專利名稱：一種輸出電流可調可控的led驅動器及驅動方法
技術領域：
本發明涉及LED驅動領域，特別是涉及一種輸出電流可調可控的LED驅動器及驅動方法。
背景技術：
LED因為其體積小、耗電量低、發光效率高及壽命長等優點，在各個領域得到了廣泛的應用，特別是LED燈具在照明領域已經占據了很大的市場。但是，LED燈具工作時需要通過LED驅動器進行供電，目前LED驅動器還存在以下問題:1、大部分LED驅動器采用電壓型驅動控制，而由于LED本身的V-1非線性問題，當工作電壓稍微增大時，工作電流將會按指數級數急劇增大，很容易導致LED瞬間過流熱擊穿而造成LED燈具的永久損壞；2、大部分LED驅動器采用高壓電壓直接驅動LED，且與供電電網之間沒有電氣隔離，使LED燈具在正常工作時，帶有很高的工作電壓，具有很大的安全隱患；3、使用目前的LED驅動器驅動LED燈具，當LED燈具中某一路的LED發生故障或因老化等問題導致工作電壓發生變化時，需要額外配置調光電路模塊進行調光，增加了一次電源轉換效率的損失，從而導致LED驅動器的電源轉換效率大大降低，而且調光不及時還會導致LED燈具不同回路的LED工作電流不均衡，從而影響LED燈具的壽命。
發明內容
為了解決上述的技術問題，本發明的目的是提供一種可根據LED負載的工作電流進行智能調節的、安全隔離的輸出電流可調可控的LED驅動器。本發明的另一目的是提供一種可根據LED負載的工作電流進行智能調節的、安全隔離的輸出電流可調可控的LED驅動方法。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是: 一種輸出電流可調可控的LED驅動器，用于為LED負載供電，包括EMI整流橋電路、儲能電感、隔離單元、儲能電容、電網質量控制單元、能量耦合單元、第一電子開關、第二電子開關、功率控制單元、輸出電流控制單元及智能控制單元，還包括第一電壓采樣電路、第二電壓采樣電路、第三電壓采樣電路、第一電流采樣單元、第二電流采樣單元、第三電流采樣單元、第四電流采樣單元及第五電流采樣單元；
所述EMI整流橋電路的第一連接端依次通過儲能電感、隔離單元及儲能電容后接地，所述EMI整流橋電路的第二連接端接地，所述第一電子開關的一端連接在儲能電感與隔離單元之間，所述第一電子開關的另一端接地，所述能量耦合單元的第一連接端連接在耦合單元與儲能電容之間，所述能量耦合單元的第二連接端通過第二電子開關接地，所述能量耦合單元的第三連接端與第四連接端之間接LED負載；
所述第一電壓采樣電路用于采集EMI整流橋電路的兩連接端之間的電壓值并將得到的第一采樣電壓發送到電網質量控制單元的第一輸入端，所述第一電流采樣單元用于采集儲能電感的電流值并將得到的第一采樣電流發送到電網質量控制單元的第二輸入端，所述第二電流采樣單元用于采集第一電子開關所在支路的電流值并將得到的第二采樣電流發送到電網質量控制單元的第三輸入端，所述第二電壓采樣電路用于采集儲能電容兩端的電壓值并將得到的第二采樣電壓發送到電網質量控制單元的第四輸入端，同時將得到的第三采樣電壓發送到功率控制單元的第一輸入端，所述電網質量控制單元的輸出端與第一電子開關的輸入端連接；
所述第三電流采樣單元用于采集能量耦合單元的電流值并將得到的第三采樣電流發送到功率控制單元的第二輸入端，所述第四電流采樣單元用于采集第二電子開關所在支路的電流值并將得到的第四采樣電流發送到功率控制單元的第三輸入端；
所述第五電流采樣單元用于采集流經LED負載的電流值并將得到的第五采樣電流發送到輸出電流控制單元的第一輸入端，所述第三電壓采樣電路用于采集LED負載兩端的電壓值并將得到的第四采樣電壓發送到輸出電流控制單元的第二輸入端；
