专利名称：一种用于led灯的驱动电源和led灯的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及LED灯，尤其涉及一种用于LED灯的驱动电源和LED灯。
背景技术：
LED驱动电源是构成LED灯具性能优劣的关键要素，也是灯具选择或设计要件之一。要保证LED驱动电源的质量，要从设计就开始考虑，LED电源的可靠性主要受温度 的影响，过高的温度使得电源内部电解电容的寿命降低，从而使电源很快失效。可以说，电 解电容是制约LED电源寿命的瓶颈。LED芯片和电源装在一起，一般空间狭小，散热较差， LED芯片和电源都是发热体，使得环境温度较高。因此，可以通过改善LED系统的散热条件、 提高LED的发光效率和提高电源的效率来降低环境温度，从而延长电解电容的寿命。可以通过提高电源的效率，使电源的发热量降到最低。而且采用最好的元器件，以 保证电源的质量。PFC(Power Factor Calibraion 功率因数校正)一般是为了满足谐波和节能的要 求。一般而言，对于给定的负载功率，功率因数越高，输入电流越小。但不是任何电源都必 须进行功率因数校正，因为附加的功率因数校正电路也消耗功率，可能使整体功耗变高。而 且在照明应用中，根据欧盟的国际电工委员会(IEC)的规定，小于25W的LED照明系统不要 求进行功率校正，如果高于25W，则需要进行PFC。而在美国，能源部“能源之星”项目固态 照明标准中对PFC带有强制性要求，无论是何种功率等级，针对住宅应用部分要求功率因 数高于0. 7，而针对商业应用部分要求功率因数高于0. 9.因此，LED电源是否需要功率因数 校正应根据具体的用户和成本来定。一个完整的LED应用设计方案，其核心由三部分组成驱动电路设计、二次光学设 计和散热设计，其中LED驱动电路的主要功能是将交流电压转换为恒流电源。功率型LED 通常采用直流工作，工作电压仅为3. 5伏左右，但工作电流较大，在驱动电路设计时，既要 考虑白光LED的单管效率，也要考虑电路的整体转换效率、复杂程度和成本。毫无疑问，驱 动电路的效率会影响灯具的总效率，但追求高的驱动电路的效率会受到成本的限制。如LED 恒流开关电源、有很高的效率，可以实现升压效果，是目前最适宜的LED驱动电路。但它的 成本较高，阻碍了 LED的推广应用。好的LED驱动电路设计不仅需要满足特定的电学要求， 而且应具有高效率和高可靠性，并且能在较高的温度下进行操作，现许多企业采用的驱动 电路，受成本制约往往还无法满足这些要求，这样就给LED的有效寿命和可靠性带来很大 的不利影响。
实用新型内容本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种能提高可靠性的用于LED灯 的驱动电源。本实用新型的另一目的在于提供一种使用所述驱动电源的LED灯。[0009]为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案一种用于LED灯的驱动电源，包括依次连接的输入端、主变换器和输出端，还包括 恒压恒流控制器，所述恒压恒流控制器一端与所述输出端连接，另一端与所述主变换器连 接，通过采样所述输出端的电压和电流向所述主变换器输出恒流恒压控制信号，使得所述 主变换器通过所述输出端提供恒流恒压驱动电源。其中所述恒压恒流控制器与主变换器之间还连接有脉宽调制控制器，所述恒压恒 流控制器还用于通过所述脉宽调制控制器实现对所述主变换器的恒流恒压控制。其中所述恒压恒流控制器包括第四运放电路，所述第四运放电路包括第四正相输 入端、第四反相输入端和第四输出端，所述第四正相输入端连接第四基准电压，所述第四反 相输入端连接所述输出端以采样输出电压，所述第四输出端连接所述脉宽调制控制器。其中所述恒压恒流控制器包括第一运放电路，所述第一运放电路包括第一正相输 入端、第一反相输入端和第一输出端，所述第一正相输入端连接第一基准电压，所述第一反 相输入端连接所述输入端以采样输出电流，所述第一输出端连接所述脉宽调制控制器。