专利名称：一种大功率led恒流驱动技术的制作方法
技术领域：
本发明专利属于电源技术领域，具体涉及一种大功率LED恒流驱动技术。
背景技术：
半导体技术继引发了微电子革命之后，又在孕育着一场新的产业革命一照明革命。发光二极管(LED)的特点使其在显示及特种照明等领域获得很大的应用。但是LED理 论上的高光效使其潜在的巨大应用前景是普通照明市场，特别是大功率LED的出现，使LED 用于通用照明成为可能。但LED由于其自身的特殊性质，需要恒流驱动，而市场上通用的一 般都是稳压电源，这就需要在驱动LED前加入一级恒流驱动电路。现有LED恒流驱动电路的主要性能指标有(1)电路效率，即驱动电路本身所耗散的功率。这部分功率无法转化为LED发出的 光，应当尽量予以减少。(2)电路的健壮性问题，当某一颗LED损坏时尽量不会对此灯具其他LED的正常工 作产生严重的影响。(3)此驱动电路是否可以调光。可调光的LED驱动模块可以根据环境，动态调节灯 具的功耗，更加节能。
发明内容
本发明的目的在于提出一种大功率LED恒流驱动技术。本发明提出的大功率LED恒流驱动技术所涉及的LED恒流驱动电路LED1、LED2、 LED3以并联的方式分别通过输入电源接口 J2与外部电源相连接，每个LED恒流驱动电路均 包括恒流驱动芯片、电感、电容、电阻、肖特基二极管；在LED恒流驱动电路LEDl中，恒流驱动芯片Ul的管脚VIN连接输入电源接头J2 的管脚VIN，恒流驱动芯片Ul的管脚VIN通过电容C7连接电源，恒流驱动芯片Ul的管脚 Sff通过电感Ll连接到LED恒流驱动电路LEDl输出接口的正极，此LED恒流驱动电路LEDl 输出接口的正极通过电容Cl和采样电阻Rl与电源相连；电容Cl和采样电阻Rl之间连接 到LED恒流驱动电路LEDl输出接口的负极，LED恒流驱动电路LEDl输出接口的负极与LED 恒流驱动芯片Ul的管脚CS相连，LED恒流驱动芯片Ul的管脚VIN接通过电阻R4与，LED 恒流驱动芯片Ul的管脚RON相连；LED恒流驱动芯片Ul的管脚GND与电源地相连，LED恒 流驱动芯片Ul的管脚VCC通过电容ClO与电源地相连，LED恒流驱动芯片Ul的管脚BOOT 通过电容C4与LED恒流驱动芯片Ul的管脚SW相连，肖特基二极管Dl的阴极接LED恒流 驱动芯片Ul的管脚SW，肖特基二极管Dl的阳极与电源相连；在LED恒流驱动电路LED2中，恒流驱动芯片U2的管脚VIN连接输入电源接头J2 的管脚VIN，恒流驱动芯片U2的管脚VIN通过电容C8连接电源，恒流驱动芯片U2的管脚 Sff通过电感L2连接到LED恒流驱动电路LED2输出接口的正极，此LED恒流驱动电路LED2 输出接口的正极通过电容C2和采样电阻R2与电源相连；电容C2和采样电阻R2之间连接到LED恒流驱动电路LED2输出接口的负极，LED恒流驱动电路LED2输出接口的负极与LED恒流驱动芯片U2的管脚CS相连，LED恒流驱动芯片U2的管脚VIN通过电阻R5与LED恒 流驱动芯片U2的管脚RON相连；LED恒流驱动芯片U2的管脚GND与电源地相连，LED恒流 驱动芯片U2的管脚VCC通过电容Cll与电源地相连，LED恒流驱动芯片U2的管脚BOOT通 过电容C5与LED恒流驱动芯片U2的管脚SW相连，肖特基二极管D2的阴极接LED恒流驱 动芯片U2的管脚SW，肖特基二极管D2的阳极与电源相连；在LED恒流驱动电路LED3中，恒流驱动芯片U3的管脚VIN连接输入电源接头J2 