CN102348318A

CN102348318A - 包含第二输出的发光二极管驱动电路

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Publication number: CN102348318A
Application number: CN2011102586729A
Authority: CN
Inventors: 马丽娟
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-09-05
Filing date: 2011-09-05
Publication date: 2012-02-08

Abstract

本发明的主要目的在于使用脉冲电压输入的控制方式，代替了传统的使用直流输入的控制方式，提供降低损耗，降低成本的可设定电流值的发光二极管驱动电路，并且可以使用一个脉冲电源Vin同时提供第二输出，用于驱动第二负载及参与驱动发光二极管组。为达上述目的，本发明提出，电流控制单元和整流电路串联，当驱动单个发光二极管组时，电流控制单元根据电流反馈单元的反馈信号，调节整流电路的输入或输出脉冲电压的宽度，使发光二极管组的电流值是设定电流值，当驱动多个发光二极管组时，电流控制单元根据分路驱动单元的反馈信号，调节整流电路的输入或输出脉冲电压的宽度，输出可满足多个发光二极管组的电压和电流，同时第二输出反馈单元控制脉冲电源Vin的输出脉宽，使第二输出向第二负载提供合适的工作电压和电流。

Description

包含第二输出的发光二极管驱动电路

技术领域

本发明涉及包含第二输出的发光二极管驱动电路。

背景技术

现有的发光二极管驱动电路由整流电路，滤波电路，直流输入的电流控制单元，电流反馈单元，发光二极管组构成，参考图1，图1为现有发光二极管驱动电路框图，脉冲电源Vin可以是经典开关电源或商用的交流电，脉冲电源Vin的输出连接整流电路，整流电路的输出连接滤波电路进行滤波，滤波后的直流电通过直流输入的电流控制单元来驱动发光二极管组，这种方式的电流精度很好，但是无法提供第二输出电压，且有损耗较大，成本高的缺点。

发明内容

本发明的主要目的在于使用脉冲电压输入的控制方式，代替了传统的使用直流输入的控制方式，提供降低损耗，降低成本的可设定电流值的发光二极管驱动电路，并且可以使用一个脉冲电源Vin同时提供第二输出，用于驱动第二负载及参与驱动发光二极管组。

为达上述目的，本发明提出，电流控制单元和整流电路串联，当驱动单个发光二极管组时，电流控制单元根据电流反馈单元的反馈信号，调节整流电路的输入或输出脉冲电压的宽度，使发光二极管组的电流值是设定电流值，当驱动多个发光二极管组时，电流控制单元根据分路驱动单元的反馈信号，调节整流电路的输入或输出脉冲电压的宽度，输出可满足多个发光二极管组的电压和电流，同时第二输出反馈单元控制脉冲电源Vin的输出脉宽，使第二输出向第二负载提供合适的工作电压和电流。

所述的包含第二输出的发光二极管驱动电路包括：整流电路，电流控制单元，滤波电路1，电流反馈单元，分路驱动单元，第二输出，第二输出反馈单元，发光二极管组，第二负载，脉冲电源Vin，变压器，其连接方式和特点叙述如下。

本发明中，整流电路和电流控制单元串联，形成串联支路1，根据串联电路的特点，此串联支路1存在两种连接方式：第一：整流电路的输出端连接电流控制单元的输入端；第二：电流控制单元的输出端连接整流电路的输入端。

本发明中，滤波电路1和电流反馈单元、第二输出串联，形成串联支路2，根据串联电路的特点，此串联支路2存在六种连接方式：第一：滤波电路1-电流反馈单元-第二输出，第二：滤波电路1-第二输出-电流反馈单元，第三：电流反馈单元-滤波电路1-第二输出，第四：电流反馈单元-第二输出-滤波电路1，第五：第二输出-滤波电路1-电流反馈单元，第六：第二输出-电流反馈单元-滤波电路1。

串联支路1的CL1a端连接脉冲电源Vin提供的脉冲电压，串联支路1的CL1b端连接滤波电路1的LB1a端，滤波电路1的LB1c端连接脉冲电源Vin提供的脉冲电压的返回端。

