CN102740529A - Led驱动电路 - Google Patents

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谢潮声
陈安邦
李植荫
邓志强
黄艺华
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    • Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection

Abstract

本发明涉及一种LED驱动电路，尤其涉及一种用于LED照明元件的开关型功率变换电路，其包括：占空比控制电路；功率开关器件；振荡电路，其提供时间基准以便得到所述功率开关器件用的开关基准频率。变压器具有初级绕组和两个次级绕组。所述两个次级绕组中的一个用于为所述LED照明元件供电，而另一个用于为所述占空比控制电路供电。在一个实施例中，一个或多个电阻控制通过所述功率开关器件的峰值电流从而设置通过所述LED照明元件的电流。

Description

LED驱动电路
技术领域
本发明涉及一种LED驱动电路。更特别地但非排他地，本发明涉及一种用于LED照明的开关型电源和相关线路。
背景技术
在AC供电干线工作的典型的LED照明通常在次级侧具有带LED的开关型变换电路以提供绝缘，同时以恒定电流源驱动LED。
图1示出这种典型的现有技术的LED照明应用电路。在图1中，AC_L和AC_N代表AC干线的带电(live)点和中性点。二极管D1-D4形成将AC干线转换为高压DC的桥式整流器，高压DC被电容器C1滤波。R1是用于占空比控制电路U1的启动电阻，占空比控制电路U1产生选通信号来驱动功率开关器件Q1。U1能够通过分立的元件来实现或实现为单独的集成电路(IC)。另外，U1和Q1能够被集成在单独的芯片上。
变压器T1包括三个绕组。初级绕组连接在高压DC和开关器件Q1的输出端之间，并且经由二极管D5、电阻R3和电容器C4形成初级续流电路。一个次级绕组经由D7和C3向LED输送能量，而另一个次级绕组经由二极管D6和电容器C2为占空比控制电路U1提供电力供应。在驱动LED的次级电路中，二极管D7和电容器C3对由初级电路传送的脉冲能量进行整流。电阻R2、R5和开关器件Q2设置通过LED的电流。对初级的反馈通过光耦电路U2来实现。
在初级侧的占空比控制电路U1对开关电路的占空比进行调节，从而实现驱动LED的期望的恒定电流。
由于在一些典型的电灯泡类型(例如GU10和E14)内的空间有限，因此期望使元件个数最少化同时排除体积大的元件。
另外，由于较高温度(典型地大约为90-100℃)的应用环境，这需要高可靠性的光耦(图1中的U2)。但是由于此种光耦成本高并且体积大，因此又非常期望排除此种光耦。
在现有技术中，初级侧调节器(PSR)被用于排除对光耦的需求。图2示出这种典型电路，其来自由iWatt制造的iW3620 PSR功率变换IC的发行制造商的应用说明。在图2中，不是经由光耦获得控制通过LED的电流的反馈，而是经由连接至VSENSE输入引脚的电阻分压器从为占空比控制电路提供电力供应的次级绕组获得反馈。来自制造商“iWatt”的相关应用说明提供了进一步的细节。
支持PSR的变换IC相对较昂贵。
发明内容
本发明的目的在于克服或基本上改善以上缺点中的至少一个和/或更一般地降低LED照明变换电路的尺寸、复杂度和成本。
在此公开了一种用于LED照明元件的开关型功率变换电路，包括：
占空比控制电路；
功率开关器件；
振荡电路，其提供时间基准以便得到所述功率开关器件用的开关基准频率；
