专利名称：应用于led的电源系统的利记博彩app
应用于LED的电源系统方法
技术领域：
本发明涉及灯具电源，尤其涉及应用于LED的电源系统。背景技术：
发光二极管(Low Emitting Diode, LED)广泛应用与各种照明设备中，如 矿灯、路灯等。这类灯具的电源一般采用电池组作为能源。如果电池组的两极 直接加在LED的两端，则电池电压较高时灯比较亮，而当电池电压较低时灯比 较暗。因此需要对电池组的输出电流进行协调。目前， 一种LED灯具的驱动电路装置主要包括电池组、充电管理保护电路、 放电管理保护电路和恒流驱动电路，直流电源通过充电管理保护电路与电池组 相连接，电池组的输出端通过开关与放电管理保护电路的输入端相连接；放电 管理保护电路的输出端通过恒流驱动电路与两串复数只LED直接并联灯组相连 接。上述电路采用了大量的分立元器件，由于分立元器件的特性和限制，输入 输出功率比一般不高， 一般都在75%以下；且由于采用了功率放大器等原件， 其能量损耗比较大，灯具在不使用的状态下，由于自放电也会很快耗光电池电量。
发明内容本发明的发明目的是提供一种应用于LED的电源系统，以达到提高输入输 出功率、降低能量损耗的目的。为达到上述发明目的，本发明提出以下的技术方案一种应用于LED的电源系统，包括电池组，还包括恒流驱动单元，其输入 端与电池相连，输出端与LED相连，所述恒流驱动单元包括电流调节单元，用于调节输出电流的大小；小电流输出单元，用于当所述输出电流小于设定值时，向LED输出恒定的
供电电流；大电流输出单元，用于当所述输出电流大于或等于设定值时，向LED输出 恒定的供电电流。优选地，所述恒流驱动单元包含可调电阻，用于调节输出电流的大小； 所述恒流驱动单元包含恒流处理芯片及振荡电路，所述恒流处理芯片包含小电流高频开关控制单元与振荡电路相连，当所述输出电流小于设定值时，向LED输出恒定的供电电流；所述恒流处理芯片还包含大电流高频开关控制单元，通过MOSFET与振荡电路相连，当所述输出电流大于或等于设定值时，向LED输出恒定的供电电流。应用于LED的电源系统还包括电池组保护单元，与电池组及所述恒流驱动单元的输入端相连，所述电池组保护单元包括保护4企测单元，用于检测电池组的过充电压值、过;^文电压值；控制单元，用于判断所述过充电压值大于或等于充电电压阈值时，控制开关单元断开充放电回路；判断所述过放电压值大于或等于过放电压阈值时，控制一级开关单元断开充放电回路；开关单元，用于根据所述控制单元的控制信号断开充放电回路。优选地，所述电池组保护单元包含保护控制芯片及电压检测网络和电流检 测网络，所述保护控制芯片通过电压检测网络检测电池组的过充电压值，通过 电流检测网络检测电池组的过放电压值；所述保护控制单元判断所述过充电压 值大于或等于充电电压阈值时，控制MOSFET断开充放电回路；判断所述过放 电压值大于或等于过放电压阈值时，控制MOSFET断开充放电回路；所述电池组保护单元还包含2个M0SFET，位于电池组主回路中，且其栅才及 分别与所述保护控制芯片的充电控制脚、放电控制脚相连，根据所述控制单元 的控制信号断开充放电回路。应用于LED的电源系统还包括充电管理单元，所述充电管理单元包括充电4企测单元，用于4全测电池组的电压值；比较单元，用于设置第一电压值、第二电压值，并与所述检测单元检测的
电压值进行比较；充电单元，用于根据所述比较单元的比较结果，对电池组进行涓流充电、 恒it充电或恒压充电。其中，所述比较单元包括涓流充电单元，当所述检测电压值小于第一电压值时通知充电单元进行涓 流充电；恒流充电单元，当所述^f企测电压值大于等于第一电压值且小于第二电压时 通知充电单元进行恒流充电；恒压充电单元，当所述检测电压值大于等于第二电压值时通知充电单元进 4亍涓力t充电。优选地，所述充电检测单元还用于检测电池组的温度值；所述恒流充电单元将所述检测的温度值与设定温度值进行比较，当检测的温度值小于或等于设定温度值且，当所述检测电压值大于等于第一电压值且小于第二电压时，通知充电单元对电池组进4亍恒流充电。 