当驱动单个发光二极管组时，电流控制单元的受控端c连接电流反馈单元FKa端，电流反馈单元的FKc端和滤波电路1的LB1b端连接，电流反馈单元的FKb端连接第二输出的DEa端，此发光二极管组由多个发光二极管串联、并联、串并联、并串联组合构成，此发光二极管组有三种连接方式：第一：其LEDa、LEDb端连接在串联支路2的两端；第二：其LEDa端和滤波电路2的LB2a端连接，其LEDb端连接滤波电路1的LB1c端；第三：其LEDa端和电流反馈单元的FKb端连接，其LEDb端连接滤波电路1的LB1c端；第二负载连接在第二输出的两端，第二输出反馈单元连接在第二输出和脉冲电源Vin之间，使第二输出向第二负载提供合适的工作电压和电流。

当驱动多个发光二极管组时，分路驱动单元取代电流反馈单元，完成其反馈功能，使多个发光二极管组的电流均是设定值，分路驱动单元连接滤波电路1的两端，分路驱动单元的反馈端连接电流控制单元的受控端，分路控制单元的各组输出端分别连接各个发光二极管组的两端。

本发明中，整流电路用于把脉冲电压变换为直流脉冲电压。

本发明中，该电流反馈单元用于采集工作电流值并给电流控制单元提供反馈信号。

本发明中，该电流控制单元和整流电路连接，同时连接电流反馈单元和滤波电路1，该电流控制单元根据电流反馈单元的反馈信号，调整整流电路的输入或输出的脉冲电压宽度，输出一受控脉冲电压。

本发明中，滤波电路包括三种方式，即电容滤波、电感电容滤波、阻容滤波，用于将直流的受控脉冲电压滤波为平滑直流电压。

本发明中，该第二输出与上述的平滑直流电压串联后，为发光二极管组及第二负载提供需要的电流和电压。

本发明中，该第二输出反馈单元连接在脉冲电源的受控端和第二输出之间，提供脉冲电源Vin所需的反馈信号来控制脉冲电源Vin的输出脉宽，达到控制第二输出的电压和电流的目的。

本发明中，分路驱动单元是传统的多路线性驱动电路，可以由三极管，MOSFET，电阻，集成电路构成，由分路驱动单元调节各个发光二极管组的电流，分路驱动单元反馈端d提供一反馈信号，使电流控制单元输出满足各个发光二极管组的电压和电流需求，使分路驱动单元工作在低损耗的状态，并且各个发光二极管组的电流值均为设定值。

本发明中，该脉冲电源Vin的输出端连接串联支路1，该脉冲电源Vin的输出可以是直流脉冲，也可以是交流脉冲，该脉冲电源Vin可以是经典的开关电源或商用的交流电。

本发明中，变压器用于隔离、储能、变换及传递脉冲电压。

附图说明

图1为现有发光二极管驱动电路的驱动方式框图。

图2为本发明第一优选实施例的电路架构示意图。

图3为本发明第二优选实施例的电路架构示意图。

图4为本发明第三优选实施例的电路架构示意图。

图5为本发明第四优选实施例的电路架构示意图。

其中，附图标记说明如下：

Vin：脉冲电源

CL1a、CL1b：串联支路1的两个端点

c：电流控制单元的受控端

d：分路驱动单元的反馈端

LB1a、LB1b、LB1c：滤波电路1的三个端点

LB2a、LB2b、LB2c：滤波电路2的三个端点

LB3a、LB3b、LB3c：滤波电路3的三个端点

FKa、FKb、FKc：电流反馈单元的三个端点

DEa、DEb、DEc：第二输出的三个端点

N0、N1、N2：变压器绕组

b1、b2、b3、b4、b5、b6：变压器的输出端点

ZL2a、ZL2b：整流电路2的两个端点

ZL3a、ZL3b：整流电路3的两个端点

LEDa、LEDb：发光二极管组的两个端点

INa，INb：分路驱动单元的两个输入端点

OUT1a ，OUT1b， OUTna， OUTnb：分路驱动单元的多个输出端点

具体实施方式

体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的方案中具有各种变化，其均不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上当作说明之用，而非用以限制本发明。

