智能型恒功率直流ＬＥＤ灯丝驱动电路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种智能型恒功率直流ＬＥＤ灯丝驱动电路，属于半导体照明技术领域。市电网供电的ＬＥＤ照明光源多数采用低压直流驱动，电源功耗大，导致ＬＥＤ灯具整备光效降低、可靠性下降，成本上升，迟滞了原本性能优异的ＬＥＤ照明光源大面积推广普及。本实用新型专利技术所述的一种智能型恒功率ＬＥＤ灯丝驱动电路，能随电网波动自适应调整ＬＥＤ灯丝电应力，实现恒功率或恒流驱动之最佳效果。本实用新型专利技术提高了ＬＥＤ照明光源的电网波动适应性，功耗低光效高稳定可靠，更兼成本低廉易于集成，为升级ＬＥＤ照明光源全面智能化奠定硬件基础，低成本促进ＬＥＤ照明光源更节能、更长寿、更便于维护和升级。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

智能型恒功率直流LED灯丝驱动电路
本专利技术涉及一种智能型恒功率LED灯丝驱动电路，属于半导体照明
，适 用于各种设计合理的LED电路拓扑结构，特别在市电网供电场合，适用于驱动LED灯丝电 路之LED光源，即本专利技术人此前诸多专利所涉及的'LED灯丝'技术方案200410081394. 4、 200510020493.6、200420060342. 4、200420061456. 0、200420105410. 4、200520033431. 4、 200620157080. 2等，目标在于获得LED照明灯具整备效率高和综合成本低的有益效果。综 合构成的LED灯丝照明总体技术方案，具有明显的性能成本比较优势，在LED绿色节能照明
独树一帜，将成为该领域主流技术方案之一。
技术介绍
目前用于交流市电网供电的LED照明灯具，绝大多数采用低压直流驱动模式将 市电网AC220V、 AC230V或AC110V、 AC120V等，转换成相对较低的直流电压，例如DC12V、 DC24V、DC36V，还有DC80V甚至更高的直流低电压，用以提供相应LED照明电路所需电能，保 障LED光源正常工作，也就是为LED光源部件提供所谓'低压直流供电'环境。在这一环境 中，绝大多数应用追求的技术目标是'恒流'控制，因为大多数技术人员觉得，LED应该在直 流低电压恒流条件下使用，才能获得最佳使用效果。 从市电网获取低压直流向LED光源电路供电有多种技术手段，主流技术方案大体 两种。方案一 采用电子变压器将市电网交流电变换成所需的较低电压交流电，再通过桥式 整流、串联型稳压获得低压直流稳压电源。方案二 采用P丽脉宽调制模式的开关电源获得 低压直流稳压/恒流电源。这一 P丽方案还有隔离式与非隔离式之分，在此不赘述。 目前市场上还有RC阻容降压型驱动电路及其原理类似的衍生电路，也可以提供 交流电网的电能来点亮LED照明光源，但此类电路的基因决定其不堪大用电能转换效率 低下，电能质量差，功率输出小，不具备推广价值。 无论何种技术方案，从总体指标角度分析，只要配置有提供LED光源工作的电源 驱动器，系统总体就必须为该驱动器分配合理的耗电指标。从整备效率角度分析，驱动器绝 对功耗越低，特别是在灯具系统总功耗中所占百分比的相对功耗越低，说明该驱动器的效 率越高。显然，高效率驱动器的节能效果明显优于低效率驱动器。 其实，在成功的产品设计中，并不是追求某个功能部件单项指标的最佳化，而必须 兼顾各项相关组成部分，通过综合平衡来优化分配总体技术指标，也就是追求产品整体综 合指标的最佳化。这也就是说，不仅要考虑到产品各组成部件的特殊技术性能指标，更重要 的还应涉及其它方面，包括成本、可靠性、体积、重量、热平衡、防护性能、环境适应性等各种 要求，特别是该部件与其它部件之间的参数匹配显得尤其重要。从目前市场来看，基于隔离 式P丽开关电源技术方案的LED驱动器，其电能转换效率大致在80 %左右，指标提高一些则 成本上升很快；非隔离式P丽开关电源技术方案成本相对较低、电能转换效率相对较高，但 要在较宽的电压范围内都达到90%不很容易，要超过95%以上仍然是比较困难的。 LED光源驱动器这一电能转换部件的效率，无论是高还是低，其自身都是要消耗电3能的，如同只有吃了草马儿才会跑一样天经地义。但是能不能叫马儿又能跑得好，又能少吃 草呢？甚而至于我们是否能用廉价的毛驴代替昂贵的高头大马，吃更少的草，却仍能健步 如飞呢？ 