一種LED功率自適應驅動器制造技術

本發明專利技術公開了一種LED功率自適應驅動器，其包括電源模塊、控制芯片、I?GBT、光隔電流采樣電路、光隔電壓采樣電路、電流采樣電阻和電源輸出電路；其中，所述電源模塊為控制芯片提供電源，所述控制芯片通過絕緣柵雙極型晶體管IGBT驅動模塊與所述IGBT的柵極相連；所述光隔電流采樣電路的一端與所述控制芯片連接，另一端與所述電流采樣電阻相連；所述電流采樣電阻與IGBT的發射極相連；所述電源輸出電路的一端通過二極管與輸入電源相連，另外一端通過線圈與所述IGBT的集電極相連，所述電源輸出電路的兩端還通過二極管和電容相連；所述光隔電壓采樣電路的一端與所述控制芯片連接，另一端與所述電源輸出電路相連。采用本發明專利技術的方案，利用LED的電壓鉗位特性實現了輸出功率自適應。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及LED照明領域，特別涉及一種LED功率自適應驅動器。
技術介紹
市面上流行的LED照明驅動器種類繁多，琳瑯滿目。這些驅動器的共同特點是全硬件設計，需要功率匹配。即當LED功率不同時，驅動器也必須隨之改變，不具備通用性，更不具備擴展性，不能與物聯網連接實現遠距離調光和控制。目前所存在的采用非隔離式PWM(PulseWidth Modulat ion，脈寬調制)技術的LED照明驅動器，基于純硬件PWM芯片設計，不用隔離變壓器，直流恒流輸出。這種驅動器電路過于簡單，需要功率匹配，不能自適應，不能與物聯網連接，可擴展性差，對LED鋁基板絕緣要求高。目前所存在的采用隔離式PWM技術的LED照明驅動器，基于純硬件PWM芯片設計，在輸入端或輸出端用變壓器隔離，直流恒流輸出。這種驅動器，也需要功率匹配，不能自適應，不能與物聯網連接，可擴展性差，對LED鋁基板絕緣要求不高。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種具有通用性的能夠功率自適應的LED驅動器。為達到上述目的，本專利技術采用如下技術方案:一種LED功率自適應驅動器，其包括電源模塊、控制芯片、IGBT、光隔電流采樣電路、光隔電壓采樣電路、電流采樣電阻和電源輸出電路；其中，所述電源模塊的一端與所述控制芯片連接，所述控制芯片通過絕緣柵雙極型晶體管IGBT驅動模塊與所述IGBT的柵極相連；所述光隔電流采樣電路的一端與所述控制芯片連接，另一端與所述電流采樣電阻相連；所述電流采樣電阻與IGBT的發射極相連；所述電源輸出電路的一端通過二極管與輸入電源相連，另外一端通過線圈與所述IGBT的集電極相連，所述電源輸出電路的兩端還通過二極管和電容相連；所述光隔電壓采樣電路的一端與所述控制芯片連接，另一端與所述電源輸出電路相連。本專利技術的LED功率自適應驅動器，其還包括無線通信模塊，所述控制芯片與所述無線通信模塊相連。本專利技術的LED功率自適應驅動器，所述電流采樣電路和電壓采樣電路還包括光電隔離器。本專利技術的LED功率自適應驅動器，所述控制芯片是C8051F310單片機。本專利技術的LED功率自適應驅動器，所述無線通信模塊采用ZigBee技術。本專利技術的LED功率自適應驅動器，在啟動過程中，在控制芯片和電流采樣電路的配合下，檢測電流值和計算電流導數，同時在控制芯片和電壓采樣電路的配合下，檢測電壓值和計算電壓導數，當電流導數大于電壓導數時表明電壓已經被鉗位，此時的電流就是驅動的最佳電流，保持此電流值并恒流輸出驅動LED，實現功率自適應。附圖說明圖1為本專利技術的一個具體實施例的示意圖；圖2為本專利技術的一個具體實施例中控制芯片和無線通信模塊連接的示意圖；圖3為本專利技術的一個具體實施例中所采用的LED的鉗位特性示意圖；圖4為采用本專利技術的一個具體實施例的物聯網節點間的通信關系示意圖。具體實施例方式為了使本專利技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，下面結合附圖及實施例，對本專利技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。如圖1所示，一種LED功率自適應驅動器，其包括電源模塊、控制芯片、IGBT、光隔電流采樣電路、光隔電壓采樣電路、電流采樣電阻和電源輸出電路；其中，所述電源模塊的一端與所述控制芯片連接，為控制芯片提供電源，所述控制芯片通過絕緣柵雙極型晶體管IGBT驅動模塊與所述IGBT的柵極相連，以脈沖頻率調制(PFW)方式控制IGBT的導通與關斷，實現恒流輸出；所述光隔電流采樣電路的一端與所述控制芯片連接，另一端與所述電流采樣電阻相連；所述電流采樣電阻與IGBT的發射極相連；所述電源輸出電路的一端通過二極管與輸入電源相連，另外一端通過線圈與所述IGBT的集電極相連，所述電源輸出電路的兩端還通過二極管和電容相連；所述光隔電壓采樣電路的一端與所述控制芯片連接，另一端與所述電源輸出電路相連。