Led節能電子負載的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種LED節能電子負載，輸入端與LED驅動電源的輸出端電連接，所述LED驅動電源的輸入端與市電連接，包括與所述LED驅動電源的輸出端電連接的LED升壓模塊，所述LED升壓模塊的輸出端連接有逆變模塊，所述逆變模塊的輸出端與市電連接，所述LED升壓模塊和所述逆變模塊連接有控制單元；LED升壓模塊將LED驅動電源的輸出電壓升高至逆變模塊需要的電壓，同時模擬出LED的非線性負載特性，逆變模塊將LED驅動電源的輸出功率回饋到電網，以實現能源的循環利用，達到節能的目的；本節能電子負載發熱量低，不會對四周的元器件造成損害，能夠延長使用壽命。
【專利說明】LED節能電子負載
[0001]【技術領域】
[0002]本實用新型涉及老化設備【技術領域】，尤其涉及LED驅動電源老化【技術領域】。
【背景技術】
[0003]針對LED驅動電源，其輸出模式有恒壓輸出與恒流輸出兩種，其對應的老化模式也有CC老化模式與LED老化模式。對于恒壓輸出LED驅動電源，目前有電阻負載、電子負載與節能負載的CC老化模式與之對應。
[0004]LED驅動電源輸出特性是非線性的，普通的電阻負載無法滿足其老化要求，普通電子負載的CV模式存在以下幾個方面的問題。
[0005]1)傳統的電子負載CV模式不能模擬真實LED的非線性負載特性；
[0006]2)傳統的電子負載的CV模式，只能測試穩態操作點的工作特性，卻無法驗證LED驅動電源能否正確開關機的動態過程；
[0007]3)傳統電子負載的內部阻抗效應，可能導致LED驅動電源開機出現OCP或0VP，從而無法正常開機；
[0008]針對上述問題，目前已出現LED專用電子負載，LED專用電子負載能夠真實地模擬出LED的非線性負載特性，可以避免上述中可能出現的各種問題，如圖8所示，實線部分為功率流動方向，虛線部分為控制信號流動方向。該電子負載包含電子負載功率單元與控制單元兩部分，控制單元采樣LED驅動電源的輸出電壓，通過上位機得到電壓設定值，經過一系列計算，使電子負載功率單元工作能夠真正模擬LED驅動電源的非線性特征，如此既可以保證LED驅動電源的輸出電壓穩定在設定值，又可以使驅動電源的輸出電流為一恒定值。
[0009]LED專用電子負載雖然解決了 LED驅動電源的老化問題，但是仍存在以下兩個缺
點。[0010](1)電能資源浪費巨大，傳統的電子負載老化方式將LED驅動電源的輸出功率全部以熱能的方式散發在空氣中，這造成了電能的極大浪費。
[0011](2)縮短了周圍設備的使用壽命，由于電子負載產生大量的熱量，造成環境溫升，這將會降低周圍設備的絕緣，從而其使用壽命。
實用新型內容
[0012]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種既能模擬出LED驅動電源的非線性特性，又能實現能源的循環利用，達到節能的目的的LED節能電子負載。
[0013]為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是:一種LED節能電子負載，輸入端與LED驅動電源的輸出端電連接，所述LED驅動電源的輸入端與市電連接，包括與所述LED驅動電源的輸出端電連接的LED升壓模塊，所述LED升壓模塊的輸出端連接有逆變模塊，所述逆變模塊的輸出端與市電連接，所述LED升壓模塊和所述逆變模塊連接有控制單元。
[0014]作為一種優選的技術方案，所述LED升壓模塊包括由電感L1、晶體管Q1、二極管Dl和電容Cl組成的BOOST升壓電路。
[0015]作為一種優選的技術方案，所述逆變模塊包括逆變模塊升壓單元，所述逆變模塊升壓單元的輸出端連接有逆變模塊逆變單元。
[0016]作為一種優選的技術方案，所述逆變模塊升壓單元包括由晶體管Q2、晶體管Q3、晶體管Q4、晶體管Q5、二極管D2、二極管D3、二極管D4、二極管D5、電容C4、電感L3和變壓器Tl構成一個全橋電路。
[0017]作為一種優選的技術方案，所述逆變模塊逆變單元包括晶體管Q6、晶體管Q7、晶體管Q8、晶體管Q9、電感L4和電容C5構成的全橋逆變電路。
[0018]作為一種優選的技術方案，所述控制單元包括與所述LED驅動電源的輸出端電連接的電壓采樣電路，所述LED驅動電源的輸出端連接有電流傳感器，所述電流傳感器的兩端連接有電流采樣電路，所述電壓采樣電路的輸出端和所述電流采樣電路的輸出端均連接于LED升壓模塊主控制電路，所述LED升壓模塊主控制電路的輸出端電連接有驅動電路，所述驅動電路的輸出端與所述LED升壓模塊電連接。
