Led驅(qū)動電源和包含其的led照明裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體照明技術(shù)，特別涉及基于線性驅(qū)動模式的發(fā)光二極管（LED)驅(qū) 動電源和包含該電源的LED照明裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] LED作為一種新型的綠色光源產(chǎn)品，具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長、體積小等特點，可以 廣泛應(yīng)用于各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明和城市夜景等領(lǐng)域。
[0003] LED是一種固態(tài)半導(dǎo)體器件，其基本結(jié)構(gòu)一般包括帶引線的支架、設(shè)置在支架上的 半導(dǎo)體晶片以及將該晶片四周密封起來的封裝材料(例如熒光硅膠或環(huán)氧樹脂)。上述半導(dǎo) 體晶片包含有P-N結(jié)構(gòu)，當(dāng)電流通過時，電子被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后以 光子的形式發(fā)出能量，而光的波長則是由形成P-N結(jié)構(gòu)的材料決定的。
[0004] 作為一種電流驅(qū)動的器件，LED僅在適當(dāng)?shù)闹绷麟妷汉碗娏飨虏拍馨l(fā)光，并且其亮 度與正向電流的大小呈比例關(guān)系。LED驅(qū)動電路或驅(qū)動電源實質(zhì)上是一種電子控制裝置，其 位于外部電源與LED負(fù)載之間，用于為LED提供恒定電流。
[0005] 總體而言，LED驅(qū)動電源的工作一般基于線性恒流驅(qū)動模式和開關(guān)恒流驅(qū)動模式。 在前一種模式下，作為電流調(diào)節(jié)元件的場效應(yīng)管或晶體管被接入LED負(fù)載所在的回路內(nèi)， 其工作在線性區(qū)內(nèi)并且根據(jù)電流負(fù)反饋原理，使流經(jīng)LED負(fù)載的電流保持恒定。這種模式 的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、電流控制精度高并且電源尖峰干擾抑制能力強(qiáng)，但存在工作電壓適應(yīng) 范圍窄以及因電流調(diào)節(jié)元件的功耗而導(dǎo)致能量效率低等缺點。在后一種模式下，接入LED 負(fù)載所在回路內(nèi)的電流調(diào)節(jié)元件工作在開關(guān)狀態(tài)下，其同樣根據(jù)電流負(fù)反饋原理來實現(xiàn)恒 流驅(qū)動。開關(guān)恒流驅(qū)動模式的優(yōu)點是效率高、輸出電流穩(wěn)定，缺點是電路成本高、電路結(jié)構(gòu) 復(fù)雜以及存在電磁干擾（EMI)等。
[0006] 由于LED驅(qū)動電源是決定照明裝置發(fā)光性能和壽命的重要因素，因此如何在成 本、復(fù)雜性和EMI抑制等諸多約束條件下設(shè)計出具有高性價比的LED驅(qū)動電源一直是業(yè)界 關(guān)注的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是提供一種LED驅(qū)動電源，其具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊以及工作電壓適 用性強(qiáng)等優(yōu)點。
[0008] 按照本發(fā)明一個實施例的LED驅(qū)動電源包括：
[0009] 橋式整流濾波單元，其與LED負(fù)載耦合；
[0010] 場效應(yīng)管，其串接在所述橋式整流濾波單元和所述LED負(fù)載所在的回路內(nèi)；以及
[0011] 控制單元，其與所述場效應(yīng)管的柵極耦合以借助施加在所述柵極上的電壓使流經(jīng) 所述LED負(fù)載的電流基本上保持為設(shè)定值，
[0012] 其特征在于，進(jìn)一步包括阻容降壓單元，其耦合在所述橋式整流濾波單元與外部 電源之間。
[0013] 優(yōu)選地，在上述LED驅(qū)動電源中，所述設(shè)定值是可變的，并且所述控制單元被配置 為通過改變所述設(shè)定值使得所述橋式整流濾波單元的輸出功率基本上保持恒定。
[0014] 優(yōu)選地，在上述LED驅(qū)動電源中，所述控制單元包含：
[0015] 基準(zhǔn)電壓電路，用于提供與所述設(shè)定值對應(yīng)的基準(zhǔn)電壓；以及
[0016] 放大器，其包含第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中，所述第一輸入端上施加 所述基準(zhǔn)電壓，所述第二輸入端上施加與流經(jīng)所述LED負(fù)載的電流成比例的反饋信號，并 且所述輸出端與所述柵極相連，
