專利名稱：一種智能led恒流驅(qū)動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種驅(qū)動電路，尤其是一種智能LED恒流驅(qū)動電路。
背景技術(shù)：
由于LED燈具有光效高、色純度高等優(yōu)點，LED燈越來越多的應(yīng)用于特種照明領(lǐng) 域。由于LED發(fā)光亮度和電流成正比，通過調(diào)節(jié)LED正向電流可以改變LED光通量的輸出。 現(xiàn)有LED恒流驅(qū)動電路光通量輸出調(diào)節(jié)方式主要有四種PWM脈沖方式調(diào)節(jié)、可控硅切相調(diào) 節(jié)、功率管線性放大調(diào)節(jié)和電流采樣開關(guān)調(diào)節(jié)。前三種調(diào)節(jié)方式均存在各自的缺陷其一，PWM脈沖方式調(diào)節(jié)的輸出電流斷斷續(xù) 續(xù)，光通量無法平滑連續(xù)的輸出，光通量的大小無法被高速光學(xué)傳感器正確識別；其二，可 控硅切相方式調(diào)節(jié)雖然輸出電流連續(xù)，但是輸出電流含有較高的工頻紋波，且在寬電流范 圍調(diào)節(jié)時往往存在閃爍問題；其三，功率管線性放大調(diào)節(jié)方式電源效率過低，電源發(fā)熱較 高，可靠性低；其四，電流采樣開關(guān)調(diào)節(jié)方式能夠連續(xù)、準(zhǔn)確的調(diào)整輸出電流大小，然而，現(xiàn) 有的驅(qū)動電路因為需要考慮電源效率問題，電流反饋信號微弱，易受干擾，且輸出功率低， 無法實現(xiàn)在較大的電壓和功率范圍內(nèi)以較高的電流精度能夠連續(xù)平滑的調(diào)整，且現(xiàn)有的調(diào) 節(jié)方式在與上位機通信時，易受負(fù)載供電系統(tǒng)干擾，無法根據(jù)上位機指令實時而準(zhǔn)確的調(diào) 整輸出電流。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種高精度、高效率、高功率、寬范圍，且輸出電流可 根據(jù)上位機信號連續(xù)可調(diào)的智能LED恒流驅(qū)動電路。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了以下技術(shù)方案一種智能LED恒流驅(qū)動電路， 包括供電電路，供電電路向控制電路供電，控制電路與半橋功率供電及保護電路相連，半橋 功率供電及保護電路與LED負(fù)載相連，所述的供電電路與半橋功率供電及保護電路均接市 H1^ ο由上述技術(shù)方案可知，本實用新型中的LED負(fù)載由半橋功率供電及保護電路供 電，控制電路由供電電路供電，采用這種供電相互獨立的方式，能夠使負(fù)載及市電輸入的變 化對控制電路的干擾變小。采用半橋功率供電及保護電路為負(fù)載供電，最大輸出功率超過 100W，且輸出電流變化范圍大，且效率高，能夠適應(yīng)高功率，大范圍的負(fù)載變化。

圖1是本實用新型的電路框圖；圖2、3為本實用新型中供電電路的電路原理圖；圖4、5為本實用新型中半橋功率供電及保護電路的電路原理圖；圖6、7、8為本實用新型中采樣濾波放大電路的電路原理圖。
具體實施方式
一種智能LED恒流驅(qū)動電路，包括供電電路10，供電電路10向控制電路20供電， 控制電路20與半橋功率供電及保護電路30相連，半橋功率供電及保護電路30與LED負(fù)載 40相連，所述的供電電路10與半橋功率供電及保護電路30均接市電，如圖1所示，LED負(fù) 載40由高功率LED串聯(lián)或并聯(lián)組成。結(jié)合圖1，所述的控制電路20包括微處理器21，微處理器21的信號輸入端接上位 機22的信號輸出端，微處理器21分兩路輸出，一路與半橋功率控制電路23相連，一路通過 D/A轉(zhuǎn)換器25與半橋功率控制電路23相連，半橋功率控制電路23與半橋功率供電及保護 電路30相連，用于采集LED負(fù)載40的電壓、電流的采樣濾波放大電路24分別與LED負(fù)載 40、半橋功率控制電路23和微處理器21相連，半橋功率供電及保護電路30與微處理器21 的信號輸入端相連。