專利名稱：一種具有智能調(diào)光功能的反激式路燈照明led恒流驅(qū)動電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及路燈照明LED驅(qū)動電源。
背景技術(shù)：
LED照明技術(shù)具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長和易控制等優(yōu)點(diǎn)，是21世紀(jì)最具發(fā)展前景的 高技術(shù)領(lǐng)域之一。在LED照明產(chǎn)業(yè)如此光明的前景下，針對照明領(lǐng)域的不同應(yīng)用，各種LED 燈的驅(qū)動電源也在迅速發(fā)展，現(xiàn)有LED驅(qū)動電源大都采用開關(guān)電源技術(shù)。隨著技術(shù)的發(fā)展 出現(xiàn)了采用隔離式結(jié)構(gòu)且具有功率因數(shù)校正(PFC)功能的驅(qū)動電路，大大提高了 LED驅(qū)動 電路的可靠性和電能利用效率。另外，LED的特性決定了要保持其亮度恒定和防止燒壞，采 用恒流源驅(qū)動是理想的方法。而給LED供電的初級電源幾乎都是電壓源，所以恒流源驅(qū)動 電路實(shí)際上是一個電壓_電流變換器。而這個電壓_電流變換器的轉(zhuǎn)換效率和電流的穩(wěn)定 性成為LED恒流驅(qū)動電路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之一，隨著各種具有高集成度的LED專用恒流驅(qū)動芯 片不斷走向市場，應(yīng)用也趨于成熟。再者，LED的調(diào)光方法分為模擬調(diào)光和PWM調(diào)光。模擬 調(diào)光是通過改變流過LED的電流大小實(shí)現(xiàn)光亮的變化，其缺點(diǎn)是電流的改變也會導(dǎo)致色偏 現(xiàn)象的產(chǎn)生。而PWM調(diào)光則是保持電流大小恒定，以一定頻率開通和關(guān)斷LED，通過改變開 通和關(guān)斷的時間比來實(shí)現(xiàn)調(diào)光能保證調(diào)光過程中的色純度，因此PWM調(diào)光更適合于LED照 明系統(tǒng)。諧振式LED驅(qū)動電源是目前市面上用的最多的一種隔離式LED驅(qū)動電源，但這種 LED驅(qū)動電路電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本偏高。專利ZL200820062043. 2提出了一種反激式LED驅(qū) 動電路，但該驅(qū)動電路仍為恒壓電源。目前結(jié)構(gòu)簡單、且同時具有輸入功率因數(shù)校正(PFC) 功能和PWM調(diào)光功能的反激式LED恒流驅(qū)動電源的報道尚未查實(shí)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為了克服現(xiàn)有LED驅(qū)動電路的不足，提供一種反激式通用照明LED恒 流驅(qū)動電路，該電路具有隔離式LED驅(qū)動電路可靠性高的特點(diǎn)，同時還具有功率因數(shù)校正 功能和智能PWM調(diào)光控制功能，具有電流穩(wěn)定性好，效率高，電路簡單，功能強(qiáng)大、成本低的 優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型詳細(xì)技術(shù)方案如下一種具有智能調(diào)光功能的反激式路燈照明LED恒流驅(qū)動電源，如圖1所示，由整流 濾波電路、前級反激式DC-DC恒壓源電路、后級DC-DC恒流源電路、智能PWM調(diào)光控制電路 四部分構(gòu)成。所述整流濾波電路由橋式整流器Bi、高頻濾波小電容Cl組成，交流市電輸入到橋 式整流器Bl的兩個輸入端，橋式整流器Bl的兩個輸出端之間跨接高頻濾波小電容Cl，實(shí)現(xiàn) 對輸入市電的整流和濾波。