專利名稱：一種多路輸出的led驅動系統及半導體照明裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種半導體光源的驅動系統，且更具體來說，涉及一種多路輸出的LED驅動系統及半導體照明裝置。
背景技術：
半導體光源(LED)是第三代半導體材料制作的光源和顯示器件，具有耗電量少、壽命長、無污染、色彩豐富、可控性強等特點，是照明光源及光產業的一次革命。隨著LED的發展，越來越多的LED照明產品涌入市場。LED的電子驅動部分是LED照明產品中一個不可缺少的組成部分。目前大多LED驅動使用恒流輸出，可帶負載功率有限，如需要帶更高功率負載，需將驅動輸出電流加大，這樣驅動器的轉化效率較低，成本較高，不能有效體現新一代照明 LED的節能優勢。另外，目前存在非一體化LED驅動，在通電情況下連接LED光源，容易產生過沖現象，造成LED失效。因此，如何提供一種結構簡單、成本低、效率損失減少的半導體光源驅動系統成為半導體領域發展的突出問題。針對現有技術中存在的問題，本方案提出一種多路輸出的LED驅動系統及半導體照明裝置是半導體光源驅動系統技術領域目前急待解決的問題之一。
發明內容
本發明的目的是提供一種結構簡單，應用范圍非常寬，成本低廉的主要針對LED照明產品中的電子驅動線路。本發明使用較少元器件實現LED的電子驅動部分，大大減少了元器件數量和成本，使電子驅動部分占LED照明系統中的比例大幅度縮小，并具結構簡單、成本低、效率損失減少的特點。本發明實施例提供了一種多路輸出的LED驅動系統，所述驅動系統包括整流裝置，該整流裝置用于連接外部電源，進行整流和供電；供電裝置，用于當驅動系統連接有負載時，配合整流裝置對負載進行供電；其中，供電裝置的兩個輸出端以及整流裝置的輸出端分別與負載連接。根據本發明實施例，所述整流裝置連接外部電源包含有保險絲，外部電源為交流電源時輸入電壓范圍為120V/50 60Hz 240V/50 60Hz，外部電源為直流電源時輸入電壓范圍為12V 400V。根據本發明實施例，所述整流裝置包含有橋式二極管用于整流。根據本發明實施例，所述供電裝置包含單個或多個LED升降壓驅動線路單元。根據本發明實施例，所述LED升降壓驅動線路單元包括但不限于Buck-boost單元和/或Tapped Buck單兀和/或Buck單兀。根據本發明實施例，所述供電裝置，進一步包含有控制單元及儲能釋能單元，所述控制單元與該儲能釋能單元連接，并且用于控制該儲能釋能單元的儲能和釋能。根據本發明實施例，進一步包含一濾波裝置，所述濾波裝置與所述整流裝置連接，用于接收來自整流裝置的整流電壓并進行濾波，所述濾波裝置為電磁兼容濾波電路。根據本發明實施例，所述供電裝置，當驅動系統連接有負載時，配合整流裝置對負載進行供電，所述儲能釋能單元在控制單元的控制下，對負載進行供電。根據本發明實施例，進一步的，所述驅動系統包含有三個輸出端。一種半導體照明裝置，包括半導體光源負載；整流裝置，該整流裝置用于連接外部電源，進行整流和供電；供電裝置，用于當驅動系統連接有負載時，配合整流裝置對負載進行供電；其中，供電裝置的兩個輸出端以及整流裝置的輸出端分別與負載連接。·根據本發明實施例，所述供電裝置，進一步包含有控制單元及儲能釋能單元，所述控制單元與該儲能釋能單元連接，并且用于控制該儲能釋能單元的儲能和釋能。根據本發明實施例，所述供電裝置配合整流裝置對負載進行供電，所述儲能釋能單元在控制單元的控制下，對半導體光源負載進行供電。根據本發明實施例，所述負載為單個或多個LED組。根據本發明實施例，所述LED組的構成方式包括但不限于串聯連接或并聯連接或串并聯連接的混合型連接結構來電連接。根據本發明實施例，所述整流裝置的輸出端以及供電裝置第一輸出端分別與負載的第一端和第二端連接，供電裝置第二輸出端與負載的第三端連接。根據以下參考附圖對本發明的描述，本發明的其他目標和效用將變得顯而易見，并且讀者可全面了解本發明。
圖I是LED驅動系統示意圖。圖2是根據本發明第一實施例的LED驅動系統電路圖。圖3是根據本發明第一實施例的LED驅動系統之供電裝置結構示意圖一。圖4是根據本發明第一實施例的LED驅動系統之供電裝置結構示意圖二。圖5是根據本發明第一實施例的LED驅動系統之供電裝置結構示意圖三。圖6是根據本發明第二實施例的LED驅動系統電路圖。圖7-10是根據本發明實施例的LED驅動系統工作原理示意圖。在上述附圖中，相同附圖標記指示相同、相似或相應的元件或功能。