所述智能控制單元的輸入端接控制信號，所述智能控制單元的第一輸出端與輸出電流控制單元的第三輸入端連接，所述輸出電流控制單元的輸出端與功率控制單元的第四輸入端連接，所述功率控制單元的輸出端與第二電子開關的輸入端連接。進一步,還包括啟動保護單元,所述智能控制單元的第二輸出端與啟動保護電路的輸入端連接，所述啟動保護電路的第一輸出端與電網質量控制單元的第五輸入端連接，所述啟動保護電路的第二輸出端與功率控制單元的第五輸入端連接。進一步，所述電網質量控制單元采用ST公司的型號為L6562的準諧振芯片。進一步，所述功率控制單元采用ST公司的型號為L6565的準諧振芯片。進一步，所述智能控制單元采用飛思卡爾半導體公司的型號為MC9S08QE32的單片機。本發明解決其技術問題所采用的另一技術方案是: 一種輸出電流可調可控的LED驅動方法，包括:
內環控制步驟:電網質量控制單元對接收到的第一采樣電壓、第一采樣電流、第二采樣電流及第二采樣電壓進行分析處理，進而控制第一電子開關的開閉，使第一采樣電流的包絡線與第一采樣電壓同步；
中環控制步驟:功率控制單元對接收到的第三采樣電壓、第三采樣電流、第四采樣電流結合輸出電流控制單元的控制信號進行分析處理，進而控制第二電子開關的開閉，實現對能量耦合單元輸出功率的控制；
外環控制步驟:輸出電流控制單元對接收到的第五采樣電流、第四采樣電壓以及智能控制單元發送的控制信息進行分析處理，進而向功率控制單元發送控制信號，驅動功率控制單元對第五采樣電流進行調節控制。本發明的有益效果是:本發明的一種輸出電流可調可控的LED驅動器，采用電網質量控制單元、功率調節單元、輸出電流控制單元以及智能控制單元進行智能控制，可根據LED負載的V-1特性的非線性關系，對輸出到LED負載的工作電流進行閉環控制與調節，并對輸出到LED負載的功率進行優化，使驅動器在功率因數、總諧波分量、整體轉換效率等方面的性能指標獲得巨大提升。而且采用了隔離方式設計，安全性高。本驅動器驅動效率高，可對LED負載的工作電流進行智能調節，壽命長且安全性高。本發明的另一有益效果是:發明的一種輸出電流可調可控的LED驅動方法，通過電網質量控制單元、功率調節單元、輸出電流控制單元以及智能控制單元進行智能控制，可根據LED負載的V-1特性的非線性關系，對輸出到LED負載的工作電流進行閉環控制與調節，并對輸出到LED負載的功率進行優化，使驅動器在功率因數、總諧波分量、整體轉換效率等方面的性能指標獲得巨大提升。而且采用了隔離方式來進行驅動，安全性高。本驅動方法驅動效率高，可對LED負載的工作電流進行智能調節，壽命長且安全性高。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。圖1是本發明的一種輸出電流可調可控的LED驅動器的結構框 圖2是用本發明的一種輸出電流可調可控的LED驅動器來驅動LED負載的電子原理圖。
具體實施例方式為了便于下文的描述，首先給出以下名詞解釋:
EM1:Electro_Magnetic Interference,電磁干擾；
LED:Light Emitting Diode,發光二極管。參照圖1，本發明提供了一種輸出電流可調可控的LED驅動器，用于為LED負載供電，包括EMI整流橋電路、儲能電感、隔離單元、儲能電容、電網質量控制單元、能量耦合單元、第一電子開關、第二電子開關、功率控制單元、輸出電流控制單元及智能控制單元，還包括第一電壓采樣電路、第二電壓采樣電路、第三電壓采樣電路、第一電流采樣單元1、第二電流采樣單元2、第三電流采樣單元3、第四電流采樣單元4及第五電流采樣單元5 ；
所述EMI整流橋電路的第一連接端依次通過儲能電感、隔離單元及儲能電容后接地，所述EMI整流橋電路的第二連接端接地，所述第一電子開關的一端連接在儲能電感與隔離單元之間，所述第一電子開關的另一端接地，所述能量耦合單元的第一連接端連接在耦合單元與儲能電容之間，所述能量耦合單元的第二連接端通過第二電子開關接地，所述能量耦合單元的第三連接端與第四連接端之間接LED負載；