请参阅图2，为本发明第一优选实施例的电路架构示意图，是驱动单个发光二极管组的非隔离架构，如图2所示，此电路包括整流电路，电流控制单元，滤波电路1，电流反馈单元，第二输出，第二输出反馈单元，发光二极管组，第二负载，脉冲电源Vin。其连接方式为：整流电路和电流控制单元相连，形成串联支路1，滤波电路1和电流反馈单元、第二输出串联，形成串联支路2，脉冲电源Vin连接串联支路1的CL1a端，串联支路1的CL1b端连接滤波电路1的LB1a端，滤波电路1的LB1c端连接脉冲电源Vin的返回端。电流控制单元的受控端c连接电流反馈单元FKa端，电流反馈单元的FKc端和滤波电路1的LB1b端连接，电流反馈单元的FKb端连接第二输出的DEa端，发光二极管组的LEDa、LEDb端连接串联支路2的两端，第二输出反馈单元连接在脉冲电源的受控端和第二输出之间，提供脉冲电源Vin所需的反馈信号来控制第二输出的电压和电流，第二负载连接在第二输出的两端，本专业人员均知悉：当滤波电路为电容滤波时，在滤波电路内部LB1a和LB1b是同一节点。

图2所示本发明第一优选实施例的电路架构示意图的工作原理为：脉冲电源Vin的输出为脉冲电压，此脉冲电压经过整流电路变成直流脉冲电压，通过电流控制单元调整脉宽，输出直流受控脉冲电压，此直流受控脉冲电压经过滤波电路1变成平滑直流电压，此平滑直流电压和第二输出串联在一起驱动发光二极管组，电流反馈单元将采集到的发光二极管组的工作电流值反馈给电流控制单元，经过上述过程，使驱动发光二极管组的电流值是设定值，上述平滑直流电压也可以独立驱动发光二极管组；第二输出由脉冲电源供电，第二输出反馈单元提供脉冲电源Vin所需的反馈信号来控制脉冲电源Vin的输出脉宽，由此控制第二输出的电压和电流，为第二负载提供合适的工作电压和电流。

图3为本发明第二优选实施例的电路架构示意图，是驱动单个发光二极管组的隔离架构，相比图2所示的电路架构，图2例中的第二输出由本例的整流电路2、滤波电路2构成，并且通过第二输出反馈单元提供脉冲电源Vin所需的反馈信号来控制第二输出的电压和电流，本实施例电路包括：整流电路1，电流控制单元，滤波电路1，电流反馈单元，整流电路2，滤波电路2，第二输出反馈单元，发光二极管组，第二负载，变压器。其连接方式为：整流电路1和电流控制单元连接，形成串联支路1，滤波电路1和电流反馈单元、滤波电路2串联，形成串联支路2，变压器的输出端b1连接串联支路1的CL1a端，串联支路1的CL1b端连接滤波电路1的LB1a端，滤波电路1的LB1c端连接变压器的输出端b2。电流控制单元的受控端c连接电流反馈单元FKa端，电流反馈单元的FKc端和滤波电路1的LB1b端连接，电流反馈单元的FKb端连接滤波电路2的LB2c端，滤波电路2的LB2c端连接变压器的输出端b4，滤波电路2的LB2a端连接整流电路2的ZL2b端，整流电路2的ZL2a端和变压器的输出端b3连接，发光二极管组的LEDa、LEDb端连接在串联支路2的两端；第二负载和滤波电路2的LB2b、LB2c两端连接，第二输出反馈单元一端连接脉冲电源Vin的受控端，另一端连接滤波电路2的LB2b端，此处第二电压输出反馈单元的连接方法与传统的开关电源的电压反馈相同，滤波电路2的LB2b、LB2a端，均可连接第二电压输出反馈单元，传统方案是根据精度和稳定性有不同的选择：即当需要更高输出电压精度时，其另一端与滤波电路2的LB2b连接；当需要更高稳定性时，其另一端与滤波电路2的LB2a连接；当第二输出同时需要更高输出电压精度和更高稳定性时，第二输出反馈单元可以同时连接滤波电路2的LB2a和LB2b端，本专业人员均知悉：滤波电路2是电容滤波时，LB2b、LB2a是同一节点。

