專利名稱：Led驅(qū)動方法、led驅(qū)動電路及l(fā)ed光源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及電光源技術(shù)。
背景技術(shù)：
LED具有節(jié)能、長壽、環(huán)保、安全等優(yōu)勢。在全球能源危機的大背景下，LED技術(shù)獲得突飛猛進的發(fā)展。大功率LED光效迅速提高，2008年達到每瓦65 80流明，如今已達100流明/W?，F(xiàn)有的LED驅(qū)動技術(shù)局限于直流恒流驅(qū)動或直流P麗(占空比)恒流驅(qū)動控制，無法實現(xiàn)高光效低損耗長壽命，并且是大功率LED熱損加劇的根源，使LED光效下降(在60%左右)、光衰加劇、壽命降低。生產(chǎn)廠家不得不采用金絲銀線鋁散熱器進行散熱、這對熱損耗而言只是改變了熱損耗途徑、整體上并無提效節(jié)電的實質(zhì)意義，并且成本增加，對光效、光衰、壽命并無改善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種LED驅(qū)動方法及LED驅(qū)動電路，以及具有新的驅(qū)動方式的LED光源裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)LED的光效增加、光衰減緩、壽命延長的目的。
本發(fā)明解決所述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，LED驅(qū)動方法，其特征在于，采用脈沖電源驅(qū)動LED。 所述脈沖電源為脈沖恒流電源。 本發(fā)明的LED驅(qū)動電路包括第一電源電路、脈沖源電路和第二電源電路；所述第一電源電路為脈沖源電路和第二電源電路供電，所述脈沖源電路與第二電源電路連接，第二電源電路依據(jù)脈沖源電路提供的脈沖信號向LED輸出脈沖電源。
進一步的，所述第二電源電路為脈沖恒流電源。 更進一步的，所述脈沖源電路為可調(diào)整脈沖頻率和脈寬的脈沖源電路，所述第二電源電路為可調(diào)脈沖恒流電源。 所述第一電源電路包括整流電路、電容保護濾波電路和開關(guān)穩(wěn)壓電源；所述電容保護濾波電路為采用陶瓷電容的串聯(lián)充電并聯(lián)放電電容保護濾波電路；所述開關(guān)穩(wěn)壓電源的變壓器為平面變壓器。 本發(fā)明的脈沖恒流電源是指各脈沖峰值相同(電流)的電源。特別的，本發(fā)明的脈沖恒流電源的底值為0，峰值大于LED的標(biāo)稱值，前述標(biāo)稱值是指LED在現(xiàn)有技術(shù)的直流模式或者P麗模式下的標(biāo)稱值。 本發(fā)明還提供一種具有前述LED驅(qū)動電路的LED光源裝置，由前述LED驅(qū)動電路和LED組成。 本發(fā)明從根本上摒棄了 LED的直流控制和直流占空比控制，本發(fā)明的脈沖底值可以為O，使LED的驅(qū)動電路從電源到末級全工作在真正的開關(guān)狀態(tài)。在關(guān)斷的時間內(nèi)(相鄰脈沖之間)LED不耗電，并且得到了充分休息，不再發(fā)熱，因而具有更高的工作效率。
在現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準下，LED的供電幅值有嚴格限制，由于現(xiàn)有技術(shù)的固有缺陷，無法
3充分發(fā)揮LED的性能。本發(fā)明采用脈沖供電方式，流過LED的脈沖幅值可以遠遠超過P麗模 式下的幅值，使得LED亮度大增，標(biāo)稱100流明/W的LED采用本發(fā)明的技術(shù)后，光效由P麗 模式下的60流明/W提高到152流明/W。由于脈沖供電方式的整體供電時間短，能耗遠小 于直流恒流模式或P麗模式，實現(xiàn)了光效增加、光衰大大減緩、使用壽命大大延長的效果， 同時節(jié)約了大量用于散熱的金屬材料，降低了成本，減小了體積，為光源實現(xiàn)精薄輕鋪平了 道路。 以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的說明。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2a是現(xiàn)有的P麗模式波形圖。圖2b是本發(fā)明的脈沖恒流波形圖。
圖3是本發(fā)明的電路圖。
具體實施例方式
