CN109309986A - 一种自恒流保护电路及恒流驱动电路 - Google Patents
一种自恒流保护电路及恒流驱动电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109309986A CN109309986A CN201810727976.7A CN201810727976A CN109309986A CN 109309986 A CN109309986 A CN 109309986A CN 201810727976 A CN201810727976 A CN 201810727976A CN 109309986 A CN109309986 A CN 109309986A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- voltage
- triode
- transistor
- constant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
- H05B45/30—Driver circuits
- H05B45/37—Converter circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
- H05B45/50—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED] responsive to malfunctions or undesirable behaviour of LEDs; responsive to LED life; Protective circuits
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
- Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]
Landscapes
- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
Abstract
本发明公开了一种自恒流保护电路及恒流驱动电路,包括开关电源电路以及反馈电压生成电路,其中所述开关电源电路包括变压器、控制器、功率开关管、以及反馈电路,在所述开关电源的第一输出端和第二输出端之间串联可变数量的负载,所述反馈电路将所述反馈电压生成电路输出的电压反馈到所述控制器,所述反馈电压生成电路的输出电压仅与串联负载中的特定负载有关,所述控制器根据所述电压的大小决定所述功率开关管的导通和断开时间的长短,从而将所述开关电源的输出电流维持在一个稳定的值上。
Description
技术领域
本发明涉及驱动电源技术领域,具体而言,本发明涉及一种自恒流保护电路及恒流驱动电路。
背景技术
发光二极管LED被广泛用于照明、背光、显示等领域。LED是一种非线性器件,正向电压Vf的微小变化会引起正向电流的很大变化,导致流过LED的电流成倍增加,从而有可能引起LED过流损坏。因此,LED一般工作在恒流模式。
LED恒流工作时,其两端压降Vf会随电流和温度等因素变化。
在LED照明中,通常都是将多颗LED串联使用,形成LED光源。当串联个数、电流变化、温度变化时会导致LED光源两端的工作电压大幅度变化。
而常见的隔离式开关电源都是通过稳压反馈方式工作的,反馈的电压通常取自于输出电压,即锚定输出电压,当系统稳定时,输出电压是一个稳定的值。这个稳定输出电压如果直接驱动恒流特性的LED光源,则无法适应LED光源的工作电压变动特性,这会带来电源效率低、整体可靠性差等问题。
针对这个问题,中国专利申请CN201711106571.3提出的解决方案需要通过识别LED的Vf值来调整输出电压,系统需要额外的5V电源供电,比较复杂。同时效率损失很大,对一个20V的输出,额外的2.5~3V压降会降低12.5~15%的效率。
中国专利申请CN201710835176.2提出一种通过识别LED的Vf值来调整输出电压的驱动电路,包括开关电源电路以及测量负载LED的Vf值测量电路。Vf值测量电路采用分压电阻采样电路,该分压电阻采样电路可连接在负载LED的负极端,分压电阻之间的公共端作为测量点与PWM控制芯片连接。该LED驱动电源电路还包括一光耦用来控制Vf值测量电路。该光耦同样需要额外的5V电源供电,因此该方案更加复杂,成本高昂。
因此,业界迫切需要一种简单的恒流工作模式、稳压反馈方式的驱动电源技术。
发明内容
针对现有技术中存在的问题,本发明提出了一种恒流驱动电源的稳压反馈电路。在将该驱动电路应用于LED光源时,既保证了LED光源处在恒流工作模式,实现了LED灯珠串联数量的灵活配置;又满足了电源控制器所需要的稳压反馈方式;同时结构简单、耦合度低,不需要外部电源单独供电,具有工作效率高、生产成本低的特点。
根据本发明的一个实施例,提供一种恒流驱动电路,包括开关电源电路以及反馈电压生成电路,