采用微處理器21作為控制核心，能夠?qū)崟r地與上位機22通信，并能夠 根據(jù)上位機22發(fā)送的指令及時準(zhǔn)確的對LED負(fù)載40進行調(diào)整及保護，速度快，控制靈活。結(jié)合圖1，所述半橋功率供電及保護電路30由開關(guān)電源控制ICSG2525、M0SFET驅(qū) 動器TC4424、隔離驅(qū)動變壓器T2及其外圍電路組成，用于接收微處理器21、D/A轉(zhuǎn)換器25 或采樣濾波放大電路24發(fā)出的信號，并根據(jù)所接收的信號控制半橋功率供電及保護電路 30工作。所述D/A轉(zhuǎn)換器25用于將微處理器21發(fā)出的數(shù)字電流調(diào)節(jié)信號轉(zhuǎn)換成模擬信號， 送至半橋功率控制電路23。所述微處理器21由內(nèi)置AD轉(zhuǎn)換器的微處理器IC ATMEGA168、 電壓監(jiān)視器IC HT7027及其外圍電路組成，用于與上位機22進行通信，并發(fā)送控制信號控 制半橋功率控制電路23。所述的供電電路10分別向半橋功率控制電路23、D/A轉(zhuǎn)換器25、 微處理器21、上位機22和采樣濾波放大電路24供電，所述的微處理器21采用ATMEGA168 芯片，所述的上位機22采用觸摸屏。結(jié)合圖2、3，供電電路10由PWM開關(guān)控制器IC UC3842、變壓器T3、三端線性穩(wěn)壓 IC LM7815V、LM7805及其外圍電路組成。所述供電電路10的相線和零線接單相市電，單相 市電經(jīng)LC濾波電路濾波和全波整流電路整流后接變壓器T3初級線圈，變壓器T3的第一次 級線圈與三端穩(wěn)壓器U13的輸入端相連，變壓器T3的第二次級線圈與三端穩(wěn)壓器U12的輸 入端相連，三端穩(wěn)壓器U13輸出+15V直流電至上位機22，三端穩(wěn)壓器U12輸出+5V直流電 至半橋功率控制電路23、D/A轉(zhuǎn)換器25、微處理器21和采樣濾波放大電路24，所述的變壓 器T3為隔離變壓器。結(jié)合圖4、5，半橋功率供電及保護電路30由兩只功率開關(guān)管串聯(lián)、變壓器Tl、兩顆 電容、電壓比較器IC LM393及外圍電路組成，用于將市電轉(zhuǎn)換成直流電向LED負(fù)載40提供 電源、保護。所述半橋功率供電及保護電路30的相線和零線接單相市電，單相市電經(jīng)LC濾 波電路濾波和全波整流電路整流后接第一功率開關(guān)管BGl和第二功率開關(guān)管BG2，第一功 率開關(guān)管BGl的柵極經(jīng)電阻R33與變壓器T2的正電壓引腳相連，第二功率開關(guān)管BG2的柵 極經(jīng)電阻R44與變壓器T2的正電壓引腳相連，第一功率開關(guān)管BGl、第二功率開關(guān)管BG2的 源極分別與變壓器T2的參考電壓引腳相連，變壓器T2的正電壓輸出引腳與LED負(fù)載40的 陽極相連，變壓器T2的參考電壓引腳、輸出參考端接地。所述的第一功率開關(guān)管BG1、第二 功率開關(guān)管BG2采用IRF1840芯片，所述的開關(guān)管Q3采用IRF540芯片。結(jié)合圖6、7、8，所述采樣濾波放大電路24由精密電阻、運算放大器0PA2277及其外 圍電路組成，用于向半橋功率控制電路23及微處理器21實時提供LED負(fù)載40的電壓及電