具體實施例方式下文將參照圖式通過實施例來詳細描述本發明的具體實施例。圖I是本發明所述LED驅動系統的示意圖。整流裝置，用于連接外部電源，進行整流和供電；供電裝置，用于當驅動系統連接有負載時，配合整流裝置對負載進行供電。圖2是根據本發明第一實施例的LED驅動系統電路圖。具體而言，在本發明實施例中，整流裝置10，其一端連接至由外部提供的包含有保險絲11的交流(AC)電源，而另一端(輸出端)12連接至負載裝置40 ;供電裝置30，用于當驅動系統連接有負載裝置40時，配合整流裝置10對負載裝置40進行供電，且供電裝置30的第一輸出端31和第二端輸出端32連接至負載裝置40。在圖2中，外部交流(AC)電源(例如，120VAC)可以為商業AC線路電壓，并且當如圖2中所示的將橋式二極管(包含四個單極管D1、D2、D3、D4)應用于整流裝置10時，可以將輸入的AC電壓輸出為全波整流電壓，并將合適的電流提供給負載裝置40。在本文中，外部提供的包含有保險絲11的交流(AC)電源，其輸入電壓范圍為交流(AC)電源120V/50 60Hz 240V/50 60Hz，輸入電壓范圍為直流(DC)電源12V 400V。如圖2所示，在本方案中，供電裝置30具體而言為LED升降壓驅動線路單元，其構成形式包括但不限于單個或多個Buck-boost連接、Tapped Buck連接、Buck連接。具體而言，在本發明第一實施例中，如圖2及圖3所示，供電裝置30包含一個Buck-boost連接模塊,其中，Buck-boost連接模塊·
Buck-boost連接模塊包括第二電感301、第一電解電容器302、第五單極管303、第一開關304以及控制信號305,其中，第二電感301的第一端、第一電解電容器302第一端以及控制信號305的第一端連接；第二電感301與第一電解電容器302并聯,且第二電感301的第二端與第五單極管303及第一開關304的第一端連接，第一電解電容器302的第二端與第五單極管303的第二端連接；第一開關304的第二端與控制信號305的第二端連接，且第一開關304的第三端可以接地。第一電解電容器302的第一端和第二端分別與負載裝置40連接。其中，供電裝置的兩個輸出端以及整流裝置的輸出端分別與負載連接。進一步的，在本方案中整流裝置的輸出端12以及供電裝置第一輸出端31分別與負載40的第一端41和第二端42連接，供電裝置第二輸出端32與負載40的第三端43連接。進一步的，在本發明中，供電裝置30可包含單個或多個Buck-boost連接模塊。圖4是根據本發明第一實施例的LED驅動系統之供電裝置結構示意圖二。具體而言，在本發明實施例中，供電裝置30具體而言為LED升降壓驅動線路單元，其構成形式包括但不限于單個或多個Tapped Buck連接，即包含單個或多個Tapped Buck連接模塊，其中，Tapped Buck連接模塊示意圖如圖4所示Buck-boost連接模塊包括第六單極管501、第二電解電容器502、變壓器503、第二開關504以及控制信號505，其中，變壓器503由互感的第三電感5031和第四電感5032組成，進一步的在本方案中，第六單極管501的第一端、第二電解電容器502第一端以及控制信號505的第一端連接；第六單極管501與第二電解電容器502并聯，且第六單極管501的第二端與第三電感5031的第二端及第四電感5032的第一端連接，第三電感5031的第一端與第二開關504的第一端連接，第二電解電容器502的第二端與第四電感5032的第二端連接；第二開關504的第二端與控制信號505的第二端連接，且第二開關504的第三端可以接地。第二電解電容器502的第一端和第二端分別與負載裝置40連接，此外負載裝置40還與供電裝置30的第二端連接。圖5是根據本發明第一實施例的LED驅動系統之供電裝置結構示意圖三。具體而言，在本發明第三實施例中，供電裝置30具體而言為LED升降壓驅動線路單元，其構成形式包括但不限于單個或多個Buck連接，即包含單個或多個Buck連接模塊，其中，Buck連接模塊示意圖如圖5所示