[0019]作為一種優選的技術方案，所述逆變模塊的輸入端連接有至少兩個所述LED升壓模塊，每個所述LED升壓模塊的輸入端均電連接有一個LED驅動電源。
[0020]由于采用了上述技術方案，一種LED節能電子負載，輸入端與LED驅動電源的輸出端電連接，所述LED驅動電源的輸入端與市電連接，包括與所述LED驅動電源的輸出端電連接的LED升壓模塊，所述LED升壓模塊的輸出端連接有逆變模塊，所述逆變模塊的輸出端與市電連接，所述LED升壓模塊和所述逆變模塊連接有控制單元；LED升壓模塊將LED驅動電源的輸出電壓升高至逆變模塊需要的電壓，同時模擬出LED的非線性負載特性，逆變模塊將LED驅動電源的輸出功率回饋到電網，以實現能源的循環利用，達到節能的目的；本節能電子負載發熱量低，不會對四周的元器件造成損害，能夠延長使用壽命。
[0021]LED節能電子負載能解決傳統電子負載存在的三個問題:
[0022](I)節能:LED節能電子負載可將LED驅動電源輸出的電能以正弦波方式回送電網，使LED驅動電源老化時輸出功率重復利用，可大幅降低老化過程中的電能損耗。
[0023](2)節省人力:LED節能電子負載可與上位機通信，根據不同的LED驅動電源的輸出規格，自動切換其拉載功率。
[0024](3)發熱量低:LED節能電子負載在LED驅動電源老化過程中其電能損耗僅為傳統電子負載的20%，其發熱量也僅為傳統電子負載的20%。
[0025]【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是本實用新型實施例的簡化版原理框圖；
[0027]圖2是本實用新型實施例LED節能電子負載中LED升壓模塊電路原理簡圖；
[0028]圖3是本實用新型實施例系統電路方框圖；
[0029]圖4是本實用新型實施例逆變模塊原理簡圖；
[0030]圖5是本實用新型實施例LED驅動電源輸出非線性特性模擬框圖；
[0031]圖6是本實用新型實施例具有多組LED驅動電源和LED升壓模塊的系統電路方框圖；
[0032]圖7是本實用新型實施例模擬LED驅動電源輸出非線性特性原理圖；
[0033]圖8是現有技術的原理框圖。【具體實施方式】
[0034]下面結合附圖和實施例，進一步闡述本實用新型。在下面的詳細描述中，只通過說明的方式描述了本實用新型的某些示范性實施例。毋庸置疑，本領域的普通技術人員可以認識到，在不偏離本實用新型的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式對所描述的實施例進行修正。因此，附圖和描述在本質上是說明性的，而不是用于限制權利要求的保護范圍。
[0035]如圖1所示，一種LED節能電子負載，輸入端與LED驅動電源的輸出端電連接，所述LED驅動電源的輸入端與市電連接，包括與所述LED驅動電源的輸出端電連接的LED升壓模塊，如圖2所示，所述LED升壓模塊包括由電感L1、晶體管Q1、二極管Dl和電容Cl組成的BOOST升壓電路，LED升壓模塊包括但不限于BOOST升壓電路。LED升壓模塊被老化LED驅動電源輸出的電壓升高到一個合適的電壓，以配合后級的逆變電路；LED升壓模塊主要作用包括:一是將LED驅動電源的輸出電壓穩定到一個理想的電壓；二是保證LED驅動電源的輸出電流達到既定值，且LED驅動電源的輸出電流的紋波滿足要求；三是LED升壓模塊的輸出電壓滿足后級逆變模塊的需要。
[0036]所述LED升壓模塊的輸出端連接有逆變模塊，如圖3所示，所述逆變模塊包括逆變模塊升壓單元，所述逆變模塊升壓單元的輸出端連接有逆變模塊逆變單元，如圖4所示，所述逆變模塊升壓單元包括由晶體管Q2、晶體管Q3、晶體管Q4、晶體管Q5、二極管D2、二極管D3、二極管D4、二極管D5、電容C4、電感L3和變壓器Tl構成一個全橋電路，用于將LED升壓模塊輸出的電壓升高至400V左右的高電壓；所述逆變模塊逆變單元包括晶體管Q6、晶體管Q7、晶體管Q8、晶體管Q9、電感L4和電容C5構成的全橋逆變電路，將400V左右的高電壓并網到市電，以實現功率循環利用；所述LED升壓模塊和所述逆變模塊連接有控制單元，如圖5所示，所述控制單元包括與所述LED驅動電源的輸出端電連接的電壓采樣電路，所述LED驅動電源的輸出端連接有電流傳感器，所述電流傳感器的兩端連接有電流采樣電路，所述電壓采樣電路的輸出端和所述電流采樣電路的輸出端均連接于LED升壓模塊主控制電路，所述LED升壓模塊主控制電路的輸出端電連接有驅動電路，所述驅動電路的輸出端與所述LED升壓模塊電連接。LED節能電子負載包含LED升壓模塊、逆變模塊升壓單元、逆變模塊逆變單元與控制單元。
