CN109121252A - 一种led驱动电源 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED驱动电源，包括整流器、频率调节电路、变压器、谐波滤除电路、电流镜电路、计数电路、控制电路、驱动电路、反馈电路；整流器输入侧连接外部AC电源，输出侧连接频率调节电路输入侧，频率调节电路输出侧连接所述变压器初级绕组，变压器次级绕组连接谐波滤除电路输入侧，谐波滤除电路输出侧连接LED灯；电流镜电路的输入侧分别连接谐波滤除电路和频率调节电路，用于比较所述频率调节电路和所述LED处的频率差异，电流镜电路输出侧连接所述计数电路输出侧，所述计数电路输出侧连接所述控制电路，驱动电路和反馈电路与控制电路连接，所述驱动电路用于驱动所述频率调节电路。实现对LED的稳定电源供应。

Description

一种LED驱动电源

技术领域

本发明涉及LED照明技术领域，具体而言，涉及一种LED驱动电源。

背景技术

随着电子技术的快速发展，由于LED具有发光效率高，节约能源等优点，LED照明技术的日趋成熟，开始大量应用于各种领域，如显示屏、各种仪表仪器的指示灯、家用照明等等领域。而LED使用的是低压直流电，所以必须要有一个LED驱动电源来给其供电，驱动电源能将高压的交流电转换成低压直流电供给LED。

传统的驱动电源具有一个输入端和输出端，输入端接家用的交流电源，然后通过整流器连接滤波电路等后，输出到LED，对LED灯进行驱动，有些也设置变压器，通过在变压器初级侧设置可控开关管，通过控制器对开关进行开关PWEM控制，PWM控制器用于开关的接通和断开，从而达到控制直流电的接通和断开，使得在变压器内产生变化的磁场，使得绕在变压器上的输出端线圈产生感应电势，输出端线圈的感应电势输出到输出端，从而实现驱动LED工作。

然而，上述传统的控制并未充分考虑LED接收的频率，造成LED偶尔会出现闪频的问题，或者在需要控制LED亮度时，通过变压器输出的电压时，造成LED接收的电压因为频率的调整不稳定。

发明内容

本发明提出了一种LED驱动电源，包括整流器、频率调节电路、变压器、谐波滤除电路、电流镜电路、计数电路、控制电路、驱动电路、反馈电路；所述整流器输入侧连接外部AC电源，输出侧连接频率调节电路输入侧，所述频率调节电路输出侧连接所述变压器初级绕组，所述变压器次级绕组连接谐波滤除电路输入侧，所述谐波滤除电路输出侧连接LED灯；所述电流镜电路的输入侧分别连接所述谐波滤除电路和所述频率调节电路，用于比较所述频率调节电路和所述LED处的频率差异，所述电流镜电路输出侧连接所述计数电路输出侧，所述计数电路输出侧连接所述控制电路，所述驱动电路和所述反馈电路与所述控制电路连接，所述驱动电路用于驱动所述频率调节电路。

所述的LED驱动电源，所述整流器包括由二极管组合成的全桥或者半桥整流电路。

所述的LED驱动电源，还包括电流检测电路，所述电流检测电路包括第一电流检测电路、第二电流检测电路，所述第一电流检测电路连接所述频率调节电路，所述第二电流检测电路连接所述谐波滤除电路，所述电流检测电路连接所述电流镜电路，通过电流镜电路比较判断所述第一电流检测电路和所述第二电流检测电路的电流，进行频率区分，获取所述频率调节电路与输出到所述LED的频率差异，并将所述差异进行大小判断后输出到所述计数电路。

所述的LED驱动电源，所述计数电路对一定周期范围内的接收到的所述差异超过阈值范围进行计数，如果所述差异超过阈值范围的计数的具体值大于预设计数阈值，则输出脉冲信号到所述控制电路，所述控制电路根据所述脉冲信号控制驱动电路，所述驱动电路驱动所述频率调节电路中的可变电阻或者可变电感，调节频率。

