CN104135789A - 一种原边控制的led驱动方法及驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种原边控制的LED驱动方法及驱动电路，采用一个驱动电路驱动多路LED灯串，同时可实现混光控制，即根据需要控制的颜色控制多路调光信号的各个有效状态，以此进行颜色选择控制，实现混光驱动控制，满足彩色LED灯串应用场合。
Description
技术领域
本发明涉及开关电源领域，更具体地说，涉及一种原边控制的LED驱动方法及驱动电路。
背景技术
很多场合下，照明或背光源需要多路LED灯并联使用，每路LED包括一个或多个LED串联连接，形成一个多路并联的LED灯串。为了保证多路LED灯串的正常工作，需要驱动电源能够提供相应的驱动电压和驱动电流。现有技术中，应用于多路LED灯串的驱动电源通常需要多路输出。但在有些情况下，考虑到成本以及体积的因素，需要用一个驱动电源的一路输出来驱动多路LED灯串，此外，在一些彩色LED灯串的应用场合，需要不同颜色的LED灯串组成多路彩色LED灯串，这时，需要进行混光驱动控制。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种原边控制的LED驱动电路，只需一个驱动电源即可驱动多路LED灯串。同时，根据多路调光信号控制多路LED灯串的电流，可实现混光驱动控制，满足彩色LED灯串应用场合。
依据本发明的一种原边控制的LED驱动方法，应用于LED驱动电路中，用以驱动多路LED灯串，包括以下步骤：
当控制所述多路LED灯串亮度的调光信号均为无效状态时，所述驱动电路输出端的输出电流给输出端的输出电容充电，所述输出电容两端电压持续升高，当所述输出电容两端电压达到过压阈值时，控制所述驱动电路的功率开关管断开；
当所述调光信号至少一个为有效状态时，所述调光信号控制对应的LED灯串的电流维持在期望驱动电流值以下，所述输出电容两端电压逐渐下降；
当所述输出电容两端电压下降至预定的参考电压值或是所述调光信号的有效状态持续时间达到预定的时间段，控制所述功率开关管导通。
进一步的，所述调光信号由调光器提供，所述调光信号与所述多路LED灯串一一对应。
优选的，所述多路调光信号具有相同的占空比。
优选的，所述多路调光信号具有不同的占空比。
依据本发明的一种原边控制的LED驱动电路，用以驱动多路LED灯串，所述驱动电路的输出端连接所述LED灯串的正极，包括，
变压器，包括原边绕组和副边绕组；
通过功率开关管与所述变压器的原边绕组连接的原边控制电路；
依次与所述变压器的副边绕组连接的整流二极管和输出电容；
串联在所述多路LED灯串的负极与地之间的多路开关电路，所述多路开关电路由调光信号来控制导通或断开；
当所述调光信号均为无效状态时，所述驱动电路输出端的输出电流给所述输出电容充电，所述输出电容两端电压持续升高，当所述输出电容两端电压达到过压阈值时，所述原边控制电路控制所述功率开关管断开；
当所述调光信号至少有一个为有效状态时，所述调光信号控制对应的所述开关电路缓慢导通，所述LED灯串的电流维持在期望驱动电流值以下，所述输出电容两端电压逐渐下降；
当所述输出电容两端电压下降至预定的参考电压值或是所述调光信号的有效状态持续时间达到预定的时间段，所述原边控制电路控制所述功率开关管导通。
进一步的，还包括输出电压检测电路，所述输出电压检测电路接收一表征所述驱动电路输出端电压的输出电压反馈信号，并且，
将所述输出电压反馈信号与一过压信号进行比较以产生第一比较信号传输给所述原边控制电路；
将所述输出电压反馈信号与第一参考电压值进行比较以产生第二比较信号传输给所述原边控制电路；
其中，所述驱动电路输出端电压即为所述输出电容两端电压。
进一步的，还包括辅助供电电路和电压采样电路，
所述辅助供电电路包括一与所述变压器的副边绕组相关联的辅助绕组、二极管和第一电容，并产生一供电电压；
所述电压采样电路与所述辅助供电电路相连接，以获得所述输出电压反馈信号。
根据上述的原边控制的LED驱动方法及驱动电路电路，根据调光信号的状态和输出电容两端电压来控制功率开关管的通/断，实现一个驱动电源驱动多路LED灯串，同时可实现混光控制，可根据需要控制的颜色控制多路调光信号的有效状态，以此进行颜色选择控制，实现混光驱动控制，满足彩色LED灯串应用场合。
附图说明
图1所示为依据本发明的原边控制的LED驱动电路的原理图；
图2所示为依据本发明的原边控制的LED驱动电路的具体电路图；
图3所示为依据本发明的原边控制的LED驱动方法的流程图；
具体实施方式
以下结合附图对本发明的几个优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。
