CN102118903A - 发光二极管灯具的驱动电路 - Google Patents

Abstract

一种发光二极管灯具的驱动电路，包括连接至发光二极管灯具的一稳压电路，该发光二极管灯具包括至少一由若干发光二极管串联而成的发光二极管灯串，该驱动电路还包括一控制电路，该控制电路包括一微控制器及连接于该至少一发光二极管灯串和微控制器之间的至少一场效应管，该微控制器通过检测流经该至少一发光二极管灯串的电流的大小，从而输出一频率大于60Hz的PWM信号至该至少一场效应管，控制该至少一场效应管反复于导通/截止之间切换，进而控制该至少一发光二极管灯串的闪烁频率在60Hz以上。

Description

发光二极管灯具的驱动电路

技术领域

本发明涉及一种驱动电路，特别是指一种发光二极管灯具的驱动电路。

背景技术

目前，大功率发光二极管(LED)凭借其节能、环保、高效等特点，已被应用到越来越多的领域当中，如普通照明灯、路灯、水底灯、顶灯、舞台灯等等。由于LED的电气特性是它的光输出是和驱动电流成正比的，所以对驱动电源的定性要求是较高的。若LED在非恒定电流下工作，会导致发光不稳定，照明效果不佳，容易降低其使用寿命和损坏LED。因此，目前一般采用恒流源直接对LED灯具进行供电。然而，该恒流源接受外部输入的PWM信号的频率通常为10KHz(千赫兹)到500KHz之间，从而持续输出恒定大小的电流至LED灯具，使得LED灯具中的LED处于恒定发光的状态，如此不利于节省电能。

发明内容

有鉴于此，实有必要提供一种可节能的发光二极管灯具的驱动电路。

一种发光二极管灯具的驱动电路，包括连接至发光二极管灯具的一稳压电路，该发光二极管灯具包括至少一由若干发光二极管串联而成的发光二极管灯串，该驱动电路还包括一控制电路，该控制电路包括一微控制器及连接于该至少一发光二极管灯串和微控制器之间的至少一场效应管，该微控制器通过检测流经该至少一发光二极管灯串的电流的大小，从而输出一频率大于60Hz的PWM信号至该至少一场效应管，控制该至少一场效应管反复于导通/截止之间切换，进而控制该至少一发光二极管灯串的闪烁频率在60Hz以上。

与现有技术相比，该发光二极管灯具驱动电路通过微控制器检测流经发光二极管灯串的电流大小，输出频率大于60Hz的PWM信号至场效应管，调整该场效应管的内阻的大小而实现恒流，并通过该场效应管在PWM信号的控制下反复于导通/截止之间切换而控制该发光二极管灯串中的发光二极管不断于点亮/熄灭之间切换而闪烁，使其闪烁频率在60Hz以上，从而达到在人的视觉不能感测到灯闪烁的情况下达到节能的目的。

下面参照附图，结合具体实施例对本发明作进一步的描述。

附图说明

图1是本发明一实施例中发光二极管灯具的驱动电路的电路示意图。

主要元件符号说明

具体实施方式

请参阅图1，为本发明一实施例中发光二极管(LED)灯具的驱动电路的电路示意图，其包括一交流电源20、一带有PFC(功率因素校正)及PWM(脉冲宽度调制)功能的恒压电路30、一连接于该恒压电路30的输出可调的稳压电路40和一调压电路50、以及一控制电路60。该稳压电路40连接至一LED灯具70。该控制电路60连接于调压电路50和LED灯具70之间。该LED灯具70包括相互并联连接的第一LED灯串71、第二LED灯串72和第三LED灯串73，每一LED灯串71、72、73包括串联连接的若干LED74。