变压器，其具有初级绕组和两个次级绕组，所述两个次级绕组中的一个用于为所述LED照明元件供电，而另一个用于为所述占空比控制电路供电；以及
一个或多个电阻，其用于控制通过所述功率开关器件的峰值电流以便设置通过所述LED照明元件的电流。
优选地，所述电阻的值为固定的。
可替代地，所述电阻为可调/可变类型。
优选地，所述变换电路进一步包括外电路用户可控频率确定元件以便设置所述基准频率。
在此进一步公开了一种用于LED照明元件的开关型功率变换电路，包括：
占空比控制电路；
功率开关器件；
振荡电路，其频率通过选自由电阻、电感器和电容器构成的群组的外电路频率确定元件来确定，用于建立时间基准以便得到所述功率开关器件的开关频率；
变压器，其具有初级绕组和两个次级绕组，所述两个次级绕组中的一个用于为所述LED照明元件供电，而另一个用于为所述占空比控制电路供电；以及
一个或多个可变元件，其设置基准振荡器的开关频率以便确定通过所述LED照明元件的电流。
在此还公开了一种用于LED照明元件的开关型功率变换电路，包括：
占空比控制电路，其具有与其相联或集成的编程引脚；
功率开关器件；
振荡电路，其提供时间基准以便得到所述功率开关器件用的开关频率；
变压器，其具有初级绕组和两个次级绕组，所述两个次级绕组中的一个用于为所述LED照明元件供电，而另一个用于为所述占空比控制电路供电；
一个或多个固定电阻，其用于设置通过所述功率开关器件的峰值电流从而控制通过所述LED照明元件的电流；以及
熔丝、反熔丝、OTP或非易失性存储器，其能够经由所述编程引脚编程以便微调通过所述功率开关器件和所述LED照明元件的峰值电流。
在此进一步公开了一种用于LED照明元件的开关型功率变换电路，包括：
占空比控制电路，其具有与其相联或集成的编程引脚；
功率开关器件；
振荡电路，其提供时间基准以便得到所述功率开关器件的开关频率；
变压器，其具有初级绕组和两个次级绕组，所述两个次级绕组中的一个用于为所述LED照明元件供电，而另一个用于为所述占空比控制电路供电；
一个或多个固定频率确定元件，其控制所述功率开关器件的所述开关频率以便确定通过所述LED照明元件的电流；以及
熔丝、反熔丝、OTP或非易失性存储器，其具有能够经由所述编程引脚编程的值以便微调所述开关频率。
优选地，所述振荡电路包括分立的频率确定元件，或者所述振荡电路通过集成电路设置。
本发明既排除了LED照明变换电路中的光耦，又排除了使用昂贵的PSR型变换器IC的需求。
附图说明
现在将参照附图通过示例来描述本发明的优选形式，其中：
图1(现有技术)为典型的恒定电流驱动式LED照明电路(绝缘状态)的示意图；
图2(现有技术)图示出使用PSR的恒定电流驱动式LED照明电路；
图3为图示出恒定功率模式的LED照明电路的电路原理图(形式1)；
图4为图示出恒定功率模式的LED照明电路的电路原理图(形式2)；
图5为图示出恒定功率模式的LED照明电路的电路原理图(形式3)；
图6为图示出通过可变电阻来修整初级电流的恒定功率模式的LED照明的电路原理图(形式1)；
图7为图示出通过可变电阻来修整初级电流的恒定功率模式的LED照明电路的电路原理图(形式2)；
图8为图示出通过可变电阻来修整开关频率的恒定功率模式的LED照明电路的电路原理图；
图9为图示出通过编程来修整初级电流的恒定功率模式的LED照明电路的示意性方框图(形式1)；
图10为用于通过对初级电流进行编程来原地修整次级电流的电路的示意性方框图(形式1)；
图11为图示出通过编程来修整电流的恒定功率模式的LED照明电路的电路原理图(形式2)；