参考图1，所示为依据本发明的原边控制的LED驱动电路的原理图；所述LED驱动电路用以驱动多路LED灯串，所述驱动电路的输出端连接所述LED灯串的正极，本发明实施例的驱动电路的功率级电路优选为反激式功率级电路。
具体地，所述驱动电路包括变压器和功率开关管QM，所述变压器包括原边绕组T1和副边绕组T2，所述功率开关管QM的第一端与所述原边绕组T1连接，另一端接地。所述驱动电路还包括控制所述功率开关管QM开关状态的原边控制电路101，依次与所述变压器的副边绕组T2连接的整流二极管D1和输出电容Co；串联在所述多路LED灯串的负极与地之间的多路开关电路S1…Sn，所述多路开关电路由调光信号来控制导通或断开，所述调光信号由调光器提供，并且所述调光信号与所述多路LED灯串一一对应，即包括有多路调光信号，如图1中的G1…Gn。这里，所述原边控制电路101接收所述多路调光信号G1…Gn，以根据所述多路调光信号控制所述功率开关管QM的开关状态。
进一步的，所述驱动电路还包括辅助供电电路、电压采样电路和输出电压检测电路102，具体地，参考图2，所示为依据本发明的原边控制的LED驱动电路的具体电路图；其中输出电压检测电路102具体包括第一比较器I1和第二比较器I2。再次参考图1，所述辅助供电电路包括一与所述变压器的副边绕组相关联的辅助绕组T3、二极管D2和第一电容C1，并产生一供电电压，这里需要说明的是，所述供电电压为原边的控制芯片供电，所述电压采样电路包括串联的电阻R1和电阻R2，所述电压采样电路与所述辅助绕组T3连接，所述电阻R1和电阻R2的公共连接点的电压作为所述输出电压反馈信号VFB，所述输出电压反馈信号VFB表征了所述驱动电路输出端电压信息，由于所述驱动电路输出端电压为输出电容两端电压，因此，所述输出电压反馈信号VFB表征了所述输出电容两端电压信息。所述输出电压检测电路102接收所述输出电压反馈信号VFB，并且，所述输出电压检测电路102所述输出电压反馈信号VFB与电压信号OVP进行比较以产生第一比较信号V1传输给所述原边控制电路101；所述输出电压反馈信号与第一参考电压值Vref1进行比较以产生第二比较信号V2传输给所述原边控制电路101。所述原边控制电路101接收所述第一比较信号V1、第二比较信号V2以及多路调光信号G1…Gn，以控制据此控制所述功率开关管QM的导通/断开。这里，所述过压信号OVP与所述过压阈值相应，所述第一参考电压值Vref1与预定的参考电压值相对应，容易理解，当所述输出电压反馈信号VFB达到所述过压信号OVP时，表征所述输出电容两端电压达到所述过压阈值，当所述输出电压反馈信号VFB达到所述第一参考电压值Vref1时，表征所述输出电容两端电压达到所述预定的参考电压值。
以下具体阐述本发明实施例的工作过程：当不需要对LED灯串进行调光时，所述调光信号均为无效状态，例如以低电平为无效状态，高电平为有效状态，对应的所有开关电路S1…Sn均断开，这里会存在一个死区时间，所述驱动电路的输出端变为开路，但由于原边的功率开关管仍处于工作状态，所述驱动电路输出端的输出电流Iout给所述输出电容Co充电，所述输出电容两端电压Vout持续升高，相应地，所述输出电压反馈信号VFB也相应升高，当所述输出电压反馈信号VFB达到所述过压信号OVP时，所述第一比较器输出所述第一比较信号V1传输给所述原边控制电路101，所述原边控制电路101控制所述功率开关管QM断开。之后，当需要对多路LED灯串中的一路或多路进行调光，相对应的那路调光信号变为有效状态时，所述调光信号控制对应的所述开关电路缓慢导通，所述LED灯串的电流维持在期望驱动电流值以下，所述输出电容两端电压逐渐下降；这里，需要解释的是，由于上一周期中所述输出电容的两端电压较高，因此在下一周期开始，为了避免LED发生电流过冲，因此，开关电路缓慢导通，以避免LED过大损坏LED灯串，并且保持LED灯串的电流在一个小于期望驱动电流值的安全范围之内。当所述输出电容两端电压下降至预定的参考电压值或是所述调光信号的有效状态持续时间达到预定的时间段，则所述原边控制电路101控制所述功率开关管QM导通。所述LED驱动电路给输出端提供输出电压，所述LED灯串对应的开关电路完全导通，LED灯串的电流被调节至期望驱动电流值。
在上述工作过程中，所述多路调光信号可以具有相同的占空比或不同的占空比，其主要根据实际LED灯串的调光亮度确定。
从上述可以，本发明实施例的原边控制的LED驱动电路，只需一个驱动电路可以实现多路LED灯串的驱动，并且，通过本发明实施例的LED驱动电路，可以应用彩色LED灯串驱动的场合，例如，当不同路的LED灯串为不同的颜色时，由于调光信号G1…Gn为外部调光器提供，即可以根据需要控制的颜色控制调光信号G1…Gn的有效状态，以此进行颜色选择控制，每一路的控制方案均可以按照上述的驱动方式进行驱动控制，安全性好，易操作。