其中所述开关电源电路包括变压器、控制器、功率开关管、以及反馈电路,在所述开关电源的第一输出端和第二输出端之间串联可变数量的负载,
所述反馈电路将所述反馈电压生成电路输出的电压反馈到所述控制器,所述反馈电压生成电路的输出电压仅与串联负载中的特定元件有关,
所述控制器根据所述电压的大小决定所述功率开关管的导通和断开时间的长短,从而将所述开关电源的输出电流维持在一个稳定的值上。
在本发明的一个实施例中,第一负载至第N负载串联连接在所述开关电源的第一输出端和第二输出端之间,所述反馈电压生成电路包括:
与所述负载串联的晶体管,所述晶体管的第一端与第L负载的负极或第一输出端相连,所述晶体管的第二端与第L+1负载的正极或第二输出端相连,其中L大于等于0且小于N;
第一电阻,所述第一电阻的一端与所述晶体管的第三端相连;以及
稳压单元,所述稳压单元向所述晶体管的第三端提供驱动电压。
在本发明的一个实施例中,所述晶体管是三极管或金属氧化物半导体场效应晶体管。
在本发明的一个实施例中,所述反馈电压生成电路输出的电压为n*VF+V 晶体管,其中n是大于或等于1的整数,VF为单个负载压降,V晶体管为晶体管上的压降。
在本发明的一个实施例中,所述反馈电压生成电路还包括放大器,所述放大器接收晶体管两端电压,并将放大后的电压提供给所述反馈电路。
在本发明的一个实施例中,所述稳压单元为下列元件之一:
稳压二极管,所述稳压二极管连接在第一电阻的另一端与所述晶体管的第二端之间;或
稳压器,所述稳压器将驱动电压施加到所述第一电阻的另一端。
在本发明的一个实施例中,所述反馈电压生成电路利用负载压降实现自供电。
根据本发明的另一个实施例,提供一种自恒流保护电路,所述自恒流保护电路与第一负载至第N负载串联在恒流驱动电路的第一输出端和第二输出端之间,所述自恒流保护电路包括:
与所述负载串联的晶体管,所述晶体管的第一端与第L负载的负极或第一输出端相连,所述晶体管的第二端与第L+1负载的正极或第二输出端相连,其中L大于等于0且小于N;
稳压单元,所述稳压单元向所述晶体管的第三端提供驱动电压。
在本发明的另一个实施例中,所述晶体管是NPN三极管,所述NPN三极管的集电极与第L负载的负极相连,所述NPN三极管的发射极与第L+1负载的正极或所述第二输出端相连,其中L大于等于1且小于N;
第一电阻,所述第一电阻的一端与第L负载的正极相连;
第二电阻,所述第二电阻的一端与所述三极管的基极相连;以及
稳压二极管,所述稳压二极管的负极与所述第一电阻的另一端与相连,所述稳压二极管的正极与三极管的发射极相连,第二电阻的另一端连接到所述第一电阻与所述稳压二极管的连接节点。
在本发明的另一个实施例中,所述负载是LED管,所述三极管串联在第N-1LED管和第N LED管之间,所述三极管的集电极与第N-1LED管的负极相连,所述三极管的发射极与第N LED管的正极相连,三极管的基极驱动电流从集电极侧LED管分流获得。
在本发明的另一个实施例中,所述负载是LED管,所述三极管串联在第N LED管和第二输出端之间,所述三极管的集电极与第N LED管的负极相连,所述三极管的发射极与第二输出端相连。
在本发明的另一个实施例中,所述自恒流电路输出的电压为n*VF+VSAT+ΔV,其中VSAT是晶体管的饱和压降,n是大于或等于1的整数,VF为单个负载压降,ΔV为大于或等于0的常数。
在本发明的另一个实施例中,晶体管是PNP三极管,所述PNP三极管的发射极与第L负载的负极或第一输出端相连,所述PNP三极管的集电极与第L+1负载的正极相连,其中L大于等于0且小于N;
第一电阻,所述第一电阻的一端与第L+1负载的负极相连;
第二电阻,所述第二电阻的一端与所述PNP三极管的基极相连;以及
稳压二极管,所述稳压二极管的正极与所述第一电阻的另一端与相连,所述稳压二极管的负极与所述PNP三极管的发射极相连,第二电阻的另一端连接到所述第一电阻与所述稳压二极管的连接节点。
附图说明
为了进一步阐明本发明的各实施例的以上和其它优点和特征,将参考附图来呈现本发明的各实施例的更具体的描述。可以理解,这些附图只描绘本发明的典型实施例,因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中,为了清楚明了,相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。
图1示出根据本发明的一个实施例的一种LED恒流驱动电路100的示意图。
图2示出根据本发明的一个实施例的反馈电压生成电路的电路示意图。
图3示出反馈电路140的电路示意图。
图4示出根据本发明的一个实施例的利用本发明公开的反馈电压生成电路的LED恒流驱动电路400的具体示意图。
图5示出根据本发明的另一个实施例的利用本发明公开的反馈电压生成电路的LED恒流驱动电路500的具体示意图。
图6示出根据本发明的实施例的利用PNP型三极管Q1的反馈电压生成电路的示意图。。
