一種led燈供電電路的制作方法
【專利摘要】一種LED燈供電電路包括一個(gè)移動電源，一個(gè)電感儲能模塊，一個(gè)電流檢測模塊，一個(gè)開關(guān)控制模塊，一個(gè)根據(jù)所述電流檢測模塊所檢測到的電流值的大小控制所述電感儲能模塊通斷的開關(guān)模塊，一個(gè)用于控制所述開關(guān)模塊的關(guān)斷時(shí)長的時(shí)鐘模塊。所述時(shí)鐘模塊通過所述開關(guān)控制模塊控制所述開關(guān)模塊的關(guān)斷時(shí)長以使所述電感儲能模塊的峰值電流處于同一值。所述電感儲能模塊在電流檢測模塊、開關(guān)控制模塊、開關(guān)模塊，以及時(shí)鐘模塊的配合控制下，使得電感儲能模塊在任意一個(gè)充放電周期內(nèi)，電感儲能模塊的峰值電流皆等于所述電流檢測模塊所設(shè)定的預(yù)設(shè)值，使得該LED燈供電電路的輸出功率皆為恒定，而當(dāng)負(fù)載一定時(shí)，則輸出電流恒定，從而實(shí)現(xiàn)恒流輸出。
【專利說明】—種LED燈供電電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電源設(shè)備，特別是一種用于LED燈具的LED燈供電電路。
【背景技術(shù)】
[0002]作為目前全球最受矚目的新一代光源，LED因其高亮度、低熱量、長壽命、無毒、可回收再利用等優(yōu)點(diǎn)，被稱為是21世紀(jì)最有發(fā)展前景的綠色照明光源。LED產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)也快速地發(fā)展起來，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于景觀照明和普通照明領(lǐng)域。但在以電池供電的抽屜燈，手電筒以及一些裝飾燈具上卻受到一些限制，如電池電量。盡管市面上有這些產(chǎn)品，但都沒能兼顧性能的時(shí)候同時(shí)兼顧成本。對于給LED燈具供電的電池有如下特點(diǎn):電壓變化范圍大(電量不同情況)；輸出電流能力受限；以及所存儲的電量有限等。
[0003]針對電池的特點(diǎn)同，現(xiàn)有的電路有兩大類型，從市場定位可以分為高端型和低端型。低端型的電路很簡單，就是直接在回路上串接限流電阻。這種方案的優(yōu)點(diǎn)在于可以很省成本，在驅(qū)動電路上幾乎是零成本。但是缺點(diǎn)也非常明顯，電路效率低，電能使用率低，亮度限電池電壓變化非常大，且為非恒流驅(qū)動等。高端型的電路比較復(fù)雜，但電路框架基本都是電池輸出給DC/DC，再輸出恒流給LED燈。這種方案充分考慮到了 LED的特性，即恒流驅(qū)動。雖然也采用了 DC/DC驅(qū)動，效果也低端型高。但是缺點(diǎn)在于成本高很多，另外由于是恒流輸出，也就是恒功率輸出，所以在電池電壓下降的時(shí)候電路需要從電池輸出更大的電流來滿足恒功率，這也將導(dǎo)致電池的實(shí)際使用壽命大大的減少。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]有鑒于此，有必要提供一種既可以省成本又可以延長電池使用時(shí)間的LED燈供電電路，以滿足上述需求。
[0005]一種LED燈供電電路包括一個(gè)移動電源，一個(gè)與該移動電源電性連接的電感儲能模塊，一個(gè)用于檢測流過所述電感儲能模塊的電流大小的電流檢測模塊，一個(gè)與所述電流檢測模塊電性連接的開關(guān)控制模塊，一個(gè)根據(jù)所述電流檢測模塊所檢測到的電流值的大小并通過所述開關(guān)控制模塊控制所述電感儲能模塊通斷的開關(guān)模塊，一個(gè)用于控制所述開關(guān)控制模塊以控制所述開關(guān)模塊的關(guān)斷時(shí)長的時(shí)鐘模塊。所述時(shí)鐘模塊通過所述開關(guān)控制模塊控制所述開關(guān)模塊的關(guān)斷時(shí)長以使所述電感儲能模塊的峰值電流在每一個(gè)充放電周期皆處于同一值。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，所述電感儲能模塊在電流檢測模塊、開關(guān)控制模塊、開關(guān)模塊，以及時(shí)鐘模塊的配合控制下，使得電感儲能模塊在任意一個(gè)充放電周期內(nèi)，電感儲能模塊的峰值電流皆等于所述電流檢測模塊所設(shè)定的預(yù)設(shè)值。