[0037]如圖5和圖7所示，CSl是電流傳感器，用于檢測LED驅動電源的輸出電流，檢測到的電流信號接至電流采樣電路，然后送至LED升壓模塊主控制電路。電壓采樣用于檢測LED驅動電源輸出電壓，檢測到的電壓信號送至LED升壓模塊主控制電路。LED升壓模塊主控制電路將電壓采樣電路與電流采樣電路送來的信號，根據LED驅動電源實際想輸出電壓與LED驅動電源輸出等效阻抗進行計算，實現LED驅動電源的非線性輸出特性。
[0038]
Vb = VF+In X Rd
[0039]驅動電路用于LED升壓模塊控制電路輸出PWM信號經過放大，以便于驅動LED升壓模塊的功率管。
[0040]如圖7所示，LED驅動電源的輸出電流經過電流檢測電路，得到LED驅動電源的輸出電流1 ;根據被老化LED驅動電源的相關參數，得到被老化LED驅動電源輸出等效阻抗Rd,并與1相乘，得到1*Rd ；LED驅動電源的輸出電壓經過電壓檢測電路，得到LED驅動電源的輸出電壓Vo ;然后經過加法器得到:
[0041]
Vo = VF + 1 X Rd
[0042]如圖7所示，加法器輸出信號經過PID調節器，PID調節器的輸出信號接至PWM調制器的輸入端，PWM調制器的輸出的PWM信號經過PWM驅動電路后直接驅動LED升壓模塊
的功率管。
[0043]為了提高效率，所述逆變模塊的輸入端可以連接兩個或兩個以上的所述LED升壓模塊，如圖6所示，每個所述LED升壓模塊的輸入端均電連接有一個LED驅動電源。電網接到N (N大于或等于2)個被老化LED驅動電源的輸入端，N個被老化LED驅動電源的輸出接到N個LED升壓模塊的輸入端，N個LED升壓模塊的輸出并聯在一起，然后接至一個逆變模塊升壓單元的輸入端，逆變模塊升壓單元的輸出端接到逆變模塊逆變單元，逆變模塊逆變單元輸出端接到電網。
[0044]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征及本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.一種LED節能電子負載，輸入端與LED驅動電源的輸出端電連接，所述LED驅動電源的輸入端與市電連接，其特征在于:包括與所述LED驅動電源的輸出端電連接的LED升壓模塊，所述LED升壓模塊的輸出端連接有逆變模塊，所述逆變模塊的輸出端與市電連接，所述LED升壓模塊和所述逆變模塊連接有控制單元。
2.如權利要求1所述的LED節能電子負載，其特征在于:所述LED升壓模塊包括由電感L1、晶體管Ql、二極管Dl和電容Cl組成的BOOST升壓電路。
3.如權利要求1所述的LED節能電子負載，其特征在于:所述逆變模塊包括逆變模塊升壓單元，所述逆變模塊升壓單元的輸出端連接有逆變模塊逆變單元。
4.如權利要求3所述的LED節能電子負載，其特征在于:所述逆變模塊升壓單元包括由晶體管Q2、晶體管Q3、晶體管Q4、晶體管Q5、二極管D2、二極管D3、二極管D4、二極管D5、電容C4、電感L3和變壓器Tl構成一個全橋電路。
5.如權利要求3所述的LED節能電子負載，其特征在于:所述逆變模塊逆變單元包括晶體管Q6、晶體管Q7、晶體管Q8、晶體管Q9、電感L4和電容C5構成的全橋逆變電路。
6.如權利要求1所述的LED節能電子負載，其特征在于:所述控制單元包括與所述LED驅動電源的輸出端電連接的電壓采樣電路，所述LED驅動電源的輸出端連接有電流傳感器，所述電流傳感器的兩端連接有電流采樣電路，所述電壓采樣電路的輸出端和所述電流采樣電路的輸出端均連接于LED升壓模塊主控制電路，所述LED升壓模塊主控制電路的輸出端電連接有驅動電路，所述驅動電路的輸出端與所述LED升壓模塊電連接。
7.如權利要求1至6任一權利要求所述的LED節能電子負載，其特征在于:所述逆變模塊的輸入端連接有至少兩個所述LED升壓模塊，每個所述LED升壓模塊的輸入端均電連接有一個LED驅動電源。
【文檔編號】H05B37/02GK203574916SQ201320804909
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月9日 優先權日:2013年12月9日
【發明者】何富榮, 梁遠文 申請人:深圳市鼎泰佳創科技有限公司