[發明專利]一種高頻窄脈沖驅動LED的高效節能方法

無效

• 申請號: 201010104307.8
• 申請日: 2010-01-28
• 公開（公告）號: CN102143624A
• 公開（公告）日: 2011-08-03
• 發明（設計）人: 宋忠慎
• 申請（專利權）人: 宋忠慎
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及電光源領域，具體涉及樓堂館所、酒店餐廳，商場，企事業單位辦公室，工廠車間、機關學校及普通家庭的日常節能照明，更具體地說，涉及一種高頻窄脈沖驅動LED的高效節能方法。

背景技術

照明是人們日常生產、生活不可缺少的組成部分，從原始的火把、油燈，到現代的各式各樣的電燈，一直伴隨著人類社會的進步而發展。自愛迪生發明了電燈以后，用電來發光照明，已成為現代文明社會的主要照明方式。而在各式各樣的電光源中，近年來興起的LED照明是一種發展最迅猛，最有廣闊前途的新型電光源。但目前的LED驅動方式大多采用穩壓恒流驅動，LED發光過程中一直有連續的電流流過，從而使LED發熱嚴重，光源散熱是長期困擾人們的技術難題，如果解決不好，會直接影響LED光源的壽命和效率。

考慮到人眼的感光方式一般遵循兩個法則：一個稱為“Broca-Sulzer效應”，就是接受到象快門那樣的瞬間閃光后，人眼感受到的亮度是實際亮度的幾倍。另一個稱為“Talbot-Plateau效應”，就是當反復接受瞬間閃光后，人眼會感受到反復時間內的平均亮度。Talbot-Plateau效應是在以電壓周期為數百ms左右低速電源驅動的水銀熒光燈中發現的，因此，如果設想以電壓周期達數百ns占空比很小的高速脈沖電源來驅動LED，其結果當頻率高到一定程度時，利用人眼的視覺殘留現象，Broca-Sulzer效應的影響比Talbot-Plateau效應更大，人眼便可感受到更高的亮度，可使LED亮度感覺翻倍。已有試驗證明，當對LED施加占空比≤10％、頻率為MHz數量級的周期高速脈沖電壓時，與施加恒定直流電壓時相比，人眼感受到的亮度約為2倍。受驗者參與的評測實驗顯示，采用藍色LED可感受到的亮度為1.5～1.9倍，綠色LED為2.0～2.2倍，紅色LED為1.0～1.3倍。采用高速脈沖電源來驅動LED，由于占空比很小，LED實際流過電流的時間短，消耗的電能少，發熱量也會顯著減小，溫升降低，使用壽命會大大延長，且節能效果明顯，作為一種新型高效節能長壽的LED電光源，無疑具有巨大的社會經濟效益。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高頻窄脈沖驅動LED的高效節能方法，其實質是利用高頻窄脈沖產生電路形成的一種頻率很高，占空比很小的高頻窄脈沖來驅動LED發出脈沖閃光，在實際流過LED的電流時間短，耗電少，發熱小，溫升低的情況下，利用人眼的視覺殘留效應，感受到更高的亮度，從而實現延長LED電光源壽命并節能的目的。

本發明的目的是這樣實現的，設計一種高頻窄脈沖產生電路，見附圖1，它由窄脈沖形成單元1，柵極驅動及保護單元2，電流傳感檢測單元3，觸發單元4和電源穩壓單元5組成，整個電路可以設計成一個功能模塊或者IC芯片封裝到一個6～8腳的封裝內。

本發明的特征在于，以S0-8??IC封裝為例，高頻窄脈沖產生電路功能模塊的引腳安排和連接關系如下：

窄脈沖形成單元1產生形成的高頻窄脈沖連接到柵極驅動及保護單元2，經過其緩沖放大以后由S0-8的第5腳GD端輸出去接應用電路中的外部開關MOS管柵極G；應用電路中的LED電流檢測信號由S0-8的第3腳CS端輸入連接到電流傳感檢測單元3，單元3檢測出的過流和保護信號送回柵極驅動及保護單元2，用于對MOS開關提供安全保護；單元3檢測出的限流信號連接到觸發單元4；觸發單元4產生的觸發信號連接到窄脈沖形成單元1，對窄脈沖的形成進行控制；電源穩壓單元5對由S0-8的第8腳VCC端引入的外部電源進行穩壓和處理后連接到1、2、3、4各功能單元，為其提供電能；窄脈沖形成單元1由S0-8的第1腳引出的C端和由S0-8的第2腳引出的R端用于外接電容、電阻等定時元件；S0-8的第4腳為內部各單元的公共地GND引出端；S0-8的第6、7腳留作功能備用端暫時未連接。

本發明的特征還在于，它是利用一個10～16進位的計數器輸出的進位脈沖來形成高頻窄脈沖的，其占空比約為10％～6％，符合試驗發現的最佳效果占空比≤10％的窄脈沖要求。

本發明的特征還在于，除了利用計數器進位脈沖方法外，還可以利用單片機、不對稱多諧振蕩器、可觸發單穩態電路等脈沖形成、延時電路形成高頻窄脈沖。

本發明的特征還在于，驅動LED的窄脈沖除了占空比固定的方法以外，還可以在一定的范圍內變動，合理的選擇參數，同樣可實現高效節能的目的。當采用可變占空比的窄脈沖驅動LED時，LED的供電電壓允許在一定范圍內波動，無需穩壓，這樣就可利用交流電源經過整流后的脈動直流電為LED直接供電，可使實用電路大大簡化，成本顯著降低，便于廣泛推廣。