具体地，所述充电管理单元包含充电电压检测网络、充电电流检测网络，用于检测电池组电压； 温度检测网络，用于检测电池组的温度；充电管理芯片，当所述检测电压值小于第一电压值时通知充电单元进行涓 流充电，当所述检测电压值大于等于第一电压值且小于第二电压时通知充电单 元进行恒流充电，当所述检测电压值大于等于第二电压值时通知充电单元进行 消5充充电。其中，所述稳温度检测网络包括紧贴电池体的热敏电阻。 优选地，所述充电管理单元包含滤波网络，其包括一电解电容和一陶制电 容，用于过滤外部电路的紋波和脉冲。从以上技术方案可以看出，本发明的技术方案在电池组与LED之间设置了 恒流充电电路，可以对LED输出稳定的电流，保证了电池组电压在较高或较低 时都具有恒定的亮度。本发明还可通过小电流输出单元和大电流输出单元，满
足各种不同输出电流的需求。另外，本发明采用集成芯片的方式，其输出功率与输入功率的比一般都在90%以上，且由于分立元器件较少，能量损耗也较少。
图1为本发明恒流驱动单元的电路图； 图2为本发明电池组保护单元的电路图； 图3为本发明充电管理单元的电路图； 图4为本发明的结构总框图。
具体实施方式下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行详细描述。 一种应用于LED的电源系统，包括电池组，还包括恒流驱动单元，与电池 相连，输出端与LED相连，包括电流调节单元，用于调节输出电流的大小。 小电流输出单元，用于当所述输出电流小于设定值时，向LED输出恒定的供电 电流。大电流输出单元，用于当所述输出电流大于或等于设定值时，向LED输 出恒定的供电电流。如图1所示，恒流驱动单元包含可调电阻，调节输出电流的大小。恒流驱 动单元还包含恒流处理芯片及振荡电路，所述恒流处理芯片包含小电流高频开 关控制单元与振荡电路相连，当所述输出电流小于设定值时，向LED输出恒定 的供电电流；所述恒流处理芯片还包含大电流高频开关控制单元，通过M0SFET 与振荡电路相连，当所述输出电流大于或等于设定值时，向LED输出恒定的供其工作过程和原理是，当灯具开关按钮闭合时，电流调节单元根据灯具电 流输出的要求，调节恒流驱动单元的输出电流。如果该输出电流小于设定值，则小电流驱动高频开关单元接通振荡单元，输出恒定的电流；如果该输出电流 大于或等于设定值，则大电流驱动高频开关单元通过M0SFET，加大驱动电流的 能力之后，接到振荡单元，输出恒定的电流。
其中， 一般而言，所述电流调节单元可在总回路中设置一个阻值可调的可调电阻来实现，例如图l的Rsense。振荡单元一般包含电感和二极管。在一个具体的实施例中，恒流处理芯片一般可以采用芯片HI1301来实现， 该芯片可以采用调频控制(PFM)模式或脉宽调制(PWM)模式来实现恒流输出。 调频控制的原理是改变开关频率，对电池组不同的电压状态进行协调，输出恒 流电流；调频控制的原理是改变占空比，对电池组不同的电压状态进行协调， 输出恒流电流。相比而言，其输入输出功率比一般可以达到90%以上，比由分 立元器件组成的电路的效率要高的多。为了使电源系统在充放电过程中得到保护，作为本发明的进一步改进，本 发明的电源系统还包括电池组保护单元，与电池组及所述恒流驱动单元的输入 端相连，所述电池组保护单元包括保护4企测单元，用于4全测电池组的过充电 压值、过放电压值。控制单元，用于判断所述过充电压值大于或等于充电电压 阈值时，控制开关单元断开充放电回路；判断所述过放电压值大于或等于过放 电压阈值时，控制一级开关单元断开充放电回路。开关单元，用于根据所述控 制单元的控制信号断开充放电回路。如图2所示，在电池组保护单元中，包含保护控制芯片及电压检测网络和 电流检测网络，所述保护控制芯片通过电压4企测网络检测电池组的过充电压值， 通过电流检测网络;险测电池组的过放电压值；所述保护控制单元判断所述过充 电压值大于或等于充电电压阈值时，控制MOSFET断开充放电回路；判断所述 过放电压值大于或等于过放电压阈值时，控制MOSFET断开充放电回路。所述电池组保护单元还包含2个MOSFET,位于电池组主回路中，且其栅极 分别与所述保护控制芯片的充电控制脚、放电控制脚相连，根据所述控制单元 的控制信号断开充放电回路。其工作过程和原理是，保护控制芯片通过电压、电流检测网络检测电池组 的过充、过放电压值，当电池组电压达到过充或过放电压值时充电控制脚或放 电控制脚就会控制MOSFET断开，进而断开充或》文电回路。其中，保护控制芯
