专利名称：一种脉冲驱动式led照明电路的制作方法
技术领域：
本发明属新型电光源应用范畴，特别涉及一种脉沖驱动式LED照 明电路。
背景技术：
LED照明光源是现代最先进的电光源。由于LED照明光源具备发 光效率高、体积小、寿命长等优点，故其应用将会越来越广泛。目前传统的LED照明电路通常使用直流驱动方式，该方式容易加 速LED老化，增加电路损耗，缩短LED的工作寿命。如何克服这些 弊端则是业内人士急切解决的问题。发明内容为了解决上述LED在直流驱动下容易老化等问题，本发明提出了 一种脉冲驱动式LED照明电路，其包括电源和LED，还包括有与电源连接的开关电路，用于接通或切断电源、并用于当电源的 电压较低时自动关断该LED照明电路；LED驱动电路，包括PFM控制器IC、电感、二极管、电容和电 阻，该LED驱动电路以脉冲和恒流的方式驱动LED,所述LED驱动 电路分别与开关电路和LED相连接。所述LED为多个并联的、或者先串联后并联的多组正向导通压降 不一致的同型号LED。
所述开关电路采用能够产生PWM信号或者PFM信号的专用集成 电路芯片，用于实现对LED的调光。所述LED驱动电路中的PFM控制器IC为PFM直流-直流升压恒 流源IC,其内置有功率晶体管。所述LED驱动电路包括的元件及其连接关系如下PFM控制器IC，其使能端接开关电路、开关管脚接LED、接地端 接地；电感，连接开关电路和PFM控制器IC的开关管脚；二极管，连接PFM控制器IC的开关管脚和PFM控制器IC的电 压输出端；第 一 电阻，连接PFM控制器IC的电压输出端和电流反馈端；第二电阻，连接PFM控制器IC的电流反馈端和第三电阻；第三电阻，连接电阻和PFM控制器IC的接地端；电容，连接PFM控制器IC的电压输出端和第三电阻的非接地端。将所述第三电阻替换为晶体管，当开关电路采用电平触发来控制 PFM控制器IC的使能端时，通过控制该晶体管以控制LED 2的工作 电流、从而改善LED的工作效果。所述电源可以是单节或多节Ni-Cd、 Ni-MH充电电池或者干电池、 单节锂电池以及超级电容器。 本发明的脉冲驱动式LED照明电路可有效克服直流驱动LED时 容易加速LED老化等弊端，在很大程度上提高了 LED的工作寿命， 稳定了 LED的工作状态，并具有高效并且廉价的特点。
图1为本发明的脉沖驱动式LED照明电路的优选实施例的整机电 路原理图；附图中芯片端口符号说明Lx:开关管脚； CE:使能端；Vout:电压输出端； GND:接地端；IFB:电流反馈端。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。图1为本发明的脉冲驱动式LED照明电路的优选实施例的整机电 路原理图。如图所示，本发明的脉沖驱动式LED照明电路在电路功能上主要 由电源1、 LED2、开关电路3和LED驱动电路4构成。其中，电源1的一端接地，另一端连接到开关电路3的输入端； 开关电路3的输出端连接到LED驱动电路4，开关电路3的输出控制 端连接到并控制LED驱动电路4的开启控制端(在本实施例中，该开 启控制端为PFM控制器IC8的使能端，高电平时为开)；LED驱动电 路4的输出端连接到LED2。
为了提高LED2的发光效率，本发明的LED驱动电路4采用了脉 冲驱动的方式，该脉沖驱动方式消除了在直流驱动方式下，不论恒流 驱动形式或者恒压驱动形式，电路中的大电流必须经过肖特基二极管， 从而产生的压降，因此本发明的脉冲驱动式LED照明电路在很大程度 上降低了整个电路的损耗，提高了整机电路的性能和工作效率。LED驱动电路4的核心是PFM控制器IC8,本实施例中该PFM 控制器IC8采用了上海贝岭股份有限公司的白光LED脉冲频率调制直 流-直流升压变换器(以下简称为PFM DC/DC升压恒流源)IC—一 BL8532作为驱动LED的控制器。由于该PFM DC/DC升压恒流源IC 内置了功率晶体管，所以外围电路无需另加功率晶体管进行扩流。