本发明公开的一种原边控制的LED驱动方法，应用于LED驱动电路中，以驱动多路LED灯串，包括以下步骤：
S301：当控制所述多路LED灯串亮度的调光信号均为无效状态时，所述驱动电路输出端的输出电流给输出端的输出电容充电，所述输出电容两端电压持续升高，当所述输出电容两端电压达到过压阈值时，控制所述驱动电路的功率开关管断开；
S302：当所述调光信号至少有一个为有效状态时，所述调光信号控制对应的LED灯串的电流维持在期望驱动电流值以下，所述输出电容两端电压逐渐下降；
S303：当所述输出电容两端电压下降至预定的参考电压值或是所述调光信号的有效状态持续时间达到预定的时间段，控制所述功率开关管导通。
进一步的，所述调光信号由调光器提供，所述调光信号与所述多路LED灯串一一对应。
综上所述，本发明的原边控制的LED驱动电路，驱动电路简单，可以实现多路LED灯串的驱动，并采用原边控制方案，安全性好，通过在LED供电起始阶段，对LED灯串的电流的控制，防止出现电流过冲，并且，通过本发明实施例的LED驱动电路，可以应用彩色LED灯串驱动的场合，成本低、易操作，效果好。
以上对依据本发明的优选实施例的原边控制的LED驱动方法和驱动电路进行了详尽描述，本领域普通技术人员据此可以推知其他技术或者结构以及电路布局、元件等均可应用于所述实施例。
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (10)
1.一种原边控制的LED驱动方法，应用于LED驱动电路中，用以驱动多路LED灯串，其特征在于，包括以下步骤：
当控制所述多路LED灯串亮度的调光信号均为无效状态时，所述驱动电路输出端的输出电流给输出端的输出电容充电，所述输出电容两端电压持续升高，当所述输出电容两端电压达到过压阈值时，控制所述驱动电路的功率开关管断开；
当所述调光信号至少一个为有效状态时，所述调光信号控制对应的LED灯串的电流维持在期望驱动电流值以下，所述输出电容两端电压逐渐下降；
当所述输出电容两端电压下降至预定的参考电压值或是所述调光信号的有效状态持续时间达到预定的时间段，控制所述功率开关管导通。
2.根据权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，所述调光信号由调光器提供，所述调光信号与所述多路LED灯串一一对应，即包括多路调光信号。
3.根据权利要求2所述的驱动方法，其特征在于，所述多路调光信号具有相同的占空比。
4.根据权利要求2所述的驱动方法，其特征在于，所述多路调光信号具有不同的占空比。
5.一种原边控制的LED驱动电路，用以驱动多路LED灯串，所述驱动电路的输出端连接所述LED灯串的正极，其特征在于，包括，
变压器，包括原边绕组和副边绕组；
通过功率开关管与所述变压器的原边绕组连接的原边控制电路；
依次与所述变压器的副边绕组连接的整流二极管和输出电容；
串联在所述多路LED灯串的负极与地之间的多路开关电路，所述多路开关电路由调光信号来控制导通或断开；
当所述调光信号均为无效状态时，所述驱动电路输出端的输出电流给所述输出电容充电，所述输出电容两端电压持续升高，当所述输出电容两端电压达到过压阈值时，所述原边控制电路控制所述功率开关管断开；
当所述调光信号至少有一个为有效状态时，所述调光信号控制对应的所述开关电路缓慢导通，所述LED灯串的电流维持在期望驱动电流值以下，所述输出电容两端电压逐渐下降；
当所述输出电容两端电压下降至预定的参考电压值或是所述调光信号的有效状态持续时间达到预定的时间段，所述原边控制电路控制所述功率开关管导通。
6.根据权利要求5所述的LED驱动电路，其特征在于，还包括输出电压检测电路，所述输出电压检测电路接收一表征所述驱动电路输出端电压的输出电压反馈信号，并且，
将所述输出电压反馈信号与一过压信号进行比较以产生第一比较信号传输给所述原边控制电路；
将所述输出电压反馈信号与第一参考电压值进行比较以产生第二比较信号传输给所述原边控制电路；
其中，所述驱动电路输出端电压即为所述输出电容两端电压。
7.根据权利要求5所述的LED驱动电路，其特征在于，所述调光信号由调光器提供，所述调光信号与所述多路LED灯串一一对应，即包括多路调光信号。
8.根据权利要求7所述的LED驱动电路，其特征在于，所述多路调光信号具有相同的占空比。
9.根据权利要求7所述的LED驱动电路，其特征在于，所述多路调光信号具有不同的占空比。
10.根据权利要求5所述的LED驱动电路，其特征在于，还包括辅助供电电路和电压采样电路，
所述辅助供电电路包括一与所述变压器的副边绕组相关联的辅助绕组、二极管和第一电容，并产生一供电电压；
所述电压采样电路与所述辅助供电电路相连接，以获得所述输出电压反馈信号。
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