一种高频窄脉冲驱动ＬＥＤ的高效节能方法技术

一种高频窄脉冲驱动ＬＥＤ的高效节能方法，是利用高频窄脉冲产生电路形成的频率很高，占空比很小的窄脉冲来驱动ＬＥＤ发出脉冲闪光，在流过ＬＥＤ的电流时间短，耗电少，发热小的情况下，利用人眼的视觉残留效应，感受到更高的亮度，实现延长ＬＥＤ寿命并节能的目的。其高频窄脉冲产生电路由窄脉冲形成单元１，栅极驱动及保护单元２，电流传感检测单元３，触发单元４和电源稳压单元５组成，整个电路可设计成一个功能模块或ＩＣ芯片，用于新型高效节能长寿的ＬＥＤ电光源，具有巨大的社会经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电光源领域，具体涉及楼堂馆所、酒店餐厅，商场，企事业单位办公室， 工厂车间、机关学校及普通家庭的日常节能照明，更具体地说，涉及一种高频窄脉冲驱动 LED的高效节能方法。
技术介绍
照明是人们日常生产、生活不可缺少的组成部分，从原始的火把、油灯，到现代的 各式各样的电灯，一直伴随着人类社会的进步而发展。自爱迪生专利技术了电灯以后，用电来发 光照明，已成为现代文明社会的主要照明方式。而在各式各样的电光源中，近年来兴起的 LED照明是一种发展最迅猛，最有广阔前途的新型电光源。但目前的LED驱动方式大多采用 稳压恒流驱动，LED发光过程中一直有连续的电流流过，从而使LED发热严重，光源散热是 长期困扰人们的技术难题，如果解决不好，会直接影响LED光源的寿命和效率。考虑到人眼的感光方式一般遵循两个法则一个称为“Broca-Sulzer效应”，就 是接受到象快门那样的瞬间闪光后，人眼感受到的亮度是实际亮度的几倍。另一个称为 “Talbot-Plateau效应”，就是当反复接受瞬间闪光后，人眼会感受到反复时间内的平均 亮度。Talbot-Plateau效应是在以电压周期为数百ms左右低速电源驱动的水银荧光灯 中发现的，因此，如果设想以电压周期达数百ns占空比很小的高速脉冲电源来驱动LED， 其结果当频率高到一定程度时，利用人眼的视觉残留现象，Broca-Sulzer效应的影响比 Talbot-Plateau效应更大，人眼便可感受到更高的亮度，可使LED亮度感觉翻倍。已有试验 证明，当对LED施加占空比< 10%、频率为MHz数量级的周期高速脉冲电压时，与施加恒定 直流电压时相比，人眼感受到的亮度约为2倍。受验者参与的评测实验显示，采用蓝色LED 可感受到的亮度为1. 5 1. 9倍，绿色LED为2. 0 2. 2倍，红色LED为1. 0 1. 3倍。采 用高速脉冲电源来驱动LED，由于占空比很小，LED实际流过电流的时间短，消耗的电能少， 发热量也会显著减小，温升降低，使用寿命会大大延长，且节能效果明显，作为一种新型高 效节能长寿的LED电光源，无疑具有巨大的社会经济效益。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高频窄脉冲驱动LED的高效节能方法，其实质是利用 高频窄脉冲产生电路形成的一种频率很高，占空比很小的高频窄脉冲来驱动LED发出脉冲 闪光，在实际流过LED的电流时间短，耗电少，发热小，温升低的情况下，利用人眼的视觉残 留效应，感受到更高的亮度，从而实现延长LED电光源寿命并节能的目的。本专利技术的目的是这样实现的，设计一种高频窄脉冲产生电路，见附图1，它由窄脉 冲形成单元1，栅极驱动及保护单元2，电流传感检测单元3，触发单元4和电源稳压单元5 组成，整个电路可以设计成一个功能模块或者IC芯片封装到一个6 8脚的封装内。本专利技术的特征在于，以SO-8 IC封装为例，高频窄脉冲产生电路功能模块的引脚 安排和连接关系如下窄脉冲形成单元1产生形成的高频窄脉冲连接到栅极驱动及保护单元2，经过其 缓冲放大以后由S0-8的第5脚GD端输出去接应用电路中的外部开关MOS管栅极G ；应用 电路中的LED电流检测信号由S0-8的第3脚CS端输入连接到电流传感检测单元3，单元3 检测出的过流和保护信号送回栅极驱动及保护单元2，用于对MOS开关提供安全保护；单元 3检测出的限流信号连接到触发单元4 ；触发单元4产生的触发信号连接到窄脉冲形成单元 1，对窄脉冲的形成进行控制；电源稳压单元5对由S0-8的第8脚VCC端引入的外部电源进 行稳压和处理后连接到1、2、3、4各功能单元，为其提供电能；窄脉冲形成单元1由S0-8的 第1脚引出的C端和由S0-8的第2脚引出的R端用于外接电容、电阻等定时元件；S0-8的 第4脚为内部各单元的公共地GND引出端；S0-8的第6、7脚留作功能备用端暂时未连接。