大功率白光LED的脉冲驱动电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种大功率白光LED的脉冲驱动电路，该脉冲驱动电路包括PWM信号产生模块和门控模块，其中：PWM信号产生模块包括稳压电路，以及均与该稳压电路连接的时基集成电路、四双向模拟开关；门控模块包括开关电源，该开关电源与PWM信号产生模块连接，该门控模块还包括均与该开关电源连接的运算放大器和功率开关管，功率开关管连接LED负载。本实用新型专利技术结构简单、实用，成本低。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及LED应用电路，具体涉及一种大功率白光LED的脉冲驱动电路。
技术介绍
近年来，随着能源危机和气候变暖问题越来越严重，节能已经成为全球普遍关注的话题。大功率LED以其高效、节能、环保、寿命长、可靠性高等优点逐步取代传统的白炽灯、荧光灯和气体放电灯，成为第四代照明光源。随着LED光效及总体发光量的不断提高，大功率LED照明在普通照明方面的市场也得到不断拓展，相应的电源驱动产品也随市场的升温如雨后春笋般萌发。但现有的LED驱动电路复杂，成本高。因此，我们迫切需要一种新的大功率LED驱动电路，以解决现有驱动电路复杂，成本高的缺点。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种结构简单、实用，成本低的大功率白光LED的脉冲驱动电路。该脉冲驱动电路基于脉宽调制（PWM），通过调节驱动电压的占空比来实现LED的PWM调光与脉冲驱动。本技术所采用的技术方案是：一种大功率白光LED的脉冲驱动电路，包括PWM信号产生模块和门控模块，其中：PWM信号产生模块包括稳压电路，以及均与该稳压电路连接的时基集成电路、四双向模拟开关；门控模块包括开关电源，该开关电源与PWM信号产生模块连接，该门控模块还包括均与该开关电源连接的运算放大器和功率开关管，功率开关管连接LED负载。更进一步的方案是，脉冲驱动电路前端市电降压部分采用采用简单实用的阻容降压方式代替变压器降压方式，不仅得到低压交流和直流，还降低了成本和减小了电路体积。阻容降压是利用降压电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流，因此，阻容降压实际上是利用容抗限流。而降压电容实际上起到一个限制电流和动态分配电容器和负载两端电压的角色。更进一步的方案是，LED负载中LED均采用均匀排布的铝基板散热，且脉冲驱动电路与铝基板之间有一定的距离，以减小封装与电路板之间的热阻抗，提高LED的散热畅顺性，降低系统工作温度。本技术的有益效果在于：采用PWM信号产生模块和门控模块组成LED的脉冲驱动电路，其结构简单、实用；成本低，便于推广应用；与现有的LED驱动电路相比，本大功率白光LED的脉冲驱动电路更节能省电、成本更低、体积更小、能够调节LED亮度且保持色温不变的优点。附图说明下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中：图1是阻容降压电路原理图；图2是大功率白光LED的脉冲驱动电路的原理框图；图3是脉冲驱动电路的控制模块原理图；图4是脉冲驱动电路的12V开关电源原理图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。如图2所示，大功率白光LED的脉冲驱动电路主要由PWM信号产生模块和门控模块两部分组成，其中：PWM信号产生模块包括5V稳压电路MC7805，以及均与该5V稳压电路MC7805连接的NE555时基集成电路、四双向模拟开关CD4066，以实现PWM信号的输出；门控模块包括12V开关电源，该12V开关电源与PWM信号产生模块的稳压电路MC7805连接，该门控模块还包括均与该12V开关电源连接的运算放大器和功率开关管，以实现LED的驱动控制；功率开关管连接LED负载。要应用LED做照明光源，需要将220交流变换为低压交流和直流。驱动电路前端市电降压部分主要有变压器降压和阻容降压两种形式，本实施例中，为了降低成本和减小电路体积，采用阻容降压电路。如图1所示，阻容降压电路包括降压电容C1和过压保护电路，该降压电容C1与泄放电阻R1并联后，再与限流电阻R3串联；该过压保护电路包括与220交流市电并联连接的压敏电阻R2。由整流的原理可知，全波整流的输出直流电流是半波整流的2倍。电容值取决于负载电流，负载电流I确定后，可得：C1≥I/2лfU。通常降压电容C1的容量与负载电流I的关系可近似为：C＝14.5I，其中C1的容量单位是uF，I的单位是A，容抗为：Xc=1/(2pi*f*c)。负载电路中，如果电流过大，可以串一个限流电阻R3来使电流匹配LED正常发光。在器件选择时，先测定负载电流的准确值，然后再选择降压电容C1的容量；为保证降压电容C1可靠工作，降压电容C1必须采用无极性电容,绝对不能采用电解电容，其耐压选择应大于两倍的电源电压。本实施例中，降压电容C1为铁壳油浸电容（常用CL21聚脂或CBB21聚丙烯或金属膜高耐压电容）；泄放电阻R1的选择必须保证在要求的时间内泄放掉降压电容C1上的电荷。对交流市电采用阻容降压电路降低了设计成本和电路体积，但它是非隔离式的，在使用的时候需要采取隔离措施。如图3所示，NE555时基集成电路搭配外围电路组成脉冲振荡电路，然后通过四双向模拟开关CD4066，输出一定频率和占空比的方波脉冲，为了流过LED负载的电流达到工作要求，采用运算放大器AD822对PWM脉冲电流进行放大，最后通过一个N沟道MOS管，由PWM脉冲作为NMOS管栅极的控制电压，使NMOS管按一定频率导通和关断，从而驱动串联在NMOS管源极的大功率白光LED发光，实现脉冲驱动。如图4所示，12V开关电源采用运算放大器uA741作为比较控制元件，三极管VT1和VT2复合作为作为调整元件，电路工作于开关状态。当输出电压比基准电压低2mV时，即运算放大器uA741的2脚比3脚低2mV（运算放大器uA741的反应灵敏度为2mV），运算放大器uA741的6脚输出高电平，控制三极管VT1和VT2导通，以大电流为负载和有关滤波电容C5、C6补充电能，很快使输出电压升高到12V，即运算放大器uA741的2脚和3脚等电位。当运算放大器uA741的6脚输出低电压（2V）时，三极管VT1、VT2关闭，暂停补充电能。随着时间的延迟，输出电压逐渐下降，又重复以上过程，循环往复，电源始终处于开关状态，并使输出电压始终稳定在12V。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本技术所附权利要求的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大功率白光LED的脉冲驱动电路，其特征在于，该脉冲驱动电路包括PWM信号产生模块和门控模块，其中：PWM信号产生模块包括稳压电路，以及均与该稳压电路连接的时基集成电路、四双向模拟开关；门控模块包括开关电源，该开关电源与PWM信号产生模块连接，该门控模块还包括均与该开关电源连接的运算放大器和功率开关管，功率开关管连接LED负载。

【技术特征摘要】
1.一种大功率白光LED的脉冲驱动电路，其特征在于，该脉冲驱动电路包括PWM信号产生模块和门控模块，其中：PWM信号产生模块包括稳压电路，以及均与该稳压电路连接的时基集成电路、四双向模拟开关；门控模块包括开关电源，该开关电源与PWM信号产生模块连接，该门控模块还包括均与该开关电源连接的运算放大器和功率开关管，功率开关管连接LED负载。2.根据权利要求1所述的大功率白光LED的脉冲驱动电路，其特征是：脉冲驱动电路前端市电降压部分采用阻容降压电路。3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪巍巍，刘坤，郭良贤，钱凯，雷声振，
申请(专利权)人：湖北久之洋红外系统股份有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42