專利名稱：Led燈高頻驅(qū)動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種驅(qū)動(dòng)LED燈的高頻電路，主要用于大功率LED點(diǎn)陣，屬于LED照明光源的新型驅(qū)動(dòng)器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
LED是發(fā)光二極管的簡稱,屬于半導(dǎo)體光源。LED壽命長達(dá)3萬小時(shí),而且能耗低，是理想的節(jié)能電光源。由于目前工藝水平限制，單顆LED的功率和光效都有限，所以單顆的總光通也有限，需要使用許多顆粒組成點(diǎn)陣，做成功率足夠大的照明燈。以正常的IW LED顆粒為例，單個(gè)LED電壓降為3-4V，工作電流為300 350mA，采用多個(gè)LED串聯(lián)，再并聯(lián)多條LED串聯(lián)組形成陣列。燃點(diǎn)大功率的LED點(diǎn)陣需要大功率的驅(qū)動(dòng)電路，LED的工作電流有嚴(yán)格限制，過大會導(dǎo)致LED燒毀，一般有以下兩種驅(qū)動(dòng)方案:1、采用穩(wěn)壓的低壓直流電供電，串聯(lián)限流電阻限制工作電流，電路簡單，成本較低，但自身功耗大，工作狀態(tài)不穩(wěn)定。2、采用專用的集成芯片驅(qū)動(dòng)MOSFET功率管，輸出恒壓、穩(wěn)流的低壓直流電，直接驅(qū)動(dòng)LED陣列，工作狀態(tài)穩(wěn)定，燈壽命比較有保證，但電路復(fù)雜，成本較高，提高了 LED燈的總成本。注意到上述問題，本發(fā)明提出一種技術(shù)方案，采用MOSFET功率管自激振蕩電路作為驅(qū)動(dòng)器，具備自動(dòng)限流功能，很適于驅(qū)動(dòng)各類LED燈，尤其是大功率陣列，亮度均勻，壽命長，成本低。

發(fā)明內(nèi)容

開關(guān)電源是用電器常用的驅(qū)動(dòng)電源，目前的氣體放電燈普遍用KHz級的開關(guān)電源燃點(diǎn)，無極燈的電源頻率更高，可以到MHz級。20KHz 2MHz都是國際電工協(xié)會允許的電子鎮(zhèn)流器輸出頻段，合理設(shè)計(jì)不會造成電磁污染問題。橋式驅(qū)動(dòng)電路是常用的電子鎮(zhèn)流器線路，電路包括整流濾波、DC-AC逆變器和諧振輸出三部分。DC-AC逆變可以使用雙極型三極管和M0SFET，三極管成本很低，但品質(zhì)不穩(wěn)定，一般用在熒光燈電路上，MOSFET由于開關(guān)速度快、驅(qū)動(dòng)功率低、易于大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)已成為開關(guān)電源最常用的功率器件。本發(fā)明采用MOSFET自激振蕩電路的設(shè)計(jì)，工作頻率調(diào)制到200KHz 2MHz。電源頻率越高，諧振電路中的電感產(chǎn)生的感抗越大，較小的電感量可以產(chǎn)生較大的感抗，限制諧振電流繼續(xù)增加，起到限流的作用。LED是二極管器件，供電后，正向?qū)ǚ聪蚪刂?，正向電壓降?-4V，反向耐受電壓一般在數(shù)十伏，只要限制反向電壓的峰值，可以保證LED工作在耐受電壓范圍內(nèi)而不被擊穿。為了進(jìn)一步確保LED安全工作，陣列以多個(gè)LED串聯(lián)成一個(gè)單位，兩個(gè)LED單位并聯(lián)成一組，通路方向相反，多個(gè)LED組并聯(lián)成陣列。在高頻交流電作用下，正向單位導(dǎo)通發(fā)光，反向單位截止不發(fā)光，這樣始終有一個(gè)LED單位發(fā)光，電壓始終施加到導(dǎo)通的LED單位上，保證截止的LED單位不承受反向電壓。由于頻率超出人眼識別范圍，不會產(chǎn)生頻閃現(xiàn)象，發(fā)光很穩(wěn)定。
四以下結(jié)合附圖對本發(fā)明加以說明，

