CN103179729A - 反馈电路、驱动器以及照明装置 - Google Patents

Abstract

反馈电路、驱动器以及照明装置。本发明涉及一种用于驱动电路的反馈电路(100)，其中所述驱动电路包括作为第一级的恒压单元(CV)和作为第二级的恒流单元(CC)，其特征在于，所述反馈电路(100)包括连接至恒压单元(CV)的恒压输出端(CV_OUT)的第一反馈单元(1)和连接至所述恒流单元(CC)的恒流输出端(CC_OUT)之间的第二反馈单元(2)，所述第二反馈单元(2)根据所述恒流输出端(CC_OUT)的电压产生补偿信号(I_CC)并将该补偿信号(I_CC)输入所述第一反馈单元(1)，所述第一反馈单元(1)根据所述补偿信号将所述恒压输出端(CV_OUT)的电压调整为与所述恒流输出端(CC_OUT)的电压正相关。根据本发明的反馈电路具有较强的通用性，还具有高效节能的优点。

Description

反馈电路、驱动器以及照明装置

技术领域

本发明涉及一种反馈电路、驱动器以及照明装置。

背景技术

在现代的照明装置中、特别是LED照明装置中，为了获得适用于负载的恒定工作电流，提出恒流驱动。为了实现恒流驱动，驱动电路通常具有两级，即作为第一级的恒压单元以及作为第二级的恒流单元。

如果驱动电路设计用于不同的负载，那么当驱动电路连接到不同的负载的时候，功效也是不同的。通常，在全负载的情况下，可以获得最高的功效，在负载越低的情况下，则功效越低。参见附图1。因此，在现有技术中，存在在负载低的情况下驱动电路功效较低的问题。

现有技术中提出一种连接恒压输出端的反馈电路，用于检测恒压输出端的电压并不断反馈调节确保恒压输出端的电压保持恒定。该反馈电路仍然无法解决现有技术中存在的问题。

发明内容

因此本发明的目的在于，提出一种用于驱动电路的反馈电路，该反馈电路可以根据不同负载的需要，提供高的功效，尤其在低负载的情况下也能提供较高的功效，具有较强的通用性，并具有降低EMI辐射的优点。

根据本发明提出了一种用于驱动电路的反馈电路，其中所述驱动电路包括作为第一级的恒压单元和作为第二级的恒流单元，所述反馈电路包括连接至恒压单元的恒压输出端的第一反馈单元和连接在所述第一反馈单元和所述恒流单元的恒流输出端之间的第二反馈单元，所述第二反馈单元根据所述恒流输出端的电压产生补偿信号并将该补偿信号输入所述第一反馈单元，所述第一反馈单元根据所述补偿信号将所述恒压输出端的电压调整为与所述恒流输出端的电压正相关。本发明中的“负相关”的含义是二者的变化趋势是相反的，而“正相关”的含义是二者的变化趋势是相同的。

本发明的设计构思在于，通过提供第二反馈单元，考虑到了表征负载大小的恒流输出端的电压来设置恒压输出端的电压，从而在恒流输出端的电压降低，即负载减小的时候，提供一个补偿该负载减小的补偿信号至第一反馈单元，经第一反馈单元将恒压输出端的电压往低调节，因此保证了恒流输出端的电压和恒压输出端的电压的差值减小，提高了恒流单元的功效，使得恒压单元和恒流单元的整体功效也得到有效的提高。反之，当恒流输出端的电压增大时，恒压输出端的电压会被往高调节，这样保证了足够的电压差供恒流单元工作。因此确保了无论在低负载还是高负载的情况下，均能获得较高的功效并且不影响负载的正常工作。

优选地，所述恒压输出端的电压调整为与所述恒流输出端的电压正比例相关，从而使得反馈准确及时。进一步优选地，所述补偿信号与所述恒流输出端的电压负相成比例，以便于实现所述恒压输出端的电压调整为与所述恒流输出端的电压正比例相关。

根据本发明的一个优选方案，所述第二反馈单元根据所述恒流输出端的电压产生与所述恒流输出端的电压负相成比例的补偿信号。通过负相成比例的补偿信号，可以确保获得准确、及时的对恒流输出端的电压的反馈。

