一種led驅(qū)動電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種LED驅(qū)動電路，包括直流變換單元、控制所述直流變換單元的控制驅(qū)動單元以及連接所述控制驅(qū)動單元的信號處理單元，所述信號處理單元包括第一信號采樣單元、第二信號采樣單元、除法運(yùn)算器以及比較器，所述第一信號采樣單元采樣到的信號為第一信號，所述第二信號采樣單元采樣到的信號為第二信號，所述第一信號和第二信號經(jīng)過除法運(yùn)算器后形成參考信號，所述參考信號與直流變換單元的電感電流通過比較器的比較輸出控制信號，所述控制信號輸入所述控制驅(qū)動單元從而控制所述直流變換單元恒流輸出。
【專利說明】—種LED驅(qū)動電路
[0001]【【技術(shù)領(lǐng)域】】
本發(fā)明涉及一種LED驅(qū)動電路，尤其指一種LED恒流驅(qū)動電路。
[0002]【【背景技術(shù)】】
LED光源需要恒流驅(qū)動，以確保在不同輸入電壓和輸出電壓(相當(dāng)于不同負(fù)載)情況下光輸出的一致性，同時也可保證LED光源不會因為過電流驅(qū)動導(dǎo)致的過熱使光輸出衰減，縮短燈具壽命?，F(xiàn)有技術(shù)中，恒流驅(qū)動電路的拓?fù)渚哂懈綦x拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和不隔離拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。不隔離拓?fù)渲?，例如降壓電路和升降壓電路，由于LED負(fù)載和開關(guān)驅(qū)動并不共地，使得輸出電流采樣非常困難；在升壓電路中雖然LED負(fù)載和開關(guān)驅(qū)動是共地結(jié)構(gòu)，可以方便進(jìn)行LED負(fù)載的電流反饋，然而，LED負(fù)載電流的采樣需要在恒流驅(qū)動電路輸出回路串聯(lián)采樣電阻，增加采樣電阻會增加電路的損耗，同時，還需要增加電流外環(huán)控制，包括基準(zhǔn)源和運(yùn)算放大器，以輸出電感電流峰值參考信號來設(shè)定峰值電流，使得恒流驅(qū)動電路控制非常復(fù)雜。而隔離拓?fù)渲?，采樣輸出電流需要增加副邊電流采樣芯片以及相?yīng)芯片供電電路,輸出電流信號通過光耦反饋到原邊控制芯片，電路結(jié)構(gòu)也非常復(fù)雜且成本高，不利于縮小驅(qū)動電源體積?，F(xiàn)有技術(shù)中也沒有一款通用的信號處理電路能夠適合不同的拓?fù)鋵?shí)現(xiàn)輸出恒流控制。
[0003]因此，為了克服上述缺陷，有必要提供一種改進(jìn)的LED恒流驅(qū)動電路。
[0004]【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
本發(fā)明的目的在于提供一種LED恒流驅(qū)動電路。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種LED驅(qū)動電路，包括直流變換單元、控制所述直流變換單元的控制驅(qū)動單元以及連接所述控制驅(qū)動單元的信號處理單元，所述直流變換單元輸出電流驅(qū)動LED負(fù)載，所述直流變換單元具有電感，所述信號處理單元包括第一信號采樣單元、第二信號采樣單元、除法運(yùn)算器以及比較器，所述第一信號采樣單元采樣到的信號為第一信號，所述第二信號采樣單元采樣到的信號為第二信號，所述第一信號和第二信號經(jīng)過除法運(yùn)算器后形成參考信號，所述參考信號與直流變換單元的電感電流通過比較器的比較輸出控制信號，所述控制信號輸入所述控制驅(qū)動單元從而控制所述直流變換單元恒流輸出。
[0006]優(yōu)選地，所述直流變換單元包括降壓電路，所述第一信號和所述第二信號為直流信號。