Buck連接模塊包括第七單極管601、第三電解電容器602、第五電感603、第三開關604以及控制信號605,其中，第七單極管601的第一端、第三電解電容器602第一端以及控制信號605的第一端連接；第七單極管601與第三電解電容器602并聯，且第七單極管601的第二端與第五電感603及第三開關604的第一端連接，第三電解電容器602的第二端與第五電感603的第二端連接；第三開關604的第二端與控制信號605的第二端連接，且第三開關604的第三端可以接地。第三電解電容器602的第一端和第二端分別與負載裝置40連接，此外負載裝置40還與供電裝置30的第二端連接。進一步的，在本發明中，供電裝置30的輸出電流范圍20mA 300mA，輸出電壓范圍12V 300V。在圖2中，具體而言在本方案中，負載裝置40為單個或多個LED組。負載裝置40可以是包括至少一個LED的光源，并且可以包括具有各種電連接關系的多個LED。在圖2中，構成負載裝置40的多個LED以串聯連接的狀態示出，但負載裝置40中所包括的多個 LED也可以根據應用LED的應用系統而以串聯連接或并聯連接或串并聯連接的混合型連接結構來電連接。在本發明的第二實施例中，進一步包含一濾波裝置20，如如圖6所示整流裝置10，其一端連接至由外部提供的包含有保險絲11的交流(AC)電源，而另一端連接至濾波裝置20 ;濾波裝置20，接收來自整流裝置10的整流電壓，濾波裝置20的另一端連接至供電裝置30 ;供電裝置30，接收來自濾波裝置20輸出的濾波電壓，且供電裝置30的第一端輸出端31和第二端輸出端32連接至負載裝置40 ；以及負載裝置40，從供電裝置30接收用以驅動單個或多個LED組的電力。在圖6中，整流裝置10的一端可以連接至的交流(AC)電源，其另一端可以連接濾波裝置20。外部交流(AC)電源(例如，120VAC)可以為商業AC線路電壓，并且當如圖6中所示的將橋式二極管(包含四個單極管D1、D2、D3、D4)應用于整流裝置10時，可以將輸入的AC電壓輸出為全波整流電壓。在整流裝置10中整流的電壓可以輸入至濾波裝置20，并將合適的電流提供給負載裝置40。圖6中，濾波裝置20包括第一電容201、第二電容202以及第一電感203,第一電感203的第一端與整流裝置10中的橋式二極管一端以及第一電容201的第一端連接，第一電感203的第二端與供電裝置30的第一端以及第二電容202的第一端連接；第一電容201的第二端及第二電容202的第二端分別接地。本發明第二實施例之供電裝置30，具體而言亦為LED升降壓驅動線路單元，其構成形式包括但不限于單個或多個Buck-boost連接、Tapped Buck連接、Buck連接。其中，整流裝置10的輸出端12以及供電裝置第一輸出端31分別與負載40的第一端41和第二端42連接，供電裝置第二輸出端32與負載40的第三端43連接。圖7-10是根據本發明實施例的LED驅動系統工作原理示意圖。供電裝置30，當驅動系統連接有負載裝置40時，配合整流裝置10對負載進行供電；具有儲能釋能的單元在控制信號305的控制下，對負載裝置40進行供電。其中，整流裝置的輸出端12以及供電裝置第一輸出端31分別與負載40的第一端41和第二端42連接,供電裝置第二輸出端32與負載40的第三端43連接。如圖7所示，當電源Vin通電后，電流依次通過整流裝置10的輸出端12、負載裝置第一端41和第二端42,再通過供電裝置30的第一端輸出端31為控制信號305供電,控制信號305啟動后，使其開始控制控制第一開關304開通和關閉。如圖8所示，第一開關304導通后，電流流過整流裝置10的輸出端12、負載裝置第一端41和第二端42，再通過供電裝置30的第一端輸出端31流過第二電感301，然后再流過第一開關304，接著第二電感301開始儲能。如圖9所示，第一開關304關斷，第二電感301開始釋能，產生電流經過第五單極管303為第一電解電容器302充電，同時電流通過供電裝置30的第二端輸出端32、負載裝置第三端43及第二端42，供電裝置30的第一端輸出端31為半導體光源負載(LED負載)即負載裝置40進行供電。