Led恆流驅動電路、開關電源及照明設備的製作方法
2023-06-07 08:27:46 2
Led恆流驅動電路、開關電源及照明設備的製作方法
【專利摘要】一種LED恆流驅動電路、開關電源及照明設備，開關電源包括電流控制器、N型MOS管、續流二極體、電感器、濾波電容及採樣模塊，所述採樣模塊包括：第一採樣電阻，第一端與所述MOS管的源極連接，第二端接地；比較模塊，正輸入端與所述MOS管的源極連接，輸出端與所述電流控制器的採樣端連接；第一分壓電阻，第一端接穩壓電源，第二端與所述比較模塊的負輸入端連接；阻值切換模塊，第一端與所述第一分壓電阻的第二端連接，第二端接地，利用開關切換不同阻值的電阻置於所述第一分壓電阻與地之間。這樣主電路迴路中大電流不通過阻值切換模塊的開關，開關的使用壽命就不會受到影響，更不會發生因老化而跳火等安全隱患，而且也可以實現功率較大的LED驅動產品。
【專利說明】
LED恆流驅動電路、開關電源及照明設備
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及LED照明技術，特別是涉及一種LED恆流驅動電路、開關電源及照明設備。
【背景技術】
[0002]在LED照明驅動應用技術中，多檔位LED驅動一般是由浮地輸出BUCK型電路組成。通過高性能電流模式控制器內部的電流採樣比較器來控制開關管傳導。
[0003]如圖1，多檔位電流就是控制開關K來改變電阻Rs上的阻值，使控制器U的採樣引腳CS的採樣電壓改變，就可以控制開關管Q的開關傳導，從而控制輸出電流。因此，在切換檔位撥動開關K時，主迴路的也就流經開關K。在長期工作或者經常切換檔位，開關K的觸點就會老化，故障逐漸出現。因此，開關K不能通過較大的電流，從而限制產品的功率；另夕卜，開關K應用在電路的主電流迴路中，當開關K老化後，容易出現接觸不良甚至出現跳火等現象，產品的安全可靠性將降低。
實用新型內容
[0004]基於此，有必要提供一種可提高開關壽命，避免安全隱患的LED恆流驅動電路。
[0005]一種開關電源，包括電流控制器、N型MOS管、續流二極體、電感器、濾波電容及採樣模塊，所述續流二極體的陽極與所述MOS管的漏極、所述電感器的第一端連接，陰極連直流電源；所述濾波電容的兩端分別接入所述直流電源和與所述電感器的第二端連接，並分別作為開關電源的兩個輸出端；電流控制器的控制端與所述MOS管的柵極連接，採樣端以及所述MOS管的源極通過所述採樣模塊接地，所述控制器根據採樣的電壓值大小控制所述MOS管的開關時機，從而控制輸出電流大小，所述採樣模塊包括:
[0006]第一採樣電阻，第一端與所述MOS管的源極連接，第二端接地；
[0007]比較模塊，正輸入端與所述MOS管的源極連接，輸出端與所述電流控制器的採樣端連接；
[0008]第一分壓電阻，第一端接穩壓電源，第二端與所述比較模塊的負輸入端連接；
[0009]阻值切換模塊，第一端與所述第一分壓電阻的第二端連接，第二端接地，利用開關切換不同阻值的電阻置於所述第一分壓電阻與地之間。
[0010]進一步地，所述阻值切換模塊包括多個第二分壓電阻和多個開關，該第二分壓電阻和開關的個數相同，該多個第二分壓電阻串聯連接後接所述第一分壓電阻的第二端，且每個所述第二分壓電阻遠離該第一分壓電阻的一端分別通過所述開關接地。
[0011]進一步地，所述比較模塊包括比較器，該比較器的正向輸入端、反相輸入端、輸出端分別作為所述比較模塊的正輸入端、負輸入端、輸出端。
[0012]進一步地,所述比較模塊還包括:
[0013]模擬轉換模塊，輸入端與所述第一分壓電阻的第二端，根據所述阻值切換模塊採樣的電壓值在其輸出端輸出基準電壓；