當(dāng)移動電源在剛使用時(shí)電量充足，其輸出電量大，則所述電感儲能模塊的電流值達(dá)到預(yù)設(shè)值的時(shí)間短，而當(dāng)移動電源在使用一段時(shí)間后，電量不再充足時(shí)，輸出電量變小，則時(shí)鐘模塊控制所述電感儲能模塊的電流值達(dá)到預(yù)設(shè)值的時(shí)間會變長，進(jìn)而使得不管所述移動電源使用多久，只要有電量，即不管電量的多少，該LED燈供電電路的輸出功率皆為恒定，而當(dāng)負(fù)載一定時(shí)，則輸出電流恒定，從而實(shí)現(xiàn)恒流輸出，進(jìn)而增長電池的使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]以下結(jié)合附圖描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，其中:
[0008]圖1為本實(shí)用新型提供的一種LED燈供電電路的方框圖。
[0009]圖2為圖1的LED燈供電電路的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]以下基于附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅作為實(shí)施例，并不用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0011]請參閱圖1，其為本實(shí)用新型所提供的一種LED燈供電電路100的電路框圖。所述LED燈供電電路100包括一個(gè)移動電源11，一個(gè)與該移動電源11電性連接的電感儲能模塊12，一個(gè)用于檢測流過所述電感儲能模塊12的電流值大小的電流檢測模塊13，一個(gè)與所述電流檢測模塊13電性連接的開關(guān)控制模塊14，一個(gè)根據(jù)所述電流檢測模塊13所檢測到的電流值的大小并通過所述開關(guān)控制模塊14控制所述電感儲能模塊12通斷的開關(guān)模塊15，一個(gè)用于控制所述開關(guān)控制模塊14控制所述開關(guān)模塊15的關(guān)斷時(shí)長的時(shí)鐘模塊16，以及一個(gè)電性連接在所述電感儲能模塊12的輸出端的整流濾波模塊17。
[0012]所述移動電源11可以為干電池，蓄電池、充電電池等可以隨燈具一起移動的儲能電源。這些儲能電源具有一個(gè)特點(diǎn)就是輸出的電流，電壓隨著電量的變化而變化，而對于需要恒流的LED燈來說，對其進(jìn)行必要的變換即是不可缺少的。在本實(shí)施例中，所述移動電源11為干電池。
[0013]所述電感儲能模塊12包括一個(gè)電感LI。該電感LI可以為由電導(dǎo)材料盤繞磁芯制成，典型的如銅線，也可把磁芯去掉或者用鐵磁性材料代替。電感有很多種，大多以外層瓷釉線圈環(huán)繞鐵素體線軸制成，而有些防護(hù)電感把線圈完全置于鐵素體內(nèi)。一些電感元件的芯可以調(diào)節(jié)。由此可以改變電感大小。該電感儲能模塊12利用所述電感LI的磁能轉(zhuǎn)化電能，電能轉(zhuǎn)化磁能的工作原理使其在充電與放電之間切換，也正是對該電感LI的充電與放電的時(shí)間長短進(jìn)行控制成為本實(shí)用新型的重點(diǎn)。根據(jù)電感LI本身的伏秒平衡特性，即在電感LI的一個(gè)充放電周期內(nèi)，其兩端的電壓與充電時(shí)間的積是一定的，且等于該電感LI的峰值電流值與電感單位的乘積。因此，當(dāng)峰值電流是固定時(shí)，而當(dāng)電感LI確定時(shí)，電感單位也是確定的，但是當(dāng)移動電源11隨著電量的降低，加載在電感LI兩端的電壓在降低，從而使得電感LI的充電時(shí)長將增加。
[0014]所述電流檢測模塊13用于檢測流過所述電感儲能模塊12的電流值的大小。在本實(shí)施例中，所述電流檢測模塊13包括兩個(gè)并聯(lián)的采樣電阻R2、R3。所述采樣電阻R2、R3用于預(yù)設(shè)所述電流檢測模塊13的峰值電流的大小以及所述開關(guān)模塊15的觸發(fā)電流。該觸發(fā)電流用于決定所述開關(guān)模塊15的通斷。所述電流檢測模塊13、開關(guān)控制模塊14、開關(guān)模塊15、以及時(shí)鐘模塊16可以由一個(gè)集成的控制芯片一起來執(zhí)行。該控制芯片可以為中央處理器、微處理器或單片機(jī)。在本實(shí)施例中，所述控制芯片為微處理器，型號為MC34063，其為本領(lǐng)域技術(shù)人員所習(xí)知的功能芯片，在此不再贅述。該微處理器為一種集成芯片，以降低成本，當(dāng)然可以想到的是，也可以利用其他電子元器件，如三極管、二極管、開關(guān)等來設(shè)計(jì)電路以執(zhí)行完成上述的電流檢測模塊13、開關(guān)控制模塊14、開關(guān)模塊15、以及時(shí)鐘模塊16的功倉泛。