所述第一電壓采樣電路用于采集EMI整流橋電路的兩連接端之間的電壓值并將得到的第一采樣電壓Uif發送到電網質量控制單元的第一輸入端，所述第一電流采樣單元I用于采集儲能電感的電流值并將得到的第一采樣電流i1(l發送到電網質量控制單元的第二輸入端，所述第二電流采樣單元2用于采集第一電子開關所在支路的電流值并將得到的第二采樣電流ilf發送到電網質量控制單元的第三輸入端，所述第二電壓采樣電路用于采集儲能電容兩端的電壓值并將得到的第二采樣電壓Ulfl發送到電網質量控制單元的第四輸入端，同時將得到的第三采樣電壓Ulf2發送到功率控制單元的第一輸入端，所述電網質量控制單元的輸出端與第一電子開關的輸入端連接；
所述第三電流采樣單元3用于采集能量耦合單元的電流值并將得到的第三采樣電流I20發送到功率控制單元的第二輸入端，所述第四電流采樣單元4用于采集第二電子開關所在支路的電流值并將得 到的第四采樣電流i2f發送到功率控制單元的第三輸入端；
所述第五電流采樣單元5用于采集流經LED負載的電流值并將得到的第五采樣電流Lf發送到輸出電流控制單元的第一輸入端，所述第三電壓采樣電路用于采集LED負載兩端的電壓值并將得到的第四采樣電壓Utjf發送到輸出電流控制單元的第二輸入端；
所述智能控制單元的輸入端接控制信號，所述智能控制單元的第一輸出端與輸出電流控制單元的第三輸入端連接，所述輸出電流控制單元的輸出端與功率控制單元的第四輸入端連接，所述功率控制單元的輸出端與第二電子開關的輸入端連接。進一步作為優選的實施方式，還包括啟動保護單元，所述智能控制單元的第二輸出端與啟動保護電路的輸入端連接，所述啟動保護電路的第一輸出端與電網質量控制單元的第五輸入端連接，所述啟動保護電路的第二輸出端與功率控制單元的第五輸入端連接。參照圖2，進一步作為優選的實施方式，所述電網質量控制單元采用ST公司的型號為L6562的準諧振芯片。進一步作為優選的實施方式，所述功率控制單元采用ST公司的型號為L6565的準諧振芯片。進一步作為優選的實施方式，所述智能控制單元采用飛思卡爾半導體公司的型號為MC9S08QE32的單片機。本發明還提供了一種輸出電流可調可控的LED驅動方法，包括:
內環控制步驟:電網質量控制單元對接收到的第一采樣電壓Uif、第一采樣電流i1(l、第二采樣電流ilf及第二采樣電壓Ulfl進行分析處理，進而控制第一電子開關的開閉，使第一采樣電流i1(l的包絡線與第一采樣電壓Uif同步；
中環控制步驟:功率控制單元對接收到的第三采樣電壓Ulf2、第三采樣電流i2(l、第四采樣電流i2f結合輸出電流控制單元的控制信號進行分析處理，進而控制第二電子開關的開閉，實現對能量f禹合單兀輸出 功率的控制；
外環控制步驟:輸出電流控制單元對接收到的第五采樣電流U、第四采樣電壓Utjf以及智能控制單元發送的控制信息進行分析處理，進而向功率控制單元發送控制信號，驅動功率控制單元對第五采樣電流U進行調節控制。下面結合圖1及圖2對本發明的一種輸出電流可調可控的LED驅動器做進一步說明。參照圖1中所示，EMI整流橋電路的兩輸入端用于接輸入電源，分別連接L線及N線，EMI整流橋電路用于對輸入的220V市電進行共模信號濾波和全波橋式整流處理，從而獲得IOOHz的正向半波信號，且該整流后的信號電壓為Ui,電流為h。第一電壓采樣電路用于對整流后的輸入電壓Ui進行采樣，即對EMI整流橋電路的兩連接端之間的電壓進行采樣，并獲得為電網質量控制單元提供輸入電壓前饋控制信號的第一采樣電壓Uif。儲能電感用于配合第一電子開關進行儲能與后級能量補給。第一電流采樣單元I采集儲能電感的實時工作電流值得到第一采樣電流i1(1并發送到電網質量控制單元；第二電流采樣單元2采集第一電子開關所在支路的電流，并將采集到的第二采樣電流ilf發送到電網質量控制單元；第二電壓采樣電路對儲能電容兩端進行電壓采樣，并將得到的第二采樣電壓Ulfl發送到電網質量控制單元，同時將得到的第三采樣電壓Ulf2發送到功率控制單元；第二采樣電壓Ulfl為電網質量控制單元提供電壓反饋信號，第三采樣電壓Ulf2為功率控制單元提供電壓反饋信號。