根据本发明的一个优选方案，第二反馈单元包括：检测电路，用于根据所述恒流输出端的电压产生检测信号；以及补偿电路，用于根据所述检测信号产生所述补偿信号。通过检测电路和补偿电路的相互匹配的设计，可以很好地实现第二反馈单元的功能。

根据本发明的一个优选方案，所述检测电路包括彼此串联的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端连接至所述恒流输出端并且所述第二电阻的一端连接至参考电位，在所述第一电阻和第二电阻之间产生所述检测信号。第一电阻和第二电阻此处作为采样电阻，采集了恒流输出端的电压的信号，并将恒流输出端的电压分压至适合反馈的电压范围。

根据本发明的一个优选方案，补偿电路包括第一三端电压调整器和比例电阻，所述比例电阻的一端连接在所述第一电阻和第二电阻之间，并且另一端连接在所述第一三端电压调整器的输出端，所述第一三端电压调整器的输入端连接在所述第一电阻和第二电阻之间并且其参考端连接至参考电位。通过第一三端电压调整器接收经过第一电阻和第二电阻分压之后获得的检测信号，可在第一三端电压调整器的输出端产生负相成比例的电压。利用比例电阻，可以将其作为比例因子来调整第一三端电压调整器的输入端的电压与输出端的电压的比例。

优选地，补偿电路还包括偏置电阻，所述偏置电阻连接在所述恒流输出端和所述第一三端电压调整器的输出端之间。偏置电阻为补偿电路提供上拉偏置。

优选地，所述补偿电路还包括第一限流电阻，所述第一限流电阻一端连接至所述第一三端电压调整器的输出端并且另一端连接第一反馈单元。第一限流电阻限制特定的电流作为第一反馈单元的补偿电流输入。

优选地，第一三端电压调整器是TL431或者TL432。TL431和TL432作为市售的三端电压调整器，可以以低成本的方式实现相对于输入端的电压的上述的负相成比例的输出端的电压。

优选地，所述第一反馈单元包括连接至恒压输出端的彼此串联的第五电阻和第六电阻，所述补偿信号在所述第五电阻和第六电阻之间输入所述第一反馈单元。第一反馈单元在不输入补偿信号的情况下，可以从第五电阻和第六电阻之间的作为第一反馈单元的反馈端采集信号，进行恒压反馈，确保恒压输出端的电压保持稳定。而第一反馈单元在与第二反馈单元结合时，从第五电阻和第六电阻之间输入补偿信号。

优选地，第一反馈单元还包括第二三端电压调整器和补偿网络，所述第二三端电压调整器的输入端连接至所述第五电阻和第六电阻之间，所述补偿网络连接在所述第二三端电压调整器的输出端和所述第五电阻和第六电阻之间的节点之间。在未输入补偿信号的情况下，利用第二三端电压调整器和补偿网络，第二三端电压调整器的输出端的电压负相地反映了恒压输出端的电压与设定值的关系，从而调节恒压输出端的电压的保持恒定，即将恒压输出端的电压保持到与电压的设定值相同。并且在输入补偿信号的情况下，实现了第一反馈单元根据所述补偿信号将所述恒压输出端的电压调整为与所述恒流输出端的电压正相关，优选正比例相关。优选地，补偿网络包括彼此串联的第八电阻和第一电容。

优选地，所述第一反馈单元还包括彼此串联的第二限流电阻和光耦元件，所述光耦元件的一端连接至所述第二三端电压调整器的输出端。所述光耦元件会把通过所述光耦元件的电流的变化反应到初极侧的PWM控制的IC的反馈调节端，而主控IC会减小或增大初级功率回路的能量传递，从而次级侧的恒压输出端的电压减小或增大。

本发明还涉及一种反馈电路、驱动器、照明装置。

应该理解，以上的一般性描述和以下的详细描述都是列举和说明性质的，目的是为了对要求保护的本发明提供进一步的说明。

附图说明

附图构成本说明书的一部分，用于帮助进一步理解本发明。这些附图图解了本发明的实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。在附图中相同的部件用相同的标号表示。图中示出：

