CN109195262B - 一种反馈控制的led驱动电源 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种反馈控制的LED驱动电源，包括变电容电路、整流器、DC‑DC变换器、反馈电路、检测判断电路、控制单元；所述变电容电路连接所述整流器，所述变流器通过所述DC‑DC变换器连接LED，所述反馈电路的输入端连接在所述LED的输入端，所述反馈电路的输出端连接所述变电容电路，所述检测判断电路连接在所述整流器的输出端，连接控制单元，所述控制单元控制所述DC‑DC变换器。本发明能够通过反馈控制使驱动LED的电流和电压处于恒定，改善了LED的调光稳定性。

Description

一种反馈控制的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，涉及一种反馈控制的LED驱动电源。

背景技术

现有技术中,已有非常多LED驱动电源，如隔离式或非隔离式，或者直流电源驱动等等，然而，现有技术中驱动LED的电源普遍是通过对市电进行滤波后然后进行整流，通过整流后进行LED驱动，也有是通过变压器进行脉动电流驱动，以上种种LED电源，对于LED电流或电压的调节往往仅仅实现了输出侧或者输入侧的单个判断后进行调节，其调节精度也各有所长，对于需要进行高精度稳定调节的LED灯，无法较好进行精确稳定调节。针对未来多种应用场景的LED等，需要提供一种多重反馈以提供调节LED驱动电源精度控制的驱动电源。

发明内容

本发明提出了一种反馈控制的LED驱动电源，包括变电容电路、整流器、DC-DC变换器、反馈电路、检测判断电路、控制单元；所述变电容电路连接所述整流器，所述变流器通过所述DC-DC变换器连接LED，所述反馈电路的输入端连接在所述LED的输入端，所述反馈电路的输出端连接所述变电容电路，所述检测判断电路连接在所述整流器的输出端，连接控制单元，所述控制单元控制所述DC-DC变换器。

所述的驱动电源，所述变电电路包括电容C1、C2、双向可控二极管D1、双向二极管D2、电阻R1，所述电阻R1为可变电阻，所述电容C1的一端通过电感L1连接AC电源，所述电容C1的另一端分别连接双向可控二极管D1、电阻R1的一端，所述双向可控二极管D1的另一端连接所述AC电源的负端，所述双向可控二极管D1的可控端连接双向二极管D2的一端，所述双向二极管D2的另一端连接所述电阻R1的另一端，所述电阻R1的另一端连接电容C2的一端，所述电容C2的另一端连接双向可控二极管D1的另一端，所述电阻R1的另一端连接所述反馈电路的输出端。

所述的驱动电源，所述反馈电路包括三极管T1、可控二极管D6、电阻R7、R8、R9、稳压管D5、电容C4、C5，所述电阻R7为可变电阻，所述可控二极管D6的阴极连接所述电阻R1的另一端，所述可控二极管D6的阳极连接所述整流器的输出正端，所述可控二极管D6的控制端连接电阻R7、电阻R8的一端，所述电阻R7的另一端连接地，所述电阻R8的另一端连接三极管T1的集电极，所述三极管T1基极分别连接电阻R9的一端、稳压管D5的一端，所述稳压管D5的另一端接地，所述电阻R9的另一端分别连接三极管T1的发射极、电容C5的一端，电容C5的另一端接地，三极管T1的发射极连接LED灯的输入端，所述控制单元输出端还连接所述反馈单元的可调电阻R7。

所述的驱动电源，所述DC-DC变换器包括电阻R2、R3、R4、二极管D3、D4、开关管G1、电容C3、电感L2，所述电阻R2的一端连接整流器的正输出端，另一端连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接整流器的负输出端，电阻R2的一端连接开关管G1的一个非控制端，开关管G1的另一非控制端分别连接二极管D4的阴极、电感L2的一端，电感L2的另一端连接电容C3的一端，电容C3的另一端连接整流器的负输出端，二极管D4的阳极连接整流器的负输出端，开关G1的控制端分别连接二极管D3的阴极和电阻R4的一端，二极管D3和电阻R4的另一端连接整流器的负输出端。