[0007]優(yōu)選地，所述第一信號采樣單元包括分壓電阻，所述第一信號采樣單元和所述第二信號采樣單元之間具有分壓電阻。
[0008]優(yōu)選地，所述第二信號采樣單元采樣所述LED驅(qū)動電路的輸入電壓信號。
[0009]優(yōu)選地，所述直流變換單元包括升壓電路，所述第一信號采樣單元采集所述LED驅(qū)動電路的輸出電壓。
[0010]優(yōu)選地，所述第一信號采樣單元包括分壓電阻。
[0011]優(yōu)選地，所述直流變換單元包括升降壓電路，所述第一信號采樣單元采集所述LED驅(qū)動電路的輸入輸出電壓之和。
[0012]優(yōu)選地，所述第一信號采樣單元包括分壓電阻。
[0013]優(yōu)選地，所述LED驅(qū)動電路還包括開關(guān)元件，所述信號處理單元輸出關(guān)斷信號，所述關(guān)斷信號控制所述開關(guān)元件的關(guān)斷。
[0014]優(yōu)選地，所述開關(guān)元件連接一采樣電阻，所述采樣電阻一端連接所述開關(guān)元件，另一端接地，所述比較器的第一輸入端連接除法運(yùn)算器的輸出端，所述比較器的第二輸入端連接所述采樣電阻與所述開關(guān)元件之間。
[0015]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明LED驅(qū)動電路有以下優(yōu)點(diǎn):通過簡單的電路即可實(shí)現(xiàn)恒流輸出，且能夠減少電路的損耗。
[0016]【【專利附圖】

【附圖說明】】
圖1為本發(fā)明LED驅(qū)動電路的示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明LED驅(qū)動電路的第一較佳實(shí)施例的電路圖。
[0018]圖3為本發(fā)明LED驅(qū)動電路的第二較佳實(shí)施例的電路圖。
[0019]圖4為本發(fā)明LED驅(qū)動電路的第三較佳實(shí)施例的電路圖。
[0020]【【具體實(shí)施方式】】
請參照圖1所示，本發(fā)明一種LED驅(qū)動電路，包括直流變換單元、控制直流變換單元的控制驅(qū)動單元以及連接控制驅(qū)動單元的信號處理單元，直流變換單元輸出電流驅(qū)動LED負(fù)載，直流變換單元具有電感，信號處理單元包括第一信號采樣單元、第二信號采樣單元、除法運(yùn)算器以及比較器，第一信號采樣單元采樣到的信號為第一信號，第二信號采樣單元采樣到的信號為第二信號，第一信號和第二信號經(jīng)過除法運(yùn)算器后形成參考信號，參考信號與直流變換單元的電感電流通過比較器的比較輸出控制信號，控制信號輸入控制驅(qū)動單元從而控制直流變換單元恒流輸出。本發(fā)明對第一信號和第二信號進(jìn)行除法運(yùn)算，得到第一信號和第二信號的比值作為參考信號，該參考信號作為電感電流峰值的參考值連接到比較器。比較器的另一個輸入則是電感電流峰值采樣，當(dāng)電感電流峰值超過參考值時比較器翻轉(zhuǎn)，從而輸出控制信號至控制驅(qū)動單元，以控制直流變換單元的關(guān)斷。本實(shí)施例中，除法運(yùn)算通過對數(shù)運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)，把除法轉(zhuǎn)化為減法，其他實(shí)施例中，也可以在芯片內(nèi)置數(shù)字內(nèi)核，通過算法實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的信號處理單元對信號處理的方式，使得第一信號和第二信號的采樣電路能夠更簡單。