图1是根据现有技术的典型的恒压恒流单元输出的功效和负载的曲线图；

图2是根据本发明的第一具体实施例的反馈电路；

图3是根据本发明的反馈电路中的第二反馈单元的原理示意图；

图4是根据本发明的反馈电路在驱动电路中安置的示意图；

图5是在加设根据本发明的图2中的反馈电路后恒压输出端的电压和恒流输出端的电压的关系图。

具体实施方式

图2是根据本发明的第一具体实施例的反馈电路100。图3是根据本发明的反馈电路100中的第二反馈单元2的原理示意图。图4是根据本发明的反馈电路100在驱动电路中安置的示意图。

结合图2-4中可以看出，根据本发明的反馈电路100设置在恒压单元CV的恒压输出端CV_OUT和恒流单元CC的恒流输出端CC_OUT之间。具体而言，反馈电路100包括连接到恒压输出端CV_OUT的第一反馈单元1和连接到恒流输出端CC_OUT的第二反馈单元2。第二反馈单元2将对于恒流单元CC进行补偿的补偿信号I_CC发送到第一反馈单元1。

为了使恒压输出端CV_OUT的电压能够反映恒流输出端CC_OUT的电压的变化，也就是负载的变化，提供了补偿信号I_CC。为了产生补偿信号I_CC，第二反馈单元2首先包括检测电路3，检测电路3用于检测恒流输出端CC_OUT的电压。在该具体实施例中，检测电路3包括第一电阻R1和第二电阻R2，第一电阻R1的一端连接至恒流输出端CC_OUT并且第二电阻R2的一端连接至参考电位，在第一电阻R1和第二电阻R2之间产生检测信号Udiv。第一电阻R1和第二电阻R2用于检测恒流输出端CC_OUT的电压，即第一电阻R1和第二电阻R2将恒流输出端CC_OUT的电压分压以产生检测信号Udiv以适合接下来要描述的第一三端电压调整器U1的电压范围。

为了将所述检测信号Udiv处理成补偿信号I_CC，补偿电路4包括第一三端电压调整器U1和比例电阻R3，比例电阻R3的一端连接在所述第一电阻R1和第二电阻R2之间，并且另一端连接在所述第一三端电压调整器U1的输出端，第一三端电压调整器U1的输入端连接在所述第一电阻R1和第二电阻R2之间并且其参考端连接至参考电位。第一三端电压调整器U1的作用在于接收经第一电阻R1和第二电阻R2分压后产生的检测信号Udiv，并在第一三端电压调整器U1的输出端产生负相关的电压，优选负相成比例的电压。比例电阻R3为比例因子，用于调节第一三端电压调整器U1的输出端电压和输入端电压的比例。第一三端电压调整器U1可选择电压调整器TL431，TL432等。补偿电路4还包括第一限流电阻R4和偏置电阻R9，偏置电阻R9一端连接恒流输出端CC_OUT，另一端连接第一三端电压调整器U1的输出端和比例电阻R3的另一端。第一限流电阻R4一端连接至第一三端电压调整器U1的输出端并且另一端连接第一反馈单元1的反馈端，即第一反馈单元1的第五电阻R5和第六电阻R6之间的节点，即第一反馈单元的反馈端。其中，R4为限流电阻，限制特定的电流作为补偿电流输入第一反馈单元1或者说恒压反馈环路。偏置电阻R9则为补偿电路4提供上拉偏置。