上述驱动电源还包括外部电流调节器，其通过向所述恒压恒流控制器输出控制信 号以调整所述第一基准电压的数值。上述驱动电源还包括内部温度保护电路，用于采集所述驱动电源内部的第一温 度，当所述第一温度超过第一预定温度时，向所述恒压恒流控制器输出控制信号以降低输 出的电流。其中所述内部温度保护电路包括第一温度传感器，其设置在所述驱动电源内部， 用于采集所述第一温度。上述驱动电源还包括外部温度保护电路，用于采集LED灯的第二温度，当所述第 二温度超过第二预定温度时，向所述恒压恒流控制器输出控制信号以降低输出的电流。其中所述外部温度保护电路包括第二温度传感器，其设置在LED灯内部，用于采 集所述第二温度。一种LED灯，包括驱动电源，所述驱动电源包括依次连接的输入端、主变换器和输 出端，所述驱动电源还包括恒压恒流控制器，所述恒压恒流控制器一端与所述输出端连接， 另一端与所述主变换器连接，通过采样所述输出端的电压和电流向所述主变换器输出恒流 恒压控制信号，使得所述主变换器通过所述输出端提供恒流恒压驱动电源。由于采用了以上技术方案，使本实用新型具备的有益效果在于(1)本实用新型的驱动电源采用恒流恒压控制，使得LED不受电网波动影响，工作 平稳顺畅，从而提高工作的可靠性并提高灯具的使用寿命；(2)本实用新型采用脉宽调制恒流技术，是LED理想的驱动方式，最大程度地保证 了 LED的驱动电源使用寿命，解决传统LED灯管采用恒压不恒流驱动方式带来的LED闪光 问题；(3)本实用新型的驱动电源采用外部电流调节，既可以实现灯光的无级调控而且 成本低廉，适应于楼宇灯光自动化控制；(4)本实用新型采用内部温度控制，克服了内置电源会造成相互温度影响的弊 端；(5)本实用新型的驱动电源采用外部温度控制，克服了分体安装虽然没有相互影响却缺乏联系和监控的弊端，通过外部的温度保护电路让其紧密联系在一起；(6)本实用新型的LED灯，采用了恒压恒流的驱动电源，工作可靠性得以提高，也 延长了其使用寿命。
图1为示出根据本实用新型LED灯驱动电源的一个实施例的方框图；图2示出根据本实用新型LED灯驱动电源的另一个实施例的方框图；图3示出根据本实用新型LED灯驱动电源的又一个实施例的方框图；图4示出根据本实用新型LED灯驱动电源的再一个实施例的方框图；图5示出根据本实用新型LED灯驱动电源的又再一个实施例的方框图；图6示出根据本实用新型LED灯驱动电源的一个实施例的原理图；图7示出根据本实用新型LED灯的一个实施例的方框图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式
结合附图对本实用新型作进一步详细说明。图1示出根据本实用新型用于LED灯的驱动电源的一个实施例的方框图，其包括 依次连接的输入端、主变换器、输出端和恒压恒流控制器，该恒压恒流控制器一端与输出端 连接，另一端与主变换器连接，通过采样输出端的电压和电流向主变换器输出恒流恒压控 制信号，使得主变换器通过输出端提供恒流恒压以驱动LED灯。图2示出根据本实用新型用于LED灯的驱动电源的另一个实施例的方框图，其在 图1所示实施例的基础上，进一步包括置于恒压恒流控制器与主变换器之间的PWM(Pulse Width modulation 脉宽调制)控制器，恒压恒流控制器还用于通过光耦连接所述PWM控制 器实现对主变换器的恒流恒压控制。图3示出根据本实用新型用于LED灯的驱动电源的又一个实施例的方框图，其在 图2所示实施例的基础上，其中恒压恒流控制器进一步包括第一运放电路和第四运放电 路。第一运放电路包括第一正相输入端、第一反相输入端和第一输出端，第一正相输入端 连接第一基准电压，第一反相输入端连接输入端以采样输出电流，第一输出端连接所述PWM 控制器。第四运放电路包括第四正相输入端、第四反相输入端和第四输出端，第四正相输 入端连接第四基准电压，第四反相输入端连接输出端以采样输出电压，第四输出端连接PWM 控制器。