一种LED变频驱动电源的制作方法

一种led变频驱动电源
技术领域
1.本发明涉及照明灯具领域，特别涉及一种led变频驱动电源。


背景技术：

2.如今，一些led灯能够在有人时高亮照明，无人时低亮照明，这些led灯的变频电源都包括电源模块和与电源模块电性连接的变频控制模块，变频控制模块设置有能够接收中央处理器控制信号的高亮控制信号输入端和低亮控制信号输入端，变频控制模块能够根据接收到的来自中央处理器的控制信号来生成pwm信号，控制改变电源模块的输出功率。一般地，当led灯高亮时，高亮控制信号输入端和低亮控制信号输入端都会接收到高电平信号；当led灯低亮时，高亮控制信号输入端会收到低电平信号，低亮控制信号输入端会收到高电平信号。
3.但是，led灯高亮状态的持续时间过长会使得led灯的温度较高，进而使得led灯内部结构受损，影响led灯的使用寿命。


技术实现要素：

4.本发明旨在解决现有的技术问题之一，为此，本发明提出了一种led变频驱动电源，能够避免led灯的温度过高，进而避免led灯发生光衰，延长led灯的使用寿命。
5.根据本发明的一种led变频驱动电源，包括电源模块、变频控制模块以及定时保护模块，所述变频控制模块设置有高亮控制信号输入端和低亮控制信号输入端，所述变频控制模块与所述电源模块电性连接，当所述低亮控制信号输入端接收高电平信号时，所述变频控制模块根据所述高亮控制信号输入端接收电平信号的高低控制所述电源模块于高亮供电模式和低亮供电模式中切换，所述变频控制模块能够控制所述电源模块驱动led灯低亮照明，所述定时保护模块与所述高亮控制信号输入端电性连接，所述定时保护模块能够在所述高亮控制信号输入端持续接收高电平信号的时长超过时长阈值时屏蔽所述高亮控制信号输入端接收到的高电平信号。
6.根据本发明的一种led变频驱动电源，至少具有如下有益效果：
7.本发明led变频驱动电源，定时保护模块能够在高亮控制信号输入端持续接收高电平信号的时长超过时长阈值时屏蔽高亮控制信号输入端接收到的高电平信号，由于只有高亮控制信号输入端以及低亮控制信号输入端皆收到高电平信号时led灯才会高亮照明，在高亮控制信号输入端收到的高电平信号被屏蔽后，相当于高亮控制信号输入端收到低电平信号而低亮控制信号输入端收到高电平信号，此时led灯会自动从高亮照明变为低亮照明，保持提供照明功能，同时降低led灯的功率，避免led灯的温度过高，进而避免led灯内部结构受损，延长led灯的使用寿命。
8.根据本发明的一些实施例，所述定时保护模块包括计时单元和逻辑门判断单元，所述计时单元与所述高亮控制信号输入端电性连接，所述逻辑门判断单元分别与所述高亮控制信号输入端、所述计时单元以及所述变频控制模块电性连接以能够在所述高亮控制信
号输入端持续接收高电平信号的时长超过时长阈值时屏蔽所述高亮控制信号输入端接收到的高电平信号。
9.根据本发明的一些实施例，所述计时单元包括比较器u6、电源vcc、电阻r53、电阻r54、电阻r55以及电容c16，所述逻辑门判断单元包括与门电路，所述电阻r53的一端与所述高亮控制信号输入端电性连接，所述r53的另一端分别与所述电容c16的一端以及所述比较器u6的负极输入端电性连接，所述电容c16的另一端与公共地电性连接，所述电阻r55的一端分别与所述比较器u6的正极输入端以及所述电阻r54的一端电性连接，所述电阻r55的另一端与公共地电性连接，所述电阻r54的另一端与所述电源vcc电性连接，所述与门电路u7的第一输入端与所述比较器u6的输出端电性连接，所述与门电路u7的第二输入端与所述高亮控制信号输入端电性连接，所述与门电路u7的输出端与所述变频控制模块电性连接。
10.根据本发明的一些实施例，所述组合逻辑电路单元还包括二极管d10，所述二极管d10的阳极与所述电阻r53远离所述高亮控制信号输入端的一端电性连接，所述二极管d10的阴极与所述电阻r53靠近所述高亮控制信号输入端的一端电性连接。
11.根据本发明的一些实施例，所述电源模块包括整流滤波单元、功率因数校正单元以及调压单元，所述整流滤波单元分别与市电以及所述功率因数校正单元电性连接，所述功率因数校正单元分别与所述调压单元以及所述变频控制模块电性连接以能够节省电能，所述变频控制模块与所述调压单元电性连接以能够根据所述高亮控制信号输入端以及所述低亮控制信号输入端接收到的控制信号控制改变所述调压单元的输出功率。
