無頻閃的高恆流精度led驅動電路及其工作方法
2023-06-26 01:52:46 2
無頻閃的高恆流精度led驅動電路及其工作方法
【專利摘要】本發明涉及一種無頻閃的高恆流精度LED驅動電路及其工作方法，本高恆流精度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迴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驅動器不會出現打嗝現象，當輸出電壓高於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】無頻閃的高恆流精度LED驅動電路及其工作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種LED驅動電路，尤其涉及一種無頻閃的高恆流精度LED驅動電路及其工作方法。
【背景技術】
[0002]照明領域，關於頻閃對人體造成的傷害，已有相關的生物學及醫學研究，一、可能引發腦細胞損傷，二、可能影響閱讀及視力，三、降低工作效率和引發工傷。為了克服上述缺陷，可以採用LED照明。
[0003]雖然LED照明燈具採用的是恆定直流供電，理論上完全可能實現無頻閃恆定照明。但事實上，從LED驅動電路的成本考慮，生產廠商大部分都是採用單極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電路對於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做一恆壓，後級將電壓轉換成恆定的電流,此種設計大大提高了生產成本。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種無頻閃的高恆流精度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，本發明提供了一種無頻閃的高恆流精度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迴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後與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於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控制模塊適於根據電感電流調節輸出的PWM信號的佔空比。
[0008]優選的，為了實現過壓保護功能，所述LED驅動器還包括:適於接入所述反饋信號的OVP模塊，所述OVP模塊適於根據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，適於根據所述過壓保護信號將LED驅動器鎖死。
[0010]優選的，在實現過壓保護功能時，避免驅動電路出現打嗝現象；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型三極體的集電極和第三NPN型三極體的基極相連；所述第二 NPN型三極體的基極與第三NPN型三極體的發射極相連後通過第二電阻與第二 NPN型三極體的發射極相連；所述第二 NPN型三極體的發射極還作為所述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]優選的，為了實現兼容過熱保護功能，所述恆流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:適於接入輸入電壓的串聯分壓電路，與該串聯分壓電路相連的電壓跟隨器。
[0013]根據本發明的另一方面，提供了一種由所述高恆流精度LED驅動器的工作方法，以解決LED驅動電路實現過壓保護的技術問題。
[0014]所述高恆流精度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；若反饋信號大於過壓保護基準電壓，則輸出過壓保護信號，所述PWM控制模塊根據所述過壓保護信號將所述LED驅動器鎖死。
[0016]優選的，為了實現兼容過熱保護功能，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後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範圍與連接於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範圍相同，以使所述OVP模塊實現過熱保護與過壓保護功能。
[0017]優選的，所述PWM控制模塊當晶片溫度為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]本發明的上述技術方案相比現有技術具有以下優點:(1)本發明通過內含有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驅動器不會出現打嗝現象，當輸出電壓高於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]為了使本發明的內容更容易被清楚的理解，下面根據的具體實施例並結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明，其中
[0020]圖1是所述高恆流精度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]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明了，下面結合【具體實施方式】並參照附圖，對本發明進一步詳細說明。應該理解，這些描述只是示例性的，而並非要限制本發明的範圍。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明的概念。
[0024]實施例1
[0025]圖1示出了所述高恆流精度LED驅動電路的電路圖。
[0026]如圖1所示，一種無頻閃的高恆流精度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迴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腳環路補償引腳。
[0029]所述儲能單元包括:續流管D1、電容C2、輸出電阻RL,互感Tl的初級線圈,所述續流管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的負極相連後與初級線圈的帶點端相連，初級線圈的非帶點端與續流管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相連後接地。
[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，非帶點端與二極體D2的陽極和電阻R5的一端相連，二極體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的負極相連並接地。
[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的同相端相連後與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的反相端用於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控制模塊適於根據電感電流調節輸出的PWM信號的佔空比。
[0035]其中，所述PWM控制模塊可以採用微處理控制器來實現，例如採用ST公司的STM8S系列MCU來實現。
[0036]所述LED驅動器還包括:適於接入所述反饋信號的OVP模塊，所述OVP模塊適於根據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，適於根據所述過壓保護信號將LED驅動器鎖死。
[0037]可選的，所述反饋信號還適於接入過零檢測模塊，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型三極體T2的集電極和第三NPN型三極體T3的基極相連；所述第二 NPN型三極體T2的基極與第三NPN型三極體T3的發射極相連後通過第二電阻R2』與第二 NPN型三極體T2的發射極相連；所述第二 NPN型三極體T2的發射極還作為所述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]所述恆流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:適於接入輸入電壓的串聯分壓電路，與該串聯分壓電路相連的電壓跟隨器。可選的，所述感溫模塊可以但不限於採用熱敏電阻的感溫器件。
[0042]實施例2
[0043]在實施例1基礎上的所述高恆流精度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；若反饋信號大於過壓保護基準電壓，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，這裡不再重複。
[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後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範圍與連接於第三集成運放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範圍相同，以使所述OVP模塊實現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，所以這裡不在重複。
[0049]所述PWM控制模塊當晶片溫度為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，本發明的上述【具體實施方式】僅僅用於示例性說明或解釋本發明的原理，而不構成對本發明的限制。因此，在不偏離本發明的精神和範圍的情況下所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。此外，本發明所附權利要求旨在涵蓋落入所附權利要求範圍和邊界、或者這種範圍和邊界的等同形式內的全部變化和修改例。
【權利要求】
1.一種無頻閃的高恆流精度LED驅動電路，其特徵在於，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迴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.根據權利要求1所述的高恆流精度LED驅動電路，其特徵在於，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後與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於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控制模塊適於根據電感電流調節輸出的PWM信號的佔空比。
3.根據權利要求2所述的高恆流精度LED驅動電路，其特徵在於，所述LED驅動器還包括:適於接入所述反饋信號的OVP模塊，所述OVP模塊適於根據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，適於根據所述過壓保護信號將LED驅動器鎖死。
4.根據權利要求3所述的高恆流精度LED驅動電路，其特徵在於，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型三極體的集電極和第三NPN型三極體的基極相連； 所述第二 NPN型三極體的基極與第三NPN型三極體的發射極相連後通過第二電阻與第二 NPN型三極體的發射極相連； 所述第二 NPN型三極體的發射極還作為所述OVP模塊的輸出端與所述PWM控制模塊的輸入端相連。
5.根據權利要求4所述的高恆流精度LED驅動電路，其特徵在於，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.根據權利要求5所述的高恆流精度LED驅動電路，其特徵在於，所述恆流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:適於接入輸入電壓的串聯分壓電路，與該串聯分壓電路相連的電壓跟隨器。
7.一種高恆流精度LED驅動電路的工作方法，其特徵在於，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； 若反饋信號大於過壓保護基準電壓，則輸出過壓保護信號，所述PWM控制模塊根據所述過壓保護信號將所述LED驅動器鎖死。
8.根據權利要求7所述的工作方法，其特徵在於，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後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範圍與連接於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範圍相同，以使所述OVP模塊實現過熱保護與過壓保護功倉泛。
9.根據權利要求8所述的工作方法，其特徵在於，所述PWM控制模塊當晶片溫度為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 優先權日:2014年9月12日
【發明者】張永良 申請人:常州頂芯半導體技術有限公司