所述的驱动电源，所述检测判断电路包括开关管M1-M20、电阻R10、R11、R12、R13、电池B，所述检测判断电路的输出第一输入端连接所述电阻R2的另一端，第二输入电路连接所述控制单元，输出端连接所述控制单元；所述开关管M1的一非控制端连接VDD，另一非控制端连接开关管M4的一非控制端，开关管M1的控制端与开关管M2的控制端连接，开关管M2的一非控制端连接VDD，另一非控制端连接开关管M5的一非控制端，开关管M5的另一非控制端连接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接地，开关管M4的另一非控制端接地，开关管M4的控制端与开关管M3的控制端连接，开关管M3的一非控制端为第二输出端，并连接开关管M8的控制端，开关管M5的控制端为第一输出端，开关管M3的另一非控制端接地，开关管M1、M2的控制端与开关管M1的另一非控制端连接，并连接开关管M11控制端，开关管M5的一非控制端连接开关管M7的控制端，开关管M6的一非控制端连接VDD，另一非控制端连接开关管M7的一非控制端，开关管M7的另一非控制端开关管M8的一非控制端，开关管M8的另一非控制端接地，开关M9的一非控制端连接VDD，另一非控制端连接开关管M10的一非控制端，开关管M10的另一非控制端连接开关管M8的一非控制端；开关管M11的一非控制端连接VDD，另一非控制端连接开关管M12的一非控制端，开关管M12的另一非控制端通过电阻R11接地，开关管M12的控制端连接电池B的正极，电池B的负极接地；开关管M13的一非控制端连接VDD，另一非控制端连接开关管M14的一非控制端，开关管M14的另一非控制通过可变电阻R12接地，开关管M15的一非控制端连接VDD，另一非控制端连接开关管M16的一非控制端，开关管M16的另一非控制端接地，控制端与开关管M14的控制端连接，开关管M15的控制端与开关管M6的控制端连接；

开关管M17的一非控制端连接VDD，另一非控制端连接开关管M18的一非控制端，开关管M18的另一非控制端接地，控制端连接开关管M20的控制端，开关管M19的一非控制端连接VDD，另一非控制端连接开关管M20的一非控制端，另一非控制端通过可变电阻R13接地；开关管M19的另一非控制端为输出端，通过该输出端与所述控制单元连接。

所述的驱动电源，所述控制单元通过并联在LED的电阻R5和电阻R6进行分压后，进行电压检测，通过电流检测电路检测输出到控制单元的电流，并输出连接到二极管D3的阳极和电阻R4的另一端，进行驱动开关管G1，以调节输出到LED的电压和电流。

所述的驱动电源，所述控制单元包括时钟单元、电流接收单元、电压接收单元、电流转电压单元、锯齿波生成单元、比较单元、触发器、与门，所述时钟单元分别连接锯齿波生成单元和触发器的S端，锯齿波输出端连接比较单元的正输入端，电流接收单元连接电流转电压单元，所述电流转电压单元、电压接收单元连接比较单元负输入端，比较单元输出端连接触发器的R端，触发器的Q端连接与门的一输入端，与门的另一输入端与时钟单元连接，与门的输出端连接非门，非门输出以控制外部开关管。

本发明所取得的有益技术效果是：本发明通过反馈电路、检测电路的配合，实现对驱动LED的电源的调光控制，实时检测输出到LED的电压和电流，以及根据整流器输出的电压性能，进行合理的调整变换，区分出电压和电流的微小波动，进行电压和电流的精准调节控制，作为本发明的主要改进点之一是通过控制单元控制反馈电路中可调电阻，调节反馈到整流器输入侧可变电容电路，以控制输入到整流器的电流或电压波动，以使输入到整流器的电压和电流处于恒定稳定状态；作为本发明的另一个改进点是，通过对整流器输出侧的电压进行精确检测、比较和判断，获取准确的电压信号后，精确控制DC-DC变换器，通过整流器输入侧和输出侧的双重判断和调节，使输出到LED的电压和电流保持稳定。

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是本发明的反馈控制的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反馈控制的LED驱动电源，包括变电容电路、整流器、DC-DC变换器、反馈电路、检测判断电路、控制单元；所述变电容电路连接所述整流器，所述变流器通过所述DC-DC变换器连接LED，所述反馈电路的输入端连接在所述LED的输入端，所述反馈电路的输出端连接所述变电容电路，所述检测判断电路连接在所述整流器的输出端，连接控制单元，所述控制单元控制所述DC-DC变换器。