本领域技术人员应该理解，采用其他的恒压恒流控制电路也能实现本实用新型的 目的。图4示出根据本实用新型用于LED灯的驱动电源的再一个实施例的方框图，其在 图3所示实施例的基础上，进一步包括外部电流调节器，其通过向恒压恒流控制器输出控 制信号以调整第一基准电压的数值。图5示出根据本实用新型用于LED灯的驱动电源的又再一个实施例的方框图，其 在图2所示实施例的基础上，进一步包括内部温度保护电路和外部温度保护电路，所述内 部温度保护电路包括第一温度传感器，用于采集驱动电源内部的第一温度，一种实施方式， 第一温度传感器可以采用热敏电阻。当第一温度超过第一预定温度时，向恒压恒流控制器 输出控制信号以降低输出的电流。外部温度保护电路包括第二温度传感器，用于采集LED灯的第二温度，一种实施方式，第二温度传感器可以采用热敏电阻，当第二温度超过第二预 定温度时，向恒压恒流控制器输出控制信号以降低输出的电流。图6示出根据本实用新型用于LED灯驱动电源的一个实施例的原理图，本实施例 是以单级PFC为基础配以外部电流调节功能、外部OTP (Over Temperature Protection 过 温保护)功能，内OTP功能，并用运放采样输出电压电流实现恒压恒流输出的开关电源。PFC 高功率因数，低谐波失真率，对供电线路污染起到良好的保护作用。其具体工作原理如下恒压过程如图6所示，IC2共包括四个运放，由IC2的运放4采样输出电压，一种 实施方式，该IC2可以采用UC902，基准电压由ICl稳压后获得，一种实施方式，ICl可为 TL431，该基准电压为一预定值，例如2.5V。如输出电压升高，运放4的反相输入端电压升 高，当升至如2. 5V的预定值时，则运放4开始进入放大区，14PIN电压开始降低，从而导致 IC4的Pim和PIN2开始导通，并逐渐增大电流，IC4PIN4电压变低，也就是IC3的PIN2电 压变低，IC3的PIN2电压变低就使IC3PIN7开通时间变短，主变换器传输给次级的能量也 被降低，从而使输出电压降低，以达到恒压的目的。恒流过程如图6所示，由IC2UC902的运放1采样输出电流，基准电压由 IC1TL431稳压后分压得到。当电流增加大到恒流点时，IC2的运放1的反相输入端电压 会高于正相输入端电压，从而使Pmi电平变低，再拉动IC4的内部发光二极管将信号传到 初级端，此时IC4PIN4电压变低，也就是IC3的PIN2电压变低，IC3的PIN2电压变低就使 IC3PIN7开通时间变短，主变换器传输给次级的能量也被降低，从在则使输出电流降低，以 达到恒流的目的。外部电流调节外部电调节由Iset引脚控制，它是通过在Iset脚上接电阻到 SGND来改变IC2运放1正相端的基准电压来达到位电调节的目的的.当Iset与SGND之间 的电阻变小时运放1正相端的电压就会变小，这样恒流值也相应变小。反之当Iset与SGND 之间的电阻变大时运放1正相端的电压就会变大，这样恒流值也相应变大。OTP 是由IC2的运放3来实现的。内部OTP通过热敏电阻THRl来感应内部的温 度变化。当温度上升时，Q4基极电压就下降，其集电极电压也随之下降，当集电极电压下降 到一预定值，如1.25V以下时运放3将输出高电平，从而使Q5开始导通，R18、R19的电压被 拉低，运放1正相输入端的电压也随之降低，从而使恒流值降低，如200mA左右。这样就通 过降低输出功率来达到OTP的目的。外部OTP与此类似，它通过外部的热敏电阻来感应外 部的温度，这可以是LED的温度或环境温度，以达到保护LED的目的。当外部温度升高时， 电阻值下降，Q4集电极的电压开始下降，当电压下降到预定值，如1.25V以下时，实现OTP保 护功能。外部OTP、内部OTP是通过Q4来隔离的，相互不会影响，均可独立起作用，不论谁先 达到OTP点均可实现0ΤΡ，并不受未达到OTP的一方影响，换而言之，OTP只受温度高的一方 控制。