制，并配合電壓電流采樣單元DY2，使整體電路具備所述功能。
LED發(fā)光組件DY4，配合上述驅(qū)動電路，由多顆單體LED光源串和/或并聯(lián)組合而成，其工作電壓及功率范圍與如圖IB輸出特性曲線示意圖的B-C線重合。
輸出特性曲線說明圖IB的⑶軸為電源的輸出電壓，⑴軸為電源的輸出電流。 1、當輸出電流小于等于BO時，為“恒壓”模式輸出(A-B)，輸出電壓恒定于A ；2、當輸出電流在BO到DO之間時，為“恒功率”模式輸出(B-C)，輸出電壓與輸出電流成反比，輸出功率不變；3、當輸出電壓小于等于CO時，為“恒流”模式輸出(C-D)，輸出電流恒定于DO ；4、大多數(shù)受控穩(wěn)壓電路都具有“失控點”D，即它的輸出負載電壓降低到某一個值時，電流已經(jīng)不受控制電路的制約，其輸出電流或折返到E點，或增大到F點
如圖3所示，為本實施例的較佳電路方案。
所述受控穩(wěn)壓單元DYl與復合誤差信號處理單元DTO集成為受控穩(wěn)壓處理單元； 所述受控穩(wěn)壓處理單元包括整流濾波單元、旁路二極管D1、具有輔助繞組的升壓電感Li、 電子開關(guān)管Q1、升壓二極管D2、控制單元GN4 ；整流濾波單元的輸入端與市電連接，旁路二極管Dl的一端、升壓電感Ll的初級繞組的一端、控制單元GN4的一輸入端分別與整流濾波單元的輸出端連接；旁路二極管Dl的另一端與電壓電流采樣單元的輸入端連接；升壓電感 Ll的初級繞組的另一端通過升壓二極管D2與電壓電流采樣單元GN5(即電壓電流采樣單元DY2)的輸入端連接；升壓電感Ll的輔助繞組與控制單元GN4的另一輸入端連接；控制單元GN4還通過電子開關(guān)管Ql與升壓二極管D2連接；電壓電流采樣單元GN5為控制單元 GN4提供工作電壓反饋信號VS及工作電流反饋信號CS，控制單元GN4根據(jù)工作電壓反饋信號VS及工作電流反饋信號CS所產(chǎn)生的復合誤差信號VCP來控制電子開關(guān)管Ql的開關(guān)時間，控制并調(diào)整受控穩(wěn)壓處理單元輸出的工作電壓。
具體的，所述控制單元GN4包括電阻R3、電容C5、二極管D3、二極管D4、電阻R4、 電容C6、電阻R5、電容C8、電阻R6、集成IC ICl ；所述電壓電流采樣單元GN5包括電阻R7、 電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻Rll ；電阻R7的一端與旁路二極管Dl的另一端連接，電阻 R7的另一端與電阻R8連接，電阻R8的另一端與電阻R9的一端連接，電阻R9的另一端與電阻RlO的一端連接，電阻RlO的另一端與電阻Rll的一端連接，電阻Rll的另一端與電阻 R7的一端連接；電阻R7的一端還與LED發(fā)光組件GN6 (即LED發(fā)光組件DY4)的一端連接； LED發(fā)光組件GN6的另一端通過電阻R9接地；集成IC ICl的輸出端通過電子開關(guān)管Ql與升壓二極管D2連接；電阻R7的另一端還與集成IC ICl的穩(wěn)壓端OVS連接，恒壓階段時，電阻R7另一端處的電壓OVS(相當于工作電壓反饋信號VS)經(jīng)集成IC ICl的穩(wěn)壓端OVS采樣，集成IC ICl將其內(nèi)部的基準電壓與電壓OVS進行比較并產(chǎn)生電壓誤差信號，控制電子開關(guān)管Ql的開關(guān)時間，使OVS電壓等于基準電壓；電阻Rll的一端還與集成IC ICl的復合信號端CPS連接，恒定功率階段時，電阻Rll的一端處的復合電壓CPS(相當于工作電流反饋信號⑶)經(jīng)集成IC ICl的復合信號端CPS采樣，集成IC ICl將其內(nèi)部的基準電壓與復合電壓CPS進行比較并產(chǎn)生電流誤差信號，控制電子開關(guān)管Ql的開關(guān)時間，使復合電壓CPS 等于基準電壓。
