專利名稱：一種led恒流源的制作方法
技術領域：
本實用新型設計一種LED照明燈具的驅動電源。
背景技術：
近年來，隨著LED飛速發展，半導體照明——這個被稱為繼明火和白熾燈之后的第三次照明革命的的產業在中國的應用已經與節能減排、環境保護等國家戰略目標緊密聯系在一起，推進半導體照明產業發展已經成為國家意志，特別是在我國針對全球金融危機實施的產業振興計劃中，半導體照明也被作為提升傳統產業、培育新興產業的重點領域之一。 在農村基礎設施建設、以鐵路、公路、機場、水利等為主的基礎設施建及配套的照明的改造， 升級。大部分都采取了 LED作為照明光源。但由于戶外工作的環境惡劣，LED驅動成了限制LED照明快速發展的瓶頸。因LED 驅動造成的照明工程質量事故層出不窮。雖然LED燈具要比傳統燈具節能很多，但傳統燈具的驅動屬于阻性/感性負載。但 LED驅動屬于容性負載特性，開機時電網需對驅動的輸入大電容充電，因此當多盞燈同時啟動工作時，相當電網同時對很多個并聯大的電容充電。瞬間需要的電網供電能力遠大于傳統照明。按每個電源40A的瞬間浪涌電流計算，多盞大功率燈具同時開機時對供電線路，變壓器提出了極高的要求，常常會出現開機電網跳閘等過載現像，電網跳變對同電網的其它電器也會產生破壞作用。傳統的熱敏電阻防浪涌方式采用在供電回路中串接熱敏電阻的方式。其不足如下首先，整流橋及預充電二極體常因浪涌電流過大而損壞；其次，工作后因熱敏電阻還存在較大阻值因此損耗較大，尤其在低壓輸入電流較大時；第三，當電源關機、掉電，短時間恢復供電時，因熱敏電阻溫度下降的滯后，阻值還沒恢復成高阻值狀態，因此熱機狀態下防電流浪涌功能失效。隨著按需照明及物聯網概念的提出，可遠程監控的智能化按需照明也成為LED照明的發展方向。
發明內容本實用新型的目的是提供一種LED恒流源，以解決傳統的熱敏電阻防浪涌方式存在的因浪涌電流過大而損壞器件、熱敏電阻存在較大阻值因此損耗較大和當電源關機、掉電，短時間恢復供電時，熱機狀態下防電流浪涌功能失效等技術問題。本實用新型實現上述目的的技術方案是，該LED恒流源包括電網輸入端、整流電路、浪涌保護單元、電壓變換單元和驅動輸出端；其特征在于浪涌保護單元接在整流電路的輸出端與電壓變換單元的輸入端之間，該浪涌保護單元由晶體開關管、充電電容及充放電回路組成；在整流電路輸出端之間連接有由第一電阻和第一充電電容串接組成的第一充電回路，在整流電路輸出端之間還連接有由第二電阻與第二電容串接組成的第二充電回路， 所述的晶體開關管的一端與導通控制端接在所述第一電容的兩端，晶體開關管的另一端與導通控制端接在第二電阻的兩端；第一電容的兩端分別并聯接有放電電阻、電壓鉗位二級管；所述第一電容的電容量小于第二電容；由第一電阻、第一充電電容所組成的充電回路的充電時間常數較由第二電阻與第二充電電容所組成的充電回路的大。所述晶體開關管采用金氧半導體場效應晶體管。在電壓變換單元和驅動輸出端之間接有智能控制單元。智能控制單元包括一個電腦模塊、與電腦模塊的數據采集與輸出端連接的電壓變換單元、電壓采樣單元、電流采樣單元、電源溫度采樣單元、燈具溫度采樣單元、電壓調節/ 反饋單元和保護及開關機控制單元，該電腦模塊通過電平轉換及RJ485信號收發單元與監控中心實現通信連通。本實用新型通過電路改進極大降低了開機、重啟時的浪涌電流，避免浪涌造成產品損壞及避免因浪涌造成電網過載、跳閘；可實現路燈管理的遠程控制及按需照明；極大地提高了 LED路燈的可靠性，節能效果及路燈管理的便利性。
圖1是本實用新型的電路原理框圖。圖2是本實用新型的帶功率因數校正的LED恒流源電路圖。圖3是本實用新型的不帶功率因數校正的LED恒流源電路圖。圖4是本實用新型的智能控制單元的電路原理框圖。圖5是本實用新型的智能控制單元的RS485通訊方式的電路原理框圖。圖6是本實用新型的智能控制單元的無線通訊方式的電路原理框圖。
具體實施方式
本實用新型的技術方案是在驅動電源輸入電路部分采用了 MOSFET取代傳統的用熱敏電阻限流來實現防浪涌功能。并實現開機軟啟動充電方式。電源在輸出部分集成微控制器，采集輸出電壓電流信號及溫度信號，通過A/D轉換及編碼后通過信號線輸出數字信號實現遠程監測。并接受外部控制信號來實現燈的遠程控制，調光，定時。