图7示出根据本发明的另一个实施例的利用PNP型三极管Q1的反馈电压生成电路的示意图。
图8示出根据本发明的实施例的包含放大器的反馈电压生成电路的示意图。
具体实施方式
在以下的描述中,参考各实施例对本发明进行描述。然而,本领域的技术人员将认识到可在没有一个或多个特定细节的情况下或者与其它替换和/或附加方法、材料或组件一起实施各实施例。在其它情形中,未示出或未详细描述公知的结构、材料或操作以免使本发明的各实施例的诸方面晦涩。类似地,为了解释的目的,阐述了特定数量、材料和配置,以便提供对本发明的实施例的全面理解。然而,本发明可在没有特定细节的情况下实施。此外,应理解附图中示出的各实施例是说明性表示且不一定按比例绘制。
在本说明书中,对“一个实施例”或“该实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。在本说明书各处中出现的短语“在一个实施例中”并不一定全部指代同一实施例。
在以下的描述中,参考各实施例对本发明进行描述。然而,本领域的技术人员将认识到可在没有一个或多个特定细节的情况下或者与其它替换和/或附加方法、材料或组件一起实施各实施例。在其它情形中,未示出或未详细描述公知的结构、材料或操作以免使本发明的各实施例的诸方面晦涩。类似地,为了解释的目的,阐述了特定数量、材料和配置,以便提供对本发明的实施例的全面理解。然而,本发明可在没有特定细节的情况下实施。此外,应理解附图中示出的各实施例是说明性表示且不一定按比例绘制。
在本说明书中,对“一个实施例”或“该实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。在本说明书各处中出现的短语“在一个实施例中”并不一定全部指代同一实施例。
LED恒流驱动电源中存在典型问题:恒流工作模式下输出电压变化与电源控制器所需要的稳压反馈条件之间的矛盾问题。具体来说,就是当LED光源电流不变,灯珠串联个数变化时,工作电压随之变化,而电源驱动器需要一个稳定的电压反馈来保持系统稳定,这时变化的工作电压无法给电源驱动器提供稳定的电压反馈。这导致现有的LED驱动电源只能输出固定的工作电压,不能根据实际负载需要灵活高效地配置LED灯珠串联个数。本发明针对这些问题,提出一种反馈电压与负载无关的开关电源及自恒流保护电路。在下文中以串联LED管芯作为负载详细描述反馈电压与负载无关的开关电源及自恒流保护电路。然而本领域的技术人员应该理解,本发明公开的开关电源及自恒流保护电路不限于应用在LED负载上,其他类型的负载也可使用本发明公开的电源电路和保护电路。
图1示出根据本发明的一个实施例的一种LED恒流驱动电路100的示意图。如图1所示,该LED恒流驱动电路100可包括控制器110、变压器120、功率开关管130、反馈电路140以及反馈电压生成电路150。
变压器120包括原边绕组121、辅助绕组122以及次级绕组123。未经调整的直流电压DC进入变压器120的原边绕组121,然后耦合到变压器副边的次级绕组123,通过副边的反馈电压生成电路150和反馈电路140向控制器110提供反馈电压VFB,在开关电源输出恒定电流的情况下,反馈电压VFB为稳定的电压,控制器110根据反馈电压VFB的大小决定功率开关管130导通和断开时间的长短,从而将开关电源的输出电流维持在一个稳定的值上。
在本发明的驱动电路100中,通过反馈电路140将反馈电压VFB反馈回控制器110,控制器110可基于该反馈电压通过快速开、关功率开关管130,使得反馈电压生成电路150的VFB稳定在一个设定的电压值上,同时使得开关电源的输出电流维持相对恒定。功率开关管130一般是N型MOS晶体管。
下面结合图2进一步详细描述反馈电压生成电路150的具体电路及其工作原理。如图2所示,多个串联连接的LED管LED1至LEDn连接在开关电源的输出端LED+和LED-之间。反馈电压生成电路150可包括与LED管串联的三极管Q1。在图2所示的实施例中,三极管Q1为NPN型,串联在LED管LEDn-1和LEDn之间,三极管Q1的集电极与LED管LEDn-1的负极相连,三极管Q1的发射极与LED管LEDn的正极相连。三极管Q1的基极驱动电流从集电极侧LED管LEDn-1分流获得。然而,本领域的技术人员应该理解,三极管Q1可串联在其它位置,例如,三极管Q1可以串联在LED管LEDn和输出端LED-之间,三极管Q1的集电极与LED管LEDn的负极相连,三极管Q1的发射极与输出端LED-相连。
反馈电压生成电路150还可包括第一电阻R1、第二电阻R2以及稳压二极管D0。第一电阻R1的一端与集电极侧LED管LEDn-1的阳极相连,另一端与稳压二极管D0的阴极相连。稳压二极管D0的阳极与三极管Q1的发射极相连。第二电阻R2的一端与三极管Q1的基极相连,另一端连接到第一电阻R1与稳压二极管D0的连接节点N1。