[0014]內部參考模塊，輸入端與所述模擬轉換模塊的輸出端連接，輸出端與所述比較器的反相輸入端連接，對所述基準電壓進行校準後輸入到所述比較器的反相輸入端。
[0015]此外，還提供了一種LED恆流驅動電路，用於驅動LED負載，包括電流控制器、N型MOS管、續流二極體、電感器、濾波電容及採樣模塊，所述續流二極體的陽極與所述MOS管的漏極、所述電感器的第一端連接，陰極連直流電源；所述濾波電容的第一端接入所述直流電源並與所述LED負載的正端連接，第二端與所述電感器的第二端及所述LED負載的負端連接；電流控制器的控制端與所述MOS管的柵極連接，採樣端以及所述MOS管的源極通過所述採樣模塊接地，所述控制器根據採樣的電壓值大小控制所述MOS管的開關時機，從而控制向所述LED負載輸出的電流的大小,所述米樣模塊包括:
[0016]第一採樣電阻，第一端與所述MOS管的源極連接，第二端接地；
[0017]比較模塊，正輸入端與所述MOS管的源極連接，輸出端與所述電流控制器的採樣端連接；
[0018]第一分壓電阻，第一端接穩壓電源，第二端與所述比較模塊的負輸入端連接；
[0019]阻值切換模塊，第一端與所述第一分壓電阻的第二端連接，第二端接地，利用開關切換不同阻值的電阻置於所述第一分壓電阻與地之間。
[0020]進一步地，所述阻值切換模塊包括多個第二分壓電阻和多個開關，該第二分壓電阻和開關的個數相同，該多個第二分壓電阻串聯連接後接所述第一分壓電阻的第二端，且每個所述第二分壓電阻遠離該第一分壓電阻的一端分別通過所述開關接地。
[0021]進一步地，所述比較模塊包括比較器，該比較器的正向輸入端、反相輸入端、輸出端分別作為所述比較模塊的正輸入端、負輸入端、輸出端。
[0022]進一步地,所述比較模塊還包括:
[0023]模擬轉換模塊，輸入端與所述第一分壓電阻的第二端，根據所述阻值切換模塊採樣的電壓值在其輸出端輸出基準電壓；
[0024]內部參考模塊，輸入端與所述模擬轉換模塊的輸出端連接，輸出端與所述比較器的反相輸入端連接，對所述基準電壓進行校準後輸入到所述比較器的反相輸入端。
[0025]另外，還提供了一種照明設備，包括上述的開關電源；或上述的LED恆流驅動電路及LED負載。
[0026]上述開關電源或LED恆流驅動電路通過將採用電阻上連接比較模塊，阻值切換模塊切換阻值檔位時，電流控制器只需要採樣由穩壓電源分壓的電壓值形成基準電壓，使比較模塊輸出信號給電流控制器的採樣端以控制MOS管的開關傳導，從而控制輸出電流，得到想要的電流值。這樣主電路迴路中大電流不通過阻值切換模塊的開關，開關的使用壽命就不會受到影響，更不會發生因老化而跳火等安全隱患，而且也可以實現功率較大的LED驅動產品。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]圖1為現有的LED驅動電路；
[0028]圖2為本實用新型較佳實施例中的LED恆流驅動電路。
【具體實施方式】
[0029]為了使本實用新型要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。
[0030]請參閱圖2，本實用新型較佳實施例中LED恆流驅動電路，其用於驅動LED負載，該LED恆流驅動電路主要包括開關電源，該開關電源包括電流控制器U1、N型MOS管Q1、續流二極體Dl、電感器L1、濾波電容Cl及採樣模塊10。
[0031]續流二極體Dl的陽極與MOS管Ql的漏極以及電感器LI的第一端連接，續流二極體Dl的陰極連直流電源DC。濾波電容Cl的兩端分別接入直流電源DC和與電感器LI的第二端連接，並分別作為開關電源的兩個輸出端，其中，第一端接入直流電源DC並與LED負載的正端連接，第二端與電感器LI的第二端及LED負載的負端連接。