電阻R3的一端與升壓電感Ll的初級繞組的一端連接，電阻R3的另一端通過電容 C5接地，電阻R3的一端還與集成IC ICl的電源端VCC連接；升壓電感Ll的輔助繞組的一端接地，升壓電感Ll的輔助繞組的另一端通過電阻R5與集成IC ICl的過零檢測端Z⑶連接，升壓電感Ll的輔助繞組的另一端還依次通過電容C6、電阻R4、二極管D4接地，且升壓電感Ll的輔助繞組的另一端還依次通過電容C6、電阻R4、二極管D3、電容C5接地；集成IC ICl的電流檢測端CS通過電阻R6接地；集成IC的串口端COM通過電容C8接地。
本實施例的電子開關(guān)管Ql采用場效應(yīng)管，集成IC ICl的輸出端OUT與場效應(yīng)管的柵極連接，場效應(yīng)管的漏極與升壓二極管D2連接，場效應(yīng)管的源極通過電阻R6接地。
所述整流濾波單元包括安規(guī)保險單元GN1、整流單元GN2、高頻濾波單元GN3，安規(guī)保險單元GNl、整流單元GN2、高頻濾波單元GN3依次連接，安規(guī)保險單元GNl的輸入端與市電連接，高頻濾波單元GN3的輸出端與旁路二極管Dl的一端連接。
本實施例還包括濾波電容C7，濾波電容C7的一端與旁路二極管Dl的另一端連接， 濾波電容C7的另一端接地。
上述電路中各元件的功能說明如下
由保險管Fl、NTC熱敏電阻RT1、壓敏電阻R1、普通電阻R2等元器件，組成安規(guī)保險單元GN1。保險管Fl用于電路異常保護，NTC熱敏電阻RTl用于減小上電瞬間的浪涌電流，壓敏電阻Rl用于防止線路浪涌電壓(如雷電感應(yīng))損壞產(chǎn)品，普通電阻R2用于泄放斷電后殘留在X電容上的電壓，以確保相關(guān)產(chǎn)品符合安全規(guī)范的要求。
由X電容Cl和C2、共模電感L3、整流橋RBl等元器件組成整流單元GN2，其具有 EMI濾波及整流功能。X電容Cl、C2和共模電感L3用于EMI濾波功能，整流橋RBl為全橋整流器，用于將交流市電轉(zhuǎn)換成脈動直流電壓，以上元件用以滿足相關(guān)產(chǎn)品符合電磁兼容要求及完成整流功能。
差模電感L2、小容量的CBB電容C3和C4構(gòu)成高頻濾波單元GN3，僅用以濾去APFC 產(chǎn)生的高頻電壓電流，確保相關(guān)產(chǎn)品符合電磁兼容的要求。
旁路二極管D1，用于為上電瞬間及異常狀態(tài)下產(chǎn)生的浪涌電流提供旁路通道，以保護其他關(guān)鍵元件不被浪涌電流損壞。
具有輔助繞組的升壓電感Li，用于功率因數(shù)校正的自感升壓，及為相關(guān)控制電路提供磁復位信號和輔助電源電壓。
電子開關(guān)管Q1，可使用M0S、BJT、IGBT等類型的晶體管；受控于控制單元GN4做高頻開關(guān)動作，使PFC升壓電感產(chǎn)生電路需要的感生電壓。
升壓二極管D2，可使用快恢復、超快恢復、超快軟恢復等高速二極管，用以配合升壓電感Li、電子開關(guān)管Ql等，完成電路的升壓動作。
濾波電容C7，使用高耐壓大容量電解電容，完成電路的濾波和儲能功能，使電路輸出比較平穩(wěn)的直流電壓，滿足LED發(fā)光組件的供電需求。
控制單元GN4，由集成IC ICl及如圖3所示的相關(guān)元件組成，選擇不同的集成IC IC1，跟它配合的相關(guān)元件也會有所不同；但它們需要實現(xiàn)的功能是相同的，即通過對電子開關(guān)管Ql的控制，以及其它關(guān)鍵元件的配合，來完成啟動、功率因數(shù)校正及輸出電壓、電流及功率限定的功能。