由于单颗白光LED管的压降一般为2.8~3.6V,R1与稳压二极管D0串联,可在D0两端获得一个稳定电压V0,并且V0给三极管Q1的基极-发射极BE结供电,电流由串联电阻R2调节,三极管Q1将此电流放大并流经其它的LED管。
下面结合图2介绍反馈电压生成电路150的恒流原理。
设加到整个LED串LED1至LEDn上的电压为U,流经整个LED串的电流为I0,流经LEDn-1的电流为I1,流经第一电阻R1的电流为I2,流经第二电阻R2的电流(三极管Q1的基极电流)为I3,流经稳压二极管D0的电流为I4,并设三极管Q1的基极-发射极电压为VBE(通常为0.6V),稳压二极管D0的稳定电压为V0。
可以得到:I0=I1+I2
I2=I3+I4
I0=I1+I3+I4
设三极管Q1的放大倍数为β,则I0=I1+I2=βI3+I2
(0.6V为三极管基极-发射极BE两极压降)
通常β都大于100,即I0的主要贡献在于第一项。当U变化时,I3不变,I1也不变,只有I4变化。由于I4受R1限制,通常变化也很小,所以总电流变化非常小,高出的电压都由三极管承担了。例如,当U增加1V时,取R1为1000欧姆,这时I0只变化1mA,如果LED串的工作电流I0为350mA,则总电流变化只有变化非常小,可认为LED电流基本不随外加电压变化,即LED工作在恒流模式。这点有效抑制了尖峰脉冲,LED串上的电流也基本不变,多余的压降主要在三极管Q1上。因此,反馈电压生成电路150可以单独作为输出端串联LED管芯的自恒流保护电路,而不与开关电源结合。
当将反馈电压生成电路150作为自恒流保护电路时,三极管Q1可以是PNP型三极管或NPN型三极管。也可使用金属氧化物半导体场效应晶体管MOS来代替三极管Q1。此外,可以使用专用的稳压芯片代替稳压二极管D0为三极管的基极或MOS管的栅极提供控制电压。
第一电阻R1、第二电阻R2、稳压二极管D0和三极管Q1保证LED管串工作在恒流模式,通过调整第一电阻R1、第二电阻R2,使三极管Q1工作在饱和压降(VSAT)状态,这时三极管Q1压降为VCE=VSAT,LEDn-1的压降为VF,取VFB=VCE+VF=VSAT+VF取样反馈给电源控制器,如果将VFB稳定在一个固定的电压值,则即使LED管串联数量改变,系统仍然可保持稳定工作,即实现了LED恒流工作时电源的稳压反馈。
例如,三极管Q1的型号可选取PXT8050,其饱和压降VSAT在Ic=500mA时为0.2V,而单颗白光LED的前向压降VF通常为2.8V(与器件品种有关,目前大多是2.8V),这样可以只需要使VFB稳定在3.0V,就可以使LED光源稳定工作,且与串联的LED管的数量没有关系。
在实际使用过程中,为加大系统稳定裕量,通常可通过设定反馈电压VFB的值,使VFB略高于VSAT+VF之和,这时三极管Q1的压降VCE>VSAT,即,VFB=VSAT+VF+ΔV,其中ΔV为大于或等于0的系统稳定裕量。例如,三极管Q1的压降VCE可比饱和压降VSAT大0.1V,即VFB=VSAT+VF+0.1V。对工作在500mA的PXT8050型号的三极管Q1,VSAT=0.2V,采用VF=2.8V的LED管,则可将VFB恒定在3.1V,这样,即使LED管串联数量变化,只需要始终保持VFB不变,即可稳定工作,即将VFB作为稳定电压取样反馈给电源控制器即可,即实现了电源的稳压反馈方式,可完全利用成熟的开关电源设计技术。
在本发明的具体实施例中,可根据实际情况选择VFB。如取两个LED压降和VSAT之和作为反馈电压,这时VFB=VSAT+2xVF+0.1V,可以将该反馈电压应用于图3所示的反馈电路。
图3示出反馈电路140的电路示意图。如图3所示,上端电阻R上和下端电阻R下为反馈分压电阻,与稳压器U2和光耦合器U1组成反馈电路,确保反馈电压的准确输出例如,稳压器U2的型号可选取TL431或类似型号,光耦合器U1的型号可选取PC817或类似型号。可以调节电容器C1的值来改善稳压器U2的补偿,使环路具有较高的增益;可以调节RLED的值使光耦合器U1的发光二极管端能够把次级信号迅速反馈到反馈端,进行跟随控制。
图4示出根据本发明的一个实施例的利用本发明公开的反馈电压生成电路的LED恒流驱动电路400的具体示意图。如图4所示,该LED恒流驱动电路400可包括控制器410、变压器420、功率开关管430、反馈电路440以及反馈电压生成电路450。
变压器420包括原边绕组421、辅助绕组422以及次级绕组423。交流输入电压通过整流器460变为直流电压DC进入变压器420的原边绕组421,然后耦合到变压器副边的次级绕组423,通过副边的反馈电压生成电路450和反馈电路440向控制器410提供反馈电压VFB,在开关电源输出恒定电流的情况下,反馈电压VFB为稳定的电压,控制器410根据反馈电压VFB的大小决定功率开关管430导通和断开时间的长短,从而将开关电源的输出电流维持在一个稳定的值上。控制器410可选用型号为M6362A的电流模式PWM控制芯片。
LED恒流驱动电路400还可包括二极管D1、电阻R21和电容器C3,组成RCD钳位电路,用来吸收功率开关管430的漏源尖峰电压。