所述的LED驱动电源，所述频率调节电路包括电阻R1、电容C1、电容C2、电阻R9、可变电阻R2、可调电感L1、L2、L3、可变电阻R3、R4、晶体管G1、G2、可调电感C3、C4、电感L4、稳压管W1、W2；所述电容C1并联连接在所述整流器的输出端，所述电阻R1与所述电感C2串联后与所述电容C1并联，所述晶体管G1、G2串联后连接与所述电容C1并联，所述电阻R9一端连接在所述电阻R1与电容C2串联连接点，另一端分别连接所述可变电阻R2的一端与晶体管G2的控制端，所述可变电阻R2的另一端接地；所述可调电感L1与所述可变电阻R3串联后连接在所述晶体管G1的控制端，所述可调电感L2与所述可变电阻R4串联后连接在所述晶体管G2的控制端，所述驱动电路分别连接在所述可变电阻R2、R3、R4的可变控制端，以及所述可调电感L1、L2的可调控制端；所述反馈电路在所述可变电阻R2、R3、R4，所述可调电感L1、L2上设置检测端，通过所述检测端检测所述可变电阻R2、R3、R4，所述可调电感L1、L2调节的刻度。

所述的LED驱动电源，所述驱动电路包括驱动晶体管、驱动电机、传动机构，通过所述驱动晶体管驱动所述驱动电机，通过所述驱动电机带动所述传动机构调节所述可调电阻R2、R3、R4和所述可调电感L1、L2。

所述的LED驱动电源，所述反馈电路包括预设调节刻度、检测调节刻度、比较器；通过所述检测端接收所述检测调节刻度，通过所述预设调节刻度接收所述控制电路设定的预设调节刻度，将所述预设调节刻度、检测调节刻度输入到所述比较器，比较判断得出两者的差值，并将所述差值与预设刻度阈值比较，根据所述比较结果反馈所述结果到控制电路，以判断所述可调电阻R2、R3、R4和所述可调电感L1、L2是否到达预设的调节位置。

所述的LED驱动电源，所述频率调节电路还包括可变电容C3、C4，可调电感L3，电感L4，所述可变电容C3的一端连接在所述电容C1的一端，所述C3另一端连接在所述L3的一端，所述L3的另一端连接所述可变电容C4的一端，所述电容C4通过所述电感L4连接所述可变电感L1的一端；所述可变电容C4并联在变压器T1的初级绕组两侧。

所述的LED驱动电源，所述可变电容C4与所述电感L4之间还串联有第一电流检测电路CT1，所述第一电路检测电路CT1为电流互感器，其输入端串联在所述可变电容C4与所述电感L4之间，输出端连接有二极管D1，输出端与二极管D1串联后并联电阻R5以及电容C5，并联之后的电路通过电阻R6连接所述电流镜电路的一输入端。

所述的LED驱动电源，所述变压器T1的次级绕组的一输出端连接二极管D3的阳极，所述二极管D3的阴极连接电感L5的一端，电感L5的另一端连接至少一个LED灯，LED灯与所述变压器T1的次级绕组的另一输出端之间串联第二电流检测电路CT2，所述第二电路检测电路CT2为电流互感器，输出端连接有二极管D2，输出端与二极管D2串联后并联电阻R7以及电容C7，并联之后的电路通过电阻R8连接所述电流镜电路的另一输入端。

本发明所取得的有益技术效果是：对LED进行输出电源控制，进行输出到LED电源的频率控制，实现准确控制LED频率跟踪，保持驱动LED的电源处于一个稳定的供电范围，作为本发明的一个主要改进点之一是通过进行可调电阻和可变电感，调节输出到LED的谐振频率，相对现有的固定的谐振频率控制具有更好的跟踪控制驱动LED的频率的效果，通过调节输出到变压器的谐振以及调节控制变压器通断的开关频率进行双层频率控制，作为本发明的又一改进点是，能够通过电流镜判断微弱差异的能力，检测和判断LED处的频率和电源输出的控制变压器的频率差异，通过计数电路实现计数，实现频率差异出现误差，减少单次或者偶然频率差异带来的频率调整，通过对调节可变电阻和可调电感的调节以及调节刻度的反馈控制，实现对频率调节的精准控制。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在图中，在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。

图1是本发明的LED驱动电源的示意图。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统、方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内、包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。

如图1所示，为本发明提出了一种LED驱动电源的示意图，包括整流器、频率调节电路、变压器、谐波滤除电路、电流镜电路、计数电路、控制电路、驱动电路、反馈电路；所述整流器输入侧连接外部AC电源，输出侧连接频率调节电路输入侧，所述频率调节电路输出侧连接所述变压器初级绕组，所述变压器次级绕组连接谐波滤除电路输入侧，所述谐波滤除电路输出侧连接LED灯；所述电流镜电路的输入侧分别连接所述谐波滤除电路和所述频率调节电路，用于比较所述频率调节电路和所述LED处的频率差异，所述电流镜电路输出侧连接所述计数电路输出侧，所述计数电路输出侧连接所述控制电路，所述驱动电路和所述反馈电路与所述控制电路连接，所述驱动电路用于驱动所述频率调节电路。