图12为示出用于实现图11中的电流修整的可能设计实施例的示意性方框图；
图13为图示出通过编程来修整开关频率的恒定功率模式的LED照明电路的电路原理图；以及
图14为用于通过对开关频率进行编程来原地修整次级电流的电路的示意性方框图。
具体实施方式
对于LED电灯泡应用来说，由于已知LED的总额定功率的原因，以恒定电流驱动在次级侧的LED很接近于以恒定功率驱动它们(PLED＝ILED×VLED)。对于开关型功率变换器来说，输送至次级侧的功率量理想地为0.5LpIp 2f，其中，Lp是变压器初级在功率开关器件的漏极处的电感，Ip是在断开功率开关器件以前在变压器初级处的峰值电流，而f是开关频率。忽略各个元件的各种损耗以及电感和开关频率的变化，通过将Ip设置在期望值能够控制LED驱动电流。图3和图4示出两种具有恒定功率模式的不同的典型电路。
在图3中，既不存在光耦反馈，也不存在初级检测电路。通过电阻R4来设置峰值初级电流Ip，电阻R4将峰值电流Ip转换为电压，并且电阻R4连接到占空比控制电路的输入引脚CS。该电压与内部阈值进行比较以确定峰值电流Ip。通过次级电路的R2两端的电压能够监测到实际的次级LED电流。
在图4中，阈值电平能够经由连接到占空比控制电路的CONT引脚的外电路电阻R5来改变，而不是具有如图3中的预定内部阈值电压。
可替代地，如果用于变换电路的开关频率能够通过外电路频率确定元件(R、C、L或其组合)来进行调节，则通过将Ip以及开关频率设置在期望值能够控制LED驱动电流。
作为示例，图5示出如下一种电路：其中分别通过外电路固定电阻R4和R5来设置Ip和开关频率。
然而，在集成电路(无外电路频率确定元件)内的内置式振荡线路的情况下，电感值以及开关频率的损耗和变化会产生LED电流的变化。为改善该情形，本发明进一步提供如下所述的解决方案。
改进的第一解决方案在于以可变电阻替换确定Ip的固定电阻。因此对于制造可将LED电流调节到目标值。
图6和图7示出用于此方法的两个典型电路。
图6类似于图3。改进之处在于以可变电阻R4替换固定电阻R4。这提供了修整且补偿不同元件的各种损耗以及变压器初级绕组的电感和开关型变换器的频率的变化的灵活性。
图7类似于图4。改进之处在于以可变电阻R5替换固定电阻R5。这提供了调整且补偿不同元件的各种损耗以及变压器初级的电感和开关型变换器的频率的变化的灵活性。可替代地，通过微调开关频率的频率确定元件(R、C和/或L)能够实现对实际功率变换的调节以及由此对次级电流的调节。图8(类似于图5)示出通过使用可变电阻(也可选择可变电容器、电感器等)的开关频率的微调对次级电流的控制。
尽管使用可变元件(一个或多个)来调节目标次级LED电流是精确的，但是高可靠性的可变元件的尺寸和成本是可与光耦IC相当的。因此，期望能够开发出更经济的解决方案。为此，另一个解决方案在于使电流阈值主要由固定电阻的阻值确定，并且通过被编程到开关型变换电路中的值在一百分比变化范围内对该电流阈值进行微调(例如步长为1％的32％的范围)，而不是使用诸如电阻的可变器件来原地执行电流调节。能够以熔丝或反熔丝的形式进行一次编程，或使用非易失性存储器进行多次编程。图9和图11示出使用此种构想的两种典型方框图。
图9是图3的增强形式，其中通过LED的次级电流主要由R4确定。通过R2两端的电压能够监测到实际的LED电流，并且通过使用占空比控制电路U1中的INC引脚和DEC引脚来使初始值增加或减小从而对实际的LED电流进行微调。在达到期望的电流时，PG信号将此增量/减量存储在一次PROM(OTP)或非易失性存储器中。以这种方式，通过LED的精确恒定电流能够被原地编程。
