一種儲能LED驅動器系統技術方案

本實用新型專利技術涉及一種儲能LED驅動器系統，本實用新型專利技術采用3種工作模式：在照明模式中，交流電輸入通過帶有功率因素校正功能的恒流/恒壓輸出AC-DC變換器直接給LED供電；在充電模式中，LED燈停止工作，交流電輸入通過AC-DC變換器給鋰電池組模塊供電，并進行儲能；在電池供電模式中，已經充好電的鋰電池管理模塊通過一個有恒流輸出的DC-DC變換器后給LED燈供電。本實用新型專利技術還包含了一個智能切換模塊，通過單片機控制的方式實現三種模式的切換，保證三種模式之間互不干擾，整個系統正常運行。本實用新型專利技術的功率因數能達到0.9以上，效率在80%以上，而且在停電時仍能在長時間內持續為LED燈供電，保證斷電時LED燈的正常工作。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種LED驅動器系統，尤其是涉及一種儲能LED驅動器系統。
技術介紹
隨著工業的高速發展，社會上對能源的需求急劇增加，特別是在電力方面會經常出現短缺現象，在某些工業發達城市會采取城市限電措施，這嚴重影響了城市的正常生活秩序。因而，節能技術特別是電力節能方面的技術成為當今的研究熱點。在此背景下，LED照明技術應運而生，并有取代現有普通照明技術的趨勢。在能源和環境問題日益突出的今天，節能減排的效果愈顯重要，對LED照明的需求也越是非常迫切。在可替代能源不完善的前提下，如何對現有不可再生能源進行更加有效的利用，是解決目前的能源短缺問題的有效途徑。LED燈由于具有高效、節能、環保等一系列優點而成為國家、地區與相關企業行業發展和關注的焦點。其作為半導體照明技術中最重要的部件，更因為具有節能、環保、長壽命、免維護等很多優點而被市場廣泛接受。LED燈具中的驅動電源電路是LED產品的重要組成部分，無論在照明、背光源還是顯示板領域，都得到了廣泛的市場應用。由于在目前的LED照明的研究及產業化階段中，LED驅動電源的使用壽命在整個LED燈使用壽命中起著決定性的作用，研究出高效率和高可靠性的LED驅動電源成為了目前LED產業中需要優先解決的關鍵問題。有了它才能保證LED穩定、高效率及長壽命工作及運行。由于LED照明燈所獨有的電氣特性使得LED驅動電源電路面臨更大挑戰，加上LED燈的理論使用壽命可長達10萬小時，因此要求所配的LED驅動電源因具有很高的可靠性。為了防止LED燈的提前損壞，要求所設計的電路控制系統能夠精確控制LED驅動電源的輸出電流大小。而目前市面上采用的穩壓驅動電路普遍存在穩流能力較差的缺點，從而使得所驅動的LED燈的壽命大為縮短。LED恒流驅動電源技術的好壞直接關系到大功率LED燈亮度的均勻性和一致性。在便攜式產品的應用上，隨著電源電壓的逐漸降低，我們需要LED燈的亮度不變，那就要求LED驅動電源電路應具有很高的電流精度，由于很小的電流變化都會引起LED燈的亮度變化。所以在用市電供電的LED燈具上，由于電網電壓的經常波動，要求LED驅動電源即使在電源電壓變化的情況下，也能具有高精度的驅動電源恒流輸出特性。此外，由于大功率LED燈發熱厲害，且會隨著環境溫度的變化，驅動電源的輸出電流也會發生漂移。這些都要求大功率LED驅動電源電路能夠提供穩定的高精度的LED恒流輸出電流。與白熾燈不同，LED器件必須通過開關電源將交流電整流為穩定的直流電才可工作，因此在家用或公共場所使用的高功率LED照明器件通常需要使用開關電源。雖然開關電源電路效率較高，但是因其整流電路為非線性電路，會給電網造成大量電流諧波污染，其電路中的容性濾波元件還會降低電路的功率因數，增加電網負擔并引發諧波污染。因此普遍要求功率稍大一些的LED驅動電源電路都應具有高功率因數功能。在照明應用中，如果輸出功率要求高于25W，LED驅動器則面臨著功率因數校正(PFC)的問題。如美國“能源之星”項目固態照明標準中對PFC帶有強制性要求(而無論是何種功率等級)，即針對住宅應用部分要求功率因數高于O. 7，而針對商業應用部分要求功率因數高于O. 9。而一般開關電源的功率因數通常比較低，只有使用了 PFC(功率因數校正)技術的開關電源才能有很高的功率因數。現有的LED驅動電源在性能方面主要追求的是輸出功率的大小和輸出的穩定度，而在功率因數和效率方面并沒有好的表現，設計得到高功率因數、高效率LED驅動電源是其設計的必由之路，另外如果突然出現斷電現象，當前的LED驅動電源并不能持續為LED供電，所以在斷電時LED無法正常運行，從而在市電出現停電情況下出現無法進行室內照明的諸多不便，設計得到具有儲能功能的LED驅動電源，則可以較好地解決這一問題。
技術實現思路