4流信號。所述采樣濾波放大電路24包括運放U15、U16、U19以及電壓比較器U18，LED負(fù)載 40經(jīng)采樣電阻與運放U16的輸出參考端相連，運放U16的輸出參考端接地，LED負(fù)載40經(jīng) 電阻R70與運放U16的同相輸入引腳相連，開關(guān)管Q3經(jīng)電阻R72與微處理器21的I/O 口 相連，運放U16的輸出引腳與微處理器21的AD轉(zhuǎn)換輸入端口相連，電壓比較器U18的同相 輸入引腳經(jīng)電阻R81與LED負(fù)載40的陽極相連，電壓比較器U18的輸出引腳經(jīng)電阻R84、二 極管R26與微處理器21的I/O 口相連，運放U19的輸出引腳與微處理器21的I/O 口相連， 所述的運放U15、U16、U19均采用0PA2277芯片，抗干擾能力強，電流調(diào)整精度高，范圍大。在工作時，首先市電輸入至供電電路10形成隔離、穩(wěn)定、低噪聲的直流電壓，供電 電路10對半橋功率控制電路23、D/A轉(zhuǎn)換器25、采樣濾波放大電路24、上位機22、微處理 器21供電。微處理器21經(jīng)內(nèi)部設(shè)定的程序初始化后，接收或向上位機22發(fā)送信息，當(dāng)微 處理器21接收到上位機22發(fā)送的控制信號時，開啟半橋功率控制電路23，并向半橋功率控 制電路23發(fā)送串行控制數(shù)據(jù)，串行控制數(shù)據(jù)經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器25轉(zhuǎn)換成模擬信號后，為半橋功 率控制電路23提供調(diào)節(jié)基準(zhǔn)值，半橋功率控制電路23開啟后，控制半橋功率供電及保護電 路30工作，并由半橋功率供電及保護電路30將市電轉(zhuǎn)換成直流電壓為LED負(fù)載40供電。LED負(fù)載40的端電壓和電流值信號經(jīng)采樣濾波放大電路24反饋給半橋功率控制 電路23及微處理器21，半橋功率控制電路23將反饋過來的電流和電壓信號與調(diào)節(jié)基準(zhǔn)值 做比較，用于在市電輸入電壓或負(fù)載變化時調(diào)節(jié)半橋功率供電及保護電路30，以保證LED 負(fù)載40在一定的電壓范圍內(nèi)以恒定的電流工作。當(dāng)半橋功率供電及保護電路30輸出的電 壓或電流值超出設(shè)定范圍時，微處理器21及半橋功率控制電路23能夠及時啟動半橋功率 供電及保護電路30，以避免LED負(fù)載40損壞。微處理器21實時地根據(jù)上位機22發(fā)送的控 制信號改變串行控制數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換為模擬信號控制半橋功率控制電路23的開啟、關(guān)斷或改 變調(diào)節(jié)基準(zhǔn)值。半橋功率控制電路23根據(jù)改變后的調(diào)節(jié)基準(zhǔn)值相應(yīng)地調(diào)節(jié)半橋功率供電 及保護電路30，以改變LED負(fù)載40的電流。
權(quán)利要求一種智能LED恒流驅(qū)動電路，其特征在于包括供電電路(10)，供電電路(10)向控制電路(20)供電，控制電路(20)與半橋功率供電及保護電路(30)相連，半橋功率供電及保護電路(30)與LED負(fù)載(40)相連，所述的供電電路(10)與半橋功率供電及保護電路(30)均接市電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能LED恒流驅(qū)動電路，其特征在于所述的控制電路(20) 包括微處理器(21)，微處理器(21)的信號輸入端接上位機(22)的信號輸出端，微處理器(21)分兩路輸出，一路與半橋功率控制電路(23)相連，一路通過D/A轉(zhuǎn)換器(25)與半橋功 率控制電路(23)相連，半橋功率控制電路(23)與半橋功率供電及保護電路(30)相連，用 于采集LED負(fù)載(40)的電壓、電流的采樣濾波放大電路(24)分別與LED負(fù)載(40)、半橋功 率控制電路(23)和微處理器(21)相連，半橋功率供電及保護電路(30)與微處理器(21) 的信號輸入端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能LED恒流驅(qū)動電路，其特征在于所述的供電電路(10) 分別向半橋功率控制電路(23)、D/A轉(zhuǎn)換器(25)、微處理器(21)、上位機(22)和采樣濾波 放大電路(24)供電，所述的微處理器(21)采用ATMEGA168芯片，所述的上位機(22)采用觸摸屏。