LED驱动电路4包括的元器件和相互的连接关系如下PFMDC/DC升压恒流源IC8，其使能端接开关电路3中的电阻7 的非接地端、开关管脚接LED2的正极、接地端接地；电感5，连接开关电路3的开关5的非接电源端和PFMDC/DC升 压恒流源IC8的开关管脚；二极管10,连接PFMDC/DC升压恒流源IC8的开关管脚和电压 输出端；第一电阻12,连接PFM DC/DC升压恒流源IC8的电压输出端和 电流反馈端；第二电阻13,连接PFM DC/DC升压恒流源IC8的电流反馈端和 第三电阻14; 第三电阻14的另一端连接PFM DC/DC升压恒流源IC8的接地端；电容ll，连接PFM DC/DC升压恒流源IC8的电压输出端和第三 电阻14的非接地端。上述PFM DC/DC升压恒流源IC的外围电路的连接方式使得LED 驱动电路4具有了输入恒流的功能，从而能够使驱动的LED2的亮度 达到最佳，电源1的工作时间也达到最佳。当整个LED照明电路启动工作时，电感9上储存着升压所需的能 量，电容11中储存着正常工作所需要的电压，电阻14则既起到限流 作用又起到电流反馈的作用。当LED照明电路开始工作后，输出端LED2上如果出现电流过大 的情况时，该电流信号将在电阻14上产生较高的反馈电压。由于电容 11上的电压不会瞬间变化，同时电阻12和电阻13上的分压比也不会 改变，所以电阻14的电压加上电阻13的电压必然高于预设的PFM DC/DC升压恒流源IC8的电流反馈端的电压，这时，PFM DC/DC升 压恒流源IC8就能够检测到输出端出现了大电流，此刻PFM DC/DC升 压恒流源IC8的内部电路将立刻启动PFM模式，使得输出电流降低下 来。为了达到控制LED2工作电流的目的，可以将所述第三电阻14更 换为晶体管，该晶体管可以是双极型晶体管，也可以是MOS晶体管。另外，当开关电路3采用电平触发来控制PFM DC/DC升压恒流 源ICS的使能端时，为了改善LED2的工作效果，也可以将第三电阻 14更换为晶体管，并且对该晶体管的控制可以与PFM DC/DC升压恒 流源IC8的使能端同步。为了减少本发明的电路的外围器件数量，同时也为了进一步降低 整机的成本，可以开发专用集成电路，即将电阻12、电阻13和二极管 IO等器件与PFMDC/DC升压恒流源IC8集成在一起，或者将部分外 围器件与PFM DC/DC升压恒流源IC8集成在一起，构成专用于LED 驱动的集成电路芯片。本实施例中的开关电路3采用了较为简单的电路方案，包括开关5 、 电阻6和电阻7。其中，开关5的一端连接电源1的正极，另一端连接 电阻6和LED驱动电路4中的电感9;电阻6的另一端连接电阻7和 LED驱动电路4中PFM DC/DC升压恒流源IC8的使能端；电阻7的 另一端连接电源l的负极。该开关电路3不但具有接通或切断电源的作用，还具有当电源1 的电压较低时自动关断该LED照明电路的功能。开关电路3还可以由能够产生PWM信号或者PFM信号的专用集 成电路芯片构成，以便于实现对LED调光的功能。开关电路3中的开关5还可以由电子开关来构成，从而实现对整 个电路的无触点控制。由于本发明的LED驱动电路采用了脉冲式驱动方式，所以电路对 并联使用的LED的正向导通一致性的要求大大降低，故本电路中的 LED驱动电路可以直接驱动多个并联的正向导通压降不一致的LED, 也可以驱动先串联后并联的多组正向导通压降不一致的同型号LED, 并且不需要在每个LED回路中串接均流电阻。
同样由于采用了脉冲式的驱动方式，本电路可以直接驱动1W功 率或者3W功率的大功率LED。相比于原有的直流驱动方式最大只能 驱动约1W功率的LED，本发明的电路具有更强的驱动能力及更好的 驱动效果。本电路适用的工作电压范围较宽，范围可以从1V到4V以上，因 而电源1可^f吏用单节或多节Ni-Cd、 Ni-MH充电电池或者干电池、单 节4里电池，以及超级电容器。本发明的脉冲驱动式LED照明电路有效克服了直流驱动LED时 易加速LED老化等弊端，提高了 LED的工作寿命，并且具有高效廉 价的特点。本发明的脉沖驱动式LED照明电路不仅能够应用于便携式LED 照明灯具、家用LED照明灯具、公共场所LED照明灯具以及矿业用 LED照明灯具等LED照明灯具中，还可以应用于太阳能LED照明灯 具以及其他非照明灯具中。以上为本发明的优选实施例，但是本发明不局限于上述特定实施 例子，在不背离本发明精神及其实质情况下，熟悉本领域技术人员可 根据本发明作出各种相应改变和变形，但这些相应改变和变形都应属 于本发明所附权利要求保护范围之内。
