專(zhuān)利名稱(chēng)：Led路燈恒流驅(qū)動(dòng)調(diào)光控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及恒流調(diào)光控制技術(shù)，尤指大功率LED路燈恒流驅(qū)動(dòng)調(diào)光控制電路。
背景技術(shù)：
在大功率LED路燈照明使用中，驅(qū)動(dòng)電路輸出電壓的變化對(duì)輸出電流變化影響極 大，而電流的變化將直接影響到LED路燈輸出光通量和使用壽命，如果恒流控制電路設(shè)計(jì) 不合理，將會(huì)減小LED路燈輸出光通量以及縮短使用壽命，從而抑制LED半導(dǎo)體照明的推 廣，起不到節(jié)能增效的作用。在已有的大功率LED照明恒流控制電路中通過(guò)使用集成芯片來(lái)控制輸出達(dá)到恒 流效果，這種電路較復(fù)雜、成本較高、輸出功率較小、使用壽命較短，不能滿足大功率LED路 燈的照明使用要求。在該發(fā)明中采用模擬電子元件和通用的比較器實(shí)現(xiàn)脈沖電路的設(shè)計(jì)， 通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸出電流，對(duì)輸出電流進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換采樣，取回輸出電壓的大小控制場(chǎng)效應(yīng) 管的導(dǎo)通時(shí)間，從而控制LED燈隨輸出電流的大小在脈沖周期T時(shí)間內(nèi)改變占空比的值，保 證在每個(gè)脈沖T周期內(nèi)輸出總功率為一固定值，達(dá)到調(diào)節(jié)LED燈在單位周期內(nèi)的輸出光通 量保持恒定值，通過(guò)調(diào)節(jié)脈沖周期的大小可以控制LED路燈的發(fā)光強(qiáng)度。現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)1、輸出功率較小由于現(xiàn)在使用的集成芯片做的恒流源輸出功率較小，一般只有 幾瓦到幾十瓦，而大功率LED路燈需要在100瓦以上才能取代現(xiàn)有的高壓鈉燈。2、恒流效果差現(xiàn)在使用的LED路燈恒流驅(qū)動(dòng)效果差，使得LED路燈輸出光通量變 化大，從而LED路燈亮度不穩(wěn)定。3、調(diào)光精度差現(xiàn)在使用的調(diào)光技術(shù)通過(guò)改變輸出電流的大小來(lái)進(jìn)行調(diào)光，由于 LED兩端電壓的變化導(dǎo)致通過(guò)的電流變化很大，所以很難通過(guò)控制電壓、電流來(lái)進(jìn)行調(diào)光。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種大功率LED路燈恒流驅(qū)動(dòng)調(diào)光控制電路，以解決現(xiàn)有大功率 LED路燈恒流控制存在的輸出功率小、恒流效果差、調(diào)光精度低等問(wèn)題。為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供如下的技術(shù)方案本實(shí)用新型是使用電壓-脈寬變換器將輸出的電流取樣信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，根 據(jù)取樣電壓信號(hào)大小調(diào)節(jié)脈寬變換器輸出信號(hào)的占空比，從而控制場(chǎng)效應(yīng)管的導(dǎo)通時(shí)間， 使得每個(gè)周期的輸出功率一定，通過(guò)調(diào)節(jié)三角波的周期控制LED燈的發(fā)光強(qiáng)度。 本實(shí)用新型所述電路由三角波電路，脈沖比較調(diào)節(jié)電路、電流取樣電路三部分組 成。 所述三角波電路由正反饋比較器A1、電阻RpRpRyR4,穩(wěn)壓管DWpDW2和電容C組 成，R3的正端連接到比較器A1的輸出端，R1的正端連接到R3的負(fù)端，R2的正端連接到R1的 負(fù)端，比較器A1的正端連接到R2的正端，R2的負(fù)端連接到電源接地，R4的正端連接到R3的
3負(fù)端，R4的負(fù)端連接到脈沖比較調(diào)節(jié)電路的R5的正端，Dff1的正端連接到R3的負(fù)端，Dff2的 正端連接到DW1的負(fù)端，DW2的負(fù)端連接到電源接地，電容C的正端連接到R4的負(fù)端，電容C 的負(fù)端連接到電源接地；電阻R3、R1和R2組成一個(gè)串聯(lián)電路，通過(guò)三個(gè)電阻分壓以后，取R2 的正端電壓作為比較器A1的比較基準(zhǔn)電壓，改變R1、R2和R3的電阻比值，可以改變基準(zhǔn)電壓 值，DW1和DW2是將比較器輸出端進(jìn)行雙向穩(wěn)壓，使得電源電壓有變化時(shí)，保證輸出電壓的穩(wěn) 定，從而保證三角波電路輸出一穩(wěn)定的三角波周期T信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)高精度實(shí)時(shí)調(diào)光控制。