自適應供電的非隔離降壓型led驅動電路的製作方法
2023-10-22 07:00:02 1
自適應供電的非隔離降壓型led驅動電路的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種自適應供電的非隔離降壓型LED驅動電路及工作方法，包括：整流濾波電路、控制模塊，該控制模塊的供電端通過一電阻與整流電路的輸出端相連；控制模塊內設有一自適應供電電路，該自適應供電電路包括處理器單元，降壓單元，二極體組，模擬開關單元；降壓單元的輸出端與二極體組的輸入端相連，且該輸出端作為自適應供電電路的電壓輸出端；各二極體之間設有節點，各節點分別與模擬開關單元的各開關輸入端相連，該模擬開關單元的各開關輸出端相連，且通過一電阻接地；處理器單元供電端獲取採樣電壓，該處理器單元的控制輸出端分別與模擬開關單元的控制端相連。
【專利說明】自適應供電的非隔離降壓型LED驅動電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種LED驅動電路，尤其涉及一種自適應供電的非隔離降壓型LED驅動電路。
【背景技術】
[0002]隨著LED (Light-Emitting D1de)的工藝不斷改進，LED作為照明光源已經呈現出光效高、壽命長、響應快和環保等特點，已開始在多個照明領域取代傳統光源。雖然單顆LED的功率容量已達10W，但在需要大面積和高照度的照明場合，採用單顆LED的照明方案仍然不能滿足要求。為解決這一問題，常將LED採用並聯、串聯和混聯的方式進行連接，通過非隔離降壓型LED驅動電路對LED進行驅動，傳統的非隔離降壓型LED驅動電路的供電端一般與儲能單元相連，以採集儲能單元的輸出電壓。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的是提供一種自適應供電的非隔離降壓型LED驅動電路，該LED驅動電路的供電部分更加優化，以適應外圍電壓波動，起到保護元器件的作用。
[0004]為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種自適應供電的非隔離降壓型LED驅動電路，包括:整流濾波電路、設有開關管的控制模塊，該控制模塊的供電端通過一電阻與整流電路的輸出端相連；所述控制模塊內設有一自適應供電電路，該自適應供電電路包括處理器單元，由第一、第二電阻串聯構成降壓單元，由若干串聯的二極體構成的二極體組，模擬開關單元；所述降壓單元的輸出端與串聯的若干二極體的輸入端相連，且該輸出端作為所述自適應供電電路的電壓輸出端；所述各二極體之間設有節點，各節點分別與所述模擬開關單元的各開關輸入端相連，該模擬開關單元的各開關輸出端相連，並通過一電阻接地；所述處理器單元從所述供電端獲取採樣電壓，該處理器單元的控制輸出端分別與所述模擬開關單元的控制端相連，即，根據所述採樣電壓值控制所述模擬開關單元打開或閉合相應開關，以增加或減少串聯的二極體，穩定所述自適應供電電路的輸出電壓。
[0005]為了更好的優化電路，精簡元器件，所述控制模塊中的開關管的一端作為電壓輸出端連接至儲能單元的輸入端，所述控制模塊的電流採樣端從儲能單元中續流管的陰極獲取電流採樣信號，通過判斷該電流採樣信號的大小以控制所述開關管的斷開、導通或保持。
[0006]進一步，所述控制模塊還包括:比較單元，該比較單元包括:適於將電流採樣信號轉為電壓採樣信號的採樣電阻，該採樣電阻的一端與所述電流採樣端相連，其另一端接地，所述採樣電阻的一端還與滯回電壓比較子單元相連，該滯回電壓比較子單元適於通過其同相端輸入所述電壓採樣信號，所述滯回電壓比較子單元的輸出端通過一反相器與所述開關管的控制端相連。
[0007]進一步，所述滯回電壓比較子單元包括:比較器，該比較器的反相端輸入一基準電壓，所述電壓採樣信號通過輸入電阻接入比較器的同相端，該同相端還與一反饋電阻的一端相連，所述比較器的輸出端與一輸出電阻的一端相連，所述比較器的輸出端還與所述反饋電阻的另一端相連，所述輸出電阻的另一端作為所述滯回電壓比較子單元的輸出端。
[0008]進一步，為了穩定滯回電壓比較子單元的輸出電壓，所述滯回電壓比較子單元的輸出端還連接雙向穩壓管。
[0009]進一步，為了簡化電路，所述反相器採用非門。