[0021]具體地，當(dāng)直流變換單元為降壓電路時，第一信號和第二信號皆為直流信號，當(dāng)直流變換單元為升壓電路、升壓降壓電路等等電路時，第二信號采樣單元采樣LED驅(qū)動電路的輸入電壓信號，第一信號采樣單元根據(jù)不同的拓?fù)洳蓸硬煌男盘?，第二信號采樣單元包括分壓電阻?br> [0022]請參照圖2所示，本發(fā)明第一實(shí)施例的LED驅(qū)動電路I包括直流變換單元10、控制直流變換單元10的控制驅(qū)動單元(未標(biāo)號)以及連接控制驅(qū)動單元的信號處理單元11，直流變換單元10輸出電流驅(qū)動LED負(fù)載，直流變換單元10具有電感L。直流變換單元10包括二極管D、電感L以及輸出電容C。信號處理單兀11包括第一信號米樣單兀(未標(biāo)號)、第二信號采樣單元(未標(biāo)號)、除法運(yùn)算器110以及比較器112。第一信號采樣單元采樣到的信號為第一信號A，第二信號采樣單元采樣到的信號為第二信號B，第一信號A和第二信號B經(jīng)過除法運(yùn)算器110后形成參考信號，參考信號與直流變換單元10的電感電流信號通過比較器112的比較輸出控制信號。控制信號輸入控制驅(qū)動單元，控制直流變換單元10的關(guān)斷，從而控制直流變換單元10恒流輸出。
[0023]第一實(shí)施例中，直流變換單兀10包括降壓電路,第一信號A和第二信號B為直流信號。直流信號可以來自芯片內(nèi)部，如VCC或者帶隙基準(zhǔn)源，也可以是直流變換單元10的輸入電壓Vin,或者是輸出電容C負(fù)端電壓。本實(shí)施例中，第一信號米樣單兀包括分壓電阻R1、R2。第二信號B采樣單元包括分壓電阻R2。第一信號A采樣單元和第二信號B采樣單元之間具有分壓電阻R1。本實(shí)施例中，第一信號采樣單元還包括分壓電阻R0，除法運(yùn)算器110的第一信號A的輸入端連接于分壓電阻RO和分壓電阻Rl之間。第一信號A和第二信號B之間具有電壓差，且第一信號A除以第二信號為大于I的值。直流變換單元為降壓電路的其他實(shí)施例中，第一信號A和第二信號B可以是相同的直流信號，即第一信號A和第二信號B之間沒有分壓電阻，也可以第一信號A和第二信號B互換位置，即第二信號B除以第一信號A,得到一個小于I的值。
[0024]LED驅(qū)動電路I還包括控制直流變換單元10關(guān)斷和導(dǎo)通的開關(guān)元件Q，信號處理單元11還包括采樣電阻Rs，本實(shí)施例中，采樣電阻Rs —端連接開關(guān)元件Q，另一端接地。比較器112的第一輸入端(未標(biāo)號)連接參考信號,第二輸入端(未標(biāo)號)連接于米樣電阻Rs與開關(guān)元件Q之間，使得電感電流信號輸入第二輸入端，從而控制直流變換單元10的電感電流峰值。本實(shí)施例中，比較器112的第一輸入端為比較器112的負(fù)極，第二輸入端為比較器112的正極,第一信號A和第二信號B經(jīng)過除法器時,第一信號A除以第二信號B。其他實(shí)施例中，也可以將比較器112的第一輸入端設(shè)置為正極，第二輸入端設(shè)置為負(fù)極，即參考信號輸入比較器112的正極，電感電流信號輸入比較器112的負(fù)極。
[0025]本實(shí)施例中，輸入直流信號通過電阻RO、Rl和R2進(jìn)行分壓，電阻RO和Rl之間的電壓信號作為第一信號A輸入除法運(yùn)算器110,電阻Rl和R2之間的電壓信號作為第二信號B輸入，直流信號可以來自芯片內(nèi)部，如VCC或者帶隙基準(zhǔn)源，也可以是直流變換單元10的輸入電壓Vin,或者是輸出電容C負(fù)端電壓。第一信號A和第二信號B的比值表達(dá)式為A/B= (Rl+R2)/R2。從這個表達(dá)式可知第一信號A和第二信號B的比值與直流偏置無關(guān)，也和電阻RO無關(guān)，當(dāng)電阻Rl不等于零時，這個比值會大于一，如果把第一信號A和第二信號B的輸入互換，則可以得到小于一的比值。第一信號A和第二信號B的比值為參考信號，該參考信號作為電感電流峰值的參考。