CN102612203A - 一种具有夜灯功能的led照明驱动电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于Flyback结构的具有夜灯功能的LED照明驱动电路，所述电路包括：主控开关；并联连接的第一模式开关和第二模式开关；其特征在于：PFC电源的检测电压经参考电压比较后，通过译码器运算而输出逻辑电平以控制所述第一模式开关和第二模式开关；所述主控开关、所述第一模式开关和所述第二模式开关共同作用控制所述电路的模式转换。

Description

一种具有夜灯功能的LED照明驱动电路

技术领域

本发明属于LED领域，更具体地涉及基于Flyback结构的LED照明驱动电路。

背景技术

随着人民生活水平的提高，智能家居产品得到了越来越广泛的关注。如何能使人们的生活更舒畅更便捷，家居用品的设计是否人性化多功能化，是现代设计的热点及难点。这在很多生活细节中都能得到体现：当我们晚上睡觉醒来上厕所或者喝水时，开启明亮的灯光无疑是件令人痛苦的事情，此时人们正处于半睡眠状态，我们的眼睛不能瞬间适应由黑暗到明亮的快速变化过程，容易产生晕眩感，看东西也会模糊；而且黑暗的房间瞬间变亮也会影响自己第二次睡眠质量和其他人的睡眠质量。如果不开启灯光，亦会造成小孩或是老人的安全隐患。针对此类问题，一款能在夜间发出微弱灯光的夜灯就显得很需要了，它的光强既不影响人们的睡眠，又能使起夜的人们看清障碍物。

目前市场上出售各种样式的夜灯，但是在拥有日常生活照明灯的同时还需要再购买夜灯，就不太符合时代的潮流了。鉴于以上分析，一款即可用于日常照明又可作为小夜灯使用的LED照明设计就比只具有单一功能的照明设计更具有研究意义和市场号召力。

发明内容

本发明提出了一种具有夜灯功能的LED照明驱动电路，它只需通过开关控制即可实现日常照明到夜灯的功能转换，不需要单独购买小夜灯，实现方法简单，该设计更人性化多功能化。

具体来说，本发明所提出的一种基于Flyback结构的具有夜灯功能的LED照明驱动电路，包括：主控开关；电压误差放大器；并联连接的第一模式开关和第二模式开关；其特征在于：PFC电源的检测电压经接入所述电压误差放大器的参考电压比较后，通过译码器运算而输出逻辑电平以控制所述第一模式开关和第二模式开关的导通和关断；所述主控开关、所述第一模式开关和所述第二模式开关共同作用控制所述电路的模式转换。

附图说明

附图1是现有技术中的Flyback的基本结构图；

附图2是现有技术中的变压器初级电流i_N、次级电流i_S随开关S变化波形图；

附图3是本发明所述的基于Flyback结构的具有夜灯功能的LED照明驱动电路图；

附图4是本发明所述的日常照明模式到夜灯模式的转换图表。

具体实施方式

传统的Flyback的基本结构如图1所示。其工作原理：当开关管S导通时，变压器初级线圈上的电流逐渐增大，其电压为上正下负，此时感应到次级线圈两端的电压为下正上负，二极管D截止。C_OUT为负载提供能量；当开关管S关断时，变压器初级线圈两端电压迅速改变极性，为下正上负，同时次级线圈的电压极性也发生改变，为上正下负，二极管D导通，为负载提供能量，并为C_OUT进行充电。开关管S导通关断动作对变压器初级电流i_N和次级电流i_S的影响如图2所示。

本发明在传统Flyback架构的基础上进行了系统性改进，其改进后的具有夜灯功能的LED照明驱动电路如图3所示。其中，S₀为主控开关，S₁、S₂分别为第一模式开关和第二模式开关，它们共同作用控制电路的模式转换；U_test为PFC电源VCC的检测电压，它通过与U_{ref_vcc}比较后经过译码器运算后输出逻辑电平控制模式开关S₁、S₂的导通与关断，从而改变接入电压误差放大器的参考电压U_ref大小。

