一種led照明設(shè)備和驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種LED照明設(shè)備，更具體地，涉及一種LED照明設(shè)備的驅(qū)動(dòng)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]LED (Light Emitting D1de，發(fā)光二極管)燈具正在迅速取代傳統(tǒng)的白熾燈。與白熾燈相比，LED燈具有發(fā)光效率高、低耗電、可調(diào)色溫、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。在LED燈具的各個(gè)部件中，電源和驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。由于LED的光特性與電流直接相關(guān)，因此LED通常采用恒流驅(qū)動(dòng)，以保證對(duì)LED亮度、色度的準(zhǔn)確調(diào)節(jié)，同時(shí)避免驅(qū)動(dòng)電流超出額定值，影響可靠性和壽命。
[0003]例如公開號(hào)為CN101572972的發(fā)明專利文件公開了一種可調(diào)光恒流源電路，包括EMC防護(hù)電路、PFC校正電路、恒流源電路和調(diào)光控制電路。其中EMC防護(hù)電路的輸入端接到外部AC220V輸入，輸出端連接到PFC校正電路，由PFC校正電路輸出恒壓信號(hào)給恒流源電路和調(diào)光控制電路，由恒流源輸出端驅(qū)動(dòng)外部燈具，調(diào)光控制電路的輸出端輸出脈寬調(diào)制信號(hào)驅(qū)動(dòng)恒流源，以達(dá)到調(diào)光目的。這樣的電路恒流源的輸出和輸入沒有電氣隔離，這種情況要求燈具外殼本身具有良好的電氣隔離，方能保證安全。因此，這種不隔離的LED燈具通常用在商用照明和路燈中，即只有專業(yè)訓(xùn)練的電工才會(huì)接觸的場(chǎng)合。另外，如果恒流源的輸出和輸入采用開關(guān)電源變壓器實(shí)現(xiàn)電氣隔離，這種情況下，開關(guān)電源的工作頻率通常為20kHz?70kHz，這樣的工作頻率對(duì)脈寬調(diào)制信號(hào)(通常為500Hz?IkHz)的響應(yīng)不夠靈敏，即燈具無法調(diào)節(jié)到較低的亮度。通常的實(shí)現(xiàn)中，當(dāng)脈寬調(diào)制信號(hào)的占空比小于10%左右時(shí)，燈具就會(huì)直接熄滅。
[0004]綜上，這種單級(jí)恒流驅(qū)動(dòng)的效果難以令人滿意，尤其是對(duì)于功率較大的LED燈具。
[0005]因此，需要性能更穩(wěn)定的電源和驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)，以及成本更低的調(diào)光控制電路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為此，本發(fā)明提供一種LED照明設(shè)備和驅(qū)動(dòng)電路，以力圖解決或者至少緩解上面存在的至少一個(gè)問題。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種LED燈具電源驅(qū)動(dòng)電路，包括:整流濾波單元，用于將交流電進(jìn)行整流和濾波以輸出第一直流電壓；恒壓電源單元，用于將由整流濾波單元輸出的第一直流電壓轉(zhuǎn)換為第二直流電壓并輸出恒定電壓；恒流驅(qū)動(dòng)單元，用于將恒壓電源單元輸出的恒定電壓進(jìn)行恒流變換以輸出恒定電流至LED光源；和調(diào)光調(diào)色控制單元，用于通過輸出第一脈寬調(diào)制信號(hào)和第二脈寬調(diào)制信號(hào)來調(diào)節(jié)LED光源的亮度和冷暖，其中恒壓電源單元為隔離型，恒流驅(qū)動(dòng)單元為非隔離型。
[0008]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的LED燈具電源驅(qū)動(dòng)電路中，恒壓電源單元包括用于電氣隔離的隔離部件。
[0009]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的LED燈具電源驅(qū)動(dòng)電路中，還包括:冷暖光切換單元，用于調(diào)節(jié)LED光源的冷暖色調(diào)，其中第一脈寬調(diào)制信號(hào)被輸出至恒流驅(qū)動(dòng)單元，第二脈寬調(diào)制信號(hào)被輸出至冷暖光切換單元。