本专利技术的特征还在于，它是利用一个10 16进位的计数器输出的进位脉冲来形 成高频窄脉冲的，其占空比约为10% 6%，符合试验发现的最佳效果占空比< 10%的窄 脉冲要求。本专利技术的特征还在于，除了利用计数器进位脉冲方法外，还可以利用单片机、不对 称多谐振荡器、可触发单稳态电路等脉冲形成、延时电路形成高频窄脉冲。本专利技术的特征还在于，驱动LED的窄脉冲除了占空比固定的方法以外，还可以在 一定的范围内变动，合理的选择参数，同样可实现高效节能的目的。当采用可变占空比的窄 脉冲驱动LED时，LED的供电电压允许在一定范围内波动，无需稳压，这样就可利用交流电 源经过整流后的脉动直流电为LED直接供电，可使实用电路大大简化，成本显著降低，便于 广泛推广。本专利技术的特征还在于，当采用可变频率和占空比的窄脉冲驱动LED时，适当的选 择电路参数和元器件，还可实现交流整流直接供电的PFC功率因数校正功能，进一步提高 应用电路整体效率和节能效果。本专利技术的特征还在于，模块留有C、R外部调节端，通过改变外接的电容器C、电阻 R等定时元件参数或者外加可变时钟信号，能够很方便的调节窄脉冲的频率和占空比，从而 在实用电路中实现调光功能。本专利技术的特征还在于，通过合理选择外接的电容器C、电阻R等定时元件参数，可 以很方便的调节窄脉冲的频率和占空比等参数，以便在实用电路中获得最佳节能效果。本专利技术的特征还在于，应用电路中的C、R定时元件和功率MOS还可集成到IC芯 片中去，可使应用电路元器件数量和占用面积大大减少，集成度和可靠性提高，成本显著下 降。本专利技术的特征还在于，本领域的技术人员还可根据本专利技术的方法原理设计出各种 各样的高频窄脉冲形成和驱动LED应用电路，但这并不改变本专利技术提出的利用高频窄脉冲 驱动LED实现高效节能的方法实质，都应属于本专利技术所附的权利要求的保护范围。附图说明附图1是本专利技术一种高频窄脉冲驱动LED的高效节能方法的高频窄脉冲产生电路 方框图。附图2是本专利技术一种高频窄脉冲驱动LED的高效节能方法的典型应用电路图。具体实施例方式下面结合附图2和一款高频窄脉冲驱动LED实施例对本专利技术作进一步说明。按照本专利技术的方法原理，把一个高频窄脉冲LED驱动芯片封装到一个S0-8封装Ul 里，Ul的第1脚C端连接定时电容Cl的左端；Ul的第2脚R端连接定时电容Cl的右端和 定时电阻Rl的上端；Ul的第4脚和Rl的下端连接后接地GND ；Ul的第8脚连接限流电阻 R2下端和滤波电容器C2正极；C2负极接地GND ；电阻R2上端接到直流电源正极VCC ；直流 电源负极接地GND ；Ul的第5脚⑶端连接应用电路的外部MOS开关管Ql栅极G ；Ql源极S 连接电流取样电阻R3的上端和Ul的第3脚电流传感输入端CS ；R3的下端接地GND ；Ql漏 极D连接发光二极管LEDl负极和回流二极管Dl正极；LEDl正极连接电感Ll右端；电感Ll 左端连接Dl负极后再连接到直流电源正极VCC，这就构成了一个典型了 LED应用电路。在此典型应用电路中，Ql为3035M0S开关管，Dl为1A50V肖特基二极管，LEDl为 350mAlW白光LED，L1为2A 4. 7uH电感器，R3为0. 5W1 Ω精密电阻，R2为0. 5W51 Ω金属膜 电阻，C2为IOV IuF电解电容。当直流电源本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种高频窄脉冲驱动ＬＥＤ的高效节能方法，其实质是利用高频窄脉冲产生电路形成的一种频率很高，占空比很小的高频窄脉冲来驱动ＬＥＤ发出脉冲闪光，在实际流过ＬＥＤ的电流时间短，耗电少，发热小，温升低的情况下，利用人眼的视觉残留效应，感受到更高的亮度，从而实现延长ＬＥＤ电光源寿命并节能的目的。其高频窄脉冲产生电路见附图１，它由窄脉冲形成单元１，栅极驱动及保护单元２，电流传感检测单元３，触发单元４和电源稳压单元５组成，整个电路可以设计成一个功能模块或者ＩＣ芯片封装到一个６～８脚的封装内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋忠慎，
申请(专利权)人：宋忠慎，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]