所述的驱动电源，所述变电电路包括电容C1、C2、双向可控二极管D1、双向二极管D2、电阻R1，所述电阻R1为可变电阻，所述电容C1的一端通过电感L1连接AC

电源，所述电容C1的另一端分别连接双向可控二极管D1、电阻R1的一端，所述双向可控二极管D1的另一端连接所述AC电源的负端，所述双向可控二极管D1的可控端连接双向二极管D2的一端，所述双向二极管D2的另一端连接所述电阻R1的另一端，所述电阻R1的另一端连接电容C2的一端，所述电容C2的另一端连接双向可控二极管D1的另一端，所述电阻R1的另一端连接所述反馈电路的输出端。

所述的驱动电源，所述反馈电路包括三极管T1、可控二极管D6、电阻R7、R8、R9、稳压管D5、电容C4、C5，所述电阻R7为可变电阻，所述可控二极管D6的阴极连接所述电阻R1的另一端，所述可控二极管D6的阳极连接所述整流器的输出正端，所述可控二极管D6的控制端连接电阻R7、电阻R8的一端，所述电阻R7的另一端连接地，所述电阻R8的另一端连接三极管T1的集电极，所述三极管T1基极分别连接电阻R9的一端、稳压管D5的一端，所述稳压管D5的另一端接地，所述电阻R9的另一端分别连接三极管T1的发射极、电容C5的一端，电容C5的另一端接地，三极管T1的发射极连接LED灯的输入端，所述控制单元输出端还连接所述反馈单元的可调电阻R7。

所述的驱动电源，所述DC-DC变换器包括电阻R2、R3、R4、二极管D3、D4、开关管G1、电容C3、电感L2，所述电阻R2的一端连接整流器的正输出端，另一端连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接整流器的负输出端，电阻R2的一端连接开关管G1的一个非控制端，开关管G1的另一非控制端分别连接二极管D4的阴极、电感L2的一端，电感L2的另一端连接电容C3的一端，电容C3的另一端连接整流器的负输出端，二极管D4的阳极连接整流器的负输出端，开关G1的控制端分别连接二极管D3的阴极和电阻R4的一端，二极管D3和电阻R4的另一端连接整流器的负输出端。

所述的驱动电源，所述检测判断电路包括开关管M1-M20、电阻R10、R11、R12、R13、电池B，所述检测判断电路的输出第一输入端连接所述电阻R2的另一端，第二输入电路连接所述控制单元，输出端连接所述控制单元；所述开关管M1的一非控制端连接VDD，另一非控制端连接开关管M4的一非控制端，开关管M1的控制端与开关管M2的控制端连接，开关管M2的一非控制端连接VDD，另一非控制端连接开关管M5的一非控制端，开关管M5的另一非控制端连接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接地，开关管M4的另一非控制端接地，开关管M4的控制端与开关管M3的控制端连接，开关管M3的一非控制端为第二输出端，并连接开关管M8的控制端，开关管M5的控制端为第一输出端，开关管M3的另一非控制端接地，开关管M1、M2的控制端与开关管M1的另一非控制端连接，并连接开关管M11控制端，开关管M5的一非控制端连接开关管M7的控制端，开关管M6的一非控制端连接VDD，另一非控制端连接开关管M7的一非控制端，开关管M7的另一非控制端开关管M8的一非控制端，开关管M8的另一非控制端接地，开关M9的一非控制端连接VDD，另一非控制端连接开关管M10的一非控制端，开关管M10的另一非控制端连接开关管M8的一非控制端；开关管M11的一非控制端连接VDD，另一非控制端连接开关管M12的一非控制端，开关管M12的另一非控制端通过电阻R11接地，开关管M12的控制端连接电池B的正极，电池B的负极接地；开关管M13的一非控制端连接VDD，另一非控制端连接开关管M14的一非控制端，开关管M14的另一非控制通过可变电阻R12接地，开关管M15的一非控制端连接VDD，另一非控制端连接开关管M16的一非控制端，开关管M16的另一非控制端接地，控制端与开关管M14的控制端连接，开关管M15的控制端与开关管M6的控制端连接；

开关管M17的一非控制端连接VDD，另一非控制端连接开关管M18的一非控制端，开关管M18的另一非控制端接地，控制端连接开关管M20的控制端，开关管M19的一非控制端连接VDD，另一非控制端连接开关管M20的一非控制端，另一非控制端通过可变电阻R13接地；开关管M19的另一非控制端为输出端，通过该输出端与所述控制单元连接。