第一反馈单元1包括连接至恒压输出端CV_OUT的彼此串联的第五电阻R5和第六电阻R6、第二三端电压调整器U2和在该具体实施例中作为补偿网络的彼此串接的第八电阻R8和第一电容C1，第二三端电压调整器U2的输入端连接至第五电阻R5和第六电阻R6之间，补偿网络连接在第二三端电压调整器U2的输出端和第五电阻R5和第六电阻R6之间的节点之间。从而在未输入补偿信号I_CC的情况下，利用第二三端电压调整器U2和补偿网络，第二三端电压调整器U2的输出端的电压负相地反映了恒压输出端CV_OUT的电压与设定值的关系，从而可以实现对恒压输出端CV_OUT的电压的保持恒定的调节，即将恒压输出端CV_OUT保持到与设定值相同。在未输入补偿信号I_CC的情况下，第一反馈单元1的工作原理为：第五电阻R5和第六电阻R6构成分压器，采样恒压输出端CV_OUT的电压，即第五电阻R5和第六电阻R6将恒压输出端CV_OUT的电压分压后并将分压后的电压输入第二三端电压调整器U2。第八电阻R8和第一电容C1跨接在第二三端电压调整器U2的输入端和输出端，作为补偿网络。第二三端电压调整器U2的输出端的电压负相地反映了恒压输出端CV_OUT的电压与设定值的关系。R7为限流电阻。具体而言，当恒压输出端CV_OUT的电压比设定值高时，第二三端电压调整器U2的输入端的电压也跟随升高，第二三端电压调整器U2的输出端的电压减小，那么流过限流电阻R7和光耦的电流就会增加，光耦会把电流的变化反应到初级侧的PWM控制IC的反馈调节端，IC会控制主功率回路减小初级功率回路的能量传递，因此次级侧的恒压输出端CV_OUT的电压减小。反之，如果恒压输出端CV_OUT的电压比设定值小，则恒压输出端CV_OUT的电压会被抬高。

在第一反馈单元1从第二反馈单元2接收补偿信号I_CC的情况下，第一反馈单元1和第二反馈单元2共同实现反馈的工作原理为：当恒流输出端CC_OUT的电压减小时，第一电阻R1和第二电阻R2分压后的电压即检测信号Udiv的电压(作为第一三端电压调整器U1的输入端的电压)减小，那么第一三端电压调整器U1的输出端的电压就会相反按比例的增大，于是经过限流电阻R4注入第二三端电压调整器U2的输入端的电流就会增大，这样恒压输出端CV_OUT的电压就会被往低调节。因此保证了恒压输出端CV_OUT的电压和恒流输出端CC_OUT的电压的差值不会太大，提高了恒流单元CC的功效，使得整体功效也得到有效的提高。反之，当恒流输出端CC_OUT的电压增大时，恒压输出端CV_OUT的电压会被往高调节，这样保证了足够的电压差供恒流单元工作。

根据本发明的反馈电路100利用第二反馈单元2实现了根据检测信号Udiv产生与恒流输出端CC_OUT的电压负相关变化-优选负比例相关的补偿信号I_CC，并进一步利用第一反馈单元1将恒压输出端CV_OUT的电压调整为与所述恒流输出端CC_OUT的电压正相关变化，优选正比例相关。

图5是在加设根据本发明的图2中的反馈电路100后恒压输出端CV_OUT的电压和恒流输出端CC_OUT的电压的关系图。从中可以看出，二者呈现正相关，基本上正比例相关即恒压输出端CV_OUT的电压和恒流输出端CC_OUT的电压基本成线性关系或者说正比例关系。

根据本发明的反馈电路可以设置在驱动电路中。无论在单一的反击式拓扑结构中在TM(transition-mode)模式下以及在降压式拓扑结构中在固定频率下，均可以看出上述功率损耗较小。根据本发明的驱动电路，由于降低了恒压单元CV的在低负载的时候的输出电压，因此，可以保持在恒流单元CC的恰当的输入电压。通常，降压电路会工作在kHz的开关频率，因此开关损耗、MOSFET的门驱动损耗以及catch diode的损耗以及在电感上的损耗在整个功率损耗中占据了主要的部分。这些损耗由于减低了恒流单元CC的输入电压，相应都减小了。而对于恒压单元CV，平均的工作频率更加稳定。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

标号列表

100反馈电路

1第一反馈单元

2第二反馈单元

3检测电路

4补偿电路

Claims (16)

1.一种用于驱动电路的反馈电路(100)，其中所述驱动电路包括作为第一级的恒压单元(CV)和作为第二级的恒流单元(CC)，其特征在于，所述反馈电路(100)包括连接至恒压单元(CV)的恒压输出端(CV_OUT)的第一反馈单元(1)和连接至所述恒流单元(CC)的恒流输出端(CC_OUT)的第二反馈单元(2)，所述第二反馈单元(2)根据所述恒流输出端(CC_OUT)的电压产生补偿信号(I_CC)并将该补偿信号(I_CC)输入所述第一反馈单元(1)，所述第一反馈单元(1)根据所述补偿信号将所述恒压输出端(CV_OUT)的电压调整为与所述恒流输出端(CC_OUT)的电压正相关。