片一般可以采用芯片S8261来实现。为了使电源系统的电池组获得更好的充电效果，作为本发明的进 一 步改进, 本发明的电源系统还包括充电管理单元，其包括充电检测单元，用于检测电 池组的电压值；比较单元，用于设置第一电压值、第二电压值，并与所述检测 单元检测的电压值进行比较；充电单元，用于根据所述比较单元的比较结果， 对电池组进4亍涓流充电、恒流充电或恒压充电。其中，涓流充电单元，当所述^:测电压值小于第一电压值时通知充电单元 进行涓流充电。恒流充电单元，当所述^f全测电压值大于等于第一电压值且小于 第二电压时通知充电单元进行恒流充电。恒压充电单元，当所述;f企测电压值大 于等于第二电压值时通知充电单元进;f亍涓流充电。进一步，本发明中进行恒流充电时，还对电池组的温度进行判断充电检 测单元还用于检测电池组的温度值。所述恒流充电单元将所述检测的温度值与 设定温度值进行比较，当检测的温度值小于或等于设定温度值且，当所述检测 电压值大于等于第一电压值且小于第二电压时，通知充电单元对电池组进行恒 流充电。如图3所示，所述充电管理单元包含充电电压检测网络、充电电流检测网 络、温度^f企测网络和充电管理芯片。充电电压4全测网络、充电电流检测网络， 用于检测电池组电压。温度检测网络，用于检测电池组的温度。充电管理芯片， 当所述检测电压值小于第一电压值时通知充电单元进行涓流充电，当所述检测 电压值大于等于第一电压值且小于第二电压时通知充电单元进行恒流充电，当 所述检测电压值大于等于第二电压值时通知充电单元进行涓流充电。其中，稳温度检测网络一般包括一个紧贴电池体的热敏电阻(NTC)。充电 管理芯片可通过检测该紧贴于电池组体壁的NTC的压降来监视电池体的温度。进一步，为了避免外部干扰进入电源系统，充电管理单元包含滤波网络， 其包括一电解电容和一陶制电容，用于过滤外部电路的紋波和脉冲。如上所述，在本发明较优的实施例中，本发明的应用于LED的电源系统包 括恒流驱动单元、电池组保护单元和充电管理单元，其结构框图如图4所示。
以上所述实施例^义表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域 的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和 改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附 权利要求为准。
权利要求
1、一种应用于LED的电源系统，包括电池组，其特征在于，还包括恒流驱动单元，其输入端与电池相连，输出端与LED相连，所述恒流驱动单元包括电流调节单元，用于调节输出电流的大小；小电流输出单元，用于当所述输出电流小于设定值时，向LED输出恒定的供电电流；大电流输出单元，用于当所述输出电流大于或等于设定值时，向LED输出恒定的供电电流。
2、 根据权利要求1所述的应用于LED的电源系统，其特征在于 所述恒流驱动单元包含可调电阻，用于调节输出电流的大小； 所述恒流驱动单元包含恒流处理芯片及振荡电路，所述恒流处理芯片包含小电流高频开关控制单元与振荡电路相连，当所述输出电流小于设定值时，向 LED输出恒定的供电电流；所述恒流处理芯片还包含大电流高频开关控制单元， 通过M0SFET与振荡电3各相连，当所述输出电流大于或等于i殳定值时，向LED输 出恒定的供电电流。