[0010]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的LED燈具電源驅(qū)動(dòng)電路中，LED光源包括具有不同色溫的至少第一組LED發(fā)光器件和第二組LED發(fā)光器件，該冷暖光切換單元包括:第一開關(guān)器件(Ql)，與第一組LED發(fā)光器件的第一串聯(lián)支路連接在恒流驅(qū)動(dòng)單元的第一輸出端和第二輸出端之間；第二開關(guān)器件(Q2)，與第二組LED發(fā)光器件的第二串聯(lián)支路連接在恒流驅(qū)動(dòng)單元的第一輸出端和第二輸出端之間；第一分壓支路，包括串聯(lián)的第一電阻(R1)、第二電阻(R2)和第三電阻(R3);第三開關(guān)器件(Q3)，其與分壓支路的第三串聯(lián)支路連接在恒流驅(qū)動(dòng)單元的第一輸出端與接地端之間；第二分壓支路，包括串聯(lián)在恒流驅(qū)動(dòng)單元的第一輸出端和第二輸出端之間的第四電阻(R4)和第五電阻(R5);和第四開關(guān)器件(Q4)，其與第四電阻(R4)并聯(lián)，其中第三開關(guān)器件的選通端接收來自調(diào)光調(diào)色控制單元的第二脈寬調(diào)制信號(hào)，其中第一開關(guān)器件(Ql)的選通端連接在第二電阻(R2)與第三電阻(R3)之間，第二開關(guān)器件(Q2)的選通端連接到第四電阻(R4)和第五電阻(R5)之間，第四開關(guān)器件(Q4)的選通端連接到第一電阻(Rl)和第二電阻(R2)之間。
[0011 ] 可選地，在根據(jù)本發(fā)明的LED燈具電源驅(qū)動(dòng)電路中，第三開關(guān)器件包括NPN型三極管，第三開關(guān)器件的選通端為基極，基極經(jīng)由第六電阻(R6)接收第二脈寬調(diào)制信號(hào)并且經(jīng)由第七電阻(R7)連接到接地端，第三開關(guān)器件的集電極連接到第三電阻(R3)，發(fā)射極連接到接地端。
[0012]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的LED燈具電源驅(qū)動(dòng)電路中，第四開關(guān)器件包括PNP型三極管，第四開關(guān)器件的選通端為基極，第四開關(guān)器件的發(fā)射極連接到恒流驅(qū)動(dòng)單元的第一輸出端，第四開關(guān)器件的集電極連接到第四電阻(R4)與第五電阻(R5)之間。
[0013]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的LED燈具電源驅(qū)動(dòng)電路中，第一開關(guān)器件包括PMOS管，第一開關(guān)器件的選通端為柵極，第一開關(guān)器件的漏極與第一組LED發(fā)光器件相連，第一開關(guān)器件的源極連接到恒流驅(qū)動(dòng)單元的第一輸出端。
[0014]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的LED燈具電源驅(qū)動(dòng)電路中，第二開關(guān)器件包括PMOS管，第二開關(guān)器件的選通端為柵極，第二開關(guān)器件的漏極與第二組LED發(fā)光器件相連，第二開關(guān)器件的源極連接到恒流驅(qū)動(dòng)單元的第一輸出端。
[0015]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的LED燈具電源驅(qū)動(dòng)電路中，還包括EMI濾波單元，用于抑制電網(wǎng)和電子元件自身產(chǎn)生的電磁干擾。
[0016]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的LED燈具電源驅(qū)動(dòng)電路中，恒流驅(qū)動(dòng)單元工作頻率范圍為 600kHz 至 100kHz。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種LED照明設(shè)備，包括如上所述的LED燈具電源驅(qū)動(dòng)電路和LED光源。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的LED燈具電源驅(qū)動(dòng)電路方案，采用了恒壓恒流兩極驅(qū)動(dòng)，一方面恒壓開關(guān)電源通過變壓器實(shí)現(xiàn)了電路輸出和市電隔離，從而確保電路的安全性；另一方面由于恒流驅(qū)動(dòng)單元采用低壓非隔離結(jié)構(gòu)，工作頻率遠(yuǎn)高于調(diào)光脈寬調(diào)制信號(hào)，因此可以實(shí)現(xiàn)精度很高的亮度調(diào)節(jié)，以及低于5%額定功率的低亮度情況下的穩(wěn)定照明。
[0019]另外，根據(jù)本發(fā)明的LED燈具電源驅(qū)動(dòng)電路方案，采用了利用單個(gè)恒流驅(qū)動(dòng)單元實(shí)現(xiàn)的冷暖切換電路，不僅節(jié)約了成本，并且由于在調(diào)節(jié)冷暖時(shí)單個(gè)恒流電源輸出電流是穩(wěn)定不變的，因此調(diào)節(jié)冷暖時(shí)，整個(gè)燈具的發(fā)光亮度不會(huì)變化。
[0020]綜上，本發(fā)明能夠提供性能更穩(wěn)定的LED電源和驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)，以及成本更低的調(diào)光控制電路。
【附圖說明】
[0021]為了實(shí)現(xiàn)上述以及相關(guān)目的，本文結(jié)合下面的描述和附圖來描述某些說明性方面，這些方面指示了可以實(shí)踐本文所公開的原理的各種方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保護(hù)的主題的范圍內(nèi)。通過結(jié)合附圖閱讀下面的詳細(xì)描述，本公開的上述以及其它目的、特征和優(yōu)勢(shì)將變得更加明顯。遍及本公開，相同的附圖標(biāo)記通常指代相同的部件或元素。