12.根据本发明的一些实施例，所述变频控制模块包括pwm信号发生单元和变频驱动单元，所述高亮控制信号输入端以及所述低亮控制信号输入端皆设于所述pwm信号发生单元，所述pwm信号发生单元与所述变频驱动单元电性连接，所述变频驱动单元分别与所述功率因数校正单元以及所述调压单元电性连接以能够根据所述pwm信号发生单元的输出信号改变所述调压单元的输出功率。
13.根据本发明的一些实施例，所述pwm信号发生单元包括接线插口cn4和单片机u5，所述高亮控制信号输入端以及所述低亮控制信号输入端皆设于所述接线插口cn4，所述单片机u5的第一输入端与所述高亮控制信号输入端电性连接，所述单片机u5的第二输入端与所述低亮控制信号输入端电性连接，所述单片机u5的输出端与所述变频驱动单元电性连接。
14.根据本发明的一些实施例，所述变频驱动单元包括调光控制芯片u2、光电耦合器u3以及开关管q2，所述单片机u5的输出端与所述光电耦合器u3的发光器输入端电性连接，所述光电耦合器u3的收光器输出端与所述调光控制芯片的pwm信号接收端电性连接，所述调光控制芯片u2的输出端与所述开关管q2的受控端电性连接，所述开关管q2的输入端与公共地电性连接，所述开关管q2的输出端与所述调压单元电性连接。
15.根据本发明的一些实施例，所述整流滤波单元包括保险丝f1、电感l1、电感l2以及整流桥br1，所述保险丝f1的一端与火线电性连接，所述保险丝f1的另一端与所述电感l1的一端电性连接，所述电感l1的另一端与所述整流桥br1的第一交流输入端电性连接，所述电感l2的一端与零线电性连接，所述电感l2的另一端与所述整流桥br1的第二交流输入端电性连接，所述整流桥br1的输出端分别与所述功率因数校正单元以及所述调压单元电性连接。
16.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
17.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
18.图1为本发明led变频驱动电源的框架图；
19.图2为本发明的一些实施例中pwm信号发生单元以及定时保护模块的电路原理图；
20.图3为本发明led变频驱动电源的电路原理图。
21.附图标记：
22.电源模块100、整流滤波单元110、功率因数校正单元120、调压单元130、变频控制模块200、pwm信号发生单元210、变频驱动单元220、定时保护模块300、计时单元310、逻辑门判断单元320。
具体实施方式
23.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
24.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
25.在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
26.本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
27.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
28.根据本发明的一种变频控制模块，如图1－图3所示，包括电源模块100、变频控制模块200以及定时保护模块300，变频控制模块200设置有高亮控制信号输入端和低亮控制
信号输入端，变频控制模块200与电源模块100电性连接，当低亮控制信号输入端接收高电平信号时，变频控制模块200根据高亮控制信号输入端接收电平信号的高低控制电源模块100于高亮供电模式和低亮供电模式中切换，变频控制模块200能够控制电源模块100驱动led灯低亮照明，定时保护模块300与高亮控制信号输入端电性连接，定时保护模块300能够在高亮控制信号输入端持续接收高电平信号的时长超过时长阈值时屏蔽高亮控制信号输入端接收到的高电平信号。
29.本发明led变频驱动电源，定时保护模块300能够在高亮控制信号输入端持续接收高电平信号的时长超过时长阈值时屏蔽高亮控制信号输入端接收到的高电平信号，由于只有高亮控制信号输入端以及低亮控制信号输入端皆收到高电平信号时变频控制模块200才会控制电源模块100使得led灯高亮照明，在高亮控制信号输入端收到的高电平信号被屏蔽后，相当于高亮控制信号输入端收到低电平信号而低亮控制信号输入端收到高电平信号，此时led灯会自动从高亮照明变为低亮照明，保持提供照明功能，同时降低led灯的功率，避免led灯的温度过高，进而避免led灯内部结构受损，延长led灯的使用寿命。