3、 根据权利要求1所述的应用于LED的电源系统，其特征在于，还包括电 池组保护单元，与电池组及所述恒流驱动单元的输入端相连，所述电池组保护 单元包括保护检测单元，用于4企测电池组的过充电压值、过i文电压值；控制单元，用于判断所述过充电压值大于或等于充电电压阈值时，控制开关单元断开充放电回路；判断所述过放电压值大于或等于过放电压阈值时，控制一级开关单元断开充放电回路；开关单元，用于根据所述控制单元的控制信号断开充放电回路。
4、 根据权利要求3所述的应用于LED的电源系统，其特征在于 所述电池组保护单元包含保护控制芯片及电压检测网络和电流检测网络，所述保护控制芯片通过电压检测网络检测电池组的过充电压值，通过电流检测 网络检测电池组的过i文电压值；所述保护控制单元判断所述过充电压值大于或 等于充电电压阈值时，控制MOSFET断开充放电回路；判断所述过放电压值大 于或等于过放电压阈值时，控制MOSFET断开充放电回路；所述电池组保护单元还包含2个M0SFET,位于电池组主回路中，且其栅极 分别与所述保护控制芯片的充电控制脚、放电控制脚相连，根据所述控制单元 的控制信号断开充放电回路。
5、 根据权利要求1或3所述的应用于LED的电源系统，其特征在于，还包 括充电管理单元，所述充电管理单元包括充电检测单元，用于4企测电池组的电压值；比较单元，用于设置第一电压值、第二电压值，并与所述检测单元检测的 电压值进行比较；充电单元，用于根据所述比较单元的比较结果，对电池组进行涓流充电、 恒流充电或恒压充电。
6、 根据权利要求5所述的应用于LED的电源系统，其特征在于，所述比较 单元包括涓流充电单元，当所述检测电压值小于第一电压值时通知充电单元进行涓 流充电；恒流充电单元，当所述检测电压值大于等于第一电压值且小于第二电压时 通知充电单元进4亍恒力t充电；恒压充电单元，当所述^r测电压值大于等于第二电压值时通知充电单元进 -f亍涓: 充充电。
7、 根据权利要求6所述的应用于LED的电源系统，其特征在于 所述充电检测单元还用于检测电池组的温度值；所述恒流充电单元将所述检测的温度值与设定温度值进行比较，当检测的 温度值小于或等于设定温度值且，当所述检测电压值大于等于第一电压值且小 于第二电压时，通知充电单元对电池组进行恒流充电。
8、 根据权利要求7所述的应用于LED的电源系统，其特征在于，所述充电 管理单元包含充电电压检测网络、充电电流检测网络，用于检测电池组电压； 温度冲企测网络，用于^r测电池组的温度；充电管理芯片，当所述检测电压值小于第一电压值时通知充电单元进行涓 流充电，当所述检测电压值大于等于第一电压值且小于第二电压时通知充电单 元进行恒流充电，当所述检测电压值大于等于第二电压值时通知充电单元进行 涓5危充电。
9、 根据权利要求8所述的应用于LED的电源系统，其特征在于，所述稳温 度检测网络包括紧贴电池体的热敏电阻。
10、 根据权利要求8所述的应用于LED的电源系统，其特征在于，所述充 电管理单元包含滤波网络，其包括一电解电容和一陶制电容，用于过滤外部电 路的紋波和脉沖。
全文摘要
本发明公开了一种应用于LED的电源系统，包括电池组，还包括恒流驱动单元，其输入端与电池相连，输出端与LED相连，所述恒流驱动单元包括电流调节单元，用于调节输出电流的大小；小电流输出单元，用于当所述输出电流小于设定值时，向LED输出恒定的供电电流；大电流输出单元，用于当所述输出电流大于或等于设定值时，向LED输出恒定的供电电流。本发明的电源系统在电池组与LED之间设置了恒流充电电路，可以对LED输出稳定的电流，保证了电池组电压在较高或较低时都具有恒定的亮度。本发明采用集成芯片的方式，其输出功率与输入功率的比一般都在90％以上，且由于分立元器件较少，能量损耗也较少。
文档编号H05B37/02GK101398142SQ20071003056
公开日2009年4月1日 申请日期2007年9月28日 优先权日2007年9月28日
发明者李春青 申请人:深圳市比克电池有限公司