[发明专利]智能型恒功率直流LED灯丝驱动电路

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种智能型恒功率LED灯丝驱动电路，属于半导体照明技术领域，适用于各种设计合理的LED电路拓扑结构，特别在市电网供电场合，适用于驱动LED灯丝电路之LED光源，即本发明人此前诸多专利所涉及的‘LED灯丝’技术方案：200410081394.4、200510020493.6、200420060342.4、200420061456.0、200420105410.4、200520033431.4、200620157080.2等，目标在于获得LED照明灯具整备效率高和综合成本低的有益效果。综合构成的LED灯丝照明总体技术方案，具有明显的性能成本比较优势，在LED绿色节能照明技术领域独树一帜，将成为该领域主流技术方案之一。

【背景技术】

目前用于交流市电网供电的LED照明灯具，绝大多数采用低压直流驱动模式：将市电网AC220V、AC230V或AC110V、AC120V等，转换成相对较低的直流电压，例如DC12V、DC24V、DC36V，还有DC80V甚至更高的直流低电压，用以提供相应LED照明电路所需电能，保障LED光源正常工作，也就是为LED光源部件提供所谓‘低压直流供电’环境。在这一环境中，绝大多数应用追求的技术目标是‘恒流’控制，因为大多数技术人员觉得，LED应该在直流低电压恒流条件下使用，才能获得最佳使用效果。

从市电网获取低压直流向LED光源电路供电有多种技术手段，主流技术方案大体两种。方案一：采用电子变压器将市电网交流电变换成所需的较低电压交流电，再通过桥式整流、串联型稳压获得低压直流稳压电源。方案二：采用PWM脉宽调制模式的开关电源获得低压直流稳压/恒流电源。这一PWM方案还有隔离式与非隔离式之分，在此不赘述。

目前市场上还有RC阻容降压型驱动电路及其原理类似的衍生电路，也可以提供交流电网的电能来点亮LED照明光源，但此类电路的基因决定其不堪大用：电能转换效率低下，电能质量差，功率输出小，不具备推广价值。

无论何种技术方案，从总体指标角度分析，只要配置有提供LED光源工作的电源驱动器，系统总体就必须为该驱动器分配合理的耗电指标。从整备效率角度分析，驱动器绝对功耗越低，特别是在灯具系统总功耗中所占百分比的相对功耗越低，说明该驱动器的效率越高。显然，高效率驱动器的节能效果明显优于低效率驱动器。

其实，在成功的产品设计中，并不是追求某个功能部件单项指标的最佳化，而必须兼顾各项相关组成部分，通过综合平衡来优化分配总体技术指标，也就是追求产品整体综合指标的最佳化。这也就是说，不仅要考虑到产品各组成部件的特殊技术性能指标，更重要的还应涉及其它方面，包括成本、可靠性、体积、重量、热平衡、防护性能、环境适应性等各种要求，特别是该部件与其它部件之间的参数匹配显得尤其重要。从目前市场来看，基于隔离式PWM开关电源技术方案的LED驱动器，其电能转换效率大致在80％左右，指标提高一些则成本上升很快；非隔离式PWM开关电源技术方案成本相对较低、电能转换效率相对较高，但要在较宽的电压范围内都达到90％不很容易，要超过95％以上仍然是比较困难的。

LED光源驱动器这一电能转换部件的效率，无论是高还是低，其自身都是要消耗电能的，如同只有吃了草马儿才会跑一样天经地义。但是能不能叫马儿又能跑得好，又能少吃草呢？甚而至于我们是否能用廉价的毛驴代替昂贵的高头大马，吃更少的草，却仍能健步如飞呢？

实现类似的神话正是本专利技术方案所要解决的技术问题。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是提供一种先进的LED照明产品总体设计方案，其综合技术指标能够远远超过其它LED照明灯具，并在相对宽阔但又是定义合理的电网电压波动变化范围内，都能够提供恒定的功率输出，都能够实现LED照明灯具光线柔和、照度稳定、光效超高、长寿安全地照明之效果。

除了上述的功效之外，本技术方案提供了LED照明光源实施智能化监控硬件平台的低成本方案，结合外围配置多种实用功能硬件接口，在嵌入式智能化软件操控下，可以实现定时、定亮、接近感应，以及适应地理纬度、地理高程等特殊环境要求的智能化灯光开关和亮度增减控制，还可以通过内置的有线或无线数据通讯接口，将各类传感器感知的各种宝贵信息，及时进行实时处理、实时记录和定时传送，同时还能随时接收来自指挥中心的遥控指令和数据，经分析而后执行，实现普通照明灯具根本不可思议的超级功能，甚至包括节点故障自动诊断、自动排除，以及嵌入式监控软件遥控升级等其它特殊功能。