30.在本发明的一些实施例中，如图2所示，定时保护模块300包括计时单元310和逻辑门判断单元320，计时单元310与高亮控制信号输入端电性连接，逻辑门判断单元320分别与高亮控制信号输入端、计时单元310以及变频控制模块200电性连接以能够在高亮控制信号输入端持续接收高电平信号的时长超过时长阈值时屏蔽高亮控制信号输入端接收到的高电平信号。
31.具体地，计时单元310也能够在高亮控制信号输入端持续接收高电平信号的时长超过时长阈值时屏蔽高亮控制信号输入端接收到的高电平信号，但是计时单元310可能会在高亮控制信号输入端收到低电平信号时出错，可能会导致错误将led灯从低亮状态切换至高亮状态。逻辑门判断单元320能够对计时单元310的输出信号以及高亮控制信号输入端接收的信号进行逻辑运算，避免出错，确保能够对led灯起到保护作用。
32.在本发明的一些实施例中，如图2所示，计时单元包括比较器u6、电源vcc、电阻r53、电阻r54、电阻r55以及电容c16，逻辑门判断单元包括与门电路u7，电阻r53的一端与高亮控制信号输入端电性连接，r53的另一端分别与电容c16的一端以及比较器u6的负极输入端电性连接，电容c16的另一端与公共地电性连接，电阻r55的一端分别与比较器u6的正极输入端以及电阻r54的一端电性连接，电阻r55的另一端与公共地电性连接，电阻r54的另一端与电源vcc电性连接，与门电路u7的第一输入端与比较器u6的输出端电性连接，与门电路u7的第二输入端与高亮控制信号输入端电性连接，与门电路u7的输出端与变频控制模块200电性连接，需要说明的是，在该实施例中，当高亮控制信号输入端接收的高电平信号被屏蔽一段时间后，led灯的温度下降至合理范围内，若要取消屏蔽高亮控制信号输入端接收的高电平信号，则需要先向高亮控制信号输入端输入低电平信号，再重新向高亮控制信号输入端输入高电平信号，随后led灯便能够重新高亮照明，不过当led灯重新高亮照明的时长超过时长阈值时，高亮控制信号输入端接收的高电平信号会被再次屏蔽。
33.具体地，需要说明的是，电阻r54以及电阻r55为分压电阻，电源vcc的电压按电阻r54以及电阻r55的电阻比例分别施加在电阻r54以及电阻r55上，电阻r55两端的电压即为比较器u6的正极输入端的电压，电容c16两端的电压即为比较器u6的负极输入端的电压。
34.当高亮控制信号输入端接收到低电平信号时，不会对电容c16进行充电，比较器u6
的正极输入端的电压高于比较器u6的负极输入端的电压，比较器u6输出高电平信号，进而与门电路u7输出低电平信号，led灯能够正常低亮照明或者不亮；当高亮控制信号输入端接收到高电平信号并且持续接收高电平信号的时长在时长阈值内时，会对电容c16进行充电，电容c16两端的电压会缓慢上升，此时比较器u6的正极输入端的电压仍然高于比较器u6的负极输入端的电压，比较器u6输出高电平信号，进而与门电路u7输出高电平信号，led能够正常高亮照明；当高亮控制信号输入端接收到高电平信号并且持续接收高电平信号的时长超过时长阈值时，由于一直在对电容c16充电，此时比较器u6的正极输入端的电压低于比较器u6的负极输入端的电压，比较器u6输出低电平信号，进而与门电路u7输出低电平信号，led灯会从高亮变为低亮并且维持低亮。
35.另外，高亮信号信号输入端能够持续接收高电平信号的时长的时长阈值可以通过改变电阻r54以及电阻r55的电阻大小进行调节，也可以通过改变电阻r53的电阻大小以及电容c16的电容大小进行调节。而且，计时单元310还可以采用延时继电器等元件实现定时功能。逻辑门判断单元320还可以采用同或门来进行逻辑判断。
36.在本发明的一些实施例中，如图2所示，组合逻辑电路单元还包括二极管d10，二极管d10的阳极与电阻r53远离高亮控制信号输入端的一端电性连接，二极管d10的阴极与电阻r53靠近高亮控制信号输入端的一端电性连接。
37.具体地，由于二极管具有单向导通的特性，二极管d10只有在电容c16放电的时候才会导通，并且二极管d10导通会加快电容c16的放电速率。
38.在本发明的一些实施例中，如图1、图3所示，电源模块100包括整流滤波单元110、功率因数校正单元120以及调压单元130，整流滤波单元110分别与市电以及功率因数校正单元120电性连接，功率因数校正单元120分别与调压单元130以及变频控制模块200电性连接以能够节省电能，变频控制模块200与调压单元130电性连接以能够根据高亮控制信号输入端以及低亮控制信号输入端接收到的控制信号控制改变调压单元130的输出功率。
