CN105101576A - 一种用于led驱动的负载电压补偿电路 - Google Patents

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夏虎
刘玉芳
李俨
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Abstract

本发明公开了一种电路，具体是一种用于LED驱动的负载电压补偿电路，包括依次串联的负载电压检测模块、采样保持模块和负载电压补偿模块，还包括电流检测模块、消磁检测模块、控制驱动模块、变压器、开关管、采样电阻、分压电阻；所述负载电压补偿模块的输出端连接控制驱动模块；该电路从分压电阻中间还引出一反馈检测端，所述反馈检测端引出后同时与所述负载电压检测模块和消磁检测模块的输入端连接，所述消磁检测模块和电流检测模块的输出端均与控制驱动模块连接；所述控制驱动模块连接开关管；所述开关管通过所述采样电阻与所述变压器连接，变压器与所述分压电阻并联。本发明的输出电流精度高，无需变压器辅助绕组，简化了外围电路，节省了成本。

Description

一种用于 LED 驱动的负载电压补偿电路
技术领域
本发明涉及一种补偿电路，具体涉及一种用于LED驱动的负载电压补偿电路。
背景技术
LED驱动电路中广泛采用临界导通控制方式来实现恒流输出，由过零检测模块检测变压器消磁结束时间。而LED驱动电路根据电气特性划分，可以划分为隔离LED驱动电路和非隔离LED驱动电路，由于绝缘、散热问题和电源技术的历史问题，非隔离驱动电路具有广泛的应用范围。目前，现有的非隔离LED驱动电路一般有两种构成方案，分别如下：
第一种是传统的非隔离LED驱动电路，如图1所示，变压器、电流检测模块、消磁检测模块、控制和驱动模块、开关管（Q2）、过零检测模块和采样电阻（RC2）构成一个控制电路。其中，变压器包括主绕组（Lp）和辅助绕组（La）。当开关管导通时，变压器主绕组（Lp）上的电流增加，当其增加到电流阈值Iref时，开关管关断，变压器开始消磁，消磁检测模块通过分压电阻（RA2、RB2）检测主绕组电压的下降沿来检测消磁时间。在变压器消磁过程中，辅助绕组（La）为电源供电模块供电。当变压器消磁结束后，反馈检测端（下文简称为“FB”）电压下降。当FB反馈电压下降到低于阈值FB-TH时，变压器消磁结束，开关管导通。
图2为图1传统的非隔离LED驱动电路的控制波形示意图。结合图1与图2得出VFB= (VOUT+VD2) *RB2/(RA2+RB2)，当负载电压（VOUT）增大时，FB反馈电压增大，FB反馈电压下降到阈值（FB-TH）的延迟时间（Td）增大。同时，因为负载电压增大，变压器消磁时间减小，开关周期（T）减小。输出电流计算公式为Iout=½*Iref*(T-Td)/T，所以负载电压增大时，Td增大、T减小，导致输出电流减小。
以上第一种方案，无负载电压补偿功能，随着输出负载电压变化，输出电流也会跟随变化，输出电流精度较差。
第二种是对第一种方案改进后的非隔离LED驱动电路，如图3所示，该电路增加了负载电压检测功能和负载电压补偿模块。该电路通过辅助绕组（La）检测负载电压，其中，电源供电&负载电压检测模块的输入VCC为恒定直流电压，VCC电压值与负载电压正相关，VVCC= (VOUT+VD4) *Na/NP-VDF4。负载电压补偿模块根据电源电压值，经过计算后对输出电流进行补偿，提高输出电流精度。
以上第二种方案，增加了负载电压补偿模块，通过检测变压器辅助绕组的电压，并根据检测到的电压值对输出电流进行补偿，提高了输出电流精度。而缺点是，需要在辅助绕组端检测电压，因而辅助绕组（La）必不可少，变压器至少需要2个绕组，因而电路成本较高。
总之，现有的LED驱动电路要实现负载电压补偿功能，对于非隔离型的LED驱动电路中的变压器需要两个绕组，即主绕组（Lp）和辅助绕组（La）；而对于隔离型的LED驱动电路，则要求变压器有三个绕组，即主绕组（Lp）、次级绕组（Ls）和辅助绕组（La）。现有技术中都需要通过辅助绕组（La）来检测负载电压，而辅助绕组的设计都增加了电路的成本。
发明内容
本发明的目的就是为了克服背景技术中的缺陷，提供了一种用于LED驱动的负载电压补偿电路，该电路不仅能够提高输出电流的精度，而且电路成本较少。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种用于LED驱动的负载电压补偿电路，包括变压器、电流检测模块、消磁检测模块、控制驱动模块、开关管（Q6）、采样电阻（RC6）和分压电阻（RA6、RB6），其特征是：该电路还包括依次串联的负载电压检测模块、采样保持模块和负载电压补偿模块；所述负载电压补偿模块的输出端连接控制驱动模块；该电路从分压电阻中间还引出一反馈检测端（FB），所述反馈检测端引出后同时与所述负载电压检测模块的输入端和消磁检测模块的输入端连接；所述消磁检测模块的输出端和电流检测模块的输出端均与控制驱动模块连接；所述控制驱动模块连接开关管；所述开关管通过所述采样电阻与所述变压器连接，变压器与所述分压电阻并联。