图3所示本发明第二优选实施例的电路架构示意图的工作原理为：变压器绕组N1输出的脉冲电压经过整流电路1变成直流脉冲电压，通过电流控制单元调整脉宽，调整后输出直流受控脉冲电压，此直流受控脉冲电压经过滤波电路1变成平滑直流电压，此平滑直流电压与第二输出串联后共同驱动发光二极管组，电流反馈单元将采集到的发光二极管组的工作电流值反馈给电流控制单元，电流控制单元输出直流受控脉冲电压，经滤波电路1滤波后，形成合适的平滑直流电压，从而使发光二极管组的电流值是设定值；变压器绕组N2输出的脉冲电压经过整流电路2滤波电路2形成第二输出，第二输出反馈单元提供脉冲电源Vin所需的反馈信号来控制第二输出的电压和电流，控制脉冲电源Vin的脉宽，使第二输出为第二负载提供合适的工作电压和电流。

图4为本发明第三优选实施例的电路架构示意图，是驱动多个发光二极管组的架构，相比图3，本例中使用分路驱动单元取代电流反馈单元，分路驱动单元是传统的多路驱动电路，可以由三极管，MOSFET，电阻，集成电路构成，可以提供电流控制单元所需的反馈信号，使滤波电路1的输出的平滑直流电压满足每个发光二极管组的电流和电压需求，分路驱动单元的连接方式为,其输入端INa连接滤波电路1的LB1b端，其输入端INb连接滤波电路1的LB1c端，其反馈端d连接电流控制单元的受控端c，分路驱动单元的输出端有至少n对，其输出端OUT1a连接发光二极管组1的LED1a端，其输出端OUT1b连接发光二极管组1的LED1b端，其输出端OUTna连接发光二极管组n的LEDna端，其输出端OUTnb连接发光二极管组n的LEDnb端，n表示数字；第二输出反馈单元的连接方式与第二实施例相同。

图4所示本发明第三优选实施例的电路架构示意图的工作原理为：变压器绕组N1输出的脉冲电压经过整流电路1变成直流脉冲电压，通过电流控制单元调整脉宽，输出直流受控脉冲电压，此直流受控脉冲电压经过滤波电路1变成平滑直流电压，此平滑直流电压输出至分路驱动单元，分路驱动单元是传统的多路驱动电路，可以由三极管，MOSFET，电阻，集成电路构成，由分路驱动单元调节各个发光二极管组的电流，同时分路驱动单元反馈端d提供一反馈信号，使电流控制单元输出满足各个发光二极管组的电压和电流要求，并使分路驱动单元工作在低损耗的状态，并且各个发光二极管组的电流值均为设定值；变压器绕组N2输出的脉冲电压经过整流电路2滤波电路2形成第二输出，第二输出反馈单元提供脉冲电源Vin所需的反馈信号来控制脉冲电源Vin的输出脉宽，使第二输出为第二负载提供合适的工作电压和电流。