電網質量控制單元根據接收到的Uif、i10, ilf及Ulfl等信號，對第一電子開關進行控制，控制第一電子開關何時閉合或斷開，從而使儲能電感的實時工作電流值i1(l的包絡線與輸入電壓Ui同步，即令i1(l電流與Ui的包絡線相似且相位接近。通過電網質量控制單元的控制，可實現對功率因數和高次諧波等指標的控制，確保功率因數達到0.99以上，高次諧波總量控制在15%以下，改善開關電源電路對輸入端電網電壓質量的影響。這里，開關電源電路指LED驅動器中第一電子開關及第二電子開關所在的能量充放回路。電網質量控制單元根據i1(1及ilf的值來控制第一電子開關的閉合。當檢測到Iki為O時，則需對儲能電感儲能，因此閉合第一電子開關，然后對ilf的值進行監控，當ilf的值達到某一個閾值時，則代表儲能電感儲能完畢，可以進行能量補給輸出，此時斷開第一電子開關，則儲能電感開始為儲能電容提供能量補給。儲能電容與儲能電感配合,吸收從前級電路中儲能電感不斷補給的能量脈沖，同時為后級能量耦合單元提供能量補給，儲能電容向能量耦合單元提供電壓為U”電流為i2的電信號。能量耦合單元，用于實現輸入電源與輸出負載之間的電氣完全隔離，這里是通過使用線圈來實現的，同時，能量耦合單元在第二電子開關的控制下，將前級補給的能量不斷耦合到LED負載側，實 現能量傳遞。當第二電子開關閉合時，能量耦合單元處于儲能狀態，將前級電路中的儲能電容提供的能量補給進行儲存，此時通過第四采樣電流i2f來體現能量耦合單元的儲能狀態；當第二電子開關斷開時，能量耦合單元處于能量輸出狀態，將儲存的能量耦合到LED負載側，此時通過第三采樣電流i2(l來體現能量耦合單元的能量耦合情況。第三電流采樣單元3采集能量耦合單元的實時電流值得到第三采樣電流i2。并發送到功率控制單元；第四電流采樣單元4采集第二電子開關所在支路的電流，并將采集到的第四采樣電流i2f發送到功率控制單元；第五電流采樣單元5采集流經LED負載的電流即LED的工作電流，并將得到的第五采樣電流U發送到輸出電流控制單元；第三電壓采樣電路采集LED負載兩端的電壓即LED負載的工作電壓，并將得到的第四采樣電壓Utjf*送到輸出電流控制單元。這里，LED的工作電壓也是能量耦合單元的輸出電壓U。，而LED的工作電流也是能量耦合單元的輸出電流i。。當然，能量耦合單元的輸出電壓以及輸出電流也是本LED驅動器的輸出電壓和輸出電流。智能控制單元的輸入端通過遠程接收方式或者本地獲取方式接收各種控制信號Ug后，智能控制單元進行智能分析及綜合處理，并向輸出電流控制單元發送可控可變的控制信息。這里，智能控制單元接收的控制信號Ug可以是一個特定的電流值，即要求輸出到LED負載端的電流值。采用智能控制單元后，本發明的LED驅動器可以對LED負載的工作電流進行遠程調節與控制，使驅動器具有智能控制功能，從而應用在LED燈具中，可以實現LED燈具的智能化控制與管理。輸出電流控制單元根據接收到的LED負載工作電流Lf、工作電壓Uof以及智能控制單元發送的控制信息進行分析處理，從而向功率控制單元發送控制信號，驅動功率控制單元對LED負載的工作電流U進行調節。這里輸出電流控制單元實現的是閉環調節，確保LED負載的工作電流U能根據智能控制單元給定的控制信號進行調節，實現精確的恒流輸出控制。功率控制單元根據接收到的Ulf2、i2(l、i2f及輸出電流控制單元的控制信號等參數，進行分析處理后，對第二電子開關進行控制，控制第二電子開關的閉合或斷開，從而對能量耦合單元向LED負載輸出的功率進行控制，在保證向LED負載提供最大額定負載功率的前提下，根據實際輸出電流i。的大小，動態跟隨地調節能量耦合單元的輸出功率，使其盡可能匹配實際LED負載的需求，提高驅動器的整體轉換效率。功率控制單元根據Ulf2對儲能電容進行過壓保護:當檢測到Ulf2超過某一個值時，則控制第二電子開關閉合，從而能量耦合單元進行儲能。