表1译码器真值表及对开关的影响

该电路作为日常照明LED灯驱动电路使用时，主控开关S₀保持闭合，VCC为12V，则比较器1输出高电平，比较器2输出低电平，经译码器运算后，输出高电平到开关S₁的控制端，输出低电平到S₂的控制端，故模式开关S₁闭合，S₂断开，即启动日常照明模式；当作为夜灯使用时，外部按键一次，此时主控开关S₀断开t时刻，VCC下降到6V，则比较器1、2均输出高电平，经译码器运算后，输出低电平到开关S₁的控制端，输出高电平到S₂的控制端，故模式开关S₁断开，S₂闭合，即启动夜灯模式。模式开关S₁、S₂的闭合断开可改变接入到PFC内部电压误差放大器的参考电压U_ref，当U_ref改变时，电压误差放大器的比较输出就会发生变化，经过内部运算后，调整输出占空比的大小，控制电路能量传递，从而实现调整整体电路的输出电流，输出电流即可控制LED灯的光强变化。

其具体工作原理如下：

假设，PFC供电在6V到12V内均可正常工作。

①日常照明模式：不按主控开关S₀时，该电路作为普通的日常照明LED驱动电路。此时PFC电源电压VCC为12V，后端输出采样电阻R₃，R₄的分压作为PFC内部电压误差放大器的反向输入端。此时，模式开关S₁闭合，S₂断开，参考电压U_ref为12V。

②夜灯模式：按键一次，主控开关S₀断开t时刻，电路转换为夜灯模式。此时PFC电源电压VCC为6V，后端输出采样电阻R₃，R₄的分压作为PFC内部电压误差放大器的反向输入端。模式开关S₁断开，S₂闭合，参考电压U_ref为6V。此时由于PFC内部的电压误差放大器的参考电压U_ref减小，反馈电压就会相对变大，内部运算后，输出占空比减小，电路能量传递减少，输出电流降低，LED光强减弱，电路实现夜灯功能。

改进电路日常照明模式到夜灯模式的转换过程如图4所示，进入夜灯模式时占空比降低，输出电流减小，LED光强减弱到仅发出微弱的灯光。

按键1次时，主控开关S₀断开t时刻，可知放电时间t(s)后电压U_C为：

U_C＝U₀·exp(-t/τ)(1)

其中U₀为放电前电容上的电压。电路的时间常数τ＝RC(2)

选取C_by-pass为0.1μF，PFC等效内阻为1MΩ。通过上面所述的式(1)、式(2)可计算出由日常照明模式到夜灯模式电容C_by-pass所需的放电时间，如表2所示。

表2模式转换时C_by-pass所需的放电时间

虽然附图和前述说明给出了本发明的实施例。但可以理解的是，本领域技术人员将理解可以将这种组件中的一个或多个组件很好地组合成单个功能组件。在替换方案中，特定的组件可以分成多个功能组件，或反之。同时，本发明的范围并不受这些特定实例的限制。多种变化都是可能的，例如结构等上的差异，而无论其是否在说明书中被清晰地给出。本发明的范围至少与所附权利要求给出的范围一样宽。

Claims (5)

1.一种基于Flyback结构的具有夜灯功能的LED照明驱动电路，所述电路包括：

主控开关(S₀)；

电压误差放大器；

并联连接的第一模式开关(S₁)和第二模式开关(S₂)；其特征在于：

PFC电源的检测电压(U_test)经接入所述电压误差放大器的参考电压(U_ref)比较后，通过译码器运算而输出逻辑电平以控制所述第一模式开关(S₁)和第二模式开关(S₂)的导通和关断；

所述主控开关(S₀)、所述第一模式开关(S₁)和所述第二模式开关(S₂)共同作用控制所述电路的模式转换。

2.根据权利要求1的LED照明驱动电路，其中所述逻辑电平控制所述第一模式开关(S₁)和所述第二模式开关(S₂)的导通和关断，从而改变接入所述电压误差放大器的参考电压(U_ref)大小。

3.根据权利要求1的LED照明驱动电路，其中不按下所述主控开关(S₀)时，所述电路作为普通的日常照明LED驱动电路。

4.根据权利要求1的LED照明驱动电路，其中按键一次，所述主控开关(S₀)断开t时刻，电路转换为夜灯模式。

5.根据权利要求上述权利要求之一的LED照明驱动电路，其中所述PFC供电在6V到12V内均可。

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