[0017] 其中，所述基準(zhǔn)電壓是可變的，所述基準(zhǔn)電壓電路被配置為根據(jù)所述橋式整流濾 波單元的輸出電壓來確定所述基準(zhǔn)電壓，以使所述橋式整流濾波單元的輸出功率基本上保 持恒定。
[0018] 優(yōu)選地，在上述LED驅(qū)動電源中，所述基準(zhǔn)電壓與所述橋式整流濾波單元的輸出 電壓成反比例關(guān)系。
[0019] 優(yōu)選地，在上述LED驅(qū)動電源中，所述場效應(yīng)管、所述放大器和所述基準(zhǔn)電壓電路 被集成在同一集成電路芯片中。
[0020] 本發(fā)明的還有一個目的是提供一種LED照明裝置，其具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊以及工 作電壓適用性強(qiáng)等優(yōu)點。
[0021] 按照本發(fā)明一個實施例的LED照明裝置包括：
[0022] LED負(fù)載；
[0023] LED驅(qū)動電源，包括：
[0024] 橋式整流濾波單元，其與所述LED負(fù)載耦合；
[0025] 場效應(yīng)管，其接入所述橋式整流濾波單元和所述LED負(fù)載所在的回路內(nèi)；以及
[0026] 控制單元，其與所述場效應(yīng)管的柵極耦合以借助施加在所述柵極上的電壓使流經(jīng) 所述LED負(fù)載的電流基本上保持為設(shè)定值，
[0027] 其特征在于，進(jìn)一步包括阻容降壓單元，其耦合在所述橋式整流濾波單元與外部 電源之間。
[0028] 優(yōu)選地，在上述LED照明裝置中，所述LED負(fù)載為多個以串聯(lián)、并聯(lián)或混聯(lián)連接在 一起的LED。
【附圖說明】
[0029] 本發(fā)明的上述和/或其它方面和優(yōu)點將通過以下結(jié)合附圖的描述而變得更加清 晰和更容易理解，附圖中相同或相似的單元采用相同的標(biāo)號表示，附圖包括：
[0030] 圖1為按照本發(fā)明一個實施例的LED驅(qū)動電源的框圖。
[0031] 圖2為圖1所示LED驅(qū)動電源的一種【具體實施方式】的電路原理圖。
[0032] 圖3為圖1所示LED驅(qū)動電源的另一種【具體實施方式】的電路原理圖。
[0033] 附圖標(biāo)號列表：
[0034] 10LED驅(qū)動電源
[0035] 110阻容降壓單元
[0036] 120橋式整流濾波單元
[0037] 130電流調(diào)節(jié)單元
[0038] 140控制單元
[0039] 141基準(zhǔn)電壓電路 [0040] 142放大器
[0041] 20LED負(fù)載
[0042]LED1~LEDn發(fā)光二極管單元
[0043] BR1全橋整流器
[0044] Rl、R2、R3、R4 電阻器
[0045] C1、C2 電容器
[0046] FET場效應(yīng)管
【具體實施方式】
[0047] 下面參照其中圖示了本發(fā)明示意性實施例的附圖更為全面地說明本發(fā)明。但本 發(fā)明可以按不同形式來實現(xiàn)，而不應(yīng)解讀為僅限于本文給出的各實施例。給出的上述各實 施例旨在使本文的披露全面完整，以將本發(fā)明的保護(hù)范圍更為全面地傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人 員。
[0048] 在本說明書中，術(shù)語"照明裝置"應(yīng)該廣義地理解為所有能夠通過提供光線以實現(xiàn) 實用的或美學(xué)的效果的設(shè)備，包括但不限于球泡燈、臺燈、壁燈、射燈、吊燈、吸頂燈、路燈、 手電筒、舞臺布景燈和城市景觀燈等。
[0049] 在本說明書中，術(shù)語"發(fā)光二極管單元"指的是包含電致發(fā)光材料的單元，這種單 元的例子包括但不限于P-N結(jié)無機(jī)半導(dǎo)體發(fā)光二極管和有機(jī)發(fā)光二極管（0LED和聚合物發(fā) 光二極管（PLED))。
[0050] P-N結(jié)無機(jī)半導(dǎo)體發(fā)光二極管可以具有不同的結(jié)構(gòu)形式，例如包括但不限于發(fā)光 二極管管芯和發(fā)光二極管單體。其中，"發(fā)光二極管管芯"指的是包含有P-N結(jié)構(gòu)的、具有電 致發(fā)光能力的半導(dǎo)體晶片，而"發(fā)光二極管單體"指的是將管芯封裝后形成的物理結(jié)構(gòu)，在 典型的這種物理結(jié)構(gòu)中，管芯例如被安裝在支架上并且用密封材料封裝。
[0051] "電氣連接"和"耦合"應(yīng)當(dāng)理解為包括在兩個單元之間直接傳送電能量或電信號 的情形，或者經(jīng)過一個或多個第三單元間接傳送電能量