图10示出用于实现图9中的电流修整的可能设计实施例。在图10中，CS_REF是用于与在电流检测引脚CS处检测到的电压进行比较的基准电压电平。GATE是用于为功率变换而开关功率开关器件的驱动信号。在制造期间初始值被存储在非易失性存储器中。
在加电时，存储在非易失性存储器中的值将由PU_LD信号加载到加/减计数器。加/减计数器值被用于经由D/A转换器产生微调电压。此调节值被添加到CS_REF以产生最终的电平来确定初级峰值电流Ip。在制成整体的LED照明电路后，原地调节执行如下：
●经由图9中的R2两端的电压来监测实际的LED电流。
●使用INC上行式地调节加/减计数器，或使用DEC下行式地调节加/减计数器，直到实现期望的LED电流。
●使用PG引脚来将此加/减计数器值写回至非易失性存储器以进一步使用，因此LED电流将处于用于另外加电时的期望值。
自动夹具可用于执行实际生产作业中的上述操作。
图11为图4的增强形式，其中通过LED的次级电流主要由R5确定。通过R2两端的电压能够监测到实际的电流，并且通过使用占空比控制电路U1中的INC引脚和DEC引脚来使初始值增加或减小从而对实际的电流进行微调。在达到期望的电流时，PG信号将此增量/减量存储在一次PROM(OTP)或非易失性存储器中。以这种方式，通过LED的精确恒定电流能够被原地编程。
图12示出用于实现图11中的电流修整的可能设计实施例。
在图12中，基准电流源确定在CONT引脚处的初始基准电压电平以与在电流检测引脚CS处检测到的电压进行比较。GATE是用于为功率变换而开关功率开关器件的驱动信号。在制造期间初始值被存储在非易失性存储器中。
在加电时，存储在非易失性存储器中的值将由PU_LD信号加载到加/减计数器。加/减计数器值被用于控制可编程的电流源。然后这些可编程的电流源将微调在CONT引脚处的电压电平以及由此微调初级峰值电流Ip。在制成整体的LED照明电路后，原地调节执行如下：
●经由图11中的R2两端的电压来监测实际的LED电流。
●使用INC上行式地调节加/减计数器，或使用DEC下行式地调节加/减计数器，直到实现期望的LED电流。
●使用PG引脚来将此加/减计数器值写回至非易失性存储器以进一步使用，因此LED电流将处于用于另外加电时的期望值。
自动夹具可用于执行实际生产作业中的上述操作。可替代地，图13示出用于此种构想的方框图，而不是如图8中的通过由可变元件来原地调谐开关频率从而微调次级电流(例如步长为1％，具有32％的范围)。
图14示出用于实现图13中的电流修整的可能设计实施例。
在图14中，CS是电流检测引脚而CS_REF是用于设置峰值初级电流的基准电压。R5确定初始开关频率。GATE是用于为功率变换而开关功率开关器件的驱动信号。在制造期间初始值被存储在非易失性存储器中。在加电时，存储在非易失性存储器中的值将由PU_LD信号加载到加/减计数器。加/减计数器值经由D/A转换器产生电压来微调电压控制振荡器(VCO)。在制成整体的LED照明电路后，原地调节执行如下：
●经由图13中的R2两端的电压来监测实际的LED电流。
●使用INC上行式地调节加/减计数器，或使用DEC下行式地调节加/减计数器，直到实现期望的LED电流。
●使用PG引脚来将此加/减计数器值写回至非易失性存储器以进一步使用，因此LED电流将处于用于另外加电时的期望值。
自动夹具可用于执行实际生产作业中的上述操作。
应当理解的是，对于本领域中的技术人员来说显而易见的改进和变化不被认为是超出本发明的范围。