图5为本发明第四优选实施例的电路架构示意图，是驱动单个发光二极管组的隔离架构，相比本发明第二实施例，在串联支路1中，整流电路1和电流控制单元交换了位置；由滤波电路1输出的直流平滑电压和第二输出串联，共同驱动发光二极管组，第二输出由整流电路2和滤波电路2构成；同时增加了第三输出电路，第三输出由整流电路3和滤波电路3构成，本实施例电路包括：电流控制单元，整流电路1，滤波电路1，电流反馈单元，整流电路2，滤波电路2，发光二极管组，整流电路3，滤波电路3，第二负载，第三负载，第二电压输出反馈单元，变压器。其连接方式为：电流控制单元和整流电路1串联，形成串联支路1，滤波电路1和电流反馈单元、滤波电路2串联，形成串联支路2，变压器的输出端b1连接串联支路1的CL1a端，串联支路1的CL1b端连接滤波电路1的LB1a端，滤波电路1的LB1c端连接变压器的输出端b2。电流控制单元的受控端c连接电流反馈单元FKa端，电流反馈单元的FKc端和滤波电路1的LB1b端连接，电流反馈单元的FKb端连接滤波电路2的LB2c端，滤波电路2的LB2c端连接变压器的输出端b4，滤波电路2的LB2a端连接整流电路2的ZL2b端，整流电路2的ZL2a端和变压器的输出端b3连接，发光二极管组的LEDa、LEDb端连接在串联支路2的两端，第二负载和滤波电路2的LB2b、LB2c两端连接，变压器的输出端b5连接整流电路3的ZL3a端，ZL3b端连接滤波电路3的LB3a端，滤波电路3的LB3c端连接变压器的b6端，第三负载的两端分别和滤波电路3的LB3b、LB3c端连接，第二电压输出反馈单元一端连接脉冲电源Vin的受控端，另一端分别连接滤波电路2的LB2b端和滤波电路3的LB3b端，本专业人员均知悉：此第二电压输出反馈单元的连接方法与传统的开关电源的电压反馈相同，滤波电路2的LB2b、LB2a端，滤波电路3的LB3b端、LB3a端，均可连接第二电压输出反馈单元，传统方案是根据输出电压精度和稳定性有不同的选择，且滤波电路2是电容滤波时，LB2b、LB2a是同一节点，滤波电路3是电容滤波时，LB3b、LB3a是同一节点。

图5所示本发明第四优选实施例的电路架构示意图的工作原理为：变压器绕组N1输出的脉冲电压经过电流控制单元调整脉宽，调整后输出受控脉冲电压，整流电路1变成将此受控脉冲电压整流为直流脉冲电压，直流脉冲电压经过滤波电路1变成平滑直流电压，变压器绕组N2输出的脉冲电压经过整流电路2滤波电路2形成第二输出，此第二输出与上述的平滑直流电压串联在一起驱动发光二极管组工作，电流反馈单元将采集到的发光二极管组的工作电流值反馈给电流控制单元，控制发光二极管组的电流值，使发光二极管组的电流值是设定值，同时第二输出为第二负载提供工作电压和电流；变压器绕组N3输出的脉冲电压经过整流电路3滤波电路3形成第三输出，此第三输出驱动第三负载工作，通过对第二输出和第三输出同时采样，第二输出反馈单元提供脉冲电源Vin所需的反馈信号来控制脉冲电源Vin的输出脉宽，使第二输出的输出电压和第三输出的输出电压均是设计值。

综上所述，本发明所述的电路利用不同于传统的驱动方式，通过脉冲电压的控制方式，代替了传统的直流输入的控制方式，使得电路功率损耗小，使用相对较少的元件，可以大幅地降低成本，同时可以提供更多的输出，驱动更多的负载。

应该理解到的是：上述实施例只是对本发明的说明，而不是对本发明的限制，本发明可由本领域技术人员进行各种修改与变形，任何不超出本发明实质精神范围内的发明创造，均不脱离所附权利要求的保护范围。