橋式整流器Bl的第一輸出端A輸出直流電壓，第二輸出端B接 地 GDN0[0008]所述前級反激式DC-DC恒壓源電路由美國安森美公司的電源管理芯片NCP1653、 隔離式開關(guān)變壓器Tl、光耦合器U1、電阻Rl、R2、R3、R4、電容C2、C3、C4、二極管DUMOS開 關(guān)管Ql和一個15V直流電源組成。如圖2所示，芯片NCP1653的管腳1與光耦合器Ul的管 腳3相連；芯片NCP1653的管腳2通過電容C2與芯片地GND_IC相連；芯片NCP1653的管腳 3通過電阻Rl與橋式整流器Bl的第一輸出端A相連；芯片NCP1653的管腳4接地GND ；芯 片NCP1653的管腳5通過電阻R2與電容C3的并聯(lián)電路后接芯片地；芯片NCP1653 的管腳6接芯片地；芯片NCP1653的管腳7接MOS開關(guān)管Ql的柵極；芯片NCP1653 的管腳8與15V直流電源的正極相連，15V直流電源的負(fù)極接芯片地GND_IC ；電阻R3跨接 在地GND和芯片地GND_IC之間。隔離式開關(guān)變壓器Tl的初級繞組的第一端口 C接橋式整 流器Bl的第一輸出端A，隔離式開關(guān)變壓器Tl的初級繞組的第二端口 D接MOS開關(guān)管Ql 的漏極，MOS開關(guān)管Ql的源極接芯片地GND_IC。隔離式開關(guān)變壓器Tl次級繞組的第一端 口 E接二極管Dl的正極，隔離式開關(guān)變壓器Tl次級繞組的第二端口 F接電容C4的負(fù)極并 接輸出地GND_0UT，二極管Dl的負(fù)極接電容C4的正極并作為前級反激式DC-DC恒壓源電路 的輸出端G。光耦合器Ul的管腳1通過電阻R4與二極管Dl的負(fù)極相連，光耦合器Ul的管 腳2接輸出地GND_0UT ；光耦合器Ul的管腳3接芯片NCP1653的管腳1 ；光耦合器Ul的管 腳4與15V直流電源的正極相連。前級反激式DC-DC恒壓源電路與整流濾波電路一起實(shí)現(xiàn)輸入功率因數(shù)校正和交 流輸入轉(zhuǎn)直流恒壓輸出功能。所述后級DC-DC恒流源電路包括一路以上DC-DC恒流輸出電路，每一路DC-DC恒 流輸出電路均為Buck型DC-DC變換器，工作模式為連續(xù)工作模式，以前級反激式DC-DC恒 壓源電路的輸出為輸入，實(shí)現(xiàn)從恒壓到恒流功能的轉(zhuǎn)變。每一路DC-DC恒流輸出電路由美 國國家半導(dǎo)體公司的電源管理芯片LM34041、電感Li、電阻R5、R6、電容C5、C6、二極管D2以 及若干個串聯(lián)的LED照明負(fù)載組成。如圖2所示，芯片LM3404的管腳1 一方面通過電感Ll 與若干個串聯(lián)的LED照明負(fù)載的正極相連，另一方面與二極管D2的負(fù)極相連，二極管D2的 正極接輸出地GND_0UT ；芯片LM3404的管腳2通過電容C5與芯片LM3404的管腳1相連； 芯片LM3404的管腳3接智能PWM調(diào)光控制電路的一個I/O輸出端；芯片LM3404的管腳4 接輸出地GND_0UT ；芯片LM3404的管腳5接LED陣列的負(fù)極的同時通過電阻R6接輸出地 GND_0UT ；芯片LM3404的管腳6通過電阻R5接芯片LM3404的管腳8 ；芯片LM3404的管腳 7通過電容C6接輸出地GND_0UT ；芯片LM3404的管腳8接前級反激式DC-DC恒壓源電路的 輸出端G。所述智能PWM調(diào)光控制電路以單片機(jī)為控制核心與電源管理芯片LM3404 —起實(shí) 現(xiàn)智能PWM調(diào)光功能。如圖2所示，任意選取單片機(jī)除去PO 口的其他I/O 口作為輸出端分 別與每一路DC-DC恒流輸出電路中的芯片LM3404的管腳3相連，通過單片機(jī)I/O 口輸出多 路不同的PWM定時調(diào)光控制信號來控制每一路恒流輸出電路中芯片LM3404的工作狀態(tài)以 實(shí)現(xiàn)智能調(diào)光的目的。所述智能PWM調(diào)光控制電路的VCC端口接5V直流電源的正極，GND 端口接5V直流電源的負(fù)極的同時接輸出地GND_0UT。