其中，所采用的控制芯片是C8051F310單片機，主回路采用IGBT(Insulated GateBipolar Transistor,絕緣柵雙極型晶體管)輸出，輸出電壓米用光電隔尚技術進行測量的，采用PFM調節電流，輸出電壓范圍為O — 200V可自動調節，輸出電流穩流為O — 10A，輸出最大功率400W。在啟動過程中，在控制芯片和電流采樣電路的配合下，檢測電流值和計算電流導數，同時在控制芯片和電壓采樣電路的配合下，檢測電壓值和計算電壓導數，當電流導數大于電壓導數時表明電壓已經被鉗位，此時的電流就是驅動的最佳電流，保持此電流值并恒流輸出驅動LED，實現功率自適應。由于LED本質上是二極管，不管多少個串聯多少個并聯，當它的正向電壓加到額定電壓時，再試圖提高它的電壓是不可能的，此時電流會急劇增加，而電壓增加的很少，這就是LED的鉗位特性。如圖3所示。隨著時間的增加，實際上就是PFW中的頻率增加，輸出電壓和電流都在增加，當電壓增加到鉗位電壓時，電壓增加開始緩慢，導數下降，而電流增加迅速，導數增加。如圖3中，在tl時刻，電壓的導數還大于電流的導數，但到了 t2時刻，電流的導數就大于電壓的導數，說明電壓已被鉗位，此時的電流就是最佳驅動電流，控制芯片通過軟件調節PFW中的頻率，保持這個電流，恒流輸出，功率自適應成功。采樣靠單片機內部的ADC功能，它提供10位的模數轉換器。恒流的實現靠軟件控制的PFW實現。每次讓IGBT的導通寬度為42 μ S，固定寬度，當頻率增加時，輸出電流增加，頻率減少時輸出電流減少，再與電流采樣值配合實現閉環電流調節，恒流驅動LED。如圖2所示，本專利技術的LED功率自適應驅動器包括無線通信模塊，可以與物聯網連接，進而實現遠程控制和調光，所述通信模塊與單片機相連。所述無線通信模塊采用ZigBee技術，這是一種近距離、低復雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通訊技術。主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設備之間進行數據傳輸以及典型的有周期性數據、間歇性數據和低反應時間數據傳輸的應用。每個LED驅動器，即每個節點采用的無線通信模塊為SZ05-Zigbee，這種模塊采用了加強型的Zigbee模塊，集成了 Zigbee協議標準的微處理器和射頻收發器，具有通信距離遠、組網靈活、抗干擾能力強等優點。可實現一點對多點，多點對多點的數據傳輸。節點和節點之間不能超過I公里，在每一個區域還要設定中心節點，通信關系如圖4所示。中心節點將本區域內的所有信息傳送到中心站，中心站服務器與Internet連接，把路燈管理納入物聯網管理。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種LED功率自適應驅動器，其特征在于，其包括電源模塊、控制芯片、IGBT、光隔電流采樣電路、光隔電壓采樣電路、電流采樣電阻和電源輸出電路；其中，所述電源模塊的一端與所述控制芯片連接，所述控制芯片通過絕緣柵雙極型晶體管IGBT驅動模塊與所述IGBT的柵極相連；所述光隔電流采樣電路的一端與所述控制芯片連接，另一端與所述電流采樣電阻相連；所述電流采樣電阻與IGBT的發射極相連；所述電源輸出電路的一端通過二極管與輸入電源相連，另外一端通過線圈與所述IGBT的集電極相連，所述電源輸出電路的兩端還通過二極管和電容相連；所述光隔電壓采樣電路的一端與所述控制芯片連接，另一端與所述電源輸出電路相連。

【技術特征摘要】
1.一種LED功率自適應驅動器，其特征在于，其包括電源模塊、控制芯片、IGBT、光隔電流采樣電路、光隔電壓采樣電路、電流采樣電阻和電源輸出電路；其中， 所述電源模塊的一端與所述控制芯片連接，所述控制芯片通過絕緣柵雙極型晶體管IGBT驅動模塊與所述IGBT的柵極相連；所述光隔電流采樣電路的一端與所述控制芯片連接，另一端與所述電流采樣電阻相連；所述電流采樣電阻與IGBT的發射極相連；所述電源輸出電路的一端通過二極管與輸入電源相連，另外一端通過線圈與所述IGBT的集電極相連，所述電源輸出電路的兩端還通過二極管和電容...

【專利技術屬性】
技術研發人員：戚宇林，袁昆鵬，戚曉林，張京席，楊再旺，
申請(專利權)人：海林火地電氣科技有限公司，
類型：發明
國別省市：