參見圖1、2、3。 本發(fā)明采用脈沖源間歇驅(qū)動LED的方法，脈沖之間的間隙時間可以根據(jù)人眼的感 光特性設(shè)定，通過調(diào)節(jié)脈沖頻率使人眼無絲毫光閃感覺為最佳頻率，兼顧光效、光質(zhì)、節(jié)能 及長壽。 本發(fā)明的LED驅(qū)動電路，包括第一電源電路、脈沖源電路和第二電源電路；所述第 一電源電路為脈沖源電路和第二電源電路供電，所述脈沖源電路與第二電源電路連接，第 二電源電路依據(jù)脈沖源電路提供的脈沖信號向LED輸出脈沖電源。 所述第一電源電路包括瞬態(tài)過壓保護電路1、保險絲2、整流電路3、電容保護濾波 電路4和開關(guān)穩(wěn)壓電源5。 所述脈沖源電路產(chǎn)生的脈沖可調(diào)整頻率和脈寬，為第二電源電路提供脈沖控制信號。 所述第二電源電路為可調(diào)脈沖恒流電源9。 在實施例中，脈沖源電路是一個頻率可調(diào)的脈沖發(fā)生器。由于可調(diào)脈沖恒流電源 需要負脈沖控制，所以設(shè)置有倒相電路8，倒相后變成負脈沖。 更具體的實施例參見圖1、圖3。圖3將主要的模塊以虛線框的形式標(biāo)出。 瞬態(tài)過壓保護電路1在市電進入的門戶處設(shè)第一道防線，一切可能出現(xiàn)的瞬態(tài)高
壓如雷電等統(tǒng)統(tǒng)將其旁路掉。其采用壓敏電阻的壓敏特性實現(xiàn)保護作用地。 保險絲2采用一只正溫度系數(shù)熱敏電阻，起過流保護作用，過流解除后自動解除
阻斷恢復(fù)供電。 電容保護濾波電路4具有串聯(lián)充電并聯(lián)放電、濾波儲能的特性。該電路的主要任 務(wù)是濾波儲能，為保證它的可靠性，使兩個電容都只承受E1的1/2電壓，采用串聯(lián)充電?？?選擇足夠的容量，采用并聯(lián)放電輸出，為開關(guān)穩(wěn)壓電源5和輔助電源6供電。
現(xiàn)有技術(shù)的LED驅(qū)動電路皆采用電解電容。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)電解電容是影響LED整 體使用壽命的一個重要因素。因電解電容器使用壽命過短，而LED本身比較耐用，在系統(tǒng) 中形成短板效應(yīng)。本發(fā)明采用性能優(yōu)異的陶瓷電容，雖然陶瓷電容目前在容量方面不及電解電容，但其1 P f的濾波儲能效果等于10 y f的電解電容，且沒有寄生電感。在LED光源 電路中并不需要太大容量的濾波儲能電容，況且用串聯(lián)充電并聯(lián)放電方法可使容量成倍增 加，故陶瓷電容在LED驅(qū)動中有獨特的優(yōu)勢。 開關(guān)穩(wěn)壓電源5由開關(guān)管、頻率可調(diào)的脈沖電路單元、反饋穩(wěn)壓單元、異常保護單
元、微型平面變壓器及輸出電路組成，作為可調(diào)脈沖恒流電源的穩(wěn)定直流電源。 經(jīng)過研究分析發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中影響LED壽命和可靠性的另重要因素是開關(guān)管和
變壓器。現(xiàn)有技術(shù)中LED驅(qū)動電路的開關(guān)電源采用傳統(tǒng)高頻變壓器。傳統(tǒng)高頻變壓器的初
次級都是用不同變比線包配以磁芯而制成，內(nèi)阻高而且損耗大效率低，尤其是漏感會引發(fā)
瞬態(tài)尖峰電壓，疊加在電源電壓上極大的威脅著開關(guān)管的安全，使得開關(guān)電源的可靠性下
降。盡管現(xiàn)有技術(shù)有增加鉗位電路來保護，但開關(guān)管還是常被擊穿。 本發(fā)明采用不需線包的更小的微型的平面變壓器。它的原邊和副邊是印制在印刷 電路板上，而且原副邊匝數(shù)都很少，將磁芯插入印制板封固即成。其變比不僅與原副邊匝數(shù) 有關(guān)，更與磁芯個數(shù)有關(guān)。高頻微型平面變壓器的內(nèi)阻和漏感都極小，大大增強了開關(guān)管的 可靠性，亦提高了 LED系統(tǒng)的使用壽命和效率。 通過對電容和變壓器的優(yōu)化選擇，本發(fā)明消除了影響LED壽命的重要因素，大幅 度的提高了 LED的使用壽命。 由于脈沖源電路7、倒相電路8及可調(diào)脈沖恒流電源9都需要低壓穩(wěn)定直流電源供 電，所以設(shè)有輔助電源電路6 ，用于提供較開關(guān)穩(wěn)壓電源電壓更低的供電。
脈沖源電路7是一個頻率可調(diào)的脈沖發(fā)生器。 由于可調(diào)脈沖恒流電源9需要負脈沖控制，所以經(jīng)倒相電路8倒相后變成負脈沖。