[0010]本實用新型的上述技術方案相比現有技術具有以下優點:(I)本實用新型通過處理器單元、串聯的若干二極體、模擬開關單元配合構成自適應供電電路，該供電電路使控制模塊可接受的供電電壓範圍更大，在所述控制模塊在構成非隔離降壓型LED驅動電路時，無需過多的考慮輸入的電源電壓問題，並且極大的優化了電路，節約了元器件；(2)通過滯回電壓比較子單元通過正向閾值電壓、負向閾值電壓實現了對開關管的控制，實現了對後續儲能單元的充放電；(3)通過滯回電壓比較子單元使控制模塊的結構得到精簡，無需內部的脈衝控制單元即可實現開關管的通斷控制。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]為了使本實用新型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，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中
[0012]圖1為非隔離降壓型LED驅動電路的原理框圖一；
[0013]圖2為自適應供電電路的電路原理圖；
[0014]圖3為非隔離降壓型LED驅動電路的電路原理圖二 ；
[0015]圖4為比較單元的電路原理圖；
[0016]圖5為滯回電壓比較子單元的波形圖。
[0017]其中，第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、電流採樣信號Ics、電壓米樣信號U^；、米樣電阻R11、比較器Al、基準電壓Uk、輸入電阻R8、反饋電阻R9、輸出電阻RlO、採樣電阻Rl 1、雙向穩壓管Z、正向閾值電壓Uth1、負向閾值電壓Uth2、續流管VD。
【具體實施方式】
[0018]為使本實用新型的目的、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，對本實用新型進一步詳細說明。應該理解，這些描述只是示例性的，而並非要限制本實用新型的範圍。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實用新型的概念。
[0019]實施例1
[0020]如圖1和圖2所示，一種自適應供電的非隔離降壓型LED驅動電路，包括:整流濾波電路、設有開關管的控制模塊，該控制模塊的供電端通過一電阻R與整流電路的輸出端相連；所述控制模塊內設有一自適應供電電路，該自適應供電電路包括處理器單元，由第一、第二電阻串聯構成降壓單元，由若干串聯的二極體構成的二極體組，模擬開關單元；所述降壓單元的輸出端與串聯的若干二極體的輸入端相連，且該輸出端作為所述自適應供電電路的電壓輸出端；所述各二極體之間設有節點，各節點分別與所述模擬開關單元的各開關輸入端相連，該模擬開關單元的各開關輸出端相連，且通過一電阻R6接地；所述處理器單元從所述供電端獲取採樣電壓，該處理器單元的控制輸出端分別與所述模擬開關單元的控制端相連，即，根據所述採樣電壓值控制所述模擬開關單元打開或閉合相應開關，以增加或減少串聯的二極體，穩定所述自適應供電電路的輸出電壓；當所述採樣電壓值升高時，則減少串聯的二極體；若當所述採樣電壓值下降時，則增加串聯的二極體。
[0021 ] 所述二極體可以採用如矽管或鍺管。
[0022]所述處理器單元通過第三電阻R3和第四電阻R4構成的分壓電路獲得採樣電壓。
[0023]所述處理器單元通過採樣電壓輸出控制信號的技術方案，在申請號201210410051.2的專利文獻「移動電源放電電流檢測方法及系統」已被公開。
[0024]所述自適應供電電路的作用是提供給控制模塊中的其餘各電路的供電電壓，而對於自適應供電電路本身的採用另外的獨立供電電路，可採用穩壓電路來實現；通過採用自適應供電電路、獨立供電電路兩套供電電路，能有效的降低控制模塊的故障率，且所述自適應供電電路對電壓的調節範圍比獨立供電電路的調節範圍更大，更有利於控制模塊中其餘各電路的穩定供電。
[0025]對於模擬開關單元中的開關是通過內部mos管來實現的。
[0026]如圖3所示，所述控制模塊的開關管的一端作為電壓輸出端連接至儲能單元的輸入端，所述控制模塊的電流採樣端從儲能單元中續流管VD的陰極獲取電流採樣信號、，通過判斷該電流採樣信號Ies的大小以控制所述開關管的斷開、導通或保持。
[0027]所示控制模塊還包括:比較單元,該比較單元包括:適於將電流採樣信號Ics轉為電壓米樣信號Ues的米樣電阻Rll,該米樣電阻Rll的一端與所述電流米樣端相連，其另一端接地；所述採樣電阻Rll的一端還與滯回電壓比較子單元相連，該滯回電壓比較子單元適於通過其同相端輸入所述電壓採樣信號Ucs，所述滯回電壓比較子單元的輸出端通過一反相器與所述開關管的控制端相連，該滯回電壓比較子單元適於根據採樣電壓的變化控制所述開關管的斷開、導通或保持。