[0015]所述開關(guān)控制模塊14的功能由前述的微處理器來完成，用于根據(jù)電流檢測模塊13所檢測到的流過所述電感儲能模塊12的電流值的大小來控制所述開關(guān)模塊15的通斷。可以理解的是，當(dāng)流過所述電感儲能模塊12的電流值大于電流檢測模塊13所預(yù)先設(shè)定的觸發(fā)電流時(shí)，所述開關(guān)控制模塊14則控制所述開關(guān)模塊15關(guān)斷所述電感儲能模塊12，令該電感儲能模塊12停止充電，開始放電，從而使電感儲能模塊12在每一個(gè)充放電周期內(nèi)的峰值電流皆固定在某一值。而流過所述電感儲能模塊12的電流值小于所述觸發(fā)電流時(shí)，同時(shí)在所述時(shí)鐘模塊16的約束下，所述開關(guān)控制模塊14則控制所述開關(guān)模塊15開通所述電感儲能模塊12，以使該電感儲能模塊12停止放電，開始充電。
[0016]所述開關(guān)模塊15的功能由前述的微處理器來完成，用于根據(jù)開關(guān)控制模塊14的指令通斷所述電感儲能模塊12，以控制所述電感儲能模塊12的充放電。該開關(guān)模塊15為所述微處理器的現(xiàn)有功能，不多作說明。
[0017]所述時(shí)鐘模塊16與諸如開關(guān)控制模塊14、開關(guān)模塊15 —樣由前述的微處理器來完成。當(dāng)然在該時(shí)鐘模塊16的控制下，在所述電感儲能模塊13的任意一個(gè)充放電周期中，該時(shí)鐘模塊16通過所述開關(guān)控制模塊14控制所述開關(guān)模塊15的關(guān)斷時(shí)長是一致的。由于隨著移動電源11即電池的電量的降低，單位時(shí)間內(nèi)釋放出的電量也降低，而為了保證加載在負(fù)載兩端的功率恒定，同時(shí)為了使電感儲能模塊12的峰值電流恒定，則需要加長電感儲能模塊12的充電時(shí)間，即加長所述開關(guān)模塊15的開啟時(shí)長。而眾所周知的是，由于電感本身的特性，即伏秒平衡特性，隨著移動電源11的電量的降低，充電時(shí)間必定增加。因此，所述時(shí)鐘模塊16將主要用于通過所述開關(guān)控制模塊13來控制所述開關(guān)模塊15的關(guān)斷時(shí)長保證一致，即保證在電感儲能模塊12的任意一個(gè)充放電周期內(nèi)，放電時(shí)長在每一個(gè)周期是一致的。因此，可以理解的是，當(dāng)移動電源11即電池的電量的降低，所述電感儲能模塊12的充放電周期會增長。為了保證所述電感儲能模塊12可以充分地放電，所述開關(guān)模塊15的關(guān)斷時(shí)長可以大于該電感儲能模塊12的放電時(shí)間，以使電感儲能模塊12在任意一個(gè)充放電周期內(nèi)，該電感儲能模塊12都可以充分放電，避免由于每一次放電不夠充分，而導(dǎo)致的下一次充電量的減少。由于利用所述時(shí)鐘模塊16保證了開關(guān)模塊15的關(guān)斷時(shí)長，便可以確定所述開關(guān)模塊15的開啟時(shí)間，從而以給所述電感儲能模塊12進(jìn)行再次充電。
[0018]所述整流濾波模塊17包括一個(gè)二極管D2和一個(gè)與該二極管D2串聯(lián)的電容C4。當(dāng)然可以理解的是，該LED燈供電電路100所具有負(fù)載即至少一個(gè)LED燈應(yīng)該并聯(lián)在所述電容C4的兩端。所述整流濾波模塊17用于將電感儲能模塊12輸出的電流調(diào)整為恒定電流以給負(fù)載LED燈供電。所述LED燈的陰極可以直接接地。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，所述電感儲能模塊12在電流檢測模塊13、開關(guān)控制模塊14、開關(guān)模塊15，以及時(shí)鐘模塊16的配合控制下，使得電感儲能模塊12在任意一個(gè)充放電周期內(nèi)，電感儲能模塊12的峰值電流皆等于所述電流檢測模塊13所設(shè)定的預(yù)設(shè)值，即只有當(dāng)電感儲能模塊12的峰值電流在任意一個(gè)充放電周期內(nèi)達(dá)到所設(shè)定的預(yù)設(shè)值時(shí)，開關(guān)模塊15才會關(guān)斷，停止充電，否則將會給所述電感儲能模塊12 —直充電，直到該電感儲能模塊12的電流達(dá)到峰值電流，從而也保證所述電感儲能模塊12在每一個(gè)充放電周期內(nèi)都能達(dá)到峰值電流。