实现类似的神话正是本专利技术方案所要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种先进的LED照明产品总体设计方案，其综合 技术指标能够远远超过其它LED照明灯具，并在相对宽阔但又是定义合理的电网电压波动 变化范围内，都能够提供恒定的功率输出，都能够实现LED照明灯具光线柔和、照度稳定、 光效超高、长寿安全地照明之效果。 除了上述的功效之外，本技术方案提供了 LED照明光源实施智能化监控硬件平台的低成本方案，结合外围配置多种实用功能硬件接口 ，在嵌入式智能化软件操控下，可以实现定时、定亮、接近感应，以及适应地理纬度、地理高程等特殊环境要求的智能化灯光开关和亮度增减控制，还可以通过内置的有线或无线数据通讯接口 ，将各类传感器感知的各种宝贵信息，及时进行实时处理、实时记录和定时传送，同时还能随时接收来自指挥中心的遥控指令和数据，经分析而后执行，实现普通照明灯具根本不可思议的超级功能，甚至包括节点故障自动诊断、自动排除，以及嵌入式监控软件遥控升级等其它特殊功能。 本专利技术要解决该技术问题的关键在于提供一种智能型恒功率直流LED灯丝驱动电路，该功能部件拓扑结构简洁、元器件少、装配制造工艺简单、原材料取得方便，同时该部件不断升级的、功能强大的嵌入式监控软件，可以提供不断升级的智能化功能，使得该LED照明产品具有自适应能力和后天学习智能，在生产线上完成装配的LED照明灯具产品几乎无需调试，使得产品的综合成本低廉，有利于超大批量生产，超大规模普及和应用。 本技术方案涉及的LED驱动电路或称LED驱动器，是专门用于驱动LED灯丝电路的。如同此前本专利技术人在上列文献中阐述过的概念市电网交流电压数值会影响LED灯丝级数。所谓LED灯丝的级数概念，是指LED灯丝电路结构中，串联LED单个元件的个数。 LED灯丝中单个LED级数N的确定，可以用下列公式计算得到 N = int (((Vac X 21/2) /VF) X K) 式中N LED灯丝级数 Vac 市电网交流有效值，例如我国为220 VF LED灯丝中单个LED正向工作电压平均值 K 经验系数，一般取K = 0. 9或K = 0. 85 Int() 取整函数，仅保留括号内运算结果的整数部分 我国大陆AC220V交流电网，白光LED灯丝级数N大约在80 100，即LED串联80 颗到100颗，而对于AC110V的交流电网，LED灯丝级数大约在40 50，即40颗到50颗单 个LED串联而构成一个LED灯丝单元。举例说明当Vac = 220V， VF = 3. 2V， K = 0. 85 则N二 int (((220 XI. 4142)/3. 2) X 0.85) = int (82. 6423125) 二82，即该LED灯 丝由82颗单个的LED灯珠串联组成。 制作一个基于LED灯丝技术方案的LED照明灯具，至少需要一串LED灯丝，但也 常常需要多串LED灯丝并联使用，这在应用中完全合理，在技术上也容易实现。由于在LED灯丝单元中所有单个LED器件都工作在串联状态，因此流经所有单个LED器件的电流完全相等，则各个LED芯片截面的工作电流密度大体相当，可以推知发热强度也大体相当，因此在LED灯丝电路中就没有明显的电应力和热应力薄弱环节。应用LED灯丝结构，巧妙而廉价地迴避了低压直流少串多并电路结构所无法避免的麻烦事相同电压下多路LED并联使用，每一路电流在每个瞬间都不相等，如果对所有并联分支电路的电流均衡控制不周到，往往导致电流最大一路负荷过重，该路就易发生故障，从而危害到系统总体的可靠性。 在提高LED照明灯具总体节能效率方面，本技术方案采取双管齐下的方针。 一方面努力降低L本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能型恒功率直流ＬＥＤ灯丝驱动电路，其特征是：包括将市电网交流电转变为直流电的桥式整流电路，包括光源电路ＬＥＤ灯丝，包括执行驱动功能的半导体开关器件，还包括产生驱动半导体开关器件信号的ＭＣＵ微控制单元电路部分。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吕大明，
申请(专利权)人：吕大明，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]