LED恒流驱动电路400还可包括二极管D2、电容器C4、电阻R22、电阻R23和电阻R4,组成控制器410的启动电路及供电环路。
LED恒流驱动电路400还可包括二极管D3和电阻器R5,从辅助绕组连接电阻可以调节过压保护电压,监测变压器磁芯去磁状态。
反馈电压生成电路450可包括与LED管串联的三极管Q1。在图4所示的实施例中,三极管Q1的集电极与LED管LEDn的负极相连,三极管Q1的发射极与输出端LED-相连。三极管Q1的基极驱动电流从集电极侧LED管LEDn 分流获得。
反馈电压生成电路450还可包括第一电阻R1、第二电阻R2以及稳压二极管D0。第一电阻R1的一端与集电极侧LED管LEDn的正极相连,另一端与稳压二极管D0的负极相连。稳压二极管D0的正极与三极管Q1的发射极相连。第二电阻R2的一端与三极管Q1的基极相连,另一端连接到第一电阻R1与稳压二极管D0的连接节点N1。
由于单颗白光LED管的压降一般为2.8~3.6V,R1与稳压二极管D0串联,可在D0两端获得一个稳定电压V0,并且V0给三极管Q1的基极-发射极BE结供电,电流由串联电阻R2调节,三极管Q1将此电流放大并流经其它的LED管。
反馈电路440从反馈电压生成电路450获取反馈电压VFB。反馈电路440获取VFB的位置灵活。例如,反馈电路440可选择一个LED管的压降和三极管Q1的饱和压降之和作为反馈电压VFB;反馈电路440也可选择二个LED管的压降和三极管Q1的饱和压降之和作为反馈电压VFB;反馈电路440也可选择更多个LED管的压降和三极管Q1的饱和压降之和作为反馈电压VFB。
图5示出根据本发明的另一个实施例的利用本发明公开的反馈电压生成电路的LED恒流驱动电路500的具体示意图。图5所示的LED恒流驱动电路500进一步简化了反馈电压生成电路,与图4所示的电路的不同之处在于,反馈电压生成电路550利用稳压器U2的稳压功能取代单独的稳压二极管D0。
上述实施例,以NPN型三极管Q1为例进行描述,在本发明的一些实施例中,三极管Q1可以是PNP型三极管。图6示出根据本发明的实施例的利用PNP型三极管Q1的反馈电压生成电路的示意图。该电路结构与利用NPN型三极管的反馈电压生成电路是对称的。如图6所示,PNP三极管Q1的发射极与第N-1负载的负极相连,PNP三极管Q1的集电极与第N负载的正极相连。第一电阻R1的一端与第N负载的负极相连。第二电阻R2的一端与PNP三极管Q1的基极相连。稳压二极管D0的正极与第一电阻R1的另一端与相连,稳压二极管D0的负极与所述PNP三极管Q1的发射极相连,第二电阻R2的另一端连接到第一电阻R1与稳压二极管D0的连接节点。
图7示出根据本发明的另一个实施例的利用PNP型三极管Q1的反馈电压生成电路的示意图。如图7所示,PNP三极管Q1的发射极与电源的第一输出端相连,PNP三极管Q1的集电极与第一负载的正极相连。第一电阻R1的一端与第一负载的负极相连。第二电阻R2的一端与PNP三极管Q1的基极相连。稳压二极管D0的正极与第一电阻R1的另一端与相连,稳压二极管D0的负极与所述PNP三极管Q1的发射极相连,第二电阻R2的另一端连接到第一电阻R1与稳压二极管D0的连接节点。
图8示出根据本发明的实施例的包含放大器的反馈电压生成电路的示意图。如图8所示,该电路结构与利用NPN型三极管的反馈电压生成电路的区别在于将三极管Q1两端的电压VCE作为输出电压提供给放大器700的两个输入端,放大器700对电压VCE进行放大。可根据需要选择适当的放大倍数,例如,进行10倍放大或20倍放大。然后将放大器700输出的放大电压作为反馈电压提供给反馈电路。
在本发明的其它实施例中,可使用金属氧化物半导体场效应晶体管来代替三极管Q1。利用金属氧化物半导体场效应晶体管来代替三极管Q1的反馈电压生成电路的连接方式与上述电路类似,即,金属氧化物半导体场效应晶体管的源极和漏极串联在两个负载的正极和负极之间,由稳压二极管为栅极提供驱动电压。为了简化说明书的描述,在此不再进行详细描述。
本发明公开的具有反馈电压生成电路的LED恒流驱动电路既实现了LED驱动电源的宽电压范围的高效恒流工作,又解决了隔离式电源所需要的稳压反馈问题。
其次,本发明的另外一个特点是,与现有开关电源设计技术兼容,可直接应用现有成熟的AC/DC,DC/DC技术,省掉了设计成本。同时本发明巧妙地利用了LED的压降实现自供电,不需要外部电路干预,结构非常简单,成本低,并且兼容现有的开关电源设计技术和生产设备线。
最后,本发明的方案大大简化了控制芯片的稳压反馈机制,使得常规的开关电源设计工程师也能够直接设计LED电源。
本发明的以上实施例以数量可变的LED管作为开关电源的负载,对利用本发明公开的反馈电压生成电路进行反馈控制的开关电源进行了描述。本领域的技术人员应该清楚,本发明的反馈电压生成电路及利用该反馈电压生成电路进行反馈控制的开关电源的应用领域不限于LED负载,还可应用于其它类型的负载上,例如其应用领域可包括工业自动化控制、军工设备、科研设备、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器、电子冰箱、液晶显示器、通讯设备、视听产品、安防监控、LED灯带、电脑机箱、数码产品和仪器类等领域。