單片機(jī)的外圍電路因?yàn)槭峭ㄓ眠B接方 式，因此這里對本部分電路不再詳細(xì)描述。本實(shí)用新型具有以下特點(diǎn)1、采用安森美公司的電源管理芯片NCP1653作為前級反激式DC-DC恒壓源電路的控制核心，實(shí)現(xiàn)了功率因數(shù)校正(PFC)功能，可獲得很高的功率因數(shù)，大大提高了電能利用率。2、采用了隔離式開關(guān)變壓器，實(shí)現(xiàn)了前后級的隔離，使得整個電路更加安全可靠。3、采用美國國家半導(dǎo)體公司的電源管理芯片LM3404，具有轉(zhuǎn)換效率高、輸出電流 穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，同時使電路具有過流、過溫、LED開路保護(hù)的功能。4、該電路以單片機(jī)來作為PWM調(diào)光控制的核心，通過對單片機(jī)的程序?qū)懭肟蓪?shí)現(xiàn) 各種不同的調(diào)光方案，使產(chǎn)品真正滿足不同客戶的需求。

圖1為本實(shí)用新型電路原理框圖。圖2為本實(shí)用新型具體電路圖。
具體實(shí)施方式
一種具有智能調(diào)光功能的反激式路燈照明LED恒流驅(qū)動電源，如圖1所示，由整流 濾波電路、前級反激式DC-DC恒壓源電路、后級DC-DC恒流源電路、智能PWM調(diào)光控制電路 四部分構(gòu)成。所述整流濾波電路由橋式整流器Bl、高頻濾波小電容Cl組成，交流市電輸入到橋 式整流器Bl的兩個輸入端，橋式整流器Bl的兩個輸出端之間跨接高頻濾波小電容Cl，實(shí)現(xiàn) 對輸入市電的整流和濾波。橋式整流器Bl的第一輸出端A輸出直流電壓，第二輸出端B接 地 GDN0所述前級反激式DC-DC恒壓源電路由美國安森美公司的電源管理芯片NCP1653、 隔離式開關(guān)變壓器Tl、光耦合器U1、電阻Rl、R2、R3、R4、電容C2、C3、C4、二極管DUMOS開 關(guān)管Ql和一個15V直流電源組成。如圖2所示，芯片NCP1653的管腳1與光耦合器Ul的管 腳3相連；芯片NCP1653的管腳2通過電容C2與芯片地GND_IC相連；芯片NCP1653的管腳 3通過電阻Rl與橋式整流器Bl的第一輸出端A相連；芯片NCP1653的管腳4接地GND ；芯 片NCP1653的管腳5通過電阻R2與電容C3的并聯(lián)電路后接芯片地；芯片NCP1653 的管腳6接芯片地；芯片NCP1653的管腳7接MOS開關(guān)管Ql的柵極；芯片NCP1653 的管腳8與15V直流電源的正極相連，15V直流電源的負(fù)極接芯片地GND_IC ；電阻R3跨接 在地GND和芯片地GND_IC之間。隔離式開關(guān)變壓器Tl的初級繞組的第一端口 C接橋式整 流器Bl的第一輸出端A，隔離式開關(guān)變壓器Tl的初級繞組的第二端口 D接MOS開關(guān)管Ql 的漏極，MOS開關(guān)管Ql的源極接芯片地GND_IC。隔離式開關(guān)變壓器Tl次級繞組的第一端 口 E接二極管Dl的正極，隔離式開關(guān)變壓器Tl次級繞組的第二端口 F接電容C4的負(fù)極并 接輸出地GND_0UT，二極管Dl的負(fù)極接電容C4的正極并作為前級反激式DC-DC恒壓源電路 的輸出端G。光耦合器Ul的管腳1通過電阻R4與二極管Dl的負(fù)極相連，光耦合器Ul的管 腳2接輸出地GND_0UT ；光耦合器Ul的管腳3接芯片NCP1653的管腳1 ；光耦合器Ul的管 腳4與15V直流電源的正極相連。前級反激式DC-DC恒壓源電路與整流濾波電路一起實(shí)現(xiàn)輸入功率因數(shù)校正和交 流輸入轉(zhuǎn)直流恒壓輸出功能。所述后級DC-DC恒流源電路包括一路以上DC-DC恒流輸出電路，每一路DC-DC恒流輸出電路均為Buck型DC-DC變換器，工作模式為連續(xù)工作模式，以前級反激式DC-DC恒 壓源電路的輸出為輸入，實(shí)現(xiàn)從恒壓到恒流功能的轉(zhuǎn)變。