开关管M3、M4、M7、M8、M10、M14、M16、M18、M20与开关管M1、M2、M5-M6、M9、M11-M13、M15、M17、M19是不同类型的开关管，如一种P沟道的开关管，则另一种为N沟道的开关管，优选的开关管为MOS管、三极管。

所述的驱动电源，所述控制单元通过并联在LED的电阻R5和电阻R6进行分压后，进行电压检测，通过电流检测电路检测输出到控制单元的电流，并输出连接到二极管D3的阳极和电阻R4的另一端，进行驱动开关管G1，以调节输出到LED的电压和电流。

所述的驱动电源，所述控制单元包括时钟单元、电流接收单元、电压接收单元、电流转电压单元、锯齿波生成单元、比较单元、触发器、与门，所述时钟单元分别连接锯齿波生成单元和触发器的S端，锯齿波输出端连接比较单元的正输入端，电流接收单元连接电流转电压单元，所述电流转电压单元、电压接收单元连接比较单元负输入端，比较单元输出端连接触发器的R端，触发器的Q端连接与门的一输入端，与门的另一输入端与时钟单元连接，与门的输出端连接非门，非门输出以控制外部开关管。

所述控制单元还分别连接可控电阻R13、R12、R2(图中未示出)，通过调节可控电阻R13、R12、R2能够调节检测整流器输出电压的检测精度，根据不同的精度以实现LED的驱动电流的精准调节。

所述控制单元接收整流器输出侧、LED输入端的电压和电流值，并判断LED的亮度，根据所检测的值以及亮度，调节反馈单元的电阻值，以调节反馈的电流值，通过反馈的电流值驱动可控二极管D6，以通过可控二极管D6控制可变电容单元，调节整流器输入侧的电流和电压，控制单元输出控制信号以控制检测判断单元的可变电阻以调节检测到的整流器输出侧的电压的波动值，从而更好的控制DC-DC变换单元，通过调节DC-DC变换单元实现对LED小范围的无级调光，使每次调节的电压或电流的数值的跨度更小，实现精确调节。

本发明所取得的有益技术效果是：本发明通过反馈电路、检测电路的配合，实现对驱动LED的电源的调光控制，实时检测输出到LED的电压和电流，以及根据整流器输出的电压性能，进行合理的调整变换，区分出电压和电流的微小波动，进行电压和电流的精准调节控制，作为本发明的主要改进点之一是通过控制单元控制反馈电路中可调电阻，调节反馈到整流器输入侧可变电容电路，以控制输入到整流器的电流或电压波动，以使输入到整流器的电压和电流处于恒定稳定状态；作为本发明的另一个改进点是，通过对整流器输出侧的电压进行精确检测、比较和判断，获取准确的电压信号后，精确控制DC-DC变换器，通过整流器输入侧和输出侧的双重判断和调节，使输出到LED的电压和电流保持稳定。

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 (6)

1.一种反馈控制的LED驱动电源，其特征在于，包括变电容电路、整流器、DC-DC变换器、反馈电路、检测判断电路、控制单元；所述变电容电路连接所述整流器，所述整流器通过所述DC-DC变换器连接LED，所述反馈电路的输入端连接在所述LED的输入端，所述反馈电路的输出端连接所述变电容电路，所述检测判断电路连接在所述整流器的输出端，连接控制单元，所述控制单元控制所述DC-DC变换器；所述变电容电路包括电容C1、C2、双向可控二极管D1、双向二极管D2、电阻R1，所述电阻R1为可变电阻，所述电容C1的一端通过电感L1连接AC电源，所述电容C1的另一端分别连接双向可控二极管D1、电阻R1的一端，所述双向可控二极管D1的另一端连接所述AC电源的负端，所述双向可控二极管D1的可控端连接双向二极管D2的一端，所述双向二极管D2的另一端连接所述电阻R1的另一端，所述电阻R1的另一端连接电容C2的一端，所述电容C2的另一端连接双向可控二极管D1的另一端，所述电阻R1的另一端连接所述反馈电路的输出端。

2.如权利要求1所述的驱动电源，其特征在于，所述反馈电路包括三极管T1、可控二极管D6、电阻R7、R8、R9、稳压管D5、电容C4、C5，所述电阻R7为可变电阻，所述可控二极管D6的阴极连接所述电阻R1的另一端，所述可控二极管D6的阳极连接所述整流器的输出正端，所述可控二极管D6的控制端连接电阻R7、电阻R8的一端，所述电阻R7的另一端连接地，所述电阻R8的另一端连接三极管T1的集电极，所述三极管T1基极分别连接电阻R9的一端、稳压管D5的一端，所述稳压管D5的另一端接地，所述电阻R9的另一端分别连接三极管T1的发射极、电容C5的一端，电容C5的另一端接地，三极管T1的发射极连接LED灯的输入端，所述控制单元输出端还连接所述反馈电路的可调电阻R7。