同時，功率控制單元根據i2(l及i2f的值來控制第二電子開關的閉合，當檢測到i2(l為O時，則需對能量耦合單元進行儲能，因此閉合第二電子開關，然后對i2f的值進行監控，當i2f的值達到某一個閾值時，則代表能量耦合單元儲能完畢，可以進行耦合輸出，此時斷開第二電子開關。通過控制第二電子開關的開閉的時間，還可以實現對輸出到LED負載端的電流i。進行控制。參照圖1所示，本發明的LED驅動器是由3個回路共同起作用的，即圖1中的內環回路、中環回路以及外環回路。內環回路中，電網質量控制單元對接收到的第一采樣電壓Uif、第一采樣電流i1(1、第二采樣電流ilf及第二采樣電壓Ulfl進行分析處理，進而控制第一電子開關的開閉，使第一采樣電流i1(l的包絡線與第一采樣電壓Uif同步。中環回路中，功率控制單元對接收到的第三采樣電壓Ulf2、第三采樣電流i2(l、第四采樣電流i2f結合輸出電流控制單元的控制信號進行分析處理，進而控制第二電子開關的開閉，實現對能量耦合單元輸出功率的控制。外環回路中，輸出電流控制單元對接收到的第五采樣電流U、第四采樣電壓Utjf以及智能控制單元發送的控制信息進行分析處理，進而向功率控制單元發送控制信號，驅動功率控制單元對第五采樣電流Lf進行調節控制，即對輸出電流進行調節控制。隔離單元處于內環回路與中環回路之間，對內環回路及中環回路起隔離作用，使內環回路及中環環路既相對獨立地工作，又能實現前級電路向后級電路之間的能量單向傳遞。啟動保護單元用于為本發明的LED驅動器啟動瞬間提供工作電源，并自動檢測智能控制單元提供的控制電壓，當控制電壓過低時為電網質量控制單元和功率控制單元提供低壓保護功能。
本發明的LED驅動器，為了提高整體的轉化效率，兩次采用電流過零檢測，分別利用兩個采樣電流i2(l及i2f對第一電子開關及第二電子開關兩個電子開關分別實時電流過零開通，使驅動器內部的開關損耗降到最低。另外，在驅動器中采用了儲能電感及儲能電容等儲能元件來配合兩個電子開關的同步工作，在電子開關斷開時電路的能量得以存儲起來，獲得很高的轉換效率。本LED驅動器在輸出電流可連續調節的情況下，當輸出功率為30W以上時，轉換效率可達85%以上，當輸出功率為100W以上時，轉換效率可達89%以上。而且本LED驅動器還可以具有過壓保護、欠壓保護及過流保護等功能。參照圖2，本發明的LED驅動器主要是采用ST公司的準諧振芯片L6562、L6565以及飛思卡爾公司的MC9S08QE32單片機來構成的，具體如下:
EMI整流橋電路:主要由共模抑制電感L1、濾波電容Cl、C2和整流二極管DfD4等組成。第一電壓采樣電路:主要由電阻R51、R52進行分壓，組成電壓采樣電路。儲能電感:主要由升壓電感BT1、電阻R54、電容C51組成，BTl主要用于儲能，配合第一電子開關向后級提供能量補給。R54、C51用于配合BTl產生電流過零信號。第一電子開關:采用場效應管Q4。
電網質量控制單元:采用ST公司的準諧振芯片L6562，電阻R53、R55、R56，以及電容C52、C53等元件構成。第二電壓采樣電路:包括第二電壓采樣電路一及第二電壓采樣電路二，第二電壓采樣電路一及第二電壓采樣電路二分別對儲能電容兩端進行電壓采樣，并將獲得的信號分別發送到電網質量控制單元及功率控制單元。第二電壓采樣電路一采用電阻R11、R58、R59及R17組成分壓電路后進行采樣，獲得的第二采樣電壓Ulfl為電網質量控制單元提供電壓反饋信號。第二電壓采樣電路二采用R2、R3組成分壓電路進行采樣，采樣獲得的第三采樣電壓Ulf2為功率控制單元提供電壓反饋信號。儲能電容:選用高耐壓、大容量的電解電容C30，可以不斷吸收從前級儲能電感中補給的能量脈沖進行儲存，并同時為后級能量耦合單元提供能量補給。能量稱合單元:主要由電感BT2、二極管D10、D11、電容C32等元件組成。通過磁路率禹合，實現輸入電源與LED負載之間的電氣完全隔離。功率控制單元:主要由ST公司的準諧振芯片L6565及外圍的電阻R8、R7、R12、R9、R19、R27以及電容C28、C7等元器件組成。