[发明专利]脉宽调制式大功率LED驱动电源电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种电源电路，特别是脉宽调制式大功率LED驱动电源电路。

技术背景

LED照明技术作为继白炽灯、荧光灯之后的第三代照明光源，具有节能、环保和长寿命的特点；近年来在环保和节能减排的潮流下LED照明产业迅速兴起，成为21世纪的朝阳产业，尤其在LED路灯和城市亮化工程方面已经先行打开LED应用于照明的广阔市场。

由于LED是特性敏感的半导体器件，并且具有负温度特性，目前大功率LED光源大都工作在低电压大电流状态，因此在应用过程中必须对其工作状态和环境进行稳定和保护，提供适合的电流，保证其稳定发光。

由于我们日常照明使用的是交流220伏，所以必须使用降压的技术来获得较低的电压，通常采用变压器或开关电源降压，然后将交流整流变成直流，再变换成恒流源，提供给LED光源，使其发光，无论是变压器或是开关电源降压，系统都会代来一定的损耗，一般功率损耗在15％左右，系统效率很难作到大于90％。

LED光源是一种长寿命光源，理论寿命可达10万小时，如果散热设计不合理，大功率LED光源的芯片温度（结温TJ）会急剧上升，当温度上升超过最大允许温度时（一般是150℃），LED会因过热而损坏，一般要求结温要低于95℃，超过95℃会影响LED的出光效率和寿命。

由于现行电路设计，致使电源转换效率低，未作为光输出的功率，都作为热量耗散，增加灯具温升，影响LED的结温，当LED的结点温度超过95℃，上升的温度引起的LED光衰，严重影响其寿命，尤其是在开关电源驱动电路中整流桥的输出滤波器的电解电容器在高温壮态下工作其寿命约5000~8000小时，就成为制约LED灯具寿命的瓶颈。

LED光源平均寿命不小于5万小时，市场上与LED光源配套的开关驱动电源寿命不超过8000小时，无法和LED光源匹配；同时由于开关电源的转换效率比较低，必将增加驱动电源自身热量的产生，进一步提高灯具系统温升，加剧LED光衰。

发明内容

本发明的目的是提供一种稳定性好、可靠性高、成本低的脉宽调制式大功率LED驱动电源电路。

本发明的目的是这样实现的，脉宽调制式大功率LED驱动电源电路，其特征是：包括串联在负载回路的控制管和开关控制电路，控制管基极连接有恒流电路，负载回路两端串接在电源E的正负输出端上；所述的电源E的正负输出端之间串接限流电阻R1和稳压管Dw，恒流电路一端与控制管基极电连接；控制管发射极与电源E的负输出端之间有反馈电阻R4，反馈电阻R4与控制管发射极电连接点与保护三极管T2的基极电连接，保护三极管T2的集电极和发射极串接在控制管基极与电源E的负输出端之间，开关控制电路的一个I/O输出口与控制管基极电连接，通过控制控制管基极的电位使负载回路在开关状态下工作。

所述的限流电阻R1和稳压管Dw连接点输出的稳定直流电压通过电阻R2连接到恒流电路的电源端。

所述的电源E是交流整流后的输出。

所述的负载回路的负载是串联或串并联连接的LED光源。

所述的稳压管Dw在3-12v之间。

所述的控制管基极与电源E的负输出端之间有分流电阻R3，分流电阻R3用于控制负载回路通过的电流。

本发明的工作原理及特点是：通过控制占空比，让LED工作在一个瞬间变化的大电流状态，缩短单位时间内通电时间，利用LED的瞬态响应特性及人眼感光的滞后效应；该电源设计的脉冲频率为200H_Z－400 H_Z之间，占空比为可变，峰——峰值脉冲电流大于2A；从而实现了大功率LED交流驱动和无功率散热。它具有LED长寿命：电路由半导体器件和电阻组成，减小了影响寿命的电解电容等器件，保证了驱动电源的长寿命，驱动电源的寿命≥50000小时。

高效率：电源转换效率高，本身损耗功率就小，可以减少在灯具内发热，有利于降低灯具温度，电源转换效率≥90%。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

图1为本发明实施例电路原理图。

图中，1、负载回路；2、控制管；3、恒流电路；4、LED光源；5、开关控制电路。

具体实施方式