每一路DC-DC恒流輸出電路由美 國國家半導(dǎo)體公司的電源管理芯片LM34041、電感Li、電阻R5、R6、電容C5、C6、二極管D2以 及若干個串聯(lián)的LED照明負(fù)載組成。如圖2所示，芯片LM3404的管腳1 一方面通過電感Ll 與若干個串聯(lián)的LED照明負(fù)載的正極相連，另一方面與二極管D2的負(fù)極相連，二極管D2的 正極接輸出地GND_0UT ；芯片LM3404的管腳2通過電容C5與芯片LM3404的管腳1相連； 芯片LM3404的管腳3接智能PWM調(diào)光控制電路的一個I/O輸出端；芯片LM3404的管腳4 接輸出地GND_0UT ；芯片LM3404的管腳5接LED陣列的負(fù)極的同時通過電阻R6接輸出地 GND_0UT ；芯片LM3404的管腳6通過電阻R5接芯片LM3404的管腳8 ；芯片LM3404的管腳 7通過電容C6接輸出地GND_0UT ；芯片LM3404的管腳8接前級反激式DC-DC恒壓源電路的 輸出端G。所述智能PWM調(diào)光控制電路以單片機(jī)為控制核心與電源管理芯片LM3404 —起實(shí) 現(xiàn)智能PWM調(diào)光功能。如圖2所示，任意選取單片機(jī)除去PO 口的其他I/O 口作為輸出端分 別與每一路DC-DC恒流輸出電路中的芯片LM3404的管腳3相連，通過單片機(jī)I/O 口輸出多 路不同的PWM定時調(diào)光控制信號來控制每一路恒流輸出電路中芯片LM3404的工作狀態(tài)以 實(shí)現(xiàn)智能調(diào)光的目的。所述智能PWM調(diào)光控制電路的VCC端口接5V直流電源的正極，GND 端口接5V直流電源的負(fù)極的同時接輸出地GND_0UT。單片機(jī)的外圍電路因?yàn)槭峭ㄓ眠B接方 式，因此這里對本部分電路不再詳細(xì)描述。如圖2所示，芯片NCP1653的Drv端(第7管腳)為芯片輸出端，用來驅(qū)動MOS開 關(guān)管Ql的開啟和關(guān)斷；芯片NCP1653的CS端(第4管腳)檢測支路電流以改變輸出脈沖 寬度，實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正(PFC)功能；芯片NCP1653的FB端(第1管腳)檢測光耦合器的 反饋信號，使得前級反激式DC-DC恒壓源電路的輸出電壓保持恒定；芯片LM3404的CS端 (第5管腳)檢測流過LED串聯(lián)陣列支路的電流以控制內(nèi)部集成開關(guān)管的開啟和關(guān)斷，實(shí)現(xiàn) 恒流輸出功能；芯片LM3404的DIM端(第3管腳)通過接收來自智能PWM調(diào)光控制電路的 PWM方波控制信號從而實(shí)現(xiàn)對LM3404工作狀態(tài)的控制以達(dá)到對LED調(diào)光的目的。
權(quán)利要求一種具有智能調(diào)光功能的反激式路燈照明LED恒流驅(qū)動電源，由整流濾波電路、前級反激式DC DC恒壓源電路、后級DC DC恒流源電路、智能PWM調(diào)光控制電路四部分構(gòu)成；所述整流濾波電路由橋式整流器B1、高頻濾波小電容C1組成，交流市電輸入到橋式整流器B1的兩個輸入端，橋式整流器B1的兩個輸出端之間跨接高頻濾波小電容C1；橋式整流器B1的第一輸出端A輸出直流電壓，第二輸出端B接地GDN；所述前級反激式DC DC恒壓源電路由美國安森美公司的電源管理芯片NCP1653、隔離式開關(guān)變壓器T1、光耦合器U1、電阻R1、R2、R3、R4、電容C2、C3、C4、二極管D1、MOS開關(guān)管Q1和一個15V直流電源組成；芯片NCP1653的管腳1與光耦合器U1的管腳3相連；芯片NCP1653的管腳2通過電容C2與芯片地GND_IC相連；芯片NCP1653的管腳3通過電阻R1與橋式整流器B1的第一輸出端A相連；芯片NCP1653的管腳4接地GND；芯片NCP1653的管腳5通過電阻R2與電容C3的并聯(lián)電路后接芯片地GDN_IC；芯片NCP1653的管腳6接芯片地GDN_