無頻閃的高恒流精度led驅動電路及其工作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種無頻閃的高恒流精度LED驅動電路及其工作方法，本高恒流精度LED驅動電路，包括：內含有MOS管及反饋信號輸入端的LED驅動器，與該LED驅動器相連的儲能單元；所述儲能單元與一反饋回路通過互感進行耦合以獲得反饋信號，該反饋信號輸入至所述反饋信號輸入端。本發(fā)明通過內含有MOS管及反饋信號輸入端的LED驅動器提高了驅動電路的集成度，僅需一個LED驅動器即可避免LED頻閃問題；通過內置過壓保護使LED驅動電路的外圍電路更加精簡，可靠性更好；本LED驅動器不會出現(xiàn)打嗝現(xiàn)象，當輸出電壓高于過壓保護基準電壓時，直接鎖死，進一步保護了LED驅動器。
【專利說明】無頻閃的高恒流精度LED驅動電路及其工作方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種LED驅動電路，尤其涉及一種無頻閃的高恒流精度LED驅動電路及其工作方法。

【背景技術】
[0002]照明領域，關于頻閃對人體造成的傷害，已有相關的生物學及醫(yī)學研究，一、可能引發(fā)腦細胞損傷，二、可能影響閱讀及視力，三、降低工作效率和引發(fā)工傷。為了克服上述缺陷，可以采用LED照明。
[0003]雖然LED照明燈具采用的是恒定直流供電，理論上完全可能實現(xiàn)無頻閃恒定照明。但事實上，從LED驅動電路的成本考慮，生產廠商大部分都是采用單極PFC電路。因此，輸出到LED的電流不是一條直線。所以，還是會產生不同程度的LED頻閃。
[0004]單極PFC電路對于LED應用來說，LED光效會偏低，而且容易光衰。原本350mA的LED，實際流過LED峰值電流可能要到600?700mA，而在這期間，LED光效變差，熱量加大。當前如果需要高PFC必須考慮做兩級，前級用單極PFC做一恒壓，后級將電壓轉換成恒定的電流,此種設計大大提高了生產成本。


【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種無頻閃的高恒流精度LED驅動電路，其通過內含有MOS管及反饋信號輸入端的LED驅動器提高了驅動電路的集成度，僅需一個LED驅動器即可避免LED頻閃問題。
[0006]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種無頻閃的高恒流精度LED驅動電路，包括:內含有MOS管及反饋信號輸入端的LED驅動器，與該LED驅動器相連的儲能單元；所述儲能單元與一反饋回路通過互感進行耦合以獲得反饋信號，該反饋信號通過反饋支路輸入至所述反饋信號輸入端。
[0007]優(yōu)選的，為了進一步有效的利用一個驅動器解決頻閃問題，所述LED驅動器包括:電感電流檢測模塊、與所述MOS管相連的PWM控制模塊，所述電感電流檢測模塊包括:第一、第二集成運放，其中，第一集成運放的反相端和第二集成運放的同相端相連后與MOS管的源極相連，所述第一集成運放的同相端、第二集成運放的反相端用于分別輸入電感電流檢測用上、下限電壓閾值，所述第一、第二集成運放的輸出端分別與所述PWM控制模塊的相應輸入端相連；所述PWM控制模塊適于根據(jù)電感電流調節(jié)輸出的PWM信號的占空比。
[0008]優(yōu)選的，為了實現(xiàn)過壓保護功能，所述LED驅動器還包括:適于接入所述反饋信號的OVP模塊，所述OVP模塊適于根據(jù)獲取的所述反饋信號判斷是否輸出過壓保護信號；
[0009]所述PWM控制模塊與所述OVP模塊的輸出端相連，適于根據(jù)所述過壓保護信號將LED驅動器鎖死。
[0010]優(yōu)選的，在實現(xiàn)過壓保護功能時，避免驅動電路出現(xiàn)打嗝現(xiàn)象；所述OVP模塊包括:第三、第四集成運放；所述第三集成運放的反相端接入所述反饋信號，且同相端接入一過壓保護基準電壓，該第三集成運放的輸出端與第一 NPN型三級管的基極相連，所述第一NPN型三級管的集電極通過第一電阻與電源相連，且發(fā)射極接地；所述第一 NPN型三級管的集電極還與第四集成運放的同相端相連，該第四集成運放的反相端與所述第三集成運放的同相端相連，所述第四集成運放的輸出端與第二 NPN型三極管的集電極和第三NPN型三極管的基極相連；所述第二 NPN型三極管的基極與第三NPN型三極管的發(fā)射極相連后通過第二電阻與第二 NPN型三極管的發(fā)射極相連；所述第二 NPN型三極管的發(fā)射極還作為所述OVP模塊的輸出端與所述PWM控制模塊的輸入端相連。