的管脚VIN，恒流驱动芯片U3的管脚VIN通过电容C9连接电源，恒流驱动芯片U3的管脚 Sff通过电感L3连接到LED恒流驱动电路LED3输出接口的正极，此LED恒流驱动电路LED3 输出接口的正极通过电容C3和采样电阻R3与电源相连；电容C3和采样电阻R3之间连接 到LED恒流驱动电路LED3输出接口的负极，LED恒流驱动电路LED3输出接口的负极与LED 恒流驱动芯片U3的管脚CS相连，LED恒流驱动芯片U3的管脚VIN通过电阻R6与LED恒 流驱动芯片U3的管脚RON相连；LED恒流驱动芯片U3的管脚GND与电源地相连，LED恒流 驱动芯片U3的管脚VCC通过电容C12与电源地相连，LED恒流驱动芯片U3的管脚BOOT通 过电容C6与LED恒流驱动芯片U3的管脚SW相连，肖特基二极管D3的阴极接LED恒流驱 动芯片U3的管脚SW，肖特基二极管D3的阳极与电源相连；恒流驱动芯片Ul、U2和U3的管脚DM分别通过分压电阻R8和电阻R9与输入电 源接口 J2相连，电阻R9另一端连接光耦U4的管脚4。稳压二极管D4的阴极连接到电阻 R8和电阻R9之间，稳压二极管D4的阳极与电源相连；光耦U4的管脚3与连接电源，光耦 U4的管脚1通过电阻R7L连接输入电源接口 J2的正极，光耦U4的管脚2连接输入电源接 口 J2的负极。其中所述的LED恒流驱动芯片为LM3404HV;当调光输入端输入为高电平或无输入 信号时驱动模块全功率正常运行。稳压管可以保证恒流驱动芯片DIM管脚上的电压不会超 过其最大耐受电压。具有3路独立的LED恒流驱动芯片，以并联的形式从输入电源取电，实现对3路大 功率LED的恒流输出。另外，电路留出一个调光信号输入接口，使外来的PWM调光电压信号 可以经光耦控制恒流芯片的占空比，从而实现动态调光。本发明的工作过程如下将接口 Jl分别接3路LED灯串，接口 J2的VIN接输入直流电源的正极，GND接输 入电源的负极，PWM接调光线的正极，PGND接调光线的负极。打开输入电源，模块开始工作， 并将输出3路LED灯串的电流稳定在特定值。当调光控制器通过调光线输出不同占空比的 PWM波形时，LED灯串输出不同功率。本发明的优点为1采用单接口电源输入和3路独立恒流输出，保证每一路的电流差异在5%以内， 保证了 LED工作状态的一致性。2采用具有低比较电压和COT恒流控制策略的LED恒流驱动芯片，最大限度地减少 在外围器件上的损耗，提高了系统的效率。3采用光耦隔离PWM调光信号，可实现远距离对驱动模块的动态调光控制，并且， 在不加调光信号时，仍可实现对LED的正常驱动。
图1是可调光3路大功率LED恒流驱动模块的结构图示。图中标号U1、U2、U3分别为恒流驱动芯片；U4为光耦；L1、L2、L3分别为电感；Cl、 C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12 分别为电容；Rl 为采样电阻；R2、R3、R4、R5、R6、 R7、R8、R9分别为电阻；D1、D2、D3分别为肖特基二极管；D4为稳压二极管Jl为接头；J2为 输入电源接口 ；LED1、LED2、LED3分别为LED恒流驱动电路。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明。实施例1 :3路LED恒流驱动电路以并联的方式通过输入电源接口与外部电源相连 接。其中所述的LED恒流驱动芯片为LM3404HV。