[0032]電流控制器Ul的控制端與MOS管Ql的柵極連接，採樣端以及MOS管Ql的源極通過採樣模塊10接地，電流控制器Ul根據採樣的電壓值大小控制MOS管Ql的開關時機，從而控制輸出電流大小。電流控制器Ul可以選擇ST (意法半導體)的UCx843B/2/3843B晶片。
[0033]本實施例中，米樣模塊10包括:第一米樣電阻Rs、比較模塊11、第一分壓電阻R1、阻值切換模塊12。
[0034]第一採樣電阻Rs的第一端與MOS管Ql的源極連接，第一採樣電阻Rs的第二端接地；比較模塊11的正輸入端與MOS管Ql的源極連接，比較模塊11的輸出端與電流控制器Ul的採樣端連接。第一分壓電阻Rl的第一端接穩壓電源VDD第一分壓電阻Rl的第二端與比較模塊11的負輸入端連接。阻值切換模塊12的第一端與第一分壓電阻Rl的第二端連接，第二端接地，阻值切換模塊12利用所具有的開關，切換不同阻值的電阻置於第一分壓電阻Rl與地之間。
[0035]進一步地，阻值切換模塊12包括多個第二分壓電阻R2和多個開關K，該第二分壓電阻R2和開關K的個數相同，該多個第二分壓電阻R2串聯連接後接第一分壓電阻Rl的第二端，且每個第二分壓電阻R2遠離該第一分壓電阻Rl的一端分別通過開關K接地。
[0036]進一步地，比較模塊11包括比較器，該比較器OPl的正向輸入端、反相輸入端、輸出端分別作為比較模塊11的正輸入端、負輸入端、輸出端。
[0037]優選地，比較模塊11還包括模擬轉換模塊112、內部參考模塊114。模擬轉換模塊112的輸入端與第一分壓電阻Rl的第二端，模擬轉換模塊112根據阻值切換模塊12米樣的電壓值在其輸出端輸出基準電壓；內部參考模塊114的輸入端與模擬轉換模塊112的輸出端連接，內部參考模塊114的輸出端與比較器OPl的反相輸入端連接，對基準電壓進行校準後輸入到比較器OPl的反相輸入端。在一個實施例中，比較模塊11可以固化於一晶片中。
[0038]將大電流不通過多檔位開關K，開關K的功能只起到檔位切換，直接連接第二分壓電阻R2到地，此時第二分壓電阻R2不需要採集信號給電流控制器Ul (如UCx843)內部的電流採樣比較器OPl。
[0039]增加比較模塊11，多檔位撥碼開關K只需連接內部的模擬電平採樣就可以分辨每一檔位的電流大小。利用比較模塊11內部的比較器OPl輸出高低電平信號，將該信號再接入電流控制器Ul的採樣端以來控制MOS管Ql的開關K傳導，這樣就可以控制電流大小，從而達到分檔位大功率的要求。
[0040]另外，還提供了一種照明設備，包括上述的開關電源；或上述的LED恆流驅動電路及LED負載。
[0041]上述開關K電源或LED恆流驅動電路通過將採用電阻上連接比較模塊11，阻值切換模塊12切換阻值檔位時，電流控制器Ul只需要採樣由穩壓電源VDD分壓的電壓值形成基準電壓，使比較模塊11輸出信號給電流控制器Ul的採樣端以控制MOS管Ql的開關K傳導，從而控制輸出電流，得到想要的電流值。這樣主電路迴路中大電流不通過阻值切換模塊
12的開關K，開關K的使用壽命就不會受到影響，更不會發生因老化而跳火等安全隱患，而且也可以實現功率較大的LED驅動產品。
[0042]以上實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種開關電源，包括電流控制器、N型MOS管、續流二極體、電感器、濾波電容及採樣模塊，所述續流二極體的陽極與所述MOS管的漏極、所述電感器的第一端連接，陰極連直流電源；所述濾波電容的兩端分別接入所述直流電源和與所述電感器的第二端連接，並分別作為開關電源的兩個輸出端；電流控制器的控制端與所述MOS管的柵極連接，採樣端以及所述MOS管的源極通過所述採樣模塊接地，所述電流控制器根據採樣的電壓值大小控制所述MOS管的開關時機，從而控制輸出電流大小，其特徵在於，所述採樣模塊包括: 第一採樣電阻，第一端與所述MOS管的源極連接，第二端接地； 比較模塊，正輸入端與所述MOS管的源極連接，輸出端與所述電流控制器的採樣端連接; 第一分壓電阻，第一端接穩壓電源，第二端與所述比較模塊的負輸入端連接； 阻值切換模塊，第一端與所述第一分壓電阻的第二端連接，第二端接地，利用開關切換不同阻值的電阻置於所述第一分壓電阻與地之間。