第二電子開關:采用場效應管Ql以及電阻R13、R14構成。隔離單元:選用可快速恢復的二極管D9組成。當第一電子開關Q4飽和導通時，利用D9的反向阻斷特性，實現電網質量控制回路(內環回路)與功率傳遞控制回路(中環回路)之間的隔離；當第一電子開關Q4關斷后，由于BTl產生升壓作用使D9導通，使BTl中的儲能向儲能電容轉移，完成前級向后級之間的能量單向傳遞。同時，也保證了電網質量控制回路(內環回路)與功率傳遞控制回路(中環回路)兩部分電路之間相對獨立的工作。第三電壓采樣電路:由電阻R43、R42組成分壓電路進行電壓采樣。輸出電流控制單 元:主要由U2B、U3A、U3B等運算放大器和相應的外圍元器件組成。 智能控制單元:主要由飛思卡爾單片機MC9S08QE32、通信控制總線接口 U4、EEPROM擴展單元U5、總線取電單元Vl及相應的外圍元器件組成。啟動保護單元:主要由電容09、040、043，電阻1 37，以及二極管016、07組成。啟動保護單元為功率控制單元提供啟動電源，當功率控制單元正常工作后，LED驅動器的供電就改由后級的供電繞組取電，啟動環節失效。LED驅動器的供電在通過D5、D6加到控制芯片L6562、L6565后，控制芯片L6562、L6565會根據供電的電壓自動實現欠壓保護。此外，LED驅動器的供電還通過D15作用于控制芯片L6565的反相輸入端，粗略實現輸出過電壓保護，同時，V3及其相關的外圍元器件實現了精確的過電壓保護。本發明的LED驅動器中的第一電流采樣單元1、第二電流采樣單元2、第三電流采樣單元3、第四電流采樣單元4及第五電流采樣單元5共五個電流采樣單元，不單獨采用電流采樣設備或單獨的采樣電路，直接利用本LED驅動器中各個部分的元件來實現，即通過電路中的電阻或電感等跟電路連接來實現電流采樣。例如，第一電流采樣單元I是通過電感進行電流采樣的，第二電流采樣單元2是通過電阻R57進行電流采樣的。圖2中，LED負載接收能量耦合單元耦合輸出的功率時，還采用了分別由D14、L4、C31、C38，D13、L3、C36、C39，以及D12、L2、C35、C37等組成的三路相對獨立的LED負載供電電源，為三路LED負載進行供電。其中，D12、D13、D14為二極管，C31、C35、C36、C37、C38、C39為電容，L2、L3、L4為電感。 以上是對本發明的較佳實施進行了具體說明，但本發明創造并不限于所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本發明精神的前提下還可作出種種的等同變形或替換，這些等同的變型或替 換均包含在本申請權利要求所限定的范圍內。
權利要求
1.一種輸出電流可調可控的LED驅動器，用于為LED負載供電，其特征在于，包括EMI整流橋電路、儲能電感、隔離單元、儲能電容、電網質量控制單元、能量耦合單元、第一電子開關、第二電子開關、功率控制單元、輸出電流控制單元及智能控制單元，還包括第一電壓采樣電路、第二電壓采樣電路、第三電壓采樣電路、第一電流采樣單元(I)、第二電流采樣單元(2)、第三電流采樣單元(3)、第四電流采樣單元(4)及第五電流采樣單元(5)； 所述EMI整流橋電路的第一連接端依次通過儲能電感、隔離單元及儲能電容后接地，所述EMI整流橋電路的第二連接端接地，所述第一電子開關的一端連接在儲能電感與隔離單元之間，所述第一電子開關的另一端接地，所述能量耦合單元的第一連接端連接在耦合單元與儲能電容之間，所述能量耦合單元的第二連接端通過第二電子開關接地，所述能量耦合單元的第三連接端與第四連接端之間接LED負載； 