2.根据权利要求1所述的反馈电路(100)，其特征在于，所述恒压输出端(CV_OUT)的电压调整为与所述恒流输出端(CC_OUT)的电压正比例相关。

3.根据权利要求2所述的反馈电路(100)，其特征在于，所述补偿信号与所述恒流输出端(CC_OUT)的电压负相成比例。

4.根据权利要求1或2或3所述的反馈电路(100)，其特征在于，所述第二反馈单元(2)包括：检测电路(3)，用于根据所述恒流输出端(CC_OUT)的电压产生检测信号(Udiv)；以及补偿电路(4)，用于根据所述检测信号(Udiv)产生所述补偿信号(I_CC)。

5.根据权利要求4所述的反馈电路(100)，其特征在于，所述检测电路(3)包括彼此串联的第一电阻(R1)和第二电阻(R2)，所述第一电阻(R1)的一端连接至所述恒流输出端(CC_OUT)并且所述第二电阻(R2)的一端连接至参考电位，在所述第一电阻(R1)和第二电阻(R2)之间产生所述检测信号(Udiv)。

6.根据权利要求4所述的反馈电路(100)，其特征在于，所述补偿电路(4)包括第一三端电压调整器(U1)和比例电阻(R3)，所述比例电阻(R3)的一端连接在所述第一电阻(R1)和第二电阻(R2)之间，并且另一端连接在所述第一三端电压调整器(U1)的输出端，所述第一三端电压调整器(U1)的输入端连接在所述第一电阻(R1)和第二电阻(R2)之间并且其参考端连接至参考电位。

7.根据权利要求6所述的反馈电路(100)，其特征在于，所述补偿电路(4)还包括偏置电阻(R9)，所述偏置电阻(R9)连接在所述恒流输出端(CC_OUT)和所述第一三端电压调整器(U1)的输出端之间。

8.根据权利要求6所述的反馈电路(100)，其特征在于，所述补偿电路(1)还包括第一限流电阻(R4)，所述第一限流电阻(R4)一端连接至所述第一三端电压调整器(U1)的输出端并且另一端连接第一反馈单元(1)。

9.根据权利要求6所述的反馈电路(100)，其特征在于，所述第一三端电压调整器(U1)是TL431或者TL432。

10.根据权利要求1或2或3所述的反馈电路(100)，其特征在于，所述第一反馈单元(1)包括连接至恒压输出端(CV_OUT)的彼此串联的第五电阻(R5)和第六电阻(R6)，所述补偿信号(I_CC)输入所述第一反馈单元(1)在所述第五电阻(R5)和第六电阻(R6)之间的反馈端。

11.根据权利要求10所述的反馈电路(100)，其特征在于，所述第一反馈单元(1)还包括第二三端电压调整器(U2)和补偿网络，所述第二三端电压调整器(U2)的输入端连接至所述第五电阻(R5)和第六电阻(R6)之间，所述补偿网络连接在所述第二三端电压调整器(U2)的输出端和所述第五电阻(R5)和第六电阻(R6)之间的节点之间。

12.根据权利要求11所述的反馈电路(100)，其特征在于，所述补偿网络包括彼此串联的第八电阻(R8)和第一电容(C1)。

13.根据权利要求11所述的反馈电路(100)，其特征在于，所述第一反馈单元(1)还包括彼此串联的第二限流电阻(R7)和光耦元件，所述光耦元件的一端连接至所述第二三端电压调整器(U2)的输出端。

14.一种驱动器，包括作为第一级的恒压单元(CV)和作为第二级的恒流单元(CC)，其特征在于，还包括设置在恒压单元(CV)的所述恒压输出端(CV_OUT)和所述恒流单元(CC)的恒流输出端(CC_OUT)之间的根据权利要求1-13中任一项所述的反馈电路(100)。

15.一种照明装置，包括根据权利要求14所述的驱动器。

16.根据权利要求15所述的照明装置，其特征在于，所述照明装置是LED照明装置。

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