一種基于led伏安特性的led驅(qū)動裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種LED驅(qū)動電源，特別是一種基于LED伏安特性的LED驅(qū)動裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]LED驅(qū)動電源有多種多樣，現(xiàn)在大量使用的是開關(guān)恒壓源，開關(guān)恒壓源恒流源，最新的也出現(xiàn)了高壓IC恒流源。用開關(guān)電源設(shè)計(jì)非常優(yōu)透的LED驅(qū)動電源不是太困難的事情，如高的電效、高的電源有效利用率，以及高的功率因素，稱為三高。然而當(dāng)LED燈做為一種非常普及的生活用品時(shí)，由于涉及使用大量的不可再生資源，會對人類的生存環(huán)境造成損失，因此大量使用開關(guān)恒壓源不是一件太好的事情。
[0003]開關(guān)恒壓源或開關(guān)恒壓源恒流源通常給出的是低電壓輸出，就對LED燈進(jìn)行驅(qū)動而言，用在LED燈板上的功率不是太高。如一個(gè)輸出24V電壓的開關(guān)電源，如驅(qū)動15W的LED燈板，需要0.5W的燈珠至少30只，需要IW的燈珠至少15只，一只LED的管壓降在標(biāo)稱功率時(shí)，電壓在3V以上，顯然要采用串并結(jié)合的電連接方式?，F(xiàn)按0.5W的燈珠設(shè)計(jì)，需要6串5并，6只LED串聯(lián)需要電壓18V，輸出24V電壓的開關(guān)電源有6V需要通過限流電阻吸收功率，其實(shí)際效率是:18/24 = 75%。如采用輸出21V電壓的開關(guān)電源有3V需要通過限流電阻吸收功率，其實(shí)際效率是:18/21 <86%。后一種情況是開關(guān)電源最理想的情況。
[0004]從上述例子可以看出，電源輸出電壓越高，其設(shè)計(jì)效率會越理想。因此采用高壓IC驅(qū)動的方案將會成為今后驅(qū)動LED的最理想發(fā)展方向。
[0005]高壓IC恒流源由于全部采用半導(dǎo)體材料，會大大降低對人類的生存環(huán)境的影響。但I(xiàn)C恒流源驅(qū)動LED燈確受電源波動影響，需要使用大量的散熱材料，以減輕當(dāng)輸入電源電壓升高形成的多余電功率所產(chǎn)生的熱量，來保證LED在合適的溫度下工作。如電源電壓是220V，恒流電流是120ma，燈板電壓是270V，此時(shí)，用于燈板的功率是:270V *120ma = 32.4ff,電源輸入功率=220*1.414*120ma = 37.2W。因此燈具需要進(jìn)一步的對37.2W—32.4ff=4.8W調(diào)節(jié)功率進(jìn)行散熱。在燈具設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮電源波動對燈具正常工作的影響，上述參數(shù)已考慮了電源電壓降低10%的影響，但電源電壓上升10%的影響還會增加調(diào)節(jié)功率，其調(diào)節(jié)功率增加值是:240*1.414*120ma = 40.7W，增加了 3.5 W調(diào)節(jié)功率需要散熱。
[0006]上述的舉例說明了幾個(gè)問題:1、是對于IC恒流源驅(qū)動電源，當(dāng)考慮了電源在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定中的電源波動后，會有一塊無用的調(diào)節(jié)功率。2、是當(dāng)波動增高后，會降低燈具的整體效率;3、是當(dāng)考慮了電源在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定中的電源波動增加量后，會增加產(chǎn)品成本和體積。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型的目的是提供一種成本低、光效高的基于LED伏安特性的LED驅(qū)動方法。
[0008]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種基于LED伏安特性的LED驅(qū)動裝置，至少包括輸入電壓檢測電路、驅(qū)動電路，其特征是:驅(qū)動電路依據(jù)輸入電壓輸出驅(qū)動電流，使輸出的驅(qū)動電流按給定負(fù)載的LED伏安特性線性段輸出電流，供給LED工作，當(dāng)輸入電壓低時(shí)，輸出電流小，LED管壓降??；當(dāng)輸入電壓高時(shí)，輸出電流大，LED管壓降大。
[0009]所述的輸入電壓檢測電路包括電壓取樣電路、電壓檢測電路，電壓取樣電路的輸出與電壓檢測電路輸入端電連接，電壓檢測電路輸出端與驅(qū)動電路的輸入端電連接。
[0010]所述的輸入電壓檢測電路包括電壓取樣電路、電壓檢測電路，電壓取樣電路的輸出與電壓檢測電路輸入端電連接，電壓檢測電路輸出端與驅(qū)動電路的控制端電連接。
[0011]所述的電壓取樣電路是電阻分壓電路。
[0012]所述的驅(qū)動電路是三極管。
[0013]所述的驅(qū)動電路是mos三極管。
[0014]所述的電壓檢測電路是帶有A/D和D/A的單片機(jī);單片機(jī)通過A/D電路檢測電阻分壓電路提供的輸入電壓信息，依據(jù)存貯的輸入電壓與輸出電流的對應(yīng)關(guān)系，通過D/A電路輸出電壓，通過輸出電壓控值驅(qū)動電路的輸出電流，使所述的輸入電壓和輸出電流與對應(yīng)驅(qū)動的LED在對應(yīng)的伏安特性線性段工作。
[0015]所述的電壓檢測電路和驅(qū)動電路是一個(gè)三極管;三極管通過接收電阻分壓電路提供的輸入電壓，依據(jù)對應(yīng)驅(qū)動的LED伏安特性在集電極輸出電流。
[0016]所述的電壓檢測電路和驅(qū)動電路是一個(gè)mos三極管;mos三極管通過接收電阻分壓電路提供的輸入電壓，依據(jù)對應(yīng)驅(qū)動的LED伏安特性在集電極輸出電流。