Claims

1.包含第二输出的发光二极管驱动电路，用以提供受控的输出电压和电流，所述的包含第二输出的发光二极管驱动电路包括：

整流电路：用于把脉冲电压变换为直流脉冲电压；

电流控制单元：根据电流反馈单元的反馈信号，调整脉冲电压的脉宽，输出一受控脉冲电压；

滤波电路1：用于将串联支路1输出的直流受控脉冲电压滤波为平滑直流电压；

滤波电路2：用于将整流电路2输出的直流脉冲电压滤波为另一平滑直流电压；

电流反馈单元：用于采集负载工作电流值并将反馈信号输出给电流控制单元；

第二输出：为第二负载提供需要的电压，同时也为发光二极管组提供驱动电压；

第二输出反馈单元：其作用为调节脉冲电源Vin的输出脉冲宽度，由此控制第二输出的大小；

分路驱动单元：当驱动多个发光二极管组时，分路驱动单元控制各个发光二极管组的电流值均为设定值，分路驱动单元反馈端d提供一反馈信号，使电流控制单元及滤波电路1输出可满足各个发光二极管组的电压和电流，使分路驱动单元工作在低损耗的状态；

发光二极管组：其工作电流控制在设定值的负载；

脉冲电源Vin：用于供给所有元器件和发光二极管组能源；

变压器：用于隔离、储能、变换及传递脉冲电压；

上述包含第二输出的发光二极管驱动电路，其特征在于：整流电路和电流控制单元连接，形成串联支路1，根据串联电路的特点，此串联支路1存在两种连接方式：第一：整流电路的输出端连接电流控制单元的输入端；第二：电流控制单元的输出端连接整流电路的输入端；滤波电路1和电流反馈单元、第二输出串联，形成串联支路2，根据串联电路的特点，此串联支路2存在六种连接方式：第一：滤波电路1-电流反馈单元-第二输出，第二：滤波电路1-第二输出-电流反馈单元，第三：电流反馈单元-滤波电路1-第二输出，第四：电流反馈单元-第二输出-滤波电路1，第五：第二输出-滤波电路1-电流反馈单元，第六：第二输出-电流反馈单元-滤波电路1。

2.根据权利要求1所述的包含第二输出的发光二极管驱动电路，其特征在于，其中电流控制单元和整流电路串联，同时连接电流反馈单元和滤波电路1，该电流控制单元根据电流反馈单元的反馈信号，调整脉冲电压的宽度，输出一受控脉冲电压。

3.根据权利要求1所述的包含第二输出的发光二极管驱动电路，其特征在于，其中的滤波电路1与串联支路1连接，滤波电路1包括三种滤波方式，即电容滤波、电感电容滤波、阻容滤波，用于将串联支路1输出的直流受控脉冲电压滤波为平滑直流电压。

4.根据权利要求1所述的包含第二输出的发光二极管驱动电路，其特征在于，其中的第二输出由滤波电路2与整流电路2串联构成，滤波电路2包括三种滤波方式，即电容滤波、电感电容滤波、阻容滤波，用于将整流电路2输出的直流脉冲电压滤波，成为第二输出，当需要驱动更多负载时，可增加第三输出，以此类推。

5.根据权利要求1所述的包含第二输出的发光二极管驱动电路，其特征在于，其中的第二输出反馈单元连接于第二输出和脉冲电源之间，提供脉冲电源Vin所需的反馈信号，调节脉冲电源Vin的输出脉冲宽度，由此控制第二输出的电压和电流。

6.根据权利要求1所述的包含第二输出的发光二极管驱动电路，其特征在于，其中的分路驱动单元与滤波电路1连接，是传统的多路驱动电路，可以由三极管，MOSFET，电阻，集成电路构成，由分路驱动单元调节各个发光二极管组的电流，分路驱动单元反馈端d提供一反馈信号，使电流控制单元可输出满足各组发光二极管组的电压和电流，使分路驱动单元工作在低损耗的状态，并且各个发光二极管组的电流值均为设定值。

7.根据权利要求1所述的包含第二输出的发光二极管驱动电路，其特征在于，当驱动单个发光二极管组时，此发光二极管组有三种连接方式：第一：其LEDa、LEDb端连接在串联支路2的两端；第二：其LEDa端和滤波电路2的LB2a端连接，其LEDb端连接滤波电路1的LB1c端；第三：其LEDa端和电流反馈单元的FKb端连接，其LEDb端连接滤波电路1的LB1c端；当驱动多个发光二极管组时，各个发光二极管组分别连接分路控制单元的各组输出端。