[0011]優(yōu)選的，所述第三集成運放的反相端通過第一調理電路與反饋信號輸入端相連。
[0012]優(yōu)選的，為了實現(xiàn)兼容過熱保護功能，所述恒流LED驅動器還包括:感溫模塊，該感溫模塊通過第二調理電路與所述第三集成運放的反相端相連；所述第一、第二調理電路結構相同，且包括:適于接入輸入電壓的串聯(lián)分壓電路，與該串聯(lián)分壓電路相連的電壓跟隨器。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種由所述高恒流精度LED驅動器的工作方法，以解決LED驅動電路實現(xiàn)過壓保護的技術問題。
[0014]所述高恒流精度LED驅動電路的工作方法，包括:過壓保護的方法，該方法包括:
[0015]所述OVP模塊根據(jù)獲取的所述反饋信號判斷是否輸出過壓保護信號；若反饋信號大于過壓保護基準電壓，則輸出過壓保護信號，所述PWM控制模塊根據(jù)所述過壓保護信號將所述LED驅動器鎖死。
[0016]優(yōu)選的，為了實現(xiàn)兼容過熱保護功能，所述工作方法還包括:過熱保護的方法，該方法包括:通過一感溫模塊將溫度信號轉換為電壓信號后通過第二調理電路輸入至所述OVP模塊，且所述第二調理電路的輸出范圍與連接于第三集成運放的反相端與反饋信號輸入端之間的第一調理電路的反饋信號范圍相同，以使所述OVP模塊實現(xiàn)過熱保護與過壓保護功能。
[0017]優(yōu)選的，所述PWM控制模塊當芯片溫度為140°C時，控制所述LED驅動器鎖死，待溫度降為120°C時，啟動所述LED驅動器。
[0018]本發(fā)明的上述技術方案相比現(xiàn)有技術具有以下優(yōu)點:(1)本發(fā)明通過內含有MOS管及反饋信號輸入端的LED驅動器提高了驅動電路的集成度，僅需一個LED驅動器即可避免LED頻閃問題；(2)通過內置過壓保護使LED驅動電路的外圍電路更加精簡，可靠性更好；(3)本LED驅動器不會出現(xiàn)打嗝現(xiàn)象，當輸出電壓高于過壓保護基準電壓時，直接鎖死，進一步保護了 LED驅動器。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]為了使本發(fā)明的內容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)的具體實施例并結合附圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明，其中
[0020]圖1是所述高恒流精度LED驅動電路的電路圖；
[0021]圖2是所述LED驅動器的原理框圖；
[0022]圖3是所述OVP模塊的原理框圖。

【具體實施方式】
[0023]為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明了，下面結合【具體實施方式】并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。應該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本發(fā)明的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結構和技術的描述，以避免不必要地混淆本發(fā)明的概念。
[0024]實施例1
[0025]圖1示出了所述高恒流精度LED驅動電路的電路圖。
[0026]如圖1所示，一種無頻閃的高恒流精度LED驅動電路，包括:
[0027]內含有MOS管及反饋信號輸入端的LED驅動器Ul，與該LED驅動器Ul相連的儲能單元；所述儲能單元與一反饋回路通過互感進行耦合以獲得反饋信號，該反饋信號通過反饋支路輸入至所述反饋信號輸入端Z⑶。
[0028]具體的，所述LED驅動器Ul的管腳:1腳NC端(懸空)，2腳VCC端(供電)，3腳反饋信號輸入端，4腳CS端(M0S管的源極)，5腳和6腳(M0S管漏極)，7腳接地，8腳環(huán)路補償引腳。
[0029]所述儲能單元包括:續(xù)流管D1、電容C2、輸出電阻RL,互感Tl的初級線圈,所述續(xù)流管Dl的陰極與電容C2的正極、輸出電阻RL的一端相連，且所述輸出電阻RL的另一端與電容C2的負極相連后與初級線圈的帶點端相連，初級線圈的非帶點端與續(xù)流管Dl的陽極相連，該非帶點端還與LED驅動器Ul的D端(5腳和6腳)相連，LED驅動器Ul的CS端(4腳)與電阻R3相連后接地。