Claims (8)

1.一种用于LED照明元件的开关型功率变换电路，包括：
占空比控制电路；
功率开关器件；
振荡电路，其提供时间基准以便得到所述功率开关器件用的开关基准频率；
变压器，其具有初级绕组和两个次级绕组，所述两个次级绕组中的一个用于为所述LED照明元件供电，而另一个用于为所述占空比控制电路供电；以及
一个或多个电阻，其用于控制通过所述功率开关器件的峰值电流以便设置通过所述LED照明元件的电流。
2.根据权利要求1所述的变换电路，其中所述电阻的值为固定的。
3.根据权利要求1所述的变换电路，其中所述电阻为可调/可变类型。
4.根据权利要求1所述的变换电路，进一步包括外电路用户可控频率确定元件以便设置所述基准频率。
5.一种用于LED照明元件的开关型功率变换电路，包括：
占空比控制电路；
功率开关器件；
振荡电路，其频率通过选自由电阻、电感器和电容器构成的群组的外电路频率确定元件来确定，用于建立时间基准以便得到所述功率开关器件的开关频率；
变压器，其具有初级绕组和两个次级绕组，所述两个次级绕组中的一个用于为所述LED照明元件供电，而另一个用于为所述占空比控制电路供电；以及
一个或多个可变元件，其设置基准振荡器的开关频率以便确定通过所述LED照明元件的电流。
6.一种用于LED照明元件的开关型功率变换电路，包括：
占空比控制电路，其具有与其相联或集成的编程引脚；
功率开关器件；
振荡电路，其提供时间基准以便得到所述功率开关器件用的开关频率；
变压器，其具有初级绕组和两个次级绕组，所述两个次级绕组中的一个用于为所述LED照明元件供电，而另一个用于为所述占空比控制电路供电；
一个或多个固定电阻，其用于设置通过所述功率开关器件的峰值电流从而控制通过所述LED照明元件的电流；以及
熔丝、反熔丝、OTP或非易失性存储器，其能够经由所述编程引脚编程以便微调通过所述功率开关器件和所述LED照明元件的峰值电流。
7.一种用于LED照明元件的开关型功率变换电路，包括：
占空比控制电路，其具有与其相联或集成的编程引脚；
功率开关器件；
振荡电路，其提供时间基准以便得到所述功率开关器件的开关频率；
变压器，其具有初级绕组和两个次级绕组，所述两个次级绕组中的一个用于为所述LED照明元件供电，而另一个用于为所述占空比控制电路供电；
一个或多个固定频率确定元件，其控制所述功率开关器件的所述开关频率以便确定通过所述LED照明元件的电流；以及
熔丝、反熔丝、OTP或非易失性存储器，其具有能够经由所述编程引脚编程的值以便微调所述开关频率。
8.根据权利要求7所述的变换电路，其中所述振荡电路包括分立的频率确定元件，或者所述振荡电路通过集成电路设置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116633162A (zh) * 2023-03-31 2023-08-22 宁远县硕宁电子有限公司 一种可编程电压输出电路及其适配器
CN116633162B (zh) * 2023-03-31 2024-05-10 宁远县硕宁电子有限公司 一种可编程电压输出电路及其适配器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201403233Y (zh) * 2009-03-12 2010-02-10 深圳市众明半导体照明有限公司 一种适用于调光器的led调光装置
CN101765273A (zh) * 2010-01-22 2010-06-30 海洋王照明科技股份有限公司 一种无级调光led驱动电路
CN101951708A (zh) * 2009-07-10 2011-01-19 深圳比亚迪微电子有限公司 调光控制电路、芯片及方法
CN101959346A (zh) * 2009-07-14 2011-01-26 艾沃特有限公司 用于led灯的自适应调光器检测和控制

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201403233Y (zh) * 2009-03-12 2010-02-10 深圳市众明半导体照明有限公司 一种适用于调光器的led调光装置
CN101951708A (zh) * 2009-07-10 2011-01-19 深圳比亚迪微电子有限公司 调光控制电路、芯片及方法
CN101959346A (zh) * 2009-07-14 2011-01-26 艾沃特有限公司 用于led灯的自适应调光器检测和控制
CN101765273A (zh) * 2010-01-22 2010-06-30 海洋王照明科技股份有限公司 一种无级调光led驱动电路

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116633162A (zh) * 2023-03-31 2023-08-22 宁远县硕宁电子有限公司 一种可编程电压输出电路及其适配器
CN116633162B (zh) * 2023-03-31 2024-05-10 宁远县硕宁电子有限公司 一种可编程电压输出电路及其适配器

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