2.根據權利要求1所述的開關電源，其特徵在於，所述阻值切換模塊包括多個第二分壓電阻和多個開關，該第二分壓電阻和開關的個數相同，該多個第二分壓電阻串聯連接後接所述第一分壓電阻的第二端，且每個所述第二分壓電阻遠離該第一分壓電阻的一端分別通過所述開關接地。
3.根據權利要求1或2所述的開關電源，其特徵在於，所述比較模塊包括比較器，該比較器的正向輸入端、反相輸入端、輸出端分別作為所述比較模塊的正輸入端、負輸入端、輸出端。
4.根據權利要求3所述的開關電源，其特徵在於，所述比較模塊還包括: 模擬轉換模塊，輸入端與所述第一分壓電阻的第二端，根據所述阻值切換模塊採樣的電壓值在其輸出端輸出基準電壓； 內部參考模塊，輸入端與所述模擬轉換模塊的輸出端連接，輸出端與所述比較器的反相輸入端連接，對所述基準電壓進行校準後輸入到所述比較器的反相輸入端。
5.一種LED恆流驅動電路，用於驅動LED負載，包括電流控制器、N型MOS管、續流二極體、電感器、濾波電容及採樣模塊，所述續流二極體的陽極與所述MOS管的漏極、所述電感器的第一端連接，陰極連直流電源；所述濾波電容的第一端接入所述直流電源並與所述LED負載的正端連接，第二端與所述電感器的第二端及所述LED負載的負端連接；電流控制器的控制端與所述MOS管的柵極連接，採樣端以及所述MOS管的源極通過所述採樣模塊接地，所述電流控制器根據採樣的電壓值大小控制所述MOS管的開關時機，從而控制向所述LED負載輸出的電流的大小，其特徵在於，所述採樣模塊包括: 第一採樣電阻，第一端與所述MOS管的源極連接，第二端接地； 比較模塊，正輸入端與所述MOS管的源極連接，輸出端與所述電流控制器的採樣端連接; 第一分壓電阻，第一端接穩壓電源，第二端與所述比較模塊的負輸入端連接； 阻值切換模塊，第一端與所述第一分壓電阻的第二端連接，第二端接地，利用開關切換不同阻值的電阻置於所述第一分壓電阻與地之間。
6.根據權利要求5所述的LED恆流驅動電路，其特徵在於，所述阻值切換模塊包括多個第二分壓電阻和多個開關，該第二分壓電阻和開關的個數相同，該多個第二分壓電阻串聯連接後接所述第一分壓電阻的第二端，且每個所述第二分壓電阻遠離該第一分壓電阻的一端分別通過所述開關接地。
7.根據權利要求5或6所述的LED恆流驅動電路，其特徵在於，所述比較模塊包括比較器，該比較器的正向輸入端、反相輸入端、輸出端分別作為所述比較模塊的正輸入端、負輸入端、輸出端。
8.根據權利要求7所述的LED恆流驅動電路，其特徵在於，所述比較模塊還包括: 模擬轉換模塊，輸入端與所述第一分壓電阻的第二端，根據所述阻值切換模塊採樣的電壓值在其輸出端輸出基準電壓； 內部參考模塊，輸入端與所述模擬轉換模塊的輸出端連接，輸出端與所述比較器的反相輸入端連接，對所述基準電壓進行校準後輸入到所述比較器的反相輸入端。
9.一種照明設備，其特徵在於，包括權利要求1至4任一項所述的開關電源；或 包括權利要求5至8任一項所述的LED恆流驅動電路及LED負載。
【文檔編號】H05B37/02GK203984724SQ201420290589
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年5月30日 優先權日:2014年5月30日
【發明者】黃建平 申請人:威雅利電子（深圳）有限公司