圖1是本發(fā)明的電路框架圖，圖2是本發(fā)明的電路示意圖，圖3是一個(gè)LED實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)示意圖。如圖1所示，電路由濾波器2、整流濾波電路3、DC-AC逆變器4、諧振電路5組成，驅(qū)動(dòng)LED陣列I工作。IlOV或者220V交流市電先輸入濾波器2，目的是過濾高頻信號，避免對供電網(wǎng)絡(luò)的污染。整流濾波電路3把交流電變成直流電，再通過無源濾波線路將功率因素提高到0.99以上。DC-AC逆變器4是MOSFET自激振蕩電路，將濾波后的直流電變換為高頻交流電。諧振電路5是LC諧振電路，工作頻率由諧振電感和諧振電容的數(shù)值決定。如圖2所示，濾波器2由共模電感與和跨接在它兩端的濾波電容組成，用于濾除輸入噪音和高頻信號。整流濾波電路3的前端是一個(gè)橋式整流器，用于輸出直流工作電壓，后端是一個(gè)無源濾波電路，由低頻濾波電容C2、C3和二極管D5、D6、D7組成，用于功率因數(shù)校正。DC-AC逆變器4中的觸發(fā)電路由分壓電阻Rl、R2、儲能電容C6和雙向觸發(fā)二極管DB6組成，儲能電容C6蓄電后導(dǎo)通雙向觸發(fā)二極管DB6，通過耦合變壓器觸發(fā)MOSFET功率管Ql、Q2，產(chǎn)生高頻振蕩信號，輸出到LC諧振電路。諧振電路5由諧振電感6、諧振電容7和變壓器8組成，調(diào)整前兩者的數(shù)值，將工作頻率調(diào)制到200KHz 2MHz。諧振電路5在高頻信號作用下產(chǎn)生諧振，諧振電壓經(jīng)由變壓器8轉(zhuǎn)換為低壓高頻輸出，電壓范圍為3 120V。LED陣列I以I 40個(gè)LED串聯(lián)成一個(gè)單位，兩個(gè)LED單位并聯(lián)成一組，通路方向相反，多個(gè)LED組并聯(lián)成陣列。燈工作時(shí)，諧振電路5產(chǎn)生數(shù)百伏的高頻電壓，通過變壓器8轉(zhuǎn)換成12V左右的低壓交流電，驅(qū)動(dòng)4個(gè)LED的串聯(lián)組，每個(gè)LED分配的電壓都在正常值。LED發(fā)光后，諧振電感6轉(zhuǎn)化成限流裝置，維持穩(wěn)定的工作電流，確保LED安全工作。正反向間隔布置的LED陣列在高頻交流電作用下，正向單位導(dǎo)通發(fā)光，反向單位截止不發(fā)光，這樣始終有一個(gè)LED單位發(fā)光，電壓始終施加到導(dǎo)通的LED單位上，保證截止的LED單位不承受反向電壓。在圖2的所示的一個(gè)實(shí)施例中，4個(gè)LED的串聯(lián)，再并聯(lián)成LED陣列，正反向間隔布置。諧振電路5輸出12V左右的低壓交流電，保證正常工作。在圖3的所示的一個(gè)實(shí)施例，單個(gè)LED直接并聯(lián)成LED陣列，依然采用正反向間隔布置的模式，諧振電路5輸出3V左右的低壓交流電，是小功率驅(qū)動(dòng)器的實(shí)例。五、有益效果本發(fā)明采用MOSFET自激振蕩電路的設(shè)計(jì)，產(chǎn)生高頻輸出，由變壓器調(diào)整輸出電壓，具備自動(dòng)限流功能，很適于驅(qū)動(dòng)各類LED燈，尤其是大功率陣列，亮度均勻，壽命長，成本低。
權(quán)利要求
1.一種驅(qū)動(dòng)LED燈的高頻電路，由濾波器(2)、整流濾波電路(3)、DC-AC逆變器(4)、諧振電路(5)組成，其特征是:交流市電先輸入濾波器(2)，目的是過濾高頻信號，避免對供電網(wǎng)絡(luò)的污染。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈的高頻電路，其特征是=DC-AC逆變器(4)是MOSFET自激振蕩電路，將濾波后的直流電變換為高頻交流電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈的高頻電路，其特征是:諧振電路(5)由諧振電感(6)、諧振電容⑵和變壓器⑶組成，調(diào)整前兩者的數(shù)值，將工作頻率調(diào)制到200KHz 2MHz。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻電路，其特征是:諧振電路(5)在高頻信號作用下產(chǎn)生諧振，諧振電壓一般較高，經(jīng)由變壓器⑶轉(zhuǎn)換為低壓高頻輸出，電壓范圍為3 120V。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻電路，其特征是:LED陣列(I)以I 40個(gè)LED串聯(lián)成一個(gè)單位，兩個(gè)LED單位并聯(lián)成一組，通路方向相反，多個(gè)LED組并聯(lián)成陣列。
全文摘要
本發(fā)明是一種驅(qū)動(dòng)LED燈的高頻電路，屬于LED照明光源的新型驅(qū)動(dòng)器技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明采用MOSFET自激振蕩電路的設(shè)計(jì)，電路由濾波器、整流濾波電路、DC-AC逆變器、諧振電路組成。LED燈以多個(gè)LED串聯(lián)成一個(gè)單位，兩個(gè)LED單位并聯(lián)成一組，通路方向相反，多個(gè)LED組并聯(lián)成陣列。燈工作時(shí)，諧振電路產(chǎn)生數(shù)百伏的高頻電壓，通過變壓器轉(zhuǎn)換成低壓交流電，在高頻交流電作用下，正向單位導(dǎo)通發(fā)光，反向單位截止不發(fā)光，這樣始終有一個(gè)LED單位發(fā)光，電壓始終施加到導(dǎo)通的LED單位上，保證截止的LED單位不承受反向電壓。LED發(fā)光后，諧振電感轉(zhuǎn)化成限流裝置，維持穩(wěn)定的工作電流，確保LED安全工作。本發(fā)明具備自動(dòng)限流功能，很適于驅(qū)動(dòng)各類LED燈，尤其是大功率陣列，亮度均勻，壽命長，成本低。
文檔編號H05B37/02GK103108457SQ20131002134
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月18日
發(fā)明者鄭國元 申請人:上海君能能源科技有限公司