本技術主要是解決現有技術所存在的技術問題；提供了一種采用電壓跟隨PFC技術，將開關管關斷時間固定，保證整個拓撲工作在DCM模式，這樣就可以用一個簡單的一級拓撲實現高功率因數(PF)。經測試，本技術所述LED驅動電源的功率因數能達到O. 9以上。且加入此PFC控制電路后，AC-DC變換器的效率仍然達到了 80%以上的一種儲能LED驅動器系統。本技術還有一目的是解決現有技術所存在的技術問題；提供了一種能夠實現恒流/恒壓(CC/CV)模式的切換，在照明模式中工作在CC模式，直接對LED供電。在充電模式中工作在CV模式，對鋰電儲能系統供電，進行儲能的一種儲能LED驅動器系統。本技術再有一目的是解決現有技術所存在的技術問題；提供了一種能在LED關斷時高效率的將輸入的能量儲存起來，方便電源供應中斷時繼續對LED供電，最多能維持48小時供電，足夠滿足普通用戶在電源中斷時的用電需求的一種儲能LED驅動器系統。本技術還有一目的是解決現有技術所存在的技術問題；提供了一種能將高壓鋰電儲能系統輸出轉換為恒定電流輸出來驅動LED燈，且轉換效率在80%以上的一種儲能LED驅動器系統。本技術最后有一目的是解決現有技術所存在的技術問題；提供了一種能夠工作在3個模式即照明模式、充電模式和電池供電模式，并采用8位單片機組成一個智能切換模塊，使LED驅動電源能在3個模式中智能的進行切換的一種儲能LED驅動器系統。本技術的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的一種儲能LED驅動器系統，其特征在于，包括一個AC-DC變換器、同時與AC-DC變換器連接的一個儲能和充放電系統和一個智能控制模塊、與儲能和充放電系統連接的一個DC-DC變換器、以及一個AC-DC變換器、DC-DC變換器和智能控制模塊連接用于控制LED電源切換的通道選擇電路，所述AC-DC變換器包括片內控制模塊以及與片內控制模塊連接的主拓撲模塊。本技術有3個工作模式，即照明模式、充電模式和電池供電模式。在照明模式中，交流電輸入通過帶有功率因素校正(PFC)功能的恒流/恒壓(CC/CV)輸出AC-DC變換器直接給LED供電，此時AC-DC變換器工作在CC模式；在充電模式中，LED停止工作，交流電輸入通過AC-DC變換器給鋰電池管理模塊供電，進行儲能，此時AC-DC變換器工作在CV模式；在電池供電模式中，已經充好電的鋰電池管理模塊通過一個有恒流輸出的DC-DC變換器后給LED供電。為了實現這三種模式之間的切換，本技術設計了一個智能控制模塊，通過單片機控制的方式實現三種模式的切換，保證三種模式之間互不干擾，整個系統正常運行。系統的整體方案如圖1所示。在上述的一種儲能LED驅動器系統，所述儲能和充放電系統包括鋰電池電源管理模塊、電池均衡電路、鋰電池組、放電電路、充電電路、溫度檢測電路、電流檢測電路和電池過流保護電路組成，其中鋰電池電源管理模塊分別與電池均衡電路、放電電路、充電電路、溫度檢測電路、電流檢測電路和電池過流保護電路相連；電池均衡電路分別與鋰電池電源管理模塊和鋰電池組相連；鋰電池組分別與電池過流保護電路、電池均衡電路和電流檢測電路相連；放電電路與鋰電池電源管理模塊相連；充電電路與鋰電池電源管理模塊和電流檢測電路相連；溫度檢測電路與鋰電池電源管理模塊相連；電流檢測電路分別與鋰電池電源管理模塊和充電電路相連；電池過流保護電路分別與鋰電本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種儲能LED驅動器系統，其特征在于，包括：一個AC?DC變換器、同時與AC?DC變換器連接的一個儲能和充放電系統和一個智能控制模塊、與儲能和充放電系統連接的一個DC?DC變換器、以及一個AC?DC變換器、DC?DC變換器和智能控制模塊連接用于控制LED電源切換的通道選擇電路；所述AC?DC變換器包括片內控制模塊以及與片內控制模塊連接的主拓撲模塊。

【技術特征摘要】
1.一種儲能LED驅動器系統，其特征在于，包括一個AC-DC變換器、同時與AC-DC變換器連接的一個儲能和充放電系統和一個智能控制模塊、與儲能和充放電系統連接的一個DC-DC變換器、以及一個AC-DC變換器、DC-DC變換器和智能控制模塊連接用于控制LED電源切換的通道選擇電路；所述AC-DC變換器包括片內控制模塊以及與片內控制模塊連接的主拓撲模塊。2.根據權利要求1所述的一種儲能LED驅動器系統，其特征在于，所述儲能和充放電系統包括鋰電池電源管理模塊、電池均衡電路、鋰電池組、放電電路、充電電路、溫度檢測電路、電流檢測電路和電池過流保護電路組成,其中鋰電池電源管理模塊分別與電池均衡電路、放電電路、充電電路、溫度檢測電路、電流檢測電路和電池過流保護電路相連；電池均衡電路分別與鋰電池電源管理模塊和鋰電池組相連；鋰電池組分別與電池過流保護電路、電池均衡電路和電流檢測電路相連；放電電路與...

【專利技術屬性】
技術研發人員：江金光，李森，譚高建，保歡，
申請(專利權)人：常州矽能電子科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：