39.具体地，功率因数指的是有效功率与总耗电量(视在功率)之间的关系，也就是有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值。电路的功率因数越高，电能损耗占比越小，电能利用率高。在本发明的一些实施例中，功率因数校正单元120包括功率因数校正芯片u1和斩波电路，功率因数校正芯片u1的电源输入端以及斩波电路的输入端皆与整流滤波单元110电性连接，功率因数校正芯片u1的信号输出端与斩波电路的受控端电性连接，斩波电路的输出端分别与变频控制模块200以及调压单元130电性连接。变频控制模块200能够改变调压单元130的输出电压或者输出电流，进而改变输出功率，使得led灯具的亮度发生相应改变。
40.在本发明的一些实施例中，如图1－图3所示，变频控制模块200包括pwm信号发生单元210和变频驱动单元220，高亮控制信号输入端以及低亮控制信号输入端皆设于pwm信号发生单元210，pwm信号发生单元210与变频驱动单元220电性连接，变频驱动单元220分别与功率因数校正单元120以及调压单元130电性连接以能够根据pwm信号发生单元210的输出信号改变调压单元130的输出功率。
41.具体地，当高亮控制信号输入端以及低亮控制信号输入端皆收到高电平信号时，pwm信号发生单元210会生成高占空比的pwm信号；当高亮控制信号输入端收到低电平信号，低亮控制信号输入端收到高电平信号时，pwm信号发生单元210会生成低占空比的pwm信号。并且，pwm信号发生单元210还会将生成的pwm信号传输至变频驱动单元220，变频驱动单元
220利用该pwm信号调节调压单元130的输出。
42.在本发明的一些实施例中，如图2所示，pwm信号发生单元210包括接线插口cn4和单片机u5，高亮控制信号输入端以及低亮控制信号输入端皆设于接线插口cn4，单片机u5的第一输入端与高亮控制信号输入端电性连接，单片机u5的第二输入端与低亮控制信号输入端电性连接，单片机u5的输出端与变频驱动单元220电性连接。
43.具体地，单片机u5能够根据第一输入端以及第二输入端输入的信号生成pwm信号。在某些实施例中，单片机u5的型号为12f1822，单片机u5的vss端接公共地，单片机u5的vdd端接电源vcc，单片机u5的ra0端通过电阻r49接电源vcc，单片机u5的ra1端通过电阻r50接电源vcc，单片机u5的ra2/pwm端为输出端，单片机u5的ra5端分为两路，一路通过电阻r51接公共地，另一路接高亮控制信号输入端，单片机u5的ra4端分为两路，一路通过电阻r52接公共地，另一路接低亮控制信号输入端，单片机u5的ra3分为两路，一路通过电路r48接电源vcc，另一路通过电容c15接公共地。当然，单片机u5也可以采用其他型号的单片机。
44.在本发明的一些实施例中，如图3所示，变频驱动单元220包括调光控制芯片u2、光电耦合器u3以及开关管q2，单片机u5的输出端与光电耦合器u3的发光器输入端电性连接，光电耦合器u3的收光器输出端与调光控制芯片的pwm信号接收端电性连接，调光控制芯片u2的输出端与开关管q2的受控端电性连接，开关管q2的输入端与公共地电性连接，开关管q2的输出端与调压单元130电性连接。
45.具体地，光电耦合器u3能够起到隔离作用，避免调光控制芯片u2接收到的pwm信号受到干扰。在pwm信号高电平时，调光控制芯片u2的输出端输出的信号可以使得开关管q2导通，在pwm信号低电平时，调光控制芯片u2的输出端输出的信号可以使得开关管q2截止，因此pwm信号发生单元210生成的pwm信号的占空比不同，开关管q2导通的时间长短也不同，最终导致led灯具的亮度也不同。在某些实施例中，调光控制芯片u2的型号为bp3179。开关管q2可以为三极管，也可以为mos管。
46.在本发明的一些实施例中，如图3所示，整流滤波单元110包括保险丝f1、电感l1、电感l2以及整流桥br1，保险丝f1的一端与火线电性连接，保险丝f1的另一端与电感l1的一端电性连接，电感l1的另一端与整流桥br1的第一交流输入端电性连接，电感l2的一端与零线电性连接，电感l2的另一端与整流桥br1的第二交流输入端电性连接，所述整流桥br1的输出端分别与功率因数校正单元120以及调压单元130电性连接。
47.具体地，保险丝f1能够在电路过载时熔断，使得电路变为开路，对整个电路起到保护作用。电感l1、电感l2能够减小辐射，降低高频共模噪声。整流桥br1能够将交流电转化为直流电。
48.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
49.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。