[0030]所述反饋支路具體為:所述互感Tl的次級線圈通過耦合獲得反饋信號，其中，次級線圈的帶點端接地，非帶點端與二極管D2的陽極和電阻R5的一端相連，二極管D2的陰極與電容C3的正極相連，所述電阻R5的另一端分別與電阻R4的一端和所述反饋信號輸入端ZCD (3腳)相連；電阻R4的另一端與電容C3的負極相連并接地。
[0031 ] 所述LED驅動器Ul的COM端(8腳)通過電容C4接地。
[0032]所述互感Tl中的初級線圈和次級線圈的帶點端構成一對同名端。
[0033]圖2示出了所述LED驅動器的原理框圖。
[0034]如圖2所示，所述LED驅動器包括:電感電流檢測模塊、與所述MOS管相連的PWM控制模塊，所述電感電流檢測模塊包括:第一、第二集成運放，其中，第一集成運放Al的反相端和第二集成運放A2的同相端相連后與MOS管的源極相連，所述第一集成運放Al的同相端、第二集成運放A2的反相端用于分別輸入電感電流檢測用上、下限電壓閾值(VREF1、VREF2)，所述第一、第二集成運放的輸出端分別與所述PWM控制模塊的相應輸入端相連；所述PWM控制模塊適于根據(jù)電感電流調節(jié)輸出的PWM信號的占空比。
[0035]其中，所述PWM控制模塊可以采用微處理控制器來實現(xiàn)，例如采用ST公司的STM8S系列MCU來實現(xiàn)。
[0036]所述LED驅動器還包括:適于接入所述反饋信號的OVP模塊，所述OVP模塊適于根據(jù)獲取的所述反饋信號判斷是否輸出過壓保護信號；所述PWM控制模塊與所述OVP模塊的輸出端相連，適于根據(jù)所述過壓保護信號將LED驅動器鎖死。
[0037]可選的，所述反饋信號還適于接入過零檢測模塊，該過零檢測模塊的輸出端還與所述PWM控制模塊的相應輸入端相連。
[0038]圖3示出了所述OVP模塊的原理框圖。
[0039]如圖3所示，所述OVP模塊包括:第三、第四集成運放；所述第三集成運放A3的反相端接入所述反饋信號，且同相端接入一過壓保護基準電壓VREF’，該第三集成運放A3的輸出端與第一 NPN型三級管Tl的基極相連，所述第一 NPN型三級管Tl的集電極通過第一電阻R1’與電源相連，且發(fā)射極接地；所述第一 NPN型三級管Tl的集電極還與第四集成運放A4的同相端相連，該第四集成運放A4的反相端與所述第三集成運放A3的同相端相連，所述第四集成運放A4的輸出端與第二 NPN型三極管T2的集電極和第三NPN型三極管T3的基極相連；所述第二 NPN型三極管T2的基極與第三NPN型三極管T3的發(fā)射極相連后通過第二電阻R2’與第二 NPN型三極管T2的發(fā)射極相連；所述第二 NPN型三極管T2的發(fā)射極還作為所述OVP模塊的輸出端與所述PWM控制模塊的輸入端相連。
[0040]所述第三集成運放A3的反相端通過第一調理電路與反饋信號輸入端Z⑶相連。
[0041]所述恒流LED驅動器還包括:感溫模塊，該感溫模塊通過第二調理電路與所述第三集成運放A3的反相端相連；所述第一、第二調理電路結構相同，且包括:適于接入輸入電壓的串聯(lián)分壓電路，與該串聯(lián)分壓電路相連的電壓跟隨器?？蛇x的，所述感溫模塊可以但不限于采用熱敏電阻的感溫器件。
[0042]實施例2
[0043]在實施例1基礎上的所述高恒流精度LED驅動電路的工作方法，所述工作方法包括:過壓保護的方法，該方法包括:
[0044]所述OVP模塊根據(jù)獲取的所述反饋信號判斷是否輸出過壓保護信號；若反饋信號大于過壓保護基準電壓，則輸出過壓保護信號，所述PWM控制模塊根據(jù)所述過壓保護信號將所述LED驅動器鎖死。
[0045]本實施例中，所述OVP模塊的【具體實施方式】與實施例1相同，這里不再重復。
[0046]進一步,所述工作方法還包括:過熱保護的方法,該方法包括:
[0047]通過一感溫模塊將溫度信號轉換為電壓信號后通過第二調理電路輸入至所述OVP模塊，且所述第二調理電路的輸出范圍與連接于第三集成運放A3的反相端與反饋信號輸入端之間的第一調理電路的反饋信號范圍相同，以使所述OVP模塊實現(xiàn)過熱保護與過壓保護功能。
[0048]本實施例中所提到的電路模塊均與實施例1中電路模塊相同，所以這里不在重復。