以下結合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細描述圖1中，LED驅動電路包括防浪涌單元，電壓變換單元，智能控制單元。在防浪涌單元之前是整流電路。圖2、3中，防浪涌部分A由電阻R1、R2、R3、電壓鉗位二極管Z1、金氧半導體場效應晶體管Q1、電容C3構成。在整流電路Dl輸出端之間連接有由第一電阻Rl和第一充電電容 C3串接組成的第一充電回路，在整流電路Dl輸出端之間還連接有由第二電阻R3與第二電容C2串接組成的第二充電回路，所述的金氧半導體場效應晶體管Ql的一端與導通控制端接在所述第一電容C3的兩端，金氧半導體場效應晶體管Ql的另一端與導通控制端接在第二電阻R3的兩端；第一電容C3的兩端分別并聯接有放電電阻R2、電壓鉗位二級管Zl ；所述第一電容C3的電容量小于第二電容C2 ；由第一電阻R1、第一充電電容C3所組成的充電回路的充電時間常數較由第二電阻R3與第二充電電容C2所組成的充電回路的大。在圖2中由電感Li、二極管D2、D3組成功率因數校正電路。開機時C3還沒充電，Ql不開通，電網通過R3對大電容充電。(R3取值幾歐姆-幾十歐姆)，因Rl對C3的充電時間常數遠比R3對C2的充電時常數大，當C3充電電平達到使 Ql開通時，大電容C2已充電至電網電壓。而且Ql隨C3充電電壓，上升逐漸開通，呈現軟開通狀態。因此開機浪涌電流很小。當Ql開通后R3被旁路。因Ql導通阻抗很小，因此正常工作時損耗很小。使電路達到了防浪涌的功能，同時也減小了損耗，降低了驅動的溫升。Zl用作電壓鉗位，是防止C3充電電壓大于Ql的VGS極限值。R2用來作放電回路，當輸入斷開時C3通過R2放電，當幾個工頻周期后Ql關斷。 再次開機時則立即恢復防浪涌的功能。如果是瞬間掉電則因C2電容還沒完全被負載放電。因此輸入不會有大的浪涌電流。圖4.描敘了智能控制單元的構成，主要由電腦模塊9(DSP/MCU)及外圍電壓、電流、溫度采樣電路構成。外圍電壓、電流、溫度采樣電路包括電壓變換單元1、電壓采樣單元 2、電流采樣單元3。驅動輸出部分通過電壓采樣功能塊2與電流采樣單元3采集電源輸出(LED燈具) 的電壓電流信號，通過電腦模塊9內部A/D轉換及編碼后按一定的通訊協議將數據反饋到外部中央控制、監控單元11。以判斷電源的電壓/電流、電流/LED燈的功率及故障狀態。 同時將采樣信號與電腦模塊9內部設定基準比較后通過電壓調節/反饋單元6形成電源環路控制。電源內部的溫度及燈具的溫度通過電源溫度采樣單元4、燈具溫度采樣單元5采樣，與電腦模塊9內部設定值比較后對電源、燈具實現溫度補償及過溫保護功能。同時將采樣信號通過A/D轉換后傳送到外部的監控中心以監控驅動及燈具的溫度狀況。通過外部監控中心系統可以對LED燈進行分區，分線路，分組管理。及根據需要， 按時間、地點開關燈及調節LED燈亮度，節能并延長LED燈具的壽命。實現燈具自動巡檢/ 故障自動報警等功能。圖5中的7是保護及開關機控制；8是驅動輸出/燈具；9是包括數據采樣、環路控制、A/D轉換單元等電腦模塊；10是電平轉換及RJ485信號收發單元、11是外部監控/控制系統。圖5、6描敘了智能LED驅動與監控中心的通訊方式，可以采用RS485通訊或無線通訊的方式。本實用新型未涉及部分均與現有技術相同或可采用現有技術加以實現。
權利要求1.一種LED恒流源，它包括電網輸入端、整流電路、浪涌保護單元、電壓變換單元和驅動輸出端；其特征在于浪涌保護單元接在整流電路的輸出端與電壓變換單元的輸入端之間，該浪涌保護單元由晶體開關管、充電電容及充放電回路組成；在整流電路輸出端之間連接有由第一電阻和第一充電電容串接組成的第一充電回路，在整流電路輸出端之間還連接有由第二電阻與第二電容串接組成的第二充電回路，所述的晶體開關管的一端與導通控制端接在所述第一電容的兩端，晶體開關管的另一端與導通控制端接在第二電阻的兩端；第一電容的兩端分別并聯接有放電電阻、電壓鉗位二極管；所述第一電容的電容量小于第二電容；由第一電阻、第一充電電容所組成的充電回路的充電時間常數較由第二電阻與第二充電電容所組成的充電回路的大。
2.根據權利要求1所述的一種LED恒流源，其特征在于所述晶體開關管采用金氧半導體場效應晶體管。
3.根據權利要求1所述的一種LED恒流源，其特征在于在電壓變換單元和驅動輸出端之間接有智能控制單元。
4.根據權利要求3所述的一種LED恒流源，其特征在于智能控制單元包括一個電腦模塊、與電腦模塊的數據采集與輸出端連接的電壓變換單元、電壓采樣單元、電流采樣單元、 電源溫度采樣單元、燈具溫度采樣單元、電壓調節/反饋單元和保護及開關機控制單元，該電腦模塊通過電平轉換及RJ485信號收發單元與監控中心實現通信連通。
專利摘要本實用新型公開了一種LED恒流源，它包括電網輸入端、整流電路、浪涌保護單元、電壓變換單元和驅動輸出端；在整流電路輸出端之間連接有由第一電阻和第一充電電容串接組成的第一充電回路，在整流電路輸出端之間還連接有由第二電阻與第二電容串接組成的第二充電回路，所述的晶體開關管的一端與導通控制端接在所述第一電容的兩端，晶體開關管的另一端與導通控制端接在第二電阻的兩端；第一電容的兩端分別并聯接有放電電阻、電壓鉗位二極管。本實用新型可以解決傳統的熱敏電阻防浪涌方式存在的因浪涌電流過大而損壞器件、熱敏電阻存在較大阻值因此損耗較大和當電源關機、掉電，短時間恢復供電時，熱機狀態下防電流浪涌功能失效等技術問題。
文檔編號H05B37/02GK202026505SQ20112007848
公開日2011年11月2日 申請日期2011年3月23日 優先權日2011年3月23日
發明者方友維 申請人:方友維