所述的LED驱动电源，所述整流器包括由二极管组合成的全桥或者半桥整流电路。

所述的LED驱动电源，还包括电流检测电路，所述电流检测电路包括第一电流检测电路、第二电流检测电路，所述第一电流检测电路连接所述频率调节电路，所述第二电流检测电路连接所述谐波滤除电路，所述电流检测电路连接所述电流镜电路，通过电流镜电路比较判断所述第一电流检测电路和所述第二电流检测电路的电流，进行频率区分，获取所述频率调节电路与输出到所述LED的频率差异，并将所述差异进行大小判断后输出到所述计数电路。

所述的LED驱动电源，所述计数电路对一定周期范围内的接收到的所述差异超过阈值范围进行计数，如果所述差异超过阈值范围的计数的具体值大于预设计数阈值，则输出脉冲信号到所述控制电路，所述控制电路根据所述脉冲信号控制驱动电路，所述驱动电路驱动所述频率调节电路中的可变电阻或者可变电感，调节频率。

所述的LED驱动电源，所述频率调节电路包括电阻R1、电容C1、电容C2、电阻R9、可变电阻R2、可调电感L1、L2、L3、可变电阻R3、R4、晶体管G1、G2、可调电感C3、C4、电感L4、稳压管W1、W2；所述电容C1并联连接在所述整流器的输出端，所述电阻R1与所述电感C2串联后与所述电容C1并联，所述晶体管G1、G2串联后连接与所述电容C1并联，所述电阻R9一端连接在所述电阻R1与电容C2串联连接点，另一端分别连接所述可变电阻R2的一端与晶体管G2的控制端，所述可变电阻R2的另一端接地；所述可调电感L1与所述可变电阻R3串联后连接在所述晶体管G1的控制端，所述可调电感L2与所述可变电阻R4串联后连接在所述晶体管G2的控制端，所述驱动电路分别连接在所述可变电阻R2、R3、R4的可变控制端，以及所述可调电感L1、L2的可调控制端；所述反馈电路在所述可变电阻R2、R3、R4，所述可调电感L1、L2上设置检测端，通过所述检测端检测所述可变电阻R2、R3、R4，所述可调电感L1、L2调节的刻度。

通过电阻R9与所述可变电阻R2实现对晶体管G2的开关通断控制，如调节电阻R2的阻值大小，以实现输出到晶体管G2的驱动电压的控制，所述晶体管G1和G2可选择MOSFET或者三极管等，也可选择继电器等可控器件。

在晶体管G1、G2的控制端还包括稳压管W1、W2，以保持控制端的电压稳定性。

所述的LED驱动电源，所述驱动电路包括驱动晶体管、驱动电机、传动机构，通过所述驱动晶体管驱动所述驱动电机，通过所述驱动电机带动所述传动机构调节所述可调电阻R2、R3、R4和所述可调电感L1、L2。

所述的LED驱动电源，所述反馈电路包括预设调节刻度、检测调节刻度、比较器；通过所述检测端接收所述检测调节刻度，通过所述预设调节刻度接收所述控制电路设定的预设调节刻度，将所述预设调节刻度、检测调节刻度输入到所述比较器，比较判断得出两者的差值，并将所述差值与预设刻度阈值比较，根据所述比较结果反馈所述结果到控制电路，以判断所述可调电阻R2、R3、R4和所述可调电感L1、L2是否到达预设的调节位置。

通过反馈检测所述可调电阻R2、R3、R4和所述可调电感L1、L2的调节刻度，实现对调节精度的控制，防止因为调节精度不够导致的频率调节差异，或者导致LED处的频率跟踪不到位，所述可调电阻R2、R3、R4和所述可调电感L1、L2均为高精度可调器件。

所述的LED驱动电源，所述频率调节电路还包括可变电容C3、C4，可调电感L3，电感L4，所述可变电容C3的一端连接在所述电容C1的一端，所述C3另一端连接在所述L3的一端，所述L3的另一端连接所述可变电容C4的一端，所述电容C4通过所述电感L4连接所述可变电感L1的一端；所述可变电容C4并联在变压器T1的初级绕组两侧。

所述驱动电路和所述反馈电路的检测端均连接可变电容C3、C4，可调电感L3，电感L4(图中未示出)，通过驱动电路进行驱动可变电容C3、C4，可调电感L3，电感L4以调节电容和电感值的大小，通过直接进行调节电容和电感值，能够直接根据控制器计算的频率值直接进行调节刻度，并通过检测端进行刻度反馈检测，以确保调节的准确性，实现频率的动态调节和匹配。