权利要求
1. 一种脉冲驱动式LED照明电路，包括电源(1)和LED(2)，其特征在于，还包括开关电路(3)和LED驱动电路(4)，其中开关电路(3)，其与电源(1)连接，用于接通或切断电源(1)、并用于当电源(1)的电压较低时自动关断LED照明电路；LED驱动电路(4)，包括PFM控制器IC(8)、电感(9)、二极管(10)、电容(11)和电阻(12)、(13)、(14)，该LED驱动电路(4)以脉冲和恒流的方式驱动LED(2)，所述LED驱动电路(4)分别与开关电路(3)和LED(2)相连接。
2、 如权利要求1所述的脉冲驱动式LED照明电路，其特征在于， 所述LED为多个并联的、或者先串联后并联的多组正向导通压降一致 或者不一致的同型号的LED。
3、 如权利要求1所述的脉沖驱动式LED照明电路，其特征在于， 所述开关电路(3)为能够产生PWM信号或者PFM信号的专用集成 电路芯片，用于实现对LED的调光。
4、 如权利要求1所述的脉冲驱动式LED照明电路，其特征在于， 所述开关(5)替换成电子开关，用以实现对照明电路的无触点开关控制。
5、 如权利要求1所述的脉冲驱动式LED照明电路，其特征在于， 所述LED驱动电路中的PFM控制器IC为PFM直流-直流升压恒流源 IC,其内置有功率晶体管。
6、 如权利要求1或5所述的脉冲驱动式LED照明电路，其特征 在于，所述LED驱动电路(4)包括的元件及其连接方式如下PFM控制器IC(8)，其使能端连接开关电路(3)、开关管脚连接 电感(9)和LED (2)的正极、电压输出端连接第一电阻(12)和电 容(11 ),接地端接地；电感(9)，连接于开关电路(3)和PFM控制器IC (8)的开关管 脚之间；二极管(IO)，其正极连接PFM控制器IC (8)的开关管脚、负极 连接PFM控制器IC (8)的电压输出端和电容(11)的一端；第一电阻(12),其一端连接PFM控制器IC (8)的电压输出端和 电容(11 )的一端，另一端连接电流反馈端和第二电阻(13)的一端；第二电阻(13)，其一端连接PFM控制器IC (8)的电流反馈端和 第一电阻(12)的另一端，第二电阻的另一端连接第三电阻(14)的 一端和电容(11)的另一端；第三电阻U4)，其一端连接电阻(13)的一端、电容(ll)的另 一端和LED (2)的负极，另一端连接PFM控制器IC (8)的接地端；电容(ll)，其一端连接PFM控制器IC (8)的电压输出端和第一 电阻(12)的一端，另一端连接第三电阻(14)的非接地端和LED(2) 的负极。
7、如权利要求3或6所述的脉沖驱动式LED照明电路，其特征 在于，所述电阻(14)替换成晶体管，所述开关电路(3)采用电平触 发来控制PFM控制器IC (8)的使能端，并通过控制所述晶体管以控 制LED (2)的工作电流、从而改善LED (2)的工作效果。
全文摘要
一种脉冲驱动式LED照明电路，包括电源和LED，还包括有与电源连接的开关电路，用于接通或切断电源、并用于当电源的电压较低时自动关断LED照明电路；LED驱动电路，包括PFM(脉冲频率调制)控制器IC、电感、二极管、电容和电阻，各元件通过巧妙组合实现了以脉冲和恒流的方式驱动LED，所述LED驱动电路分别与开关电路和LED相连接。本发明的脉冲驱动式LED照明电路可有效克服直流驱动LED时容易加速LED老化等弊端，在很大程度上提高了LED的工作寿命，稳定了LED的工作状态，并具有高效并且廉价的特点。
文档编号H05B33/08GK101212850SQ20061014835
公开日2008年7月2日 申请日期2006年12月29日 优先权日2006年12月29日
发明者洪 江 申请人:上海贝岭股份有限公司