本實例的輸出電壓電流采樣單元GN5，由電阻R7、R8、R9、RlO及Rll組成，分別把輸出電壓信號(相當于工作電壓反饋信號VS)和輸出電流信號(相當于工作電流反饋信號 CS)采樣輸送到控制單元GN4的集成IC ICl。此單元也可以根據(jù)控制單元GN4所選用的集成IC ICl的要求，把采樣到的輸出電壓信號和輸出電流信號經(jīng)一定的規(guī)則合成轉(zhuǎn)換，并提供相關(guān)信號給控制單元GN4，從而控制輸出電壓、電流及功率，以確保LED發(fā)光組件能夠正常穩(wěn)定的工作。
LEDU LED2分別是由64顆VF值為3. 0-3. 4V的高光效白光LED光源串聯(lián)而成的光源組，工作電壓范圍為190-220VDC，適用于AC85-135V的輸入電壓范圍；本實例的LED發(fā)光組件GN6，是由LED1、LED2串聯(lián)而成，其工作電壓范圍為DC380-440V，適用于AC170465V 或AC85-265V的輸入電壓范圍；在本電路中，它的功耗不會因為VF值的差異而變化，這必然會提高LED光源組件的穩(wěn)定性和工作壽命。
本實施例的工作原理如下
(1)上電
上電后，市電從L、N接口處輸入，經(jīng)由含保險管F1、熱敏電阻RTl等元件的安規(guī)保險單元GN1、整流單元GN2、高頻濾波單元GN3后，被轉(zhuǎn)換成脈動直流電壓VD+，此電壓經(jīng)旁路二極管Dl產(chǎn)生一個被熱敏電阻RTl限制的起始電流給濾波電容C7充電，產(chǎn)生直流電壓 VH+，此電壓將很快上升到接近輸入電壓的峰值，但還不足以驅(qū)動LED發(fā)光組件GN6工作。
(2)啟動
電壓VD+經(jīng)由電阻R3給電容C5充電產(chǎn)生輔助電壓VCC ；當VCC電壓達到集成IC ICl的啟動電壓時，集成IC ICl啟動，通過其第7腳(輸出端OUT)控制電子開關(guān)管Ql做高頻開關(guān)動作，從而產(chǎn)生脈沖電壓VSW，此電壓經(jīng)升壓二極管D2給濾波電容C7充電，使電壓 VH+升高。電壓VSW在升壓電感Ll上產(chǎn)生的感生電壓經(jīng)由繞在它上面的輔助繞組產(chǎn)生電壓 VF,電壓VF經(jīng)電容C6、電阻R4、二極管D3及二極管D4倍壓整流給電容C5上的電壓VCC提供補充，使電壓VCC能夠持續(xù)滿足集成IC ICl的正常工作需要。
(3)穩(wěn)壓
本實例的輸出工作電壓控制，是由電壓VH+經(jīng)電阻R7、電阻R8分壓產(chǎn)生輸出電壓采樣信號電壓0VS，電壓OVS輸入集成IC ICl的第2腳(穩(wěn)壓端0VS)，并與集成IC ICl內(nèi)部的基準電壓比較產(chǎn)生電壓誤差信號，控制電子開關(guān)管Ql的開關(guān)時間，使電壓OVS等于基準電壓，從而達到控制并調(diào)整輸出工作電壓的目的，此時為“恒壓”模式輸出，如圖IB的A-B 線，輸出電壓恒定于OVS* (R7+R8) /R7。
(4)恒功率
受控的電壓VH+經(jīng)LED發(fā)光組件GN6和電阻R9到電路的接地端GND產(chǎn)生回路，此回路產(chǎn)生的電流流經(jīng)電阻R9產(chǎn)生電流壓降，此壓降與電壓VH+經(jīng)電阻RlO和電阻Rll分壓產(chǎn)生的電壓相加，產(chǎn)生輸出復合采樣信號(即復合電壓CPQ，復合電壓CPS輸入集成IC ICl 第1腳(復合信號端CPQ，與集成IC ICl內(nèi)部的基準電壓比較產(chǎn)生電流誤差信號，此信號參與控制電子開關(guān)管Ql的開關(guān)時間，控制并調(diào)整了輸出電壓VH+，由電壓VH+產(chǎn)生的回路電流也得到了控制與調(diào)整，從而使復合電壓CPS等于基準電壓，使加在LED發(fā)光組件GN6的工作電壓和流經(jīng)LED發(fā)光組件GN6的工作電流在一定范圍內(nèi)成反比關(guān)系，達到輸出功率恒定的效果。如圖 IB 的 B-C 線，輸出功率 P = VI = V*[2. 5-V*R10/(R10+Rll)]/{R9*[ 1-R10/ (R10+R11)]}。