可优选的是，驱动电路中的驱动电机包括三类，电感驱动电机、电阻驱动电机、电容驱动电机，三类驱动电机分区域进行分布，每类电机实际上优选的是只包括一个，通过设置切换开关，连接到不同的对象，如电感电机，通过三端切换开关，根据需要切换换到电感L1或电感L2或电感L3，首先根据控制器的刻度调节需求，进行一次性调节对应的电感，如先调节电感L1，后迅速切换到电感L2的刻度调节，反馈电路的检测端在驱动电机调节电感L1后，立马对电感L1的调节刻度进行检测，如果调节刻度不满足要求，则控制电路将刻度差额值发送到驱动电机，在驱动电机调节完电感L2后迅速切回到电感L1，进行剩余差额的精准补调，如此快速切换和检测，可以提高调节的速度，同时，由能够实现调节的精度。通过驱动电路、反馈电路，切换电路的快速之间的控制，修正调节，提高频率跟踪的效率。以克服现有技术中在一个对象，如电感上进行调节，反馈，然后再调节之间的时间差。

所述的LED驱动电源，所述可变电容C4与所述电感L4之间还串联有第一电流检测电路CT1，所述第一电路检测电路CT1为电流互感器，其输入端串联在所述可变电容C4与所述电感L4之间，输出端连接有二极管D1，输出端与二极管D1串联后并联电阻R5以及电容C5，并联之后的电路通过电阻R6连接所述电流镜电路的一输入端。

所述的LED驱动电源，所述变压器T1的次级绕组的一输出端连接二极管D3的阳极，所述二极管D3的阴极连接电感L5的一端，电感L5的另一端连接至少一个LED灯，LED灯与所述变压器T1的次级绕组的另一输出端之间串联第二电流检测电路CT2，所述第二电路检测电路CT2为电流互感器，输出端连接有二极管D2，输出端与二极管D2串联后并联电阻R7以及电容C7，并联之后的电路通过电阻R8连接所述电流镜电路的另一输入端。

本发明通过控制电源输出到LED的直流电的频率，能够保持输出到LED的电源的稳定，同时，也能够根据LED接收到的频率或者电流值进行直观比较判断，有序的调节LED直流电源的输出频率，根据LED需求进行精准的频率控制。根据LED电源需求的电压进行电压等级调节。

本发明所取得的有益技术效果是：对LED进行输出电源控制，进行输出到LED电源的频率控制，实现准确控制LED频率跟踪，保持驱动LED的电源处于一个稳定的供电范围，作为本发明的一个主要改进点之一是通过进行可调电阻和可变电感，调节输出到LED的谐振频率，相对现有的固定的谐振频率控制具有更好的跟踪控制驱动LED的频率的效果，通过调节输出到变压器的谐振以及调节控制变压器通断的开关频率进行双层频率控制，作为本发明的又一改进点是，能够通过电流镜判断微弱差异的能力，检测和判断LED处的频率和电源输出的控制变压器的频率差异，通过计数电路实现计数，实现频率差异出现误差，减少单次或者偶然频率差异带来的频率调整，通过对调节可变电阻和可调电感的调节以及调节刻度的反馈控制，实现对频率调节的精准控制。

虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。因此，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以下权利要求(包括所有等同物)旨在限定本发明的精神和范围。以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

Claims (10)

1.一种LED驱动电源，其特征在于，包括整流器、频率调节电路、变压器、谐波滤除电路、电流镜电路、计数电路、控制电路、驱动电路、反馈电路；所述整流器输入侧连接外部AC电源，输出侧连接频率调节电路输入侧，所述频率调节电路输出侧连接所述变压器初级绕组，所述变压器次级绕组连接谐波滤除电路输入侧，所述谐波滤除电路输出侧连接LED灯；所述电流镜电路的输入侧分别连接所述谐波滤除电路和所述频率调节电路，用于比较所述频率调节电路和所述LED处的频率差异，所述电流镜电路输出侧连接所述计数电路输出侧，所述计数电路输出侧连接所述控制电路，所述驱动电路和所述反馈电路与所述控制电路连接，所述驱动电路用于驱动所述频率调节电路。