尽管上文描述了本发明的各实施例,但是,应该理解,它们只是作为示例来呈现的,而不作为限制。对于相关领域的技术人员显而易见的是,可以对其做出各种组合、变型和改变而不背离本发明的精神和范围。因此,此处所公开的本发明的宽度和范围不应被上述所公开的示例性实施例所限制,而应当仅根据所附权利要求书及其等同替换来定义。
Claims (13)
1.一种恒流驱动电路,包括开关电源电路以及反馈电压生成电路,
其中所述开关电源电路包括变压器、控制器、功率开关管以及反馈电路,在所述开关电源的第一输出端和第二输出端之间串联可变数量的负载,
所述反馈电路将所述反馈电压生成电路输出的电压反馈到所述控制器,所述反馈电压生成电路的输出电压仅与串联负载中的特定元件有关,
所述控制器根据所述电压的大小决定所述功率开关管的导通和断开时间的长短,从而将所述开关电源的输出电流维持在一个稳定的值上。
2.如权利要求1所述的恒流驱动电路,其特征在于,第一负载至第N负载串联连接在所述开关电源的第一输出端和第二输出端之间,所述反馈电压生成电路包括:
与所述负载串联的晶体管,所述晶体管的第一端与第L负载的负极或第一输出端相连,所述晶体管的第二端与第L+1负载的正极或第二输出端相连,其中L大于等于0且小于N;
第一电阻,所述第一电阻的一端与所述晶体管的第三端相连;以及
稳压单元,所述稳压单元向所述晶体管的第三端提供驱动电压。
3.如权利要求2所述的恒流驱动电路,其特征在于,所述晶体管是三极管或金属氧化物半导体场效应晶体管。
4.如权利要求2所述的恒流驱动电路,其特征在于,所述反馈电压生成电路输出的电压为n*VF+V晶体管,其中n是大于或等于1的整数,VF为单个负载压降,V晶体管为晶体管上的压降。
5.如权利要求2所述的恒流驱动电路,其特征在于,所述反馈电压生成电路还包括放大器,所述放大器接收所述晶体管两端电压,并将放大后的电压提供给所述反馈电路。
6.如权利要求2所述的恒流驱动电路,其特征在于,所述稳压单元为下列元件之一:
稳压二极管,所述稳压二极管连接在第一电阻的另一端与所述晶体管的第二端之间;或
稳压器,所述稳压器将驱动电压施加到所述第一电阻的另一端。
7.如权利要求1所述的恒流驱动电路,其特征在于,所述反馈电压生成电路利用负载压降实现自供电。
8.一种自恒流保护电路,所述自恒流保护电路与第一负载至第N负载串联在恒流驱动电路的第一输出端和第二输出端之间,所述自恒流保护电路包括:
与所述负载串联的晶体管,所述晶体管的第一端与第L负载的负极或第一输出端相连,所述晶体管的第二端与第L+1负载的正极或第二输出端相连,其中L大于等于0且小于N;
稳压单元,所述稳压单元向所述晶体管的第三端提供驱动电压。
9.如权利要求8所述的自恒流保护电路,其特征在于,所述晶体管是NPN三极管,所述NPN三极管的集电极与第L负载的负极相连,所述NPN三极管的发射极与第L+1负载的正极或所述第二输出端相连,其中L大于等于1且小于N;
第一电阻,所述第一电阻的一端与第L负载的正极相连;
第二电阻,所述第二电阻的一端与所述三极管的基极相连;以及
稳压二极管,所述稳压二极管的负极与所述第一电阻的另一端与相连,所述稳压二极管的正极与三极管的发射极相连,第二电阻的另一端连接到所述第一电阻与所述稳压二极管的连接节点。
10.如权利要求9所述的自恒流保护电路,其特征在于,所述负载是LED管,所述三极管串联在第N-1 LED管和第N LED管之间,所述三极管的集电极与第N-1 LED管的负极相连,所述三极管的发射极与第N LED管的正极相连,三极管的基极驱动电流从集电极侧LED管分流获得。
11.如权利要求9所述的自恒流保护电路,其特征在于,所述负载是LED管,所述三极管串联在第N LED管和第二输出端之间,所述三极管的集电极与第N LED管的负极相连,所述三极管的发射极与第二输出端相连。
12.如权利要求8所述的自恒流保护电路,其特征在于,所述自恒流电路输出的电压为n*VF+VSAT+ΔV,其中VSAT是晶体管的饱和压降,n是大于或等于1的整数,VF为单个负载压降,ΔV为大于或等于0的常数。
13.如权利要求8所述的自恒流保护电路,其特征在于,所述晶体管是PNP三极管,所述PNP三极管的发射极与第L负载的负极或第一输出端相连,所述PNP三极管的集电极与第L+1负载的正极相连,其中L大于等于0且小于N;
第一电阻,所述第一电阻的一端与第L+1负载的负极相连;
第二电阻,所述第二电阻的一端与所述PNP三极管的基极相连;以及