该控制电路60包括一微控制器(MCU)68、分别连接于第一、第二、第三LED灯串71、72、73与微控制器68之间的第一、第二、第三场效应管Q1、Q2、Q3及若干电阻。所述场效应管Q1、Q2、Q3均为N沟道增强型场效应管(NMOS)，所述第一、第二、第三场效应管Q1、Q2、Q3的漏极分别与第一、第二、第三LED灯串71、72、73的负极连接，并于所述场效应管Q1、Q2、Q3的漏极和第一、第二、第三LED灯串71、72、73之间分别形成第一结点61、第二结点62和第三结点63。该微控制器68包括一电源端VCC、一反馈端FB、一接地端GND、分别与第一、第二、第三场效应管Q1、Q2、Q3的栅极连接的第一、第二、第三控制端G1、G2、G3、分别与第一、第二、第三场效应管Q1、Q2、Q3的源极连接的第一、第二、第三比较端S1、S2、S3及第一、第二、第三输入端D1、D2、D3。所述第一、第二、第三控制端G1、G2、G3分别输出频率在60Hz(赫兹)以上且在500Hz以下的PWM信号。所述微控制器68的内部设有一基准电压值，并通过将第一、第二、第三比较端S1、S2、S3上的电压大小分别与内部的基准电压值进行比较，根据比较的结果确定各控制端G1、G2、G3所输出的PWM信号的频率。所述第一、第二、第三场效应管Q1、Q2、Q3的源极与第一、第二、第三比较端S1、S2、S3之间分别形成第四结点64、第五结点65和第六结点66。所述电阻包括分别连接于第一、第二、第三结点61、62、63与第一、第二、第三输入端D1、D2、D3之间的第一、第二、第三限流电阻R1、R2、R3及分别连接于第四、第五、第六结点64、65、66与地极之间的第四、第五、第六检测电阻R4、R5、R6。所述限流电阻R1、R2、R3均为阻值很大的电阻，以使得第一、第二、第三输入端D1、D2、D3呈高阻态。本实施例中，所述限流电阻R1、R2、R3的阻值为10兆欧。该微控制器68的电源端VCC和接地端GND均与调压电路50连接，通过调压电路50将恒压电路30的输出电压转换成微控制器68的工作电压，使得微控制器68可以在恒压电路30供电下正常工作。该反馈端FB与稳压电路40连接。

工作时，恒压电路30在交流电源20供电的情况下，将交流电压20转换成恒定直流电压并分别输出至调压电路50和稳压电路40。调压电路50将恒压电路30的输出电压转换成微控制器68的工作电压，使得微控制器68在正常供电的情况下工作。稳压电路40根据负载的大小，即LED灯具70的LED灯串71、72、73中LED74的数量而输出稳定大小的电压至第一、第二、第三LED灯串71、72、73。该微控制器68检测流经各LED灯串71、72、73中电流的大小，并通过反馈端FB输出反馈信号至稳压电路40，由于维持流经每一LED灯串71、72、73中电流为同一设定的恒定电流值的前提下，各LED灯串71、72、73两端的电压值仍然会有差异，因此，通过微控制器68的检测和反馈功能而调整使得稳压电路40稳定输出的电压不小于各LED灯串71、72、73正常工作时两端电压值最大的LED灯串的电压值。同时，在稳压电路40输出稳定的电压的前提下，该微控制器68通过检测流经各LED灯串71、72、73中电流的大小，当检测到流经某LED灯串71、72、73中电流的大小的大于或者小于特定值时，微控制器68的控制端G1、G2、G3输出一特定频率的PWM信号至与该LED灯串71、72、73对应连接的场效应管Q1、Q2、Q3，通过该特定频率的PWM信号而控制对应的场效应管Q1、Q2、Q3的内阻而改变对应的场效应管Q1、Q2、Q3上的压降，从而达到调整流经该LED灯串71、72、73中的电流大小，实现恒流的目的，同时通过不同频率的PWM信号改变LED灯串71、72、73中LED74的闪烁频率，达到在人的视觉不能感测到灯闪烁的情况下达到节能的目的。