在第1路驱动电路中，LED恒流驱动芯片Ul管脚VIN直接连接到输入接口，并通 过电容C7与电源地相连。Ul的管脚SW通过一个电感Ll连接到此路LED输出接口的正极， 此正极通过电容Cl和采样电阻Rl与电源地相连。电容Cl和采样电阻Rl之间连接到LED 输出接口的负极，并与Ul的管脚CS相连，管脚VIN接输入电源的正极，并通过一个电阻R4 与管脚RON相连。Ul的管脚GND直接与电源地相连，管脚VCC通过电容ClO与电源地相连， 管脚BOOT通过电容C4与管脚SW相连，肖特基二极管Dl的阴极接Ul管脚SW，阳极与电源 地相连。在第2路驱动电路中，LED恒流驱动芯片Ul管脚VIN直接连接到输入接口，并通 过电容C8与电源地相连。Ul的管脚SW通过一个电感L2连接到此路LED输出接口的正极， 此正极通过电容C2和采样电阻R2与电源地相连。电容C2和采样电阻R2之间连接到LED 输出接口的负极，并与U2的管脚CS相连，管脚VIN接输入电源的正极，并通过一个电阻R5 与管脚RON相连。Ul的管脚GND直接与电源地相连，管脚VCC通过电容Cll与电源地相连， 管脚BOOT通过电容C5与管脚SW相连，肖特基二极管D2的阴极接U2管脚SW，阳极与电源 地相连。在第3路驱动电路中，LED恒流驱动芯片U3管脚VIN直接连接到输入接口，并通 过电容C9与电源地相连。U3的管脚SW通过一个电感L3连接到此路LED输出接口的正极， 此正极通过电容C3和采样电阻R3与电源地相连。电容C3和采样电阻R3之间连接到LED 输出接口的负极，并与U3的管脚CS相连，管脚VIN接输入电源的正极，并通过一个电阻R6 与管脚RON相连。U3的管脚GND直接与电源地相连，管脚VCC通过电容C12与电源地相连， 管脚BOOT通过电容C6与管脚SW相连，肖特基二极管D3的阴极接U3管脚SW，阳极与电源 地相连。恒流驱动芯片U1、U2和U3的管脚DIM通过两个分压电阻R8和R9与输入电源接口 相连，并连接到光耦U4的4脚。稳压管D4的阴极连接到电阻R8和R9之间，阳极与电源地 相连。光耦的3脚直接与电源地相连，其1脚通过电阻与调光接口的正极相连，U4的2脚连 接到调光接口的负极。其中所述的LED恒流驱动芯片为LM3404HV ；光耦U4采用TLP521-1， 当调光输入端输入为高电平或无输入信号时驱动模块全功率正常运行。稳压管可以保证恒 流驱动芯片DIM管脚上的电压不会超过其最大耐受电压。
权利要求
一种大功率LED恒流驱动技术，其特征是LED恒流驱动电路LED1、LED2、LED3以并联的方式分别通过输入电源接口J2与外部电源相连接，每个LED恒流驱动电路均包括恒流驱动芯片、电感、电容、电阻、肖特基二极管；在LED恒流驱动电路LED1中，恒流驱动芯片U1的管脚VIN连接输入电源接头J2的管脚VIN，恒流驱动芯片U1的管脚VIN通过电容C7连接电源，恒流驱动芯片U1的管脚SW通过电感L1连接到LED恒流驱动电路LED1输出接口的正极，此LED恒流驱动电路LED1输出接口的正极通过电容C1和采样电阻R1与电源相连；电容C1和采样电阻R1之间连接到LED恒流驱动电路LED1输出接口的负极，LED恒流驱动电路LED1输出接口的负极与LED恒流驱动芯片U1的管脚CS相连，LED恒流驱动芯片U1的管脚VIN接通过电阻R4与，LED恒流驱动芯片U1的管脚RON相连；LED恒流驱动芯片U1的管脚GND与电源地相连，LED恒流驱动芯片U1的管脚VCC通过电容C10与电源地相连，LED恒流驱动芯片U1的管脚BOOT通过电容C4与LED恒流驱动芯片U1的管脚SW相连，肖特基二极管D1的阴极接LED恒流驱动芯片U1的管脚SW，肖特基二极管D1的阳极与电源相连；在LED恒流驱动电路LED2中，恒流驱动芯片U2的管脚VIN连接输入电源接头J2的管脚VIN，恒流驱动芯片U2的管脚VIN通过电容C8连接电源，恒流驱动芯片U2的管脚SW通过电感L2连接到LED恒流驱动电路LED2输出接口的正极，此LED恒流驱动电路LED2输出接口的正极通过电容C2和采样电阻R2与电源相连；电容C2和采样电阻R2之间连接到LED恒流驱动电路LED2输出接口的负极，LED恒流驱动电路LED2输出接口的负极与LED恒流驱动芯片U2的管脚CS相连，LED恒流驱动芯片U2的管脚VIN通过电阻R5与LED恒流驱动芯片U2的管脚RON相连；LED恒流驱动芯片U2的管脚GND与电源地相连，LED恒流驱动芯片U2的管脚VCC通过电容C11与电源地相连，LED恒流驱动芯片U2的管脚BOOT通过电容C5与LED恒流驱动芯片U2的管脚SW相连，肖特基二极管D2的阴极接LED恒流驱动芯片U2的管脚SW，肖特基二极管D2的阳极与电源相连；在LED恒流驱动电路LED3中，恒流驱动芯片U3的管脚VIN连接输入电源接头J2的管脚VIN，恒流驱动芯片U3的管脚VIN通过电容C9连接电源，恒流驱动芯片U3的管脚SW通过电感L3连接到LED恒流驱动电路LED3输出接口的正极，此LED恒流驱动电路LED3输出接口的正极通过电容C3和采样电阻R3与电源相连；电容C3和采样电阻R3之间连接到LED恒流驱动电路LED3输出接口的负极，LED恒流驱动电路LED3输出接口的负极与LED恒流驱动芯片U3的管脚CS相连，LED恒流驱动芯片U3的管脚VIN通过电阻R6与LED恒流驱动芯片U3的管脚RON相连；LED恒流驱动芯片U3的管脚GND与电源地相连，LED恒流驱动芯片U3的管脚VCC通过电容C12与电源地相连，LED恒流驱动芯片U3的管脚BOOT通过电容C6与LED恒流驱动芯片U3的管脚SW相连，肖特基二极管D3的阴极接LED恒流驱动芯片U3的管脚SW，肖特基二极管D3的阳极与电源相连；恒流驱动芯片U1、U2和U3的管脚DIM分别通过分压电阻R8和电阻R9与输入电源接口J2相连，电阻R9另一端连接光耦U4的管脚4。稳压二极管D4的阴极连接到电阻R8和电阻R9之间，稳压二极管D4的阳极与电源相连；光耦U4的管脚3与连接电源，光耦U4的管脚1通过电阻R7L连接输入电源接口J2的正极，光耦U4的管脚2连接输入电源接口J2的负极。
全文摘要
本发明涉及一种大功率LED恒流驱动技术，所涉及的LED恒流驱动电路包括输入接口、输出接口、LED恒流驱动芯片、电容、电阻、电感及光耦。3路LED恒流驱动电路以并联方式通过输入电源接口与外部电源相连接。每路驱动电路的结构相同，以LED恒流驱动芯片为核心，形成Buck电路拓扑，可以通过改变电流采样电阻的阻值设定不同的输出电流值。芯片的PWM调光管脚DIM通过分压电阻与输入电源接口相连，并经光耦形成隔离的PWM调光接口。本发明可以同时驱动3路大功率LED，效率高达97％，可靠性高，单路LED串的损坏不会影响其他两路的正常工作，并可进行隔离的PWM调光控制。
文档编号F21V23/00GK101848570SQ20091002988
公开日2010年9月29日 申请日期2009年3月26日 优先权日2009年3月26日
发明者唐建华, 徐向阳 申请人:江苏日月照明电器有限公司