而電感電流峰值反饋則通過采樣電阻Rs得到，當(dāng)電感電路峰值超過參考信號的值時，比較器112翻轉(zhuǎn)，開關(guān)元件Q斷開?？梢?，電感電流峰值被控制在一個固定值，這個固定值和輸入電壓Vin、輸出電壓Vo沒有函數(shù)關(guān)系，對工作在臨界電流模式下的降壓電路，固定的電感電流峰值意味著固定的輸出電流，輸出電流為電感電流峰值的一半。輸出電流1的表達(dá)式為1= (R1+R2) /(2*R2*Rs)。本實(shí)施例的LED驅(qū)動電路1，輸出電流1的大小與輸入電壓Vin和輸出電壓Vo沒有關(guān)系，而只與電阻Rl、R2、Rs的比值有關(guān)，因此，只要根據(jù)需要設(shè)置第一信號A、第二信號B以及采樣電阻Rs，即可實(shí)現(xiàn)恒流輸出。本發(fā)明第一信號A和第二信號B的采樣電路非常簡單，經(jīng)過信號處理單元11的處理能夠很好的控制直流變換單元10恒流輸出。
[0026]請參照圖3所示，本發(fā)明第二實(shí)施例的LED驅(qū)動電路2包括直流變換單元20、控制直流變換單元20的控制驅(qū)動單元(未標(biāo)號)以及連接控制驅(qū)動單元的信號處理單元21，直流變換單元20輸出電流驅(qū)動LED負(fù)載，直流變換單元20具有電感L。直流變換單元20包括二極管D、電感L以及輸出電容C。信號處理單兀21包括第一信號米樣單兀(未標(biāo)號)、第二信號采樣單元(未標(biāo)號)、除法運(yùn)算器210以及比較器212。第一信號采樣單元采樣到的信號為第一信號A，第二信號采樣單元采樣到的信號為第二信號B，第一信號A和第二信號B經(jīng)過除法運(yùn)算器210后形成參考信號，參考信號與直流變換單元20的電感電流信號通過比較器212的比較輸出控制信號?？刂菩盘栞斎肟刂乞?qū)動單元，控制直流變換單元20的關(guān)斷，從而控制直流變換單元20恒流輸出。
[0027]直流變換單元20為升壓電路，第一信號采樣單元采集LED驅(qū)動電路2的輸出電壓信號。第二信號采樣單元采集LED驅(qū)動電路2的輸入電壓信號。第一信號采樣單元的一端與輸出電容C并聯(lián)，另一端連接除法運(yùn)算器210的第一信號輸入端。第一信號采樣單元包括分壓電阻R3和分壓電阻R4。除法運(yùn)算器210的第一信號輸入端連接于分壓電阻R3與分壓電阻R4之間。第二信號采樣單元一端連接LED驅(qū)動電路2的輸入端以采樣輸入電壓Vin,另一端連接除法運(yùn)算器210的第二信號輸入端。即第一信號A為直流變換單元20的輸出電壓信號，第二信號B為LED驅(qū)動電路2的輸入電壓信號。
[0028]LED驅(qū)動電路2還包括控制直流變換單元20關(guān)斷和導(dǎo)通的開關(guān)元件Q，信號處理單元21還包括采樣電阻Rs，本實(shí)施例中，采樣電阻Rs —端連接開關(guān)元件Q，另一端接地。比較器212的第一輸入端(未標(biāo)號)連接參考信號,第二輸入端(未標(biāo)號)連接于米樣電阻Rs與開關(guān)元件Q之間，使得電感電流信號輸入第二輸入端，從而控制直流變換單元20的電感電流峰值。本實(shí)施例中，比較器212的第一輸入端為比較器212的負(fù)極，第二輸入端為比較器212的正極,第一信號A和第二信號B經(jīng)過除法器時,第一信號A除以第二信號B。其他實(shí)施例中，也可以將比較器212的第一輸入端設(shè)置為正極，第二輸入端設(shè)置為負(fù)極，即參考信號輸入比較器212的正極，電感電流信號輸入比較器212的負(fù)極。