3.如权利要求1所述的驱动电源，其特征在于，所述DC-DC变换器包括电阻R2、R3、R4、二极管D3、D4、开关管G1、电容C3、电感L2，所述电阻R2的一端连接整流器的正输出端，另一端连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接整流器的负输出端，电阻R2的一端连接开关管G1的一个非控制端，开关管G1的另一非控制端分别连接二极管D4的阴极、电感L2的一端，电感L2的另一端连接电容C3的一端，电容C3的另一端连接整流器的负输出端，二极管D4的阳极连接整流器的负输出端，开关G1的控制端分别连接二极管D3的阴极和电阻R4的一端，二极管D3和电阻R4的另一端连接整流器的负输出端。

4.如权利要求3所述的驱动电源，其特征在于，所述检测判断电路包括开关管M1-M20、电阻R10、R11、R12、R13、电池B，所述检测判断电路的输出第一输入端连接所述电阻R2的另一端，第二输入电路连接所述控制单元，输出端连接所述控制单元；所述开关管M1的一非控制端连接VDD，另一非控制端连接开关管M4的一非控制端，开关管M1的控制端与开关管M2的控制端连接，开关管M2的一非控制端连接VDD，另一非控制端连接开关管M5的一非控制端，开关管M5的另一非控制端连接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接地，开关管M4的另一非控制端接地，开关管M4的控制端与开关管M3的控制端连接，开关管M3的一非控制端为第二输出端，并连接开关管M8的控制端，开关管M5的控制端为第一输出端，开关管M3的另一非控制端接地，开关管M1、M2的控制端与开关管M1的另一非控制端连接，并连接开关管M11控制端，开关管M5的一非控制端连接开关管M7的控制端，开关管M6的一非控制端连接VDD，另一非控制端连接开关管M7的一非控制端，开关管M7的另一非控制端开关管M8的一非控制端，开关管M8的另一非控制端接地，开关M9的一非控制端连接VDD，另一非控制端连接开关管M10的一非控制端，开关管M10的另一非控制端连接开关管M8的一非控制端；开关管M11的一非控制端连接VDD，另一非控制端连接开关管M12的一非控制端，开关管M12的另一非控制端通过电阻R11接地，开关管M12的控制端连接电池B的正极，电池B的负极接地；开关管M13的一非控制端连接VDD，另一非控制端连接开关管M14的一非控制端，开关管M14的另一非控制通过可变电阻R12接地，开关管M15的一非控制端连接VDD，另一非控制端连接开关管M16的一非控制端，开关管M16的另一非控制端接地，控制端与开关管M14的控制端连接，开关管M15的控制端与开关管M6的控制端连接；

开关管M17的一非控制端连接VDD，另一非控制端连接开关管M18的一非控制端，开关管M18的另一非控制端接地，控制端连接开关管M20的控制端，开关管M19的一非控制端连接VDD，另一非控制端连接开关管M20的一非控制端，另一非控制端通过可变电阻R13接地；开关管M19的另一非控制端为输出端，通过该输出端与所述控制单元连接。

5.如权利要求1所述的驱动电源，其特征在于，所述控制单元通过并联在LED的电阻R5和电阻R6进行分压后，进行电压检测，通过电流检测电路检测输出到控制单元的电流，并输出连接到二极管D3的阳极和电阻R4的另一端，进行驱动开关管G1，以调节输出到LED的电压和电流。

6.如权利要求5所述的驱动电源，其特征在于，所述控制单元包括时钟单元、电流接收单元、电压接收单元、电流转电压单元、锯齿波生成单元、比较单元、触发器、与门，所述时钟单元分别连接锯齿波生成单元和触发器的S端，锯齿波输出端连接比较单元的正输入端，电流接收单元连接电流转电压单元，所述电流转电压单元、电压接收单元连接比较单元负输入端，比较单元输出端连接触发器的R端，触发器的Q端连接与门的一输入端，与门的另一输入端与时钟单元连接，与门的输出端连接非门，非门输出以控制外部开关管。

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