所述脈沖比較調(diào)節(jié)電路由R5、A2組成；取樣電路由R6和場(chǎng)效應(yīng)管DF組成。三角波 電路輸出連接到脈沖比較調(diào)節(jié)電路的R5，通過(guò)R5連接到A2的反向端，A2的輸出端連接到場(chǎng) 效應(yīng)管的柵極-A的正向端連接到取樣電路R6的正端(場(chǎng)效應(yīng)管的源極)，如圖1所示；當(dāng)該電路上電以后，三角波電路的電容C電壓為0V，比較器A1的反向端小于正向 端電壓，比較器輸出正向電壓給電容C充電，隨著電容C兩端電壓的升高，加到比較器反向 端的電壓隨著加大，當(dāng)大于同向端電壓時(shí)，比較器翻轉(zhuǎn)，輸出相反電壓，電容開(kāi)始通過(guò)R4反 向放電，當(dāng)放電到比同向端電壓小時(shí)比較器再次翻轉(zhuǎn)，如此循環(huán)形成自激振蕩，輸出充放電 對(duì)稱(chēng)的三角波電壓脈沖信號(hào)，通過(guò)改變電阻R4和電容C的值可以改變?nèi)遣ǖ闹芷诖笮。?從而控制LED燈在單位時(shí)間里的通斷次數(shù)，控制閃爍頻率，根據(jù)本電路連接情況，三角波的
周期T = 2X5R4C，在單個(gè)T周期內(nèi)，占空比三角波通過(guò)R5加到比較器的反向
tOn +Kff
端，進(jìn)行與A2的正向端電壓進(jìn)行比較，當(dāng)在某時(shí)刻反向端電壓大于同向端電壓時(shí)比較器輸 出電壓為負(fù)電壓，場(chǎng)效應(yīng)管處于斷開(kāi)，LED處于熄滅狀態(tài)，不發(fā)光的時(shí)間為t。ff。當(dāng)反向端電 壓小于同向端電壓時(shí)，A2比較器輸出正電壓，場(chǎng)效應(yīng)管處于導(dǎo)通，LED處于發(fā)光狀態(tài)，發(fā)光 的時(shí)間為t。n，通過(guò)控制場(chǎng)效應(yīng)管的斷開(kāi)時(shí)間和導(dǎo)通時(shí)間的比例關(guān)系可以調(diào)節(jié)占空比，當(dāng)占 空比一大，單位時(shí)間LED燈消耗的功率就高，LED燈就一亮，占空比小，單位時(shí)間LED燈消耗 的功率就小，LED燈就一暗，選擇DF源極電流大于或等于5A、功率大于或等于50W的大功 率場(chǎng)效應(yīng)管就可以滿足大功率的LED燈照明使用，滿足現(xiàn)在大功率路燈的使用要求，而場(chǎng) 效應(yīng)管功率的大小與場(chǎng)效應(yīng)管柵極輸出。具體推算是比較器A2輸出脈沖信號(hào)高電平時(shí)間 為，在單個(gè)脈沖周期內(nèi)輸出的功率為％(、-、)，當(dāng)LED路燈負(fù)載變化，或者輸入電壓變 化時(shí)輸出采樣電壓變化到V2，脈沖信號(hào)輸出高電平時(shí)間為、_、，在單個(gè)脈沖周期內(nèi)輸出的 功率為V2(t3-t2)，通過(guò)選擇充放電電阻和電容使得在充放電曲線的電壓時(shí)間坐標(biāo)圖中滿足 V1(Vt1) =V2(t3-t2)達(dá)到在脈沖周期T內(nèi)輸出功率恒定值，就能起到較好的恒流效果。在該電路中決定調(diào)光精度的是三角波周期精度、占空比精度和取樣電阻的精度， 通過(guò)控制三角波充放電電阻R4,電容C，取樣電阻R6的精度就可以控制該電路的調(diào)光精度， 通過(guò)選擇士0. 高精度的電阻R4、R6和電容C，可以對(duì)三角波輸出頻率精度調(diào)節(jié)到20Hz 左右，占空比精度調(diào)節(jié)到IuS左右，從而解決對(duì)LED路燈根據(jù)使用環(huán)境需求進(jìn)行高精度的調(diào) 光。本實(shí)用新型通過(guò)以上電路，達(dá)到了以下目的A)使用IC電流大于或等于5A、功率大于或等于50W的大功率場(chǎng)效應(yīng)管做開(kāi)關(guān)管， 可以滿足現(xiàn)在大功率LED燈的使用要求。B)通過(guò)實(shí)時(shí)取樣輸出電流大小轉(zhuǎn)換成的電壓信號(hào)與三角波電路輸出信號(hào)進(jìn)行比 較，調(diào)節(jié)場(chǎng)效應(yīng)管控制脈沖信號(hào)占空比的大小。[0019]C)通過(guò)控制三角波充放電電阻R4,電容C，取樣電阻R6的精度就可以控制該電路 的調(diào)光精度，解決對(duì)LED路燈根據(jù)使用環(huán)境需求進(jìn)行高精度的調(diào)光。