稳压二极管,所述稳压二极管的正极与所述第一电阻的另一端与相连,所述稳压二极管的负极与所述PNP三极管的发射极相连,第二电阻的另一端连接到所述第一电阻与所述稳压二极管的连接节点。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810727976.7A CN109309986B (zh) | 2018-07-05 | 2018-07-05 | 一种自恒流保护电路及恒流驱动电路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810727976.7A CN109309986B (zh) | 2018-07-05 | 2018-07-05 | 一种自恒流保护电路及恒流驱动电路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109309986A true CN109309986A (zh) | 2019-02-05 |
CN109309986B CN109309986B (zh) | 2021-04-09 |
Family
ID=65225894
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201810727976.7A Active CN109309986B (zh) | 2018-07-05 | 2018-07-05 | 一种自恒流保护电路及恒流驱动电路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109309986B (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112770450A (zh) * | 2021-01-27 | 2021-05-07 | 茂硕电源科技股份有限公司 | 宽电压隔离型ac-dc恒流驱动器及led照明设备 |
EP3863378A1 (en) * | 2020-02-04 | 2021-08-11 | OSRAM GmbH | Lighting module and corresponding lighting system |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2757488Y (zh) * | 2004-07-15 | 2006-02-08 | 吕大明 | 一种发光二极管照明电路 |
TW201019792A (en) * | 2008-11-13 | 2010-05-16 | Young Lighting Technology | Light emitting diode driving circuit |
US7855520B2 (en) * | 2008-03-19 | 2010-12-21 | Niko Semiconductor Co., Ltd. | Light-emitting diode driving circuit and secondary side controller for controlling the same |
US20130313985A1 (en) * | 2012-05-22 | 2013-11-28 | Samsung Display Co., Ltd. | Method of driving a light source, light source apparatus for performing the method and display apparatus having the light source apparatus |
-
2018
- 2018-07-05 CN CN201810727976.7A patent/CN109309986B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2757488Y (zh) * | 2004-07-15 | 2006-02-08 | 吕大明 | 一种发光二极管照明电路 |
US7855520B2 (en) * | 2008-03-19 | 2010-12-21 | Niko Semiconductor Co., Ltd. | Light-emitting diode driving circuit and secondary side controller for controlling the same |
TW201019792A (en) * | 2008-11-13 | 2010-05-16 | Young Lighting Technology | Light emitting diode driving circuit |