可調(diào)脈沖恒流電源9 :本實施例用三個8腳的IC組成三基色可調(diào)脈沖恒流電源電 路實現(xiàn)驅(qū)動三串(紅綠蘭)三基色大功率LED并且能分別調(diào)整以達混色之目的。此電路 在負脈沖的控制下分別驅(qū)動對應(yīng)的脈沖恒流終端——達林頓管。達林頓管發(fā)射極輸出驅(qū)動 LED串。每路LED串的末端與地之間接一個反饋電阻，該電阻上的電壓反饋到對應(yīng)的可調(diào)脈 沖恒流電源以瞬時檢測LED串的工作狀況并及時的加以控制或保護。 每串LED的驅(qū)動脈沖的電流幅度可由對應(yīng)IC的2腳電位器調(diào)定。混色調(diào)定后，其 總亮度可通過調(diào)節(jié)脈沖源電路的脈沖頻率電位器調(diào)節(jié)。 本實施例采用可調(diào)脈沖恒流電源驅(qū)動LED,恒流即為脈沖的峰值系一經(jīng)調(diào)整確定 后即保持恒定，其脈沖電流示意圖如圖2。雖然本發(fā)明的輸出的脈沖可采用方波形式，但其 占空比遠遠低于現(xiàn)有技術(shù)的P麗驅(qū)動。以驅(qū)動同一只光效為100流明lw的LED為例，本發(fā) 明的脈沖峰值可遠遠高于P麗驅(qū)動方式。例如，現(xiàn)有的P麗驅(qū)動方式的占空比約為50% 98%，本發(fā)明的脈沖寬度極小，占空比可低至18%甚至更低?，F(xiàn)有的LED技術(shù)標(biāo)準限定了 LED的標(biāo)稱值，超出標(biāo)稱值即會導(dǎo)致LED燒毀，故現(xiàn)有的直流模式和P麗方式的電流不能超 過標(biāo)稱值，通常工作在標(biāo)稱值的80%左右，而本發(fā)明的脈沖峰值可達標(biāo)稱值的150%，這是 本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)的根本差異。 需要說明的是，脈沖恒流方式是驅(qū)動LED的最佳方式，若是脈沖的幅度有輕微的
變化，其效果可能與本實施例略有差異，但其依然屬于本發(fā)明的權(quán)利范圍之內(nèi)。 本發(fā)明的說明書已經(jīng)對原理及技術(shù)實現(xiàn)作了充分說明，本發(fā)明的功能模塊的具體
結(jié)構(gòu)皆可采用現(xiàn)有技術(shù)，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員完全能夠根據(jù)說明書實施本發(fā)明，故對模塊的內(nèi)部具體結(jié)構(gòu)不再贅述。本發(fā)明的第一個要點是采用脈沖驅(qū)動LED,第二個要點是優(yōu)化 了電容和變壓器，一切基于本發(fā)明構(gòu)思的其他變形亦屬本發(fā)明的權(quán)利范圍。
權(quán)利要求
LED驅(qū)動方法，其特征在于，采用脈沖電源驅(qū)動LED。
2. 如權(quán)利要求1所述的LED驅(qū)動方法，其特征在于，所述脈沖電源為脈沖恒流電源。
3. 如權(quán)利要求2所述的LED驅(qū)動方法，其特征在于，所述脈沖恒流電源的脈沖底值為 O，峰值大于LED標(biāo)稱值。
4. LED驅(qū)動電路，其特征在于，包括第一 電源電路、脈沖源電路和第二電源電路；所述 第一電源電路為脈沖源電路和第二電源電路供電，所述脈沖源電路與第二電源電路連接， 第二電源電路依據(jù)脈沖源電路提供的脈沖信號向LED輸出脈沖電源。
5. 如權(quán)利要求4所述的LED驅(qū)動電路，其特征在于，所述第二電源電路為脈沖恒流電源。
6. 如權(quán)利要求4所述的LED驅(qū)動電路，其特征在于，所述脈沖源電路為可調(diào)整脈沖頻率 和脈寬的脈沖源電路，所述第二電源電路為可調(diào)脈沖恒流電源(9)。
7. 如權(quán)利要求4所述的LED驅(qū)動電路，其特征在于，所述第一電源電路包括整流電路 (3)、電容保護濾波電路(4)和開關(guān)穩(wěn)壓電源(5);所述電容保護濾波電路(4)為采用陶瓷 電容的串聯(lián)充電并聯(lián)放電電容保護濾波電路；所述開關(guān)穩(wěn)壓電源(5)的變壓器為平面變壓 器。
8. 如權(quán)利要求4所述的LED驅(qū)動電路，其特征在于，所述第二電源電路輸出的脈沖電源 的底值為0。
9. 如權(quán)利要求4所述的LED驅(qū)動電路，其特征在于，所述第二電源電路輸出的脈沖電源 的峰值大于LED標(biāo)稱值。
10. 具有權(quán)利要求4、5、6、7、8或9所述LED驅(qū)動電路的LED光源裝置。
全文摘要
LED驅(qū)動方法、LED驅(qū)動電路及LED光源裝置，涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及電光源技術(shù)。本發(fā)明采用脈沖電源驅(qū)動LED。本發(fā)明從根本上摒棄了LED的直流控制和直流占空比控制，本發(fā)明的脈沖底值可以為0，使LED的驅(qū)動電路從電源到末級全工作在真正的開關(guān)狀態(tài)。在關(guān)斷的時間內(nèi)(相鄰脈沖之間)LED不耗電，并且得到了充分休息，不再發(fā)熱，因而具有更高的工作效率。
文檔編號H02M9/02GK101707835SQ200910216139
公開日2010年5月12日 申請日期2009年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月4日
發(fā)明者張書林 申請人:張書林;鄢貴勇