下面以第一LED灯串71所在的回路为例具体说明该LED灯具的驱动电路的工作过程。该微控制器68的第一比较端S1上的电压大小等于第四检测电阻R4两端的电压大小，第四检测电阻R4两端的电压值等于流经第一LED灯串71的电流值与第四检测电阻R4的阻值的乘积。当流经该第一LED灯串71的电流大小大于或者小于设定电流时，微控制器68通过将第一比较端S1的电压值与内部的基准电压值进行比较，确定第四检测电阻R4两端的电压值大于基准电压值，因此微控制器68根据比较的结果改变第一控制端G1输出的PWM信号的频率，从而改变第一场效应管Q1的内阻，达到调整流经第一LED灯串71中电流大小的目的。此时假设该微控制器68的第一控制端G1输出频率为100Hz的PWM信号，当PWM信号为高电平时，第一场效应管Q1的栅极为高电位，因而第一场效应管Q1导通，稳压电路40通过第一LED灯串71、第一场效应管Q1、第四检测电阻R4形成回路，第一LED灯串71中的LED74点亮；当PWM信号为低电平时，第一场效应管Q1的栅极为低电位，第一场效应管Q1截止，稳压电路40通过第一LED灯串71、第一限流电阻R1及第一输入端D1形成回路，由于所述限流电路R1的阻值很大使得第一输入端D1呈高阻态，第一LED灯串71与微控制器68的第一输入端D1之间近似断路的状态，流经第一LED灯串71和第一限流电阻R1的电流大小接近零，因此第一LED灯串71中的LED74熄灭。所述第一场效应管Q1在第一控制端G1所输出的PWM信号的控制下，反复于导通和截止之间做切换，使得第一LED灯串71中的LED74不断于点亮和熄灭之间切换，呈闪烁的状态。而由于该微控制器68的控制端G1、G2、G3输出的PWM信号的频率在60Hz以上，该LED灯具70中的LED74在点亮和熄灭状态之间的切换频率，即闪烁的频率也在60Hz以上，由于人眼的余辉效应，当LED74的闪烁的频率在60Hz以上时，人眼不能识别出闪烁，因此人眼会感觉LED灯具70中的LED74是持续点亮的，从而不会影响使用。而在LED灯具70的使用期间内，所述每一LED灯串71、72、73中的LED74实际上只在PWM信号为高电平的时候消耗电能，而在PWM信号为低电平时是熄灭的，从而达到了节能的目的。可以理解的，该LED灯具70中LED灯串的数量也可以是一个或者其它多个，而所述场效应管和微控制器的控制端、比较端及输入端的数量分别与LED灯串的数量相对应。

Claims (8)

1.一种发光二极管灯具的驱动电路，包括连接至发光二极管灯具的一稳压电路，该发光二极管灯具包括至少一由若干发光二极管串联而成的发光二极管灯串，其特征在于：该驱动电路还包括一控制电路，该控制电路包括一微控制器及连接于该至少一发光二极管灯串和微控制器之间的至少一场效应管，该微控制器通过检测流经该至少一发光二极管灯串的电流的大小，从而输出一频率大于60Hz的PWM信号至该至少一场效应管，控制该至少一场效应管反复于导通/截止之间切换，进而控制该至少一发光二极管灯串的闪烁频率在60Hz以上。

2.如权利要求1所述的发光二极管灯具的驱动电路，其特征在于：该至少一场效应管为N沟道增强型场效应管，该微控制器包括一连接于该至少一场效应管的栅极的控制端，该至少一场效应管的漏极与至少一发光二极管灯串的负极连接，该至少一场效应管的源极通过一检测电阻与地极连接，所述PWM信号由控制端输出。

3.如权利要求2所述的发光二极管灯具的驱动电路，其特征在于：该至少一场效应管的源极与检测电阻之间形成一结点，该微控制器包括连接于该结点的一比较端，微控制器内部设有基准电压值，并通过比较端将该检测电阻两端的电压值与基准电压值进行比较，根据比较的结果而确定流经该至少一发光二极管灯串的电流的大小，从而确定控制端所输出的PWM信号的频率的大小。

4.如权利要求2所述的发光二极管灯具的驱动电路，其特征在于：该至少一场效应管的漏极与至少一发光二极管灯串的负极之间形成一结点，微控制器还包括至少一输入端，该至少一输入端通过一限流电阻与该结点连接。

5.如权利要求4所述的发光二极管灯具的驱动电路，其特征在于：该限流电阻的阻值为10兆欧。

6.如权利要求1所述的发光二极管灯具的驱动电路，其特征在于：该驱动电路还包括一与交流电源连接的恒压电路及连接于该恒压电路的调压电路，该调压电路将恒压电路的输出电压转换成微控制器的工作电压并与微控制器的电源端连接。

7.如权利要求6所述的发光二极管灯具的驱动电路，其特征在于：该稳压电路与恒压电路连接，该发光二极管灯具包括若干发光二极管灯串，稳压电路的输出电压为各发光二极管灯串中恒流时所需电压最大的发光二极管灯串两端的电压大小。

8.如权利要求1所述的发光二极管灯具的驱动电路，其特征在于：该PWM信号的频率在60Hz和500Hz之间。

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