US20130313985A1 (en) * | 2012-05-22 | 2013-11-28 | Samsung Display Co., Ltd. | Method of driving a light source, light source apparatus for performing the method and display apparatus having the light source apparatus |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3863378A1 (en) * | 2020-02-04 | 2021-08-11 | OSRAM GmbH | Lighting module and corresponding lighting system |
CN112770450A (zh) * | 2021-01-27 | 2021-05-07 | 茂硕电源科技股份有限公司 | 宽电压隔离型ac-dc恒流驱动器及led照明设备 |
CN112770450B (zh) * | 2021-01-27 | 2024-06-07 | 茂硕电源科技股份有限公司 | 宽电压隔离型ac-dc恒流驱动器及led照明设备 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109309986B (zh) | 2021-04-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101043773B (zh) | Led驱动电路 | |
US8410716B2 (en) | Control of multi-string LED array | |
KR101658059B1 (ko) | 위상 제어 메커니즘을 가지는 발광 다이오드 | |
CN101754541B (zh) | 适用于多路并联led的直流母线电压跟随型控制电路 | |
CN101916548B (zh) | 一种液晶显示器发光二极管灯管控制电路 | |
CN103037597B (zh) | 多路led恒流控制电路及led光源控制系统 | |
CN101707831B (zh) | 一种led驱动电路及led灯具 | |
CN101529983A (zh) | Led点灯电路及使用该led点灯电路的照明器具 | |
CN102196618A (zh) | Led照明驱动电路和方法 | |
CN101790265A (zh) | 一种多通道恒流控制电路 | |
CN102523663A (zh) | 恒功率led驱动电路 | |
CN102647820A (zh) | Led驱动电路 | |
KR101564388B1 (ko) | 고효율의 열적으로 안정된 레귤레이터 및 조정 가능한 제너 다이오드 | |
CN106793243A (zh) | 0~10v led调光信号转换电路及led电源调光电路 | |
CN105554954A (zh) | 一种用于led驱动的控制芯片 | |
CN109309986A (zh) | 一种自恒流保护电路及恒流驱动电路 | |
US20130119883A1 (en) | Buck converter and method for providing a current for at least one led | |
EP3592117B1 (en) | Protective circuit and led driving circuit | |
CN102957136B (zh) | 具有冲击电流保护的负载驱动电路 | |
CN105517274B (zh) | 发光二极管的驱动电路及其发光装置 | |
CN104168688B (zh) | 具备多级驱动阶段的发光二极管照明装置 | |
WO2013053523A2 (en) | A constant current source circuit and a sampling circuit | |
CN104113957B (zh) | 一种自激振荡驱动电路 | |
CN206341456U (zh) | Led驱动电源及系统 | |
CN208523031U (zh) | 发光二极管的驱动电路 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20220906 Address after: Room 408-11, 4th Floor, Building 1#, No. 10 Fengde Road, Jinfeng Town, Jiulongpo District, Chongqing 401329 Patentee after: Chongqing Xinxinyuan Technology Co.,Ltd. Address before: 432600 room 503, building 57, dongfangjiayuan, Anlu City, Xiaogan City, Hubei Province Patentee before: Li Chunlian |
|
TR01 | Transfer of patent right |