當(dāng)移動電源11在剛使用時(shí)電量充足，其輸出電量大，則時(shí)鐘模塊16控制所述電感儲能模塊12的電流值達(dá)到預(yù)設(shè)值的時(shí)間短，而當(dāng)移動電源11在使用一段時(shí)間后，電量不再充足時(shí)，輸出電量變小，則時(shí)鐘模塊16控制所述電感儲能模塊12的電流值達(dá)到預(yù)設(shè)值的時(shí)間會變長，進(jìn)而使得不管所述移動電源11使用多久，只要有電量，即不管電量的多少，該LED燈供電電路100的輸出功率皆為恒定，而當(dāng)負(fù)載一定時(shí)，則輸出電流恒定，從而實(shí)現(xiàn)恒流輸出。而當(dāng)電池的電量不再充足時(shí)，即輸出的電壓降低時(shí)，開關(guān)模塊15的開啟時(shí)間如上所述會增加，從而導(dǎo)致流過所述電感儲能模塊12的電流將自動調(diào)整降低，從而可以增加電池的使用時(shí)間，因?yàn)楸娝苤氖牵姵卦诔稣５碾娏鞯那闆r下放電會大幅降低電池的壽命。
[0020]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則的內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種LED燈供電電路,其特征在于:該供電電路包括一個(gè)移動電源,一個(gè)與該移動電源電性連接的電感儲能模塊，一個(gè)用于檢測流過所述電感儲能模塊的電流大小的電流檢測模塊，一個(gè)與所述電流檢測模塊電性連接的開關(guān)控制模塊，一個(gè)根據(jù)所述電流檢測模塊所檢測到的電流值的大小并通過所述開關(guān)控制模塊控制所述電感儲能模塊通斷的開關(guān)模塊，一個(gè)用于控制所述開關(guān)控制模塊以控制所述開關(guān)模塊的關(guān)斷時(shí)長的時(shí)鐘模塊，所述時(shí)鐘模塊通過所述開關(guān)控制模塊控制所述開關(guān)模塊的關(guān)斷時(shí)長以使所述電感儲能模塊的峰值電流在每一個(gè)充放電周期皆處于同一值。
2.如權(quán)利要求1所述的LED燈供電電路，其特征在于:所述移動電源為電池。
3.如權(quán)利要求1所述的LED燈供電電路，其特征在于:當(dāng)所述電流檢測模塊檢測到流過所述電感儲能模塊的電流大于所述開關(guān)控制模塊的預(yù)設(shè)值，所述開關(guān)控制模塊控制所述開關(guān)模塊關(guān)斷所述電感儲能模塊的輸出。
4.如權(quán)利要求1所述的LED燈供電電路，其特征在于:所述時(shí)鐘模塊通過開關(guān)控制模塊控制所述開關(guān)模塊的關(guān)斷時(shí)長在所述電感儲能模塊的每一個(gè)周期中保持一致。
5.如權(quán)利要求4所述的LED燈供電電路，其特征在于:所述開關(guān)模塊的關(guān)斷時(shí)長大于所述電感儲能模塊的最大放電時(shí)長。
6.如權(quán)利要求1所述的LED燈供電電路，其特征在于:所述電流檢測模塊、開關(guān)控制模塊，以及開關(guān)模塊由一個(gè)控制芯片來執(zhí)行。
7.如權(quán)利要求5所述的LED燈供電電路，其特征在于:所述控制芯片可以為中央處理器、微處理器或單片機(jī)。
8.如權(quán)利要求1所述的LED燈供電電路，其特征在于:所述LED燈供電電路還包括一個(gè)整流濾波模塊，該整流濾波模塊電性連接在所述電感儲能模塊的輸出端，并用于將所述電感儲能模塊的輸出變換成恒定電流。
9.如權(quán)利要求1所述的LED燈供電電路，其特征在于:所述電流檢測模塊包括兩個(gè)并聯(lián)的采樣電阻R2、R3，所述采樣電阻R2、R3用于設(shè)置所述電流檢測模塊的觸發(fā)電流大小，所述觸發(fā)電流決定所述開關(guān)模塊的開斷。
10.如權(quán)利要求1所述的LED燈供電電路，其特征在于:所述LED燈供電電路用于為至少一個(gè)LED燈供電，該LED燈的陰極直接接地。
【文檔編號】H05B37/02GK203590569SQ201320802254
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】馬旭紅, 周小勇, 潘黃鋒, 應(yīng)俊俊, 林萬炯 申請人:林萬炯