[0028]所述滯回電壓比較子單元包括:比較器Al，該比較器Al的反相端輸入一基準電壓Uk，所述電壓採樣信號Ucs通過輸入電阻接入比較器Al的同相端，該同相端還與一反饋電阻R9的一端相連，所述比較器Al的輸出端與一輸出電阻RlO的一端相連，所述比較器Al的輸出端還與所述反饋電阻R9的另一端相連，所述輸出電阻RlO的另一端作為所述滯回電壓比較子單元的輸出端。
[0029]設定所述滯回電壓比較子單兀的負向閾值電壓Uth2、正向閾值電壓Uthi ；
[0030]S卩，所述電壓採樣信號Ucs從負向閾值電壓Uth2開始升高時，所述滯回電壓比較子單元輸出低電平，控制開關管導通，當所述電壓採樣信號化超過正向閾值電壓值時，該滯回電壓比較子單元輸出高電平，控制開關管關閉；
[0031]或，所述電壓採樣信號Ucs從正向閾值電壓Uthi開始下降時，所述滯回電壓比較子單元輸出高電平，控制開關管關斷，當所述電壓採樣信號Uffi等於負向閾值電壓值時，該滯回電壓比較子單元輸出低電平，控制開關管導通。
noD^)
[0032]正向閾值電壓^ (I + R + TT^οι,
AVAV
DQDO
[0033]負向閾值電壓Um2 =(I + -Tr)^zi —
K、) Ky
[0034]設U(^取O,並設定合適的基準電壓Ur即能獲得正向閾值電壓Uthi和負向閾值電壓Uth2，如圖5所示。
[0035]其中，若開關管為三極體，則所述控制端為基極，若為開關，則所述控制端為G極。
[0036]所述滯回電壓比較子單元的輸出端還連接雙向穩壓管Z。
[0037]所述反相器採用非門。
[0038]應當理解的是，本實用新型的上述【具體實施方式】僅僅用於示例性說明或解釋本實用新型的原理，而不構成對本實用新型的限制。因此，在不偏離本實用新型的精神和範圍的情況下所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。此外，本實用新型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】
1.一種自適應供電的非隔離降壓型LED驅動電路，其特徵在於包括:整流濾波電路、設有開關管的控制模塊，該控制模塊的供電端通過一電阻與整流電路的輸出端相連； 所述控制模塊內設有一自適應供電電路，該自適應供電電路包括處理器單元，由第一、第二電阻串聯構成降壓單元，由若干串聯的二極體構成的二極體組，模擬開關單元；所述降壓單元的輸出端與所述二極體組的輸入端相連，且該輸出端作為所述自適應供電電路的電壓輸出端； 所述各二極體之間設有節點，各節點分別與所述模擬開關單元的各開關輸入端相連，該模擬開關單元的各開關輸出端相連，並通過一電阻接地； 所述處理器單元從所述供電端獲取採樣電壓，該處理器單元的控制輸出端與所述模擬開關單元的控制端相連。
2.根據權利要求1所述的非隔離降壓型LED驅動電路，其特徵在於，所述控制模塊中的開關管的一端作為電壓輸出端連接至儲能單元的輸入端，所述控制模塊的電流採樣端從儲能單元中續流管的陰極獲取電流採樣信號，通過判斷該電流採樣信號的大小以控制所述開關管的斷開、導通或保持。
3.根據權利要求2所述的非隔離降壓型LED驅動電路，其特徵在於，所述控制模塊還包括:比較單元，該比較單元包括:適於將電流採樣信號轉為電壓採樣信號的採樣電阻，該採樣電阻的一端與所述電流採樣端相連，其另一端接地，所述採樣電阻的一端還與滯回電壓比較子單元相連； 所述滯回電壓比較子單元適於通過其同相端輸入所述電壓採樣信號，該滯回電壓比較子單元的輸出端通過一反相器與所述開關管的控制端相連。
4.根據權利要求3所述的非隔離降壓型LED驅動電路，其特徵在於，所述滯回電壓比較子單元包括:比較器，該比較器的反相端輸入一基準電壓，所述電壓採樣信號通過輸入電阻接入比較器的同相端，該同相端還與一反饋電阻的一端相連，所述比較器的輸出端與一輸出電阻的一端相連，所述比較器的輸出端還與所述反饋電阻的另一端相連，所述輸出電阻的另一端作為所述滯回電壓比較子單元的輸出端。
5.根據權利要求4所述的非隔離降壓型LED驅動電路，其特徵在於，所述滯回電壓比較子單元的輸出端還連接雙向穩壓管。
6.根據權利要求3-5任一所述的非隔離降壓型LED驅動電路，其特徵在於，所述反相器採用非門。
【文檔編號】H05B37/02GK204069423SQ201420376442
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年7月8日 優先權日:2014年7月8日
【發明者】張永良, 唐振宇, 莫燕紅 申請人:浙江大學常州工業技術研究院