[0049]所述PWM控制模塊當芯片溫度為140°C時，控制所述LED驅動器鎖死，待溫度降為120°C時，啟動所述LED驅動器。
[0050]應當理解的是，本發(fā)明的上述【具體實施方式】僅僅用于示例性說明或解釋本發(fā)明的原理，而不構成對本發(fā)明的限制。因此，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。此外，本發(fā)明所附權利要求旨在涵蓋落入所附權利要求范圍和邊界、或者這種范圍和邊界的等同形式內的全部變化和修改例。
【權利要求】
1.一種無頻閃的高恒流精度LED驅動電路，其特征在于，包括: 內含有MOS管及反饋信號輸入端的LED驅動器，與該LED驅動器相連的儲能單元； 所述儲能單元與一反饋回路通過互感進行耦合以獲得反饋信號，該反饋信號通過反饋支路輸入至所述反饋信號輸入端。
2.根據(jù)權利要求1所述的高恒流精度LED驅動電路，其特征在于，所述LED驅動器包括:電感電流檢測模塊、與所述MOS管相連的PWM控制模塊， 所述電感電流檢測模塊包括:第一、第二集成運放，其中，第一集成運放的反相端和第二集成運放的同相端相連后與MOS管的源極相連，所述第一集成運放的同相端、第二集成運放的反相端用于分別輸入電感電流檢測用上、下限電壓閾值，所述第一、第二集成運放的輸出端分別與所述PWM控制模塊的相應輸入端相連； 所述PWM控制模塊適于根據(jù)電感電流調節(jié)輸出的PWM信號的占空比。
3.根據(jù)權利要求2所述的高恒流精度LED驅動電路，其特征在于，所述LED驅動器還包括:適于接入所述反饋信號的OVP模塊，所述OVP模塊適于根據(jù)獲取的所述反饋信號判斷是否輸出過壓保護信號； 所述PWM控制模塊與所述OVP模塊的輸出端相連，適于根據(jù)所述過壓保護信號將LED驅動器鎖死。
4.根據(jù)權利要求3所述的高恒流精度LED驅動電路，其特征在于，所述OVP模塊包括:第三、第四集成運放； 所述第三集成運放的反相端接入所述反饋信號，且同相端接入一過壓保護基準電壓，該第三集成運放的輸出端與第一 NPN型三級管的基極相連，所述第一 NPN型三級管的集電極通過第一電阻與電源相連，且發(fā)射極接地； 所述第一 NPN型三級管的集電極還與第四集成運放的同相端相連，該第四集成運放的反相端與所述第三集成運放的同相端相連，所述第四集成運放的輸出端與第二 NPN型三極管的集電極和第三NPN型三極管的基極相連； 所述第二 NPN型三極管的基極與第三NPN型三極管的發(fā)射極相連后通過第二電阻與第二 NPN型三極管的發(fā)射極相連； 所述第二 NPN型三極管的發(fā)射極還作為所述OVP模塊的輸出端與所述PWM控制模塊的輸入端相連。
5.根據(jù)權利要求4所述的高恒流精度LED驅動電路，其特征在于，所述第三集成運放的反相端通過第一調理電路與反饋信號輸入端相連。
6.根據(jù)權利要求5所述的高恒流精度LED驅動電路，其特征在于，所述恒流LED驅動器還包括:感溫模塊，該感溫模塊通過第二調理電路與所述第三集成運放的反相端相連； 所述第一、第二調理電路結構相同，且包括:適于接入輸入電壓的串聯(lián)分壓電路，與該串聯(lián)分壓電路相連的電壓跟隨器。
7.一種高恒流精度LED驅動電路的工作方法，其特征在于，所述工作方法包括:過壓保護的方法，該方法包括: 所述OVP模塊根據(jù)獲取的所述反饋信號判斷是否輸出過壓保護信號； 若反饋信號大于過壓保護基準電壓，則輸出過壓保護信號，所述PWM控制模塊根據(jù)所述過壓保護信號將所述LED驅動器鎖死。
8.根據(jù)權利要求7所述的工作方法，其特征在于，所述工作方法還包括:過熱保護的方法，該方法包括: 通過一感溫模塊將溫度信號轉換為電壓信號后通過第二調理電路輸入至所述OVP模塊， 且所述第二調理電路的輸出范圍與連接于第三集成運放的反相端與反饋信號輸入端之間的第一調理電路的反饋信號范圍相同，以使所述OVP模塊實現(xiàn)過熱保護與過壓保護功倉泛。
9.根據(jù)權利要求8所述的工作方法，其特征在于，所述PWM控制模塊當芯片溫度為140°C時，控制所述LED驅動器鎖死，待溫度降為120°C時，啟動所述LED驅動器。
【文檔編號】H05B37/02GK104202884SQ201410467193
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月12日 優(yōu)先權日:2014年9月12日
【發(fā)明者】張永良 申請人:常州頂芯半導體技術有限公司