2.如权利要求1所述的LED驱动电源，其特征在于，所述整流器包括由二极管组合成的全桥或者半桥整流电路。

3.如权利要求1所述的LED驱动电源，其特征在于，还包括电流检测电路，所述电流检测电路包括第一电流检测电路、第二电流检测电路，所述第一电流检测电路连接所述频率调节电路，所述第二电流检测电路连接所述谐波滤除电路，所述电流检测电路连接所述电流镜电路，通过电流镜电路比较判断所述第一电流检测电路和所述第二电流检测电路的电流，进行频率区分，获取所述频率调节电路与输出到所述LED的频率差异，并将所述差异进行大小判断后输出到所述计数电路。

4.如权利要求3所述的LED驱动电源，其特征在于，所述计数电路对一定周期范围内的接收到的所述差异超过阈值范围进行计数，如果所述差异超过阈值范围的计数的具体值大于预设计数阈值，则输出脉冲信号到所述控制电路，所述控制电路根据所述脉冲信号控制驱动电路，所述驱动电路驱动所述频率调节电路中的可变电阻或者可变电感，调节频率。

5.如权利要求3所述的LED驱动电源，其特征在于，所述频率调节电路包括电阻R1、电容C1、电容C2、电阻R9、可变电阻R2、可调电感L1、L2、L3、可变电阻R3、R4、晶体管G1、G2、可调电感C3、C4、电感L4、稳压管W1、W2；所述电容C1并联连接在所述整流器的输出端，所述电阻R1与所述电感C2串联后与所述电容C1并联，所述晶体管G1、G2串联后连接与所述电容C1并联，所述电阻R9一端连接在所述电阻R1与电容C2串联连接点，另一端分别连接所述可变电阻R2的一端与晶体管G2的控制端，所述可变电阻R2的另一端接地；所述可调电感L1与所述可变电阻R3串联后连接在所述晶体管G1的控制端，所述可调电感L2与所述可变电阻R4串联后连接在所述晶体管G2的控制端，所述驱动电路分别连接在所述可变电阻R2、R3、R4的可变控制端，以及所述可调电感L1、L2的可调控制端；所述反馈电路在所述可变电阻R2、R3、R4，所述可调电感L1、L2上设置检测端，通过所述检测端检测所述可变电阻R2、R3、R4，所述可调电感L1、L2调节的刻度。

6.如权利要求5所述的LED驱动电源，其特征在于，所述驱动电路包括驱动晶体管、驱动电机、传动机构，通过所述驱动晶体管驱动所述驱动电机，通过所述驱动电机带动所述传动机构调节所述可调电阻R2、R3、R4和所述可调电感L1、L2。

7.如权利要求6所述的LED驱动电源，其特征在于，所述反馈电路包括预设调节刻度、检测调节刻度、比较器；通过所述检测端接收所述检测调节刻度，通过所述预设调节刻度接收所述控制电路设定的预设调节刻度，将所述预设调节刻度、检测调节刻度输入到所述比较器，比较判断得出两者的差值，并将所述差值与预设刻度阈值比较，根据所述比较结果反馈所述结果到控制电路，以判断所述可调电阻R2、R3、R4和所述可调电感L1、L2是否到达预设的调节位置。

8.如权利要求5所述的LED驱动电源，其特征在于，所述频率调节电路还包括可变电容C3、C4，可调电感L3，电感L4，所述可变电容C3的一端连接在所述电容C1的一端，所述C3另一端连接在所述L3的一端，所述L3的另一端连接所述可变电容C4的一端，所述电容C4通过所述电感L4连接所述可变电感L1的一端；所述可变电容C4并联在变压器T1的初级绕组两侧。

9.如权利要求8所述的LED驱动电源，其特征在于，所述可变电容C4与所述电感L4之间还串联有第一电流检测电路CT1，所述第一电路检测电路CT1为电流互感器，其输入端串联在所述可变电容C4与所述电感L4之间，输出端连接有二极管D1，输出端与二极管D1串联后并联电阻R5以及电容C5，并联之后的电路通过电阻R6连接所述电流镜电路的一输入端。

10.如权利要求9所述的LED驱动电源，其特征在于，所述变压器T1的次级绕组的一输出端连接二极管D3的阳极，所述二极管D3的阴极连接电感L5的一端，电感L5的另一端连接至少一个LED灯，LED灯与所述变压器T1的次级绕组的另一输出端之间串联第二电流检测电路CT2，所述第二电路检测电路CT2为电流互感器，输出端连接有二极管D2，输出端与二极管D2串联后并联电阻R7以及电容C7，并联之后的电路通过电阻R8连接所述电流镜电路的另一输入端。