IC；芯片NCP1653的管腳7接MOS開關(guān)管Q1的柵極；芯片NCP1653的管腳8與15V直流電源的正極相連，15V直流電源的負(fù)極接芯片地GND_IC；電阻R3跨接在地GND和芯片地GND_IC之間；隔離式開關(guān)變壓器T1的初級繞組的第一端口C接橋式整流器B1的第一輸出端A，隔離式開關(guān)變壓器T1的初級繞組的第二端口D接MOS開關(guān)管Q1的漏極，MOS開關(guān)管Q1的源極接芯片地GND_IC；隔離式開關(guān)變壓器T1次級繞組的第一端口E接二極管D1的正極，隔離式開關(guān)變壓器T1次級繞組的第二端口F接電容C4的負(fù)極并接輸出地GND_OUT，二極管D1的負(fù)極接電容C4的正極并作為前級反激式DC DC恒壓源電路的輸出端G；光耦合器U1的管腳1通過電阻R4與二極管D1的負(fù)極相連，光耦合器U1的管腳2接輸出地GND_OUT；光耦合器U1的管腳3接芯片NCP1653的管腳1；光耦合器U1的管腳4與15V直流電源的正極相連；所述后級DC DC恒流源電路包括一路以上的DC DC恒流輸出電路；每一路DC DC恒流輸出電路由美國國家半導(dǎo)體公司的電源管理芯片LM3404_1、電感L1、電阻R5、R6、電容C5、C6、二極管D2以及若干個串聯(lián)的LED照明負(fù)載組成；芯片LM3404的管腳1一方面通過電感L1與若干個串聯(lián)的LED照明負(fù)載的正極相連，另一方面與二極管D2的負(fù)極相連，二極管D2的正極接輸出地GND_OUT；芯片LM3404的管腳2通過電容C5與芯片LM3404的管腳1相連；芯片LM3404的管腳3接智能PWM調(diào)光控制電路的一個I/O輸出端；芯片LM3404的管腳4接輸出地GND_OUT；芯片LM3404的管腳5接LED陣列的負(fù)極的同時通過電阻R6接輸出地GND_OUT；芯片LM3404的管腳6通過電阻R5接芯片LM3404的管腳8；芯片LM3404的管腳7通過電容C6接輸出地GND_OUT；芯片LM3404的管腳8接前級反激式DC DC恒壓源電路的輸出端G；所述智能PWM調(diào)光控制電路選取任意單片機(jī)除去P0口的其他I/O口作為輸出端分別與每一路DC DC恒流輸出電路中的芯片LM3404的管腳3相連；所述智能PWM調(diào)光控制電路的VCC端口接5V直流電源的正極，GND端口接5V直流電源的負(fù)極的同時接輸出地GND_OUT。
專利摘要本實(shí)用新型屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及路燈照明LED驅(qū)動電源。由整流濾波電路、前級反激式DC-DC恒壓源電路、后級DC-DC恒流源電路以及智能PWM調(diào)光控制電路組成。其中前級反激式DC-DC恒壓電路由功率因數(shù)校正(PFC)+PWM控制芯片NCP1653、光耦隔離檢測電路、隔離式開關(guān)變壓器組成，與整流濾波電路一起實(shí)現(xiàn)輸入功率因數(shù)校正和交流輸入轉(zhuǎn)直流恒壓輸出功能；后級DC-DC恒流源電路為多路恒流輸出電路，每一路恒流輸出電路均為相同結(jié)構(gòu)的Buck型DC-DC變換器，實(shí)現(xiàn)從恒壓到恒流功能的轉(zhuǎn)變。智能PWM調(diào)光控制電路通過多路不同控制信號來控制每一路恒流輸出電路的工作狀態(tài)以實(shí)現(xiàn)智能調(diào)光。本實(shí)用新型較目前常用的LED路燈照明驅(qū)動電源可以節(jié)省大量外圍電路，具有成本低、體積小、調(diào)光智能可控等優(yōu)點(diǎn)，適合批量生產(chǎn)。
文檔編號H02M3/06GK201690655SQ20102020707
公開日2010年12月29日 申請日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者龐振洋, 李志兵, 王慶云, 羅萍, 肖強(qiáng), 胡烽 申請人:電子科技大學(xué)