CN101772245A - 一种自适应供电电源电压的led照明装置 - Google Patents

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Abstract

一种自适应供电电源电压的LED照明装置，采用了一种能自动地改变LED灯珠串联数目来适应供电电压变化。包括恒流源、若干只串联的LED灯珠、若干只可控串联的LED灯珠和逻辑开关电路和电压检测单元。恒流源、若干只串联的LED灯珠和若干只可控串联的LED灯珠串联并接于供电电源，电压检测单元并接于供电电源，电压检测单元的输出端与逻辑开关电路的输入端相连，逻辑开关电路的各输出端分别与相应的若干只可控串联的LED灯珠相连接。当供电电压升高时，增加LED的灯珠数，当供电电压降低时，减少LED的灯珠数。这样参与工作的灯珠总数就能最好的适应当前的供电电压情况，既能保证LED驱动电流的恒定，又使线性恒流电路工作在最合适的电环境下。

Description

一种自适应供电电源电压的LED照明装置
所属技术领域
本实用新型涉及一种LED照明装置，尤其是能自适应供电电源电压的LED照明装置。
背景技术
LED照明装置具有节能、长寿等特点，符合国家鼓励发展绿色照明、低碳社会的要求，其产品有很好的市场前景。然而由于LED器件的工作特性，对其供电的微小变化将引起很大的电流变化，因此LED器件对供电电压波动非常敏感，必须在一个合适的电环境下工作，以保证LED器件的工作寿命。一直以来，如何保持LED照明装置的LED工作电流恒定是一个制约它发展的关键技术。考虑到我国电网电压不稳定的事实(一般电网电压波动在180V-250V之间)，LED照明装置要解决的一个重要的问题就是当供电电源发生波动时，使LED的工作电流保持恒定。目前通用的解决方案有三种，串联电阻恒流；线性恒流源电路恒流；PWM开关电源恒流。串联电阻的恒流特性不理想，基本上只能用在一些要求不高的场合，不能真正成为照明LED灯具的恒流措施。PWM开关电源方案恒流准确，补偿电压范围宽，能够很好的解决电网电压不稳给LED驱动带来的问题，是目前LED灯驱动的主流方案。国内外有许多专门作为LED驱动电源的PWM控制芯片。但这种方案价格相对较高，同时还有两个不足：一是PWM电源本身是消耗电功率的，目前PWM电源平均电效率为80％。此外是电磁干扰问题，PWM电源工作的基本原理就是斩波，即高速开关将直流电压切成宽度可改变的脉动直流，高频高速脉动必然带来很大的电磁干扰。线性恒流源电路也有较好的驱动电流精度，它只要用几个晶体管和电阻就可以构成一个工作稳定的恒流源，价格相对于PWM开关电源低很多。线性恒流源电路属于线性电源，工作中没有高速开关产生的脉动，所以基本不存在电磁干扰现象。专利申请号为02107078.4、02815923.3的两个发明专利中基本电路就是线性恒流源电路驱动LED的典型方案。然而当供电电压有较大幅度变化时，变化的电压增量都要由线性恒流源电路承当，增加了恒流管被击穿的危险性，同时也增加消耗功率。因此这种线性恒流源电路只能工作在供电电压变化不大的环境下。专利申请号为200710193834.9的发明专利为了解决线性恒流源电路这个问题，它采用了PWM开关电源与线性恒流源电路恒流的方法实现LED恒流驱动，解决了线性恒流电路的问题，但却也存在着开关电源固有的电磁干扰问题。
发明内容
为了克服现有的LED照明装置当供电电源发生波动时，LED的工作电流不能保持恒定的不足。本发明提供了一种自适应供电电源电压的LED照明装置，当供电电源发生波动时，能自动改变串联LED灯珠数量来适应电压变化，使LED的工作电流保持恒定。
本发明提供一种自适应供电电源电压的LED照明装置，包括恒流源、若干只串联的LED灯珠、若干只串联的可控LED灯珠和逻辑开关电路和电压检测单元。恒流源、若干只串联的LED灯珠和若干只串联的可控LED灯珠串联并接于供电电源，电压检测单元并接于供电电源，电压检测单元的输出端与逻辑开关电路的输入端相连，逻辑开关电路的各输出端分别与相应的若干只串联的可控LED灯珠对应的控制开关相连接。
恒流源是一种线性恒流源，它与若干只串联的LED灯珠和若干只串联的可控LED灯珠串联组成的基本线性恒流驱动结构。
LED串联电路由若干只串联的LED灯珠和若干只串联的可控LED灯珠组成。若干只串联的可控LED灯珠的灯珠数是根据供电电压的变化而随时动态改变的。参与工作的灯珠总数是若干只串联的LED灯珠和若干只参与工作的串联的可控LED灯珠的灯珠数之和。
逻辑开关电路由逻辑电路及开关电路组成，根据供电电源的电压高低确定开启的与闭合的开关电路的数目，改变若干只串联的可控LED灯珠串入的数目。
电压检测单元并接于供电电源，电压检测单元为包含比较电路、基准电路的电压检测电路。由它监测供电电源电压的瞬时变化。根据检测到的电压高低，通过逻辑开关电路驱动开关动作，控制若干只串联的可控LED灯珠串入的数目。
若干只串联的可控LED灯珠可以由若干只可控串联的电阻代替。
若干只串联的LED灯珠或若干只串联的可控LED灯珠至少为一只LED灯珠。
本发明在基本恒流驱动结构基础上，采用了一种能自动地改变灯珠串联数目来适应供电电压变化的LED灯驱动方法。主要解决了由于供电电压发生变化而引起LED驱动恒流源附加的电压变化造成的问题。当供电电压升高时，增加若干只串联的可控LED灯珠的灯珠数，当供电电压降低时，减少若干只串联的可控LED灯珠的灯珠数。这样参与工作的灯珠总数就能最好的适应当前的供电电压情况，既能保证LED驱动电流的恒定，又使线性恒流电路工作在最合适的电环境下。
附图说明
图1为本发明实施例的原理示意图。
图2为本发明另一个实施例的电路示意图。
图3为本发明另一个实施例的电路示意图。
图4为本发明另一个实施例的电路示意图。
图中：1.恒流源，2.若干只串联的LED灯珠，3.若干只串联的可控LED灯珠，4.逻辑开关电路，5.电压检测单元。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。参见图1，本发明设有恒流源1、若干只串联的LED灯珠2，若干只串联的可控LED灯珠3，逻辑开关电路4，电压检测单元5。
恒流源1是一种线性恒流源，它可以由晶体管、场效应管等线性元件组成。它与若干只串联的LED灯珠2、若干只串联的可控LED灯珠3，组成串联电路。恒流源对LED灯珠进行恒流供电，保证LED工作电流的稳定。
若干只串联的LED灯珠2、若干只串联的可控LED灯珠3组成串联电路。若干只串联的LED灯珠2作为基本的正常发光的灯珠。由逻辑开关电路控制的若干只串联的可控LED灯珠3的灯珠数是根据供电电压的变化而随时动态改变的。参与工作的灯珠总数是若干只串联的LED灯珠2与若干只参与工作串联的可控LED灯珠3的灯珠数之和。
逻辑开关电路4由逻辑电路及逻辑开关K1…Km组成，根据检测到的供电电源电压的高低确定逻辑开关K1…Km的开启与闭合，改变若干只串联的可控LED灯珠3灯珠串入的数目。
根据需要确定逻辑开关K1…Km的开关数，每一个开关可以并联方式接入对应的若干只串联的可控LED灯珠3。当开关闭合时，则对应的灯珠被短路。当开关开路时，则对应的灯珠串入回路，正常发光。
电压检测单元5并接于供电电源电路，由它监测供电电源电压的瞬时变化。根据检测到的电压高低，驱动开关动作逻辑单元，以控制灯珠串入的数目。当供电电压升高时，增加若干只串联的可控LED灯珠3的灯珠数，当供电电压降低时，减少若干只串联的可控LED灯珠3的灯珠数。这样参与工作的灯珠总数就能最好的适应当前的供电电压情况，既能保证LED驱动电流的恒定，又使线性恒流电路工作在最合适的电环境下。
图2是本发明逻辑开关K1…Km的另一种连接方法。每组开关的一端与若干只串联的可控LED灯珠3对应的灯珠连接，另一端则直接连接到电源的负端。当某一个开关闭合时，对应这个开关的LED灯珠及这个灯珠以下串接的LED灯珠都被短路。当某一个开关开启时，则相应的灯珠串入回路，正常发光。
参见图3，本实施例，采用电阻代替相应若干只串联的可控LED灯珠3。
参见图4，本实施例，采用电阻代替相应若干只串联的可控LED灯珠3且逻辑动态开关接电源负端，同样可以起到与LED灯珠相同的承担供电电压增加的作用。