[0022]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方式的LED燈具電源驅(qū)動(dòng)電路100的結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方式的LED燈具電源驅(qū)動(dòng)電路100的冷暖光切換單元150的電路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開的示例性實(shí)施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實(shí)施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施例所限制。相反，提供這些實(shí)施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
[0025]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的LED燈具電源驅(qū)動(dòng)電路100的結(jié)構(gòu)示意圖。該LED燈具電源的驅(qū)動(dòng)電路包括:整流濾波單元110、恒壓電源單元120、恒流驅(qū)動(dòng)單元130和調(diào)光調(diào)色控制單元140。
[0026]整流濾波單元110將交流電進(jìn)行整流和濾波以輸出第一直流電壓，例如對(duì)于220V市電輸入的情況，整流濾波后的輸出是不超過400V的直流電。恒壓電源單元120將由整流濾波單元110輸出的第一電壓直流電轉(zhuǎn)換為第二電壓直流電并輸出穩(wěn)定電壓，其中恒壓電源單元120包括用于電氣隔離的隔離部件，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，恒壓電源單元120由恒壓開關(guān)電源和變壓器組成，恒壓開關(guān)電源將高壓直流電(比如不超過400V的直流電)轉(zhuǎn)換為24V低壓直流電，并保持輸出電壓的穩(wěn)定。其中恒壓開關(guān)電源的工作頻率為20kHz至70kHz。恒壓開關(guān)電源通過變壓器實(shí)現(xiàn)了輸出級(jí)和輸入級(jí)(市電)的隔離，從而保證其后續(xù)所有電路的安全性。恒流驅(qū)動(dòng)單元130與恒壓電源單元120相連，將恒壓電源單元120輸出的恒定電壓進(jìn)行恒流變換以輸出恒定電流至LED光源，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該恒定電流保持在250mA至300mA，恒流驅(qū)動(dòng)單元130的工作頻率范圍為600kHz至1000kHz。應(yīng)當(dāng)注意的是，該恒壓電源單元120為隔離型，恒流驅(qū)動(dòng)單元130為非隔離型。另外，調(diào)光調(diào)色控制單元140輸出兩路脈寬調(diào)制信號(hào)，分別用來調(diào)節(jié)LED光源的亮度和冷暖。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該驅(qū)動(dòng)電路100還包括冷暖光切換單元150，用于調(diào)節(jié)LED光源的冷暖色調(diào)。即上述兩路脈寬調(diào)制信號(hào)中，第一脈寬調(diào)制信號(hào)被輸出至恒流驅(qū)動(dòng)單元130以調(diào)節(jié)光的亮度，第二脈寬調(diào)制信號(hào)被輸出至冷暖光切換單元150以調(diào)節(jié)光的冷暖色調(diào)，而后將冷暖光切換單元150的輸出給LED發(fā)光器件。
[0028]其中，LED光源包括具有不同色溫的至少第一組LED發(fā)光器件和第二組LED發(fā)光器件。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該驅(qū)動(dòng)電路100還包括EMI濾波單元160，其輸入端接到外部電源AV220V的輸入，用于抑制電網(wǎng)和電子元件自身產(chǎn)生的電磁干擾，而后將交流電輸出給整流濾波單元110。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的恒壓恒流兩級(jí)驅(qū)動(dòng)電路，通過恒壓電源單元實(shí)現(xiàn)了電路輸出和市電隔離，保障了電路的安全性；同時(shí)非隔離恒流驅(qū)動(dòng)單元以600kHz至100kHz的頻率調(diào)節(jié)脈寬調(diào)制信號(hào)(通常為IkHz)，可以實(shí)現(xiàn)精度很高的亮度調(diào)節(jié)，以及亮度低于5%以下的低亮度輸出。
[0031]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的冷暖光切換單元150的電路示意圖。冷暖光切換單元150包括:第一開關(guān)器件Ql，與第一組LED發(fā)光器件(LED_P1，LED_N)的第一串聯(lián)支路連接在恒流驅(qū)動(dòng)單元的第一輸出端和第二輸出端之間；第二開關(guān)