圖ILED路燈恒流驅(qū)動(dòng)調(diào)光控制電路圖 具體實(shí)施方案下面以設(shè)計(jì)相當(dāng)于250W高壓鈉燈照明效果的100W LED路燈電路為例。本實(shí)施例電路由三角波電路，脈沖比較調(diào)節(jié)電路、電流取樣電路三部分組成。三角波電路主要由正反饋比較器A1、電阻RpH R4,穩(wěn)壓管DWpDW2和電容C組 成，比較器A1使用LMl34型，穩(wěn)壓管DW1JW2使用15V的穩(wěn)壓二極管，R^R2、R3電阻為96歐， 電容C取0. 1 μ F，R4、R5取值為Ik歐，R6取10歐。R3的正端連接到比較器A1的輸出端，R1的正端連接到R3的負(fù)端，R2的正端連接到 R1的負(fù)端，比較器A1的正端連接到R2的正端，R2的負(fù)端連接到電源接地，R4的正端連接到 R3的負(fù)端,R4的負(fù)端連接到脈沖比較調(diào)節(jié)電路的R5的正端，DW1的正端連接到R3的負(fù)端，DW2 的正端連接到DW1的負(fù)端，DW2的負(fù)端連接到電源接地，電容C的正端連接到R4的負(fù)端，電 容C的負(fù)端連接到電源接地；電阻R3、R1和R2組成一個(gè)串聯(lián)電路，通過(guò)三個(gè)電阻分壓以后， 取&的正端電壓作為比較器A1的比較基準(zhǔn)電壓，通過(guò)以上取值可以得到，A1正端比較電壓 基準(zhǔn)值為5V，電容C充電最大電壓能夠達(dá)到10V，比較器A的負(fù)端電壓增大也可以達(dá)到10V， 三角波周期值 T = 2X5XRXC = 5X96X0. 1 = 96μ S。
權(quán)利要求一種LED路燈恒流驅(qū)動(dòng)調(diào)光控制電路，其特征在于所述電路包括三角波電路，脈沖比較調(diào)節(jié)電路、電流取樣電路三部分，所述三角波電路由正反饋比較器A1、電阻R1、R2、R3、R4，穩(wěn)壓管DW1、DW2和電容C組成；所述脈沖比較調(diào)節(jié)電路由R5、A2組成；所述取樣電路由R6和場(chǎng)效應(yīng)管DF組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED路燈恒流驅(qū)動(dòng)調(diào)光控制電路，其特征在于在所述三角 波電路中，R3的正端連接到比較器A1的輸出端，R1的正端連接到R3的負(fù)端，R2的正端連接 到R1的負(fù)端，比較器A1的正端連接到R2的正端，R2的負(fù)端連接到電源接地，R4的正端連接 到R3的負(fù)端,R4的負(fù)端連接到脈沖比較調(diào)節(jié)電路的R5的正端，DW1的正端連接到R3的負(fù)端， Dff2的正端連接到DW1的負(fù)端，DW2的負(fù)端連接到電源接地，電容C的正端連接到R4的負(fù)端， 電容C的負(fù)端連接到電源接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED路燈恒流驅(qū)動(dòng)調(diào)光控制電路，其特征在于三角波電路 的周期T = 2X5R4C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的LED路燈恒流驅(qū)動(dòng)調(diào)光控制電路，其特征在于在單個(gè)t三角波電路的T周期內(nèi)，占空比。1OYX + lOff
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED路燈恒流驅(qū)動(dòng)調(diào)光控制電路，其特征在于所述三角波 電路輸出連接到脈沖比較調(diào)節(jié)電路的R5，通過(guò)R6連接到A2的反向端，A2的輸出端連接到場(chǎng) 效應(yīng)管的柵極-A的正向端連接到取樣電路R6的正端，R6的正端連接場(chǎng)效應(yīng)管的源極。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的LED路燈恒流驅(qū)動(dòng)調(diào)光控制電路，其特征在于電路中 所用的場(chǎng)效應(yīng)管DF的源極電流大于或等于5A、功率大于或等于50W。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型是使用電壓-脈寬變換器將輸出的電流取樣信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，根據(jù)取樣電壓信號(hào)大小調(diào)節(jié)脈寬變換器輸出信號(hào)的占空比，從而控制場(chǎng)效應(yīng)管的導(dǎo)通時(shí)間，使得每個(gè)周期的輸出功率一定，通過(guò)調(diào)節(jié)三角波的周期控制LED燈的發(fā)光強(qiáng)度。本實(shí)用新型所述電路由三角波電路，脈沖比較調(diào)節(jié)電路、電流取樣電路三部分組成。三角波電路通過(guò)改變電阻R4和電容C的值可以改變?nèi)遣ǖ闹芷诖笮?，從而控制LED燈在單位時(shí)間里的通斷次數(shù)，控制閃爍頻率，三角波電路的周期T＝2×5R4C，在單個(gè)三角波電路的T周期內(nèi)，占空比電路中所用的場(chǎng)效應(yīng)管DF的源極電流大于或等于5A、功率大于或等于50W。
文檔編號(hào)H05B37/02GK201663730SQ200920125990
公開(kāi)日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2009年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月29日
發(fā)明者張賢 申請(qǐng)人:國(guó)營(yíng)三五三一廠