Claims (6)

1.一种自适应供电电源电压的LED照明装置，其特征在于：包括恒流源、若干只串联的LED灯珠、若干只串联的可控LED灯珠和逻辑开关电路和电压检测单元。恒流源、若干只串联的LED灯珠和若干只串联的可控LED灯珠串联并接于供电电源，电压检测单元并接于供电电源，电压检测单元的输出端与逻辑开关电路的输入端相连，逻辑开关电路的各输出端分别与相应的若干只串联的可控LED灯珠相连接。
2.根据权利要求1所述的一种自适应供电电源电压的LED照明装置，其特征在于：所述恒流源为一种线性恒流源，它可以由晶体管、场效应管等线性元件组成。
3.根据权利要求1所述的一种自适应供电电源电压的LED照明装置，其特征在于：所述可控LED灯珠是一种可被短路的LED灯组，它可以由至少为一个的LED灯珠并联一个电子开关构成。
4.根据权利要求1所述的一种自适应供电电源电压的LED照明装置，其特征在于：所述可控LED灯珠可用可控电阻代替，可控电阻由至少为一个的电阻并联一个电子开关构成。
5.根据权利要求1所述的一种自适应供电电源电压的LED照明装置，其特征在于：所述逻辑开关电路的输出端分别与若干只串联的可控LED灯珠的每个可控LED灯珠相连接。
6.根据权利要求1或3或所述的一种自适应供电电源电压的LED照明装置，其特征在于：所述并联电子开关是用于短路LED灯珠，其接法还可一端接LED灯珠，另一端接最低电位或最高电位。
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