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的智能LED恒流驅(qū)動電路，其特征在于所述供電電路(10) 的相線和零線接單相市電，單相市電經(jīng)LC濾波電路濾波和全波整流電路整流后接變壓器 T3初級線圈，變壓器T3的第一次級線圈與三端穩(wěn)壓器U13的輸入端相連，變壓器T3的第 二次級線圈與三端穩(wěn)壓器U12的輸入端相連，三端穩(wěn)壓器U13輸出+15V直流電至上位機(22)，三端穩(wěn)壓器U12輸出+5V直流電至半橋功率控制電路(23)、D/A轉(zhuǎn)換器(25)、微處理 器(21)和采樣濾波放大電路(24)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能LED恒流驅(qū)動電路，其特征在于所述半橋功率供電及 保護電路(30)的相線和零線接單相市電，單相市電經(jīng)LC濾波電路濾波和全波整流電路整 流后接第一功率開關(guān)管BGl和第二功率開關(guān)管BG2，第一功率開關(guān)管BGl的柵極經(jīng)電阻R33 與變壓器T2的正電壓引腳相連，第二功率開關(guān)管BG2的柵極經(jīng)電阻R44與變壓器T2的正 電壓引腳相連，第一功率開關(guān)管BG1、第二功率開關(guān)管BG2的源極分別與變壓器T2的參考電 壓引腳相連，變壓器T2的正電壓輸出引腳與LED負(fù)載(40)的陽極相連，變壓器T2的參考 電壓引腳、輸出參考端接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能LED恒流驅(qū)動電路，其特征在于所述采樣濾波放大電 路(24)包括運放U15、U16、U19以及電壓比較器U18，LED負(fù)載(40)經(jīng)采樣電阻與運放U16 的輸出參考端相連，運放U16的輸出參考端接地，LED負(fù)載(40)經(jīng)電阻R70與運放U16的 同相輸入引腳相連，開關(guān)管Q3經(jīng)電阻R72與微處理器(21)的I/O 口相連，運放U16的輸出 引腳與微處理器(21)的AD轉(zhuǎn)換輸入端口相連，電壓比較器U18的同相輸入引腳經(jīng)電阻R81 與LED負(fù)載(40)的陽極相連，電壓比較器U18的輸出引腳經(jīng)電阻R84、二極管R26與微處理 器(21)的I/O 口相連，運放U19的輸出引腳與微處理器(21)的I/O 口相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的智能LED恒流驅(qū)動電路，其特征在于所述的運放U15、 U16、U19均采用0PA2277芯片，所述的第一功率開關(guān)管BG1、第二功率開關(guān)管BG2采用 IRF1840芯片，所述的開關(guān)管Q3采用IRF540芯片。
專利摘要本實用新型涉及一種智能LED恒流驅(qū)動電路，包括供電電路，供電電路向控制電路供電，控制電路與半橋功率供電及保護電路相連，半橋功率供電及保護電路與LED負(fù)載相連，所述的供電電路與半橋功率供電及保護電路均接市電。本實用新型中的LED負(fù)載由半橋功率供電及保護電路供電，控制電路由供電電路供電，采用這種供電相互獨立的方式，能夠使負(fù)載及市電輸入的變化對控制電路的干擾變小。采用半橋功率供電及保護電路為負(fù)載供電，最大輸出功率超過100W，且輸出電流變化范圍大，且效率高，能夠適應(yīng)高功率，大范圍的負(fù)載變化。
文檔編號H05B37/02GK201742618SQ20102026619
公開日2011年2月9日 申請日期2010年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月16日
發(fā)明者伍宏兵, 伍永周, 張珀, 王永山, 胡昊 申請人:合肥美亞光電技術(shù)有限責(zé)任公司