图7示出根据本实用新型LED灯的一个实施例的方框图，包括图1所示实施例的 驱动电源，驱动电源包括依次连接的输入端、主变换器、输出端和恒压恒流控制器，恒压恒 流控制器一端与输出端连接，另一端与主变换器连接，通过采样输出端的电压和电流向主 变换器输出恒流恒压控制信号，使得主变换器通过输出端提供恒流恒压驱动电源以驱动 LED。以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属 于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种用于LED灯的驱动电源，包括依次连接的输入端、主变换器和输出端，其特征在 于，还包括恒压恒流控制器，所述恒压恒流控制器一端与所述输出端连接，另一端与所述主 变换器连接，通过采样所述输出端的电压和电流向所述主变换器输出恒流恒压控制信号， 使得所述主变换器通过所述输出端提供恒流恒压驱动电源。
2.如权利要求1所述的驱动电源，其特征在于，其中所述恒压恒流控制器与主变换器 之间还连接有脉宽调制控制器，所述恒压恒流控制器还用于通过所述脉宽调制控制器实现 对所述主变换器的恒流恒压控制。
3.如权利要求2所述的驱动电源，其特征在于，其中所述恒压恒流控制器包括第四运 放电路，所述第四运放电路包括第四正相输入端、第四反相输入端和第四输出端，所述第四 正相输入端连接第四基准电压，所述第四反相输入端连接所述输出端以采样输出电压，所 述第四输出端连接所述脉宽调制控制器。
4.如权利要求2所述的驱动电源，其特征在于，其中所述恒压恒流控制器包括第一运 放电路，所述第一运放电路包括第一正相输入端、第一反相输入端和第一输出端，所述第一 正相输入端连接第一基准电压，所述第一反相输入端连接所述输入端以采样输出电流，所 述第一输出端连接所述脉宽调制控制器。
5.如权利要求4所述的驱动电源，其特征在于，还包括外部电流调节器，其通过向所述 恒压恒流控制器输出控制信号以调整所述第一基准电压的数值。
6.如权利要求1至5中任一项所述的驱动电源，其特征在于，还包括内部温度保护电 路，用于采集所述驱动电源内部的第一温度，当所述第一温度超过第一预定温度时，向所述 恒压恒流控制器输出控制信号以降低输出的电流。
7.如权利要求6所述的驱动电源，其特征在于，其中所述内部温度保护电路包括第一 温度传感器，其设置在所述驱动电源内部，用于采集所述第一温度。
8.如权利要求1至5中任一项所述的驱动电源，其特征在于，还包括外部温度保护电 路，用于采集LED灯的第二温度，当所述第二温度超过第二预定温度时，向所述恒压恒流控 制器输出控制信号以降低输出的电流。
9.如权利要求8所述的驱动电源，其特征在于，其中所述外部温度保护电路包括第二 温度传感器，其设置在LED灯内部，用于采集所述第二温度。
10.一种LED灯，包括驱动电源，所述驱动电源包括依次连接的输入端、主变换器和输 出端，其特征在于，所述驱动电源还包括恒压恒流控制器，所述恒压恒流控制器一端与所述 输出端连接，另一端与所述主变换器连接，通过采样所述输出端的电压和电流向所述主变 换器输出恒流恒压控制信号，使得所述主变换器通过所述输出端提供恒流恒压驱动电源。
专利摘要本实用新型公布了一种用于LED灯的驱动电源，包括依次连接的输入端、主变换器和输出端，还包括恒压恒流控制器，所述恒压恒流控制器一端与所述输出端连接，另一端与所述主变换器连接，通过采样所述输出端的电压和电流向所述主变换器输出恒流恒压控制信号，使得所述主变换器通过所述输出端提供恒流恒压驱动电源。本实用新型还公布了一种LED灯。本实用新型的驱动电源采用恒流恒压控制，使得LED不受电网波动影响，工作平稳顺畅，从而提高工作的可靠性并提高灯具的使用寿命。
文档编号F21Y101/02GK201928482SQ20102061135
公开日2011年8月10日 申请日期2010年11月17日 优先权日2010年11月17日
发明者李新建, 汪兴友, 章红斌 申请人:深圳市莱欣特光电有限公司