[0029]本實(shí)施例中，輸入電壓Vin經(jīng)過電阻Rl和R2分壓反饋到第二信號B輸入端，輸出電壓Vo經(jīng)過電阻R3和R4反饋到第一信號A輸入端,這樣第一信號A和第二信號B的比值表達(dá)式為 A/B=Vo* [R3/ (R3+R4) ] /Vin* [R2/ (R1+R2) ] =K* (Vo/Vin)。其中 K 為設(shè)計參數(shù)。第一信號A和第二信號B的比值與輸入電壓Vin和輸出電壓Vo都有關(guān)系，當(dāng)輸入電壓Vin變大或者輸出電壓Vo變小時，這個比值會變小，相應(yīng)減少電感電流峰值，反之，則增大電感電流峰值。輸出電流1表達(dá)式則為1=電流峰值/2*(Vin/Vo)=K/(2*Rs)?？梢钥闯觯?jīng)過信號處理單元21的控制信號控制直流變換單元20，使得輸出電流1是一個恒定值，只與設(shè)計參數(shù)K以及采樣電阻Rs有關(guān)，不受輸入電壓Vin以及輸出電壓Vo變化的影響。且第一信號A和第二信號B的采樣非常簡單方便。
[0030]請參照圖4所示，本發(fā)明第三實(shí)施例的LED驅(qū)動電路3包括直流變換單元30、控制直流變換單元30的控制驅(qū)動單元(未標(biāo)號)以及連接控制驅(qū)動單元的信號處理單元31，直流變換單元30輸出電流驅(qū)動LED負(fù)載，直流變換單元30具有電感L。直流變換單元30包括二極管D、電感L以及輸出電容C。信號處理單兀31包括第一信號米樣單兀(未標(biāo)號)、第二信號采樣單元(未標(biāo)號)、除法運(yùn)算器310以及比較器312。第一信號采樣單元采樣到的信號為第一信號A，第二信號采樣單元采樣到的信號為第二信號B，第一信號A和第二信號B經(jīng)過除法運(yùn)算器310后形成參考信號，參考信號與直流變換單元30的電感電流信號通過比較器312的比較輸出控制信號?？刂菩盘栞斎肟刂乞?qū)動單元，控制直流變換單元30的關(guān)斷，從而控制直流變換單元30恒流輸出。
[0031]直流變換單元30為升降壓電路，第一信號采樣單元采集LED驅(qū)動電路3的輸入電壓Vin與輸出電壓Vo之和。第二信號米樣單兀米集LED驅(qū)動電路3的輸入電壓信號。
[0032]LED驅(qū)動電路3包括控制直流變換單元30斷和導(dǎo)通的開關(guān)元件Q，信號處理單元31還包括采樣電阻Rs，本實(shí)施例中，采樣電阻Rs —端連接開關(guān)元件Q，一端接地。升降壓電路的直流變換單元30，其電感L和輸出電容C并聯(lián)連接，電感L和輸出電容C之間連接二極管D。二極管D—端連接輸出電容C，另一端連接開關(guān)元件Q。電感L 一端連接輸出電容C，另一端連接開關(guān)兀件Q。
[0033]第一信號米樣單兀米集LED驅(qū)動電路3的輸入電壓Vin與輸出電壓Vo之和，因此第一信號采樣單元一端連接于二極管D與輸出電容C之間，而另一端連接除法運(yùn)算器310的第一信號輸入端。第一信號采樣單元包括分壓電阻R3和分壓電阻R4。除法運(yùn)算器310的第一信號輸入端連接于分壓電阻R3與分壓電阻R4之間。第二信號采樣單元一端連接LED驅(qū)動電路2的輸入端以采樣輸入電壓Vin，另一端連接除法運(yùn)算器310的第二信號輸入端。即第一信號A為LED驅(qū)動電路3的輸入輸出電壓和信號,第二信號B為LED驅(qū)動電路3的輸入電壓信號。
[0034]比較器312的第一輸入端(未標(biāo)號)連接參考信號,第二輸入端(未標(biāo)號)連接于米樣電阻Rs與開關(guān)元件Q之間，使得電感電流信號輸入第二輸入端，從而控制直流變換單元30的電感電流峰值。本實(shí)施例中，比較器312的第一輸入端為比較器312的負(fù)極,第二輸入端為比較器312的正極，第一信號A和第二信號B經(jīng)過除法器時，第一信號A除以第二信號B。其他實(shí)施例中，也可以將比較器312的第一輸入端設(shè)置為正極，第二輸入端設(shè)置為負(fù)極，即參考信號輸入比較器312的正極，電感電流信號輸入比較器312的負(fù)極。