所述第一電壓采樣電路用于采集EMI整流橋電路的兩連接端之間的電壓值并將得到的第一采樣電壓(Uif)發送到電網質量控制單元的第一輸入端，所述第一電流采樣單元(I)用于采集儲能電感的電流值并將得到的第一采樣電流(i1(l)發送到電網質量控制單元的第二輸入端，所述第二電流采樣單元(2)用于采集第一電子開關所在支路的電流值并將得到的第二采樣電流(ilf)發送到電網質量控制單元的第三輸入端，所述第二電壓采樣電路用于采集儲能電容兩端的電壓值并將得到的第二采樣電壓(Ulfl)發送到電網質量控制單元的第四輸入端，同時將得到的第三采樣電壓(Ulf2)發送到功率控制單元的第一輸入端，所述電網質量控制單元的輸出端與第一電子開關的輸入端連接； 所述第三電流采樣單元(3 )用 于采集能量耦合單元的電流值并將得到的第三采樣電流(i2CI)發送到功率控制單元的第二輸入端，所述第四電流采樣單元(4)用于采集第二電子開關所在支路的電流值并將得到的第四采樣電流(i2f)發送到功率控制單元的第三輸入端； 所述第五電流采樣單元(5)用于采集流經LED負載的電流值并將得到的第五采樣電流(U)發送到輸出電流控制單元的第一輸入端，所述第三電壓采樣電路用于采集LED負載兩端的電壓值并將得到的第四采樣電壓(Utjf)發送到輸出電流控制單元的第二輸入端； 所述智能控制單元的輸入端接控制信號，所述智能控制單元的第一輸出端與輸出電流控制單元的第三輸入端連接，所述輸出電流控制單元的輸出端與功率控制單元的第四輸入端連接，所述功率控制單元的輸出端與第二電子開關的輸入端連接。
2.根據權利要求1所述的一種輸出電流可調可控的LED驅動器，其特征在于，還包括啟動保護單元，所述智能控制單元的第二輸出端與啟動保護電路的輸入端連接，所述啟動保護電路的第一輸出端與電網質量控制單元的第五輸入端連接，所述啟動保護電路的第二輸出端與功率控制單元的第五輸入端連接。
3.根據權利要求1所述的一種輸出電流可調可控的LED驅動器，其特征在于，所述電網質量控制單元采用ST公司的型號為L6562的準諧振芯片。
4.根據權利要求1所述的一種輸出電流可調可控的LED驅動器，其特征在于，所述功率控制單元采用ST公司的型號為L6565的準諧振芯片。
5.根據權利要求1述的一種輸出電流可調可控的LED驅動器，其特征在于，所述智能控制單元采用飛思卡爾半導體公司的型號為MC9S08QE32的單片機。
6.一種輸出電流可調可控的LED驅動方法，其特征在于，包括: 內環控制步驟:電網質量控制單元對接收到的第一采樣電壓(Uif)、第一采樣電流(i1(l)、第二采樣電流(ilf)及第二采樣電壓(Ulfl)進行分析處理，進而控制第一電子開關的開閉，使第一采樣電流的包絡線與第一采樣電壓(Uif)同步； 中環控制步驟:功率控制單元對接收到的第三采樣電壓(Ulf2)、第三采樣電流(i2CI)、第四采樣電流(i2f)結合輸出電流控制單元的控制信號進行分析處理，進而控制第二電子開關的開閉，實現對能量耦合單元輸出功率的控制； 外環控制步驟:輸出電流控制單元對接收到的第五采樣電流(U、第四采樣電壓(Utjf)以及智能控制單元發送的控制信息進行分析處理，進而向功率控制單元發送控制信號，驅動功率控制單元對第五采 樣電流(Lf)進行調節控制。
全文摘要
本發明公開了一種輸出電流可調可控的LED驅動器及驅動方法，該驅動器包括EMI整流橋電路、儲能電感、隔離單元、儲能電容、電網質量控制單元、能量耦合單元、第一電子開關、第二電子開關、功率控制單元、輸出電流控制單元及智能控制單元，還包括第一電壓采樣電路、第二電壓采樣電路、第三電壓采樣電路、第一電流采樣單元、第二電流采樣單元、第三電流采樣單元、第四電流采樣單元及第五電流采樣單元。本發明可根據LED負載的V-I特性的非線性關系，對輸出到LED負載的電流進行閉環控制與調節，并對輸出到LED負載的功率進行優化，驅動效率高，可對LED負載的工作電流進行智能調節，壽命長且安全性高，可廣泛應用于LED行業中。
文檔編號H05B37/02GK103228085SQ20131015404
公開日2013年7月31日 申請日期2013年4月27日 優先權日2013年4月27日
發明者陳迪泉, 錢靜 申請人:廣州復旦奧特科技股份有限公司