上述C3)及中，電壓誤差信號及電流誤差信號即為復合誤差信號VCP，二者共同參與電子開關(guān)管Ql的開關(guān)時間的控制，以控制并調(diào)整輸出的工作電壓。
比如設(shè)計一個輸出功率100W，負載電壓降在370-430V時，輸出功率誤差不大于士0. 5%的LED照明驅(qū)動電源因集成IC ICl的第1腳參照的基準電壓為2. 5V，即復合電壓CPS被限定到2. 5V ；電阻R9、電阻RlO和電阻Rl 1的值分別取5 Ω、20Κ Ω和6380Κ Ω，則輸出功率
P = VI = V*[2. 5-V*R10/(R10+Rll)]/{R9*[l-R10/(R10+Rll)]}
P = V* (2. 5-V*0. 003125) /4. 984375
P = V* (2. 5-V*0. 003125) *0· 200626959247649
電路會上述函數(shù)關(guān)系根據(jù)負載電壓調(diào)整輸出電流值，從而穩(wěn)定輸出功率，我們使用此函數(shù)計算出具體數(shù)值如表1所示
表1 輸出負載電壓370-430V各電壓點對應(yīng)的輸出功率及功率誤差對比
權(quán)利要求
1.恒功率LED驅(qū)動電路，其特征在于，包括受控穩(wěn)壓單元，其通過電壓電流采樣單元為LED發(fā)光組件提供工作電壓，加在LED發(fā)光組件兩端的工作電壓與流經(jīng)LED發(fā)光組件的工作電流成反比關(guān)系，且工作電壓與工作電流的乘積為一常數(shù)；電壓電流采樣單元，為復合誤差信號處理單元提供工作電壓反饋信號及工作電流反饋信號；復合誤差信號處理單元，對工作電壓反饋信號及工作電流反饋信號進行運算并合成為復合誤差信號，通過復合誤差信號控制受控穩(wěn)壓單元輸出的工作電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的恒功率LED驅(qū)動電路，其特征在于，所述受控穩(wěn)壓單元與復合誤差信號處理單元集成為受控穩(wěn)壓處理單元；所述受控穩(wěn)壓處理單元包括整流濾波單元、旁路二極管D1、具有輔助繞組的升壓電感Li、電子開關(guān)管Q1、升壓二極管D2、控制單元；整流濾波單元的輸入端與市電連接，旁路二極管Dl的一端、升壓電感Ll的初級繞組的一端、控制單元的一輸入端分別與整流濾波單元的輸出端連接；旁路二極管Dl的另一端與電壓電流采樣單元的輸入端連接；升壓電感Ll的初級繞組的另一端通過升壓二極管D2與電壓電流采樣單元的輸入端連接；升壓電感Ll的輔助繞組與控制單元的另一輸入端連接；控制單元還通過電子開關(guān)管Ql與升壓二極管D2連接；電壓電流采樣單元為控制單元提供工作電壓反饋信號及工作電流反饋信號，控制單元根據(jù)工作電壓反饋信號及工作電流反饋信號所產(chǎn)生的復合誤差信號來控制電子開關(guān)管Ql的開關(guān)時間，控制并調(diào)整受控穩(wěn)壓處理單元輸出的工作電壓。
3.如權(quán)利要求2所述的恒功率LED驅(qū)動電路，其特征在于，所述控制單元包括集成IC； 所述電壓電流采樣單元包括電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻RlO、電阻Rl 1 ；電阻R7的一端與旁路二極管Dl的另一端連接，電阻R7的另一端與電阻R8連接，電阻R8的另一端與電阻 