如圖10所示，第一開關304導通，電流流過整流裝置10的輸出端12、負載裝置第一端41和第二端42,再通過供電裝置30的第一端輸出端31,接著流過第二電感301、第一 開關304，第二電感301開始儲能，同時第一電解電容器302通過供電裝置30的第二端輸出端32、負載裝置第三端43和第二端42，供電裝置30的第一端輸出端31為半導體光源負載(LED負載)即負載裝置40進行供電。上述實施例只是例示性的，并且不希望它們限制本發明的技術方法。雖然已參照優選實施例詳細描述了本發明，但所屬領域的技術人員將了解，可在不偏離本發明技術方法的精神和范疇的情況下修改或等同替換本發明的技術方法，這些修改和等同替換也屬于本發明權利要求書的保護范疇。
權利要求
1.一種半導體光源的驅動系統,包括 整流裝置，該整流裝置用于連接外部電源，進行整流和供電； 供電裝置，用于當驅動系統連接有負載時，配合整流裝置對負載進行供電； 其中，供電裝置的兩個輸出端以及整流裝置的輸出端分別與負載連接。
2.如權利要求I所述的驅動系統，所述整流裝置連接外部電源包含有保險絲，外部電源為交流電源時輸入電壓范圍為120V/50 60Hz 240V/50 60Hz，外部電源為直流電源時輸入電壓范圍為12V 400V。
3.如權利要求I所述的驅動系統，所述整流裝置包含有橋式二極管用于整流。
4.如權利要求I所述的驅動系統，所述供電裝置包含單個或多個LED升降壓驅動線路單元。
5.如權利要求4所述的驅動系統，所述LED升降壓驅動線路單元包括但不限于Buck-boost單兀和/或Tapped Buck單兀和/或Buck單兀。
6.如權利要求I所述的驅動系統，所述供電裝置，進一步包含有控制單元及儲能釋能單元，所述控制單元與該儲能釋能單元連接，并且用于控制該儲能釋能單元的儲能和釋能。
7.如權利要求I所述的驅動系統，進一步包含一濾波裝置，所述濾波裝置與所述整流裝置連接，用于接收來自整流裝置的整流電壓并進行濾波，所述濾波裝置為電磁兼容濾波電路。
8.如權利要求I或6所述的驅動系統，所述供電裝置，當驅動系統連接有負載時，配合整流裝置對負載進行供電，所述儲能釋能單元在控制單元的控制下，對負載進行供電。
9.如權利要求I所述的驅動系統，進一步的，該驅動系統包含有三個輸出端。
10.如權利要求I所述的驅動系統，進一步的，所述整流裝置的輸出端以及供電裝置第一輸出端分別與負載的第一端和第二端連接，供電裝置第二輸出端與負載的第三端連接。
11.一種半導體照明裝置，包括 半導體光源負載； 整流裝置，該整流裝置用于連接外部電源，進行整流和供電； 供電裝置，用于當驅動系統連接有負載時，配合整流裝置對負載進行供電； 其中，供電裝置的兩個輸出端以及整流裝置的輸出端分別與負載連接。
12.如權利要求11所述的半導體照明裝置，所述供電裝置，進一步包含有控制單元及儲能釋能單元，所述控制單元與該儲能釋能單元連接，并且用于控制該儲能釋能單元的儲能和釋能。
13.如權利要求11或12所述的半導體照明裝置，所述供電裝置配合整流裝置對負載進行供電，所述儲能釋能單元在控制單元的控制下，對半導體光源負載進行供電。
14.如權利要求11所述的半導體照明裝置，所述負載為單個或多個LED組。
15.如權利要求14所述的半導體照明裝置，所述LED組的構成方式包括但不限于串聯連接或并聯連接或串并聯連接的混合型連接結構來電連接。
16.如權利要求11所述的半導體照明裝置，進一步的，所述整流裝置的輸出端以及供電裝置第一輸出端分別與負載的第一端和第二端連接，供電裝置第二輸出端與負載的第三端連接。
全文摘要
本發明涉及一種多路輸出的LED驅動系統及半導體照明裝置。所述驅動系統，包括整流裝置，該整流裝置用于連接外部電源，進行整流和供電；供電裝置，用于當驅動系統連接有負載時，配合整流裝置對負載進行供電；所述供電裝置的兩個輸出端以及整流裝置的輸出端分別與負載連接，該驅動系統包含有三個輸出端，本發明提供了一種結構簡單、成本低的半導體光源驅動系統及半導體照明裝置。
文檔編號H05B37/02GK102946665SQ20121029676
公開日2013年2月27日 申請日期2012年8月16日 優先權日2012年8月16日
發明者武俊 申請人:歐普照明股份有限公司