[0035]本實(shí)施例中，輸入電壓Vin通過電阻Rl和R2進(jìn)行分壓，作為第二信號B輸入，而第一信號A則來自輸出電容C的正端電壓,這個電壓等于輸入電壓Vin和輸出電壓Vo之和(Vin + Vo)。輸入電壓Vin和輸出電壓Vo之和通過電阻R3和R4分壓連接到第一信號輸入端，從而輸入除法運(yùn)算器310。此時第一信號A和第二信號B的比值表達(dá)式為A/B= [(Vin + Vo)*R3/(R3+R4)]/[Vin*R2/(Rl+R2)]=K*[(Vin + Vo)/Vin]。其中 K 為設(shè)計參數(shù)，K=[R3*(R1+R2)]/[R2*(R3+R4)]。第一信號A和第二信號B的比值不是固定值，而是和輸入電壓Vin以及輸出電壓No都有關(guān)系，電感電流峰值則跟隨這個比值進(jìn)行調(diào)整。在這種控制下，輸出電流1表達(dá)式為1=[電流峰值/2]*[Vin/(Vin + Vo) ] =K/(2*Rs)?？梢钥闯觯敵鲭娏?也是一個恒定值，只與設(shè)計參數(shù)K以及采樣電阻Rs有關(guān)，不受輸入電壓Vin以及輸出電壓Vo變化的影響。并且第一信號A和第二信號B的采樣非常簡單方便。
【權(quán)利要求】
1.一種LED驅(qū)動電路，包括直流變換單元、控制所述直流變換單元的控制驅(qū)動單元以及連接所述控制驅(qū)動單元的信號處理單元，所述直流變換單元輸出電流驅(qū)動LED負(fù)載，所述直流變換單元具有電感，所述信號處理單元包括第一信號采樣單元、第二信號采樣單元、除法運(yùn)算器以及比較器，所述第一信號采樣單元采樣到的信號為第一信號，所述第二信號采樣單元采樣到的信號為第二信號，所述第一信號和第二信號經(jīng)過除法運(yùn)算器后形成參考信號，所述參考信號與直流變換單元的電感電流通過比較器的比較輸出控制信號，所述控制信號輸入所述控制驅(qū)動單元從而控制所述直流變換單元恒流輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的LED驅(qū)動電路，其特征在于，所述直流變換單元包括降壓電路，所述第一信號和所述第二信號為直流信號。
3.如權(quán)利要求2所述的LED驅(qū)動電路，其特征在于，所述第一信號采樣單元包括分壓電阻，所述第一信號采樣單元和所述第二信號采樣單元之間具有分壓電阻。
4.如權(quán)利要求1所述的LED驅(qū)動電路，其特征在于，所述第二信號采樣單元采樣所述LED驅(qū)動電路的輸入電壓信號。
5.如權(quán)利要求4所述的LED驅(qū)動電路，其特征在于，所述直流變換單元包括升壓電路，所述第一信號采樣單元采集所述LED驅(qū)動電路的輸出電壓。
6.如權(quán)利要求5所述的LED驅(qū)動電路，其特征在于，所述第一信號采樣單元包括分壓電阻。
7.如權(quán)利要求4所述的LED驅(qū)動電路，其特征在于，所述直流變換單元包括升降壓電路，所述第一信號采樣單元采集所述LED驅(qū)動電路的輸入輸出電壓之和。
8.如權(quán)利要求7所述的LED驅(qū)動電路，其特征在于，所述第一信號采樣單元包括分壓電阻。
9.如權(quán)利要求1所述的LED驅(qū)動電路，其特征在于，所述LED驅(qū)動電路還包括開關(guān)元件，所述信號處理單元輸出關(guān)斷信號，所述關(guān)斷信號控制所述開關(guān)元件的關(guān)斷。
10.如權(quán)利要求1所述的LED驅(qū)動電路，其特征在于，所述開關(guān)元件連接一采樣電阻，所述采樣電阻一端連接所述開關(guān)元件，另一端接地，所述比較器的第一輸入端連接除法運(yùn)算器的輸出端，所述比較器的第二輸入端連接所述采樣電阻與所述開關(guān)元件之間。
【文檔編號】H05B37/02GK104519618SQ201310460978
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】文威 申請人:歐普照明股份有限公司