[0017]所述的LED伏安特性線性段是斜率較小的線性段。
[0018]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:由于本實(shí)用新型驅(qū)動LED的驅(qū)動電路是依據(jù)輸入電壓檢測電路給出的輸入電壓值確定輸出驅(qū)動電流，使輸出的驅(qū)動電流按給定負(fù)載的LED伏安特性線性段輸出電流，供給LED工作，當(dāng)輸入電壓低時(shí)，輸出電流小，LED管壓降小；當(dāng)輸入電壓高時(shí)，輸出電流大，LED管壓降大。這樣電壓增加，增加的電壓會均勻分布在每一個(gè)LED上，提高每一個(gè)LED的輸出功率;也就是將電源電壓的增加量消耗在每一個(gè)LED上，整體功率增加，整燈輸出流明數(shù)增加。不影響電源輸出功率的效率。
[0019]本實(shí)用新型驅(qū)動的LED采用串聯(lián)連接;供給電壓為交流220V的整流輸出峰值電壓310V，當(dāng)采用76個(gè)LED串聯(lián)工作時(shí)，如管壓降在驅(qū)動電路工作在310V的電流輸出狀態(tài)時(shí)為3.7V，76個(gè)LED串聯(lián)其燈板電壓在=3.7*76 = 281V，此時(shí)的電源的利用率是:281/310 二91 %。而當(dāng)電流較小時(shí)，LED工作時(shí)的管壓降小，約為2.1V，燈板電壓在= 2.1*76=159V，此時(shí)，功率因素約為0.89-0.93之間。而增加的電壓功率全部由76個(gè)LED均分，散熱效果好，不會太多增加散熱體，重而降低成本。又由于是交流直接通過整流輸出供給LED，沒有電容，其壽命將超過LED的壽命，其電效大于99 %。因此這種設(shè)計(jì)將使LED驅(qū)動達(dá)到四九，也就是:電效大于99% ;電源的利用率是91 % ;功率因素約為0.89-0.93；電源壽命超過LED的壽命，使用時(shí)持久。
【附圖說明】
[0020]下面結(jié)合實(shí)施例附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明:
[0021]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的電路框圖；
[0022]圖2是一種型號為3014的LED伏安特性圖；
[0023 ]圖3是3014的電流與相對光通量變化關(guān)系；
[0024] 圖4是一種型號為2835的LED伏安特性圖；
[0025]圖5是2835的電流與相對光通量變化關(guān)系；
[0026]圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例2的電路框圖；
[0027]圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例3的電路框圖；
[0028]圖8是LED的伏安特性曲線。
[0029]圖中，1、輸入電壓檢測電路;2、驅(qū)動電路;3、串聯(lián)LED ； 4、整流電路;5、A/D 口； 6、D/A口；7、單片機(jī);8、三極管;9、斜率較小的線性段;10、電壓取樣電路;11、電壓檢測電路。
【具體實(shí)施方式】
[0030]實(shí)施例1
[0031]如圖1所示，一種基于LED伏安特性的LED驅(qū)動裝置，包括輸入電壓檢測電路1、驅(qū)動電路2，驅(qū)動LED的驅(qū)動電路2是依據(jù)輸入電壓檢測電路I給出的輸入電壓值確定輸出驅(qū)動電流，交流電壓經(jīng)整流電路4整流后輸出O — 31V電壓(對220V交流)，輸入電壓檢測電路I通過電壓取樣電路1獲取O — 31OV變化值，電壓取樣電路1獲取的O — 31OV變化值實(shí)時(shí)輸入到電壓檢測電路11的A/D 口 5，電壓檢測電路11依據(jù)存貯的輸入電壓與輸出電流的對應(yīng)關(guān)系，通過D/A 口 6輸出電壓，通過輸出電壓控值驅(qū)動電路2的輸出電流，使所述的輸入電壓和輸出電流與對應(yīng)驅(qū)動的串聯(lián)LED3在對應(yīng)的伏安特性線性段工作。
[0032]當(dāng)輸入電壓低時(shí)，輸出電流小，LED管壓降小；當(dāng)輸入電壓高時(shí)，輸出電流大，LED管壓降大。這樣電壓增加，增加的電壓會均勻分布在每一個(gè)LED上，提高每一個(gè)LED的輸出功率;也就是將電源電壓的增加量消耗在每一個(gè)LED上，整體功率增加，整燈輸出流明數(shù)增加。當(dāng)LED燈在標(biāo)稱220V電壓時(shí)，如出現(xiàn)電壓波動，如電壓上升10%或更高，也不會影響電源輸出功率有效用在串聯(lián)LED3的效率。
[0033]為了更好的說明上述問題，下面通過驅(qū)動3014和2835兩種串聯(lián)LED3構(gòu)成的9W和18WLED燈對本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行說明:
[0034]圖2是一種型號為3014的LED伏安特性圖。
[0035]在管壓降小于2.6V時(shí)，通過LED的電流是O mA，在管壓降大于2.6V后，通過型號為3014的LED電流不斷上升，從管壓降2.6V上升到管壓降3.5V，通過型號為3014的LED電流則從O mA變化到60mA。如設(shè)定使用交流電壓為220V，其峰值為310V，將85只LED串聯(lián)使用，在通過60mA電流時(shí)，也就是在220V時(shí)，燈板壓降為297.5V;其余電壓降在驅(qū)動電路上。在驅(qū)動電路2只有10V，其功率為P=10V*60 mA /2 二 0.3W,燈具的總功率是:P總=310V*60 mA = 9.3ff0此設(shè)計(jì)總的電源消耗在LED上的效率是:0.3 W /9.3ff=97%。當(dāng)電源波動1 %時(shí)，