R9的一端連接，電阻R9的另一端與電阻RlO的一端連接，電阻RlO的另一端與電阻Rll的一端連接，電阻Rll的另一端與電阻R7的一端連接；電阻R7的一端還與LED發(fā)光組件的一端連接；LED發(fā)光組件的另一端通過電阻R9接地；集成IC的輸出端通過電子開關(guān)管Ql與升壓二極管D2連接；電阻R7的另一端還與集成IC的穩(wěn)壓端連接，恒壓階段時，電阻R7另一端處的電壓OVS經(jīng)集成IC的穩(wěn)壓端采樣，集成IC將其內(nèi)部的基準電壓與電壓OVS進行比較并產(chǎn)生電壓誤差信號，控制電子開關(guān)管Ql的開關(guān)時間，使OVS電壓等于基準電壓；電阻 Rll的一端還與集成IC的復合信號端連接，恒定功率階段時，電阻Rll的一端處的復合電壓CPS經(jīng)集成IC的復合信號端采樣，集成IC將其內(nèi)部的基準電壓與復合電壓CPS進行比較并產(chǎn)生電流誤差信號，控制電子開關(guān)管Ql的開關(guān)時間，使復合電壓CPS等于基準電壓。
4.如權(quán)利要求3所述的恒功率LED驅(qū)動電路，其特征在于，所述控制單元還包括電阻 R3、電容C5、二極管D3、二極管D4、電阻R4、電容C6、電阻R5、電容C8、電阻R6 ；電阻R3的一端與升壓電感Ll的初級繞組的一端連接，電阻R3的另一端通過電容C5接地，電阻R3的一端還與集成IC的電源端連接；升壓電感Ll的輔助繞組的一端接地，升壓電感Ll的輔助繞組的另一端通過電阻R5與集成IC的過零檢測端連接，升壓電感Ll的輔助繞組的另一端還依次通過電容C6、電阻R4、二極管D4接地，且升壓電感Ll的輔助繞組的另一端還依次通過電容C6、電阻R4、二極管D3、電容C5接地；集成IC的電流檢測端通過電阻R6接地；集成IC 的串口端通過電容C8接地。
5.如權(quán)利要求4所述的恒功率LED驅(qū)動電路，其特征在于，所述電子開關(guān)管Ql為場效應(yīng)管，集成IC的輸出端與場效應(yīng)管的柵極連接，場效應(yīng)管的漏極與升壓二極管D2連接，場效應(yīng)管的源極通過電阻R6接地。
6.如權(quán)利要求2-5任一項所述的恒功率LED驅(qū)動電路，其特征在于，所述整流濾波單元包括安規(guī)保險單元、整流單元、高頻濾波單元，安規(guī)保險單元、整流單元、高頻濾波單元依次連接，安規(guī)保險單元的輸入端與市電連接，高頻濾波單元的輸出端與旁路二極管Dl的一端連接。
7.如權(quán)利要求2-5任一項所述的恒功率LED驅(qū)動電路，其特征在于，還包括濾波電容 C7，濾波電容C7的一端與旁路二極管Dl的另一端連接，濾波電容C7的另一端接地。
8.如權(quán)利要求1-5任一項所述的恒功率LED驅(qū)動電路，其特征在于，所述LED發(fā)光組件為由多顆單體LED光源串和/或并聯(lián)組合而成。
全文摘要
本發(fā)明涉及恒功率LED驅(qū)動電路，其包括受控穩(wěn)壓單元，其通過電壓電流采樣單元為LED發(fā)光組件提供工作電壓，加在LED發(fā)光組件兩端的工作電壓與流經(jīng)LED發(fā)光組件的工作電流成反比關(guān)系，且工作電壓與工作電流的乘積為一常數(shù)；電壓電流采樣單元，為復合誤差信號處理單元提供工作電壓反饋信號及工作電流反饋信號；復合誤差信號處理單元，對工作電壓反饋信號及工作電流反饋信號進行運算并合成為復合誤差信號，通過復合誤差信號控制受控穩(wěn)壓單元輸出的工作電壓。在本發(fā)明的電路中，加在LED發(fā)光組件上的功率不會因為VF值的差異而變化，提高LED發(fā)光組件的穩(wěn)定性和工作壽命。
文檔編號H05B37/02GK102523663SQ20121000503
公開日2012年6月27日 申請日期2012年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月6日
發(fā)明者鄭欽賢 申請人:廣州市隆都電子有限公司