优选的：所述的分压电阻为两个串联的电阻。
优选的：所述的变压器仅包含主绕组（Lp）；进一步优选的是，所述的变压器包含主绕组（Lp）和次级绕组（Ls）。
本发明的有益效果是：该电路是在既有方案的基础上通过芯片的过零检测引脚实现负载电压（VOUT）检测，其输出电流精度高，无需变压器辅助绕组，而且简化了外围电路；在变压器消磁过程中通过分压电阻检测主绕组电压来检测负载电压，并采样保持，在开关管开启时，对输出电流进行补偿，从而可以节省方案成本，简化应用电路。
附图说明
图1，一种传统的非隔离LED驱动电路框图；
图2，图1所示驱动电路的控制波形示意图；
图3，另一种传统的非隔离LED驱动电路框图；
图4，本发明一实施例的电路框图；
图5，本发明另一实施例的电路框图。
具体实施方式
下面结合附图以及优选的方案对本发明的工作原理做进一步详细的说明。
如附图4所示，是本发明的电路框图，具体是一种用于LED驱动的负载电压补偿电路的组成框图，该电路包括变压器、电流检测模块、消磁检测模块、控制驱动模块、开关管（Q6）、采样电阻（RC6）、分压电阻（RA6、RB6）、负载电压检测模块、采样保持模块和负载电压补偿模块。所述变压器只包含主绕组（Lp），所述负载电压检测模块、采样保持模块和负载电压补偿模块依次串联；所述负载电压补偿模块的输出端连接控制驱动模块；该电路从分压电阻中间还引出一反馈检测端（FB），所述反馈检测端引出后同时与所述负载电压检测模块的输入端和消磁检测模块的输入端连接；所述消磁检测模块的输出端和电流检测模块的输出端均与控制驱动模块连接；所述控制驱动模块连接开关管；所述开关管通过所述采样电阻与所述变压器连接，变压器与所述分压电阻并联。
工作原理：该电路增加了负载电压补偿模块，当开关管（Q6）导通时，主绕组（Lp）充电储能，此时， Lp的同名端电压低于0V，因而过零检测引脚处的电压低于0V；当开关管（Q6）关断时，Lp消磁放能，Lp的同名端电压高于0V ，因而FB的电压高于0V，VFB= (VOUT+VD6)*RB6/(RA6+RB6)，该电压与负载电压（VOUT）正相关。
负载电压检测模块在Lp消磁放能时检测过零检测引脚的电压，采样保持模块储存Lp消磁放能时过零检测引脚的电压。当开关管（Q6）导通时，负载电压补偿模块根据采样保持模块的输出对输出电流进行相应补偿，过零检测引脚同时作为消磁检测模块的输入端，用于检测Lp消磁放能结束时间。
本发明是一种负载电压补偿电路，是不带辅助绕组的非隔离LED驱动电路，在变压器消磁过程中通过分压电阻检测主绕组电压来检测负载电压，并采样保持，在开关管开启时，对输出电流进行补偿，从而可以节省方案成本，简化应用电路。
虽然本发明是一种非隔离型LED驱动电路，但是基于本发明的技术启示下的一种隔离型LED驱动电路（如附图5所示）也应当属于本发明的保护内容。该隔离型LED驱动电路包括变压器（该变压器包括Lp和Ls）、电流检测模块、消磁检测模块、控制驱动模块、开关管（Q5）、采样电阻（RC5）、分压电阻（RA5、RB5）、过零检测引脚，负载电压检测模块、采样保持模块和负载电压补偿模块。所述变压器包括主绕组（Lp）和次级绕组（Ls），其Lp与两分压电阻（RA5、RB5）并联，其次级绕组（Ls）接外围隔离电路；所述负载电压检测模块、采样保持模块和负载电压补偿模块依次串联连接，所述负载电压补偿模块的输出端连接控制驱动模块；所述FB过零检测引脚经过分压电阻引出后同时与所述负载电压检测模块和消磁检测模块的输入端连接；所述消磁检测模块和电流检测模块均连接至控制驱动模块；所述控制驱动模块连接开关管；所述开关管与变压器之间连接有采样电阻。
本发明的技术启示是指电路中不带辅助绕组，且包含负载电压检测模块、采样保持模块和负载电压补偿模块，且过零检测引脚同时作为消磁检测模块和负载电压检测模块的输入端。在本发明的技术启示下，用隔离方式替换非隔离方式，对于具有专业知识的该领域技术人员来说是显而易见，没有难度的。

Claims (4)

1.一种用于LED驱动的负载电压补偿电路，包括变压器、电流检测模块、消磁检测模块、控制驱动模块、开关管、采样电阻和分压电阻，其特征是：该电路还包括依次串联的负载电压检测模块、采样保持模块和负载电压补偿模块；所述负载电压补偿模块的输出端连接控制驱动模块；该电路从分压电阻中间还引出一反馈检测端，所述反馈检测端引出后同时与所述负载电压检测模块的输入端和消磁检测模块的输入端连接；所述消磁检测模块的输出端和电流检测模块的输出端均与控制驱动模块连接；所述控制驱动模块连接开关管；所述开关管通过所述采样电阻与所述变压器连接，变压器与所述分压电阻并联。
2.根据权利要求1所述的用于LED驱动的负载电压补偿电路，其特征是：所述的分压电阻为两个串联的电阻。
3.根据权利要求1所述的用于LED驱动的负载电压补偿电路，其特征是：所述的变压器仅包含主绕组。
4.根据权利要求1所述的用于LED驱动的负载电压补偿电路，其特征是：所述的变压器包含绕组主绕组和次级绕组。
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