CN109496008A - Led驱动电路、led电子整流器及led照明设备 - Google Patents
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Abstract
一种LED驱动电路、LED电子整流器及LED照明设备。所述LED驱动电路包括:与负载的一端耦接的采样电阻,所述负载的另一端与直流电源输出端耦接;与所述采样电阻串联的储能电感;与所述采样电阻两端耦接的采样电路;与所述储能电感耦接的充放电开关电路;阳极与所述储能电感及充放电开关电路相耦接的续流二极管,所述续流二极管的阴极与所述负载的另一端耦接;与所述采样电路耦接的控制电路,适于基于所述采样电路的采样结果,控制所述充放电开关电路导通,以对所述储能电感充电,或者控制所述充放电开关电路断开,使得所述储能电感通过所述续流二极管放电。应用上述方案,可以提高LED驱动电路可扩展性。
Description
技术领域
本发明涉及LED照明领域,具体涉及一种LED驱动电路、LED电子整流器及LED照明设备。
背景技术
LED照明设备已经广泛应用于球泡灯、T管灯、景观灯等照明领域,由于可以简单地兼容旧有照明系统架构,LED照明还在不断渗透到路灯照明、商业照明、广场照明等大功率照明领域,并朝着智能化、人性化和节能方向发展。
LED照明设备中包含LED驱动电路,由LED驱动电路驱动LED照明电路中的负载进行照明。通常情况下,LED驱动电路通常仅能为负载提供一种规格的驱动电流,比如,仅能为负载提供0.3安培的驱动电流。
由于现有LED驱动电路的电路结构的限制,若要使得LED驱动电路能够同时为负载提供多种不同规格的驱动电流,需要改变现有LED驱动电路中采样电阻及储能电感等器件的规格。由于提供不同规格驱动电流的驱动电路对应的采样电阻及储能电感等器件的规格不同,由此造成LED驱动电路的可扩展性较差。
发明内容
本发明解决的技术问题是如何提高LED驱动电路可扩展性。
为解决上述技术问题,本发明实施例提供一种LED驱动电路,所述LED驱动电路包括:与负载的一端耦接的采样电阻,所述负载的另一端与直流电源输出端耦接;与所述采样电阻串联的储能电感;与所述采样电阻两端耦接的采样电路;与所述储能电感耦接的充放电开关电路;阳极与所述储能电感及充放电开关电路相耦接的续流二极管,所述续流二极管的阴极与所述负载的另一端耦接;与所述采样电路耦接的控制电路,适于基于所述采样电路的采样结果,控制所述充放电开关电路导通,以对所述储能电感充电,或者控制所述充放电开关电路断开,使得所述储能电感通过所述续流二极管放电。
可选地,所述采样电路包括:与所述采样电阻两端耦接的上采样电路,适于在所述采样电阻与负载连接的一端的电压位于预设高电压区间时,检测所述采样电阻两端的电压或者流经所述采样电阻的电流;与所述采样电阻两端耦接的下采样电路,适于在所述采样电阻与负载连接的一端的电压位于预设低电压区间时,检测采样电阻两端的电压或者流经所述采样电阻的电流;与所述上采样电路及下采样电路输出端耦接的采样运算电路,适于选择所述上采样电路或下采样电路的采样结果并输出至所述控制电路。
可选地,所述上采样电路及所述下采样电路中的至少一个为共源运放电路,或者为共漏运放电路。
可选地,所述采样运算电路,适于在接收到一个采样结果时,将所述采样结果输出至所述控制电路,在接收到两个采样结果时,选择其中一个采样结果输出至所述控制电路。
可选地,所述控制电路包括:比较器电路,第一输入端与参考信号输出端耦接,第二输入端与所述采样电路的输出端耦接,适于将所述第一输入端的输入与所述第二输入端的输入进行比较,输出比较结果对应的控制信号;第一驱动电路,与所述比较器电路耦接,适于在所述比较器电路输出的控制信号的驱动下,驱动所述充放电开关电路导通或断开。
可选地,所述参考信号输出端适于输出峰值电压/电流及谷值电压/电流;所述第一驱动电路适于在所述第二输入端的输入大于所述峰值电压/电流时,驱动所述充放电开关电路断开,以及在所述第二输入端的输入小于所述谷值电压/电流时,驱动所述充放电开关电路导通。
可选地,所述LED驱动电路还包括:采样结果调整电路,与所述比较器电路的第二输入端及采样电路的输出端耦接,适于基于所述采样电路的输出结果,调整输入至所述比较器电路第二输入端的采样结果值,以固定所述储能电感上的电流纹波。
可选地,所述采样结果调整电路包括:参考电流输出电路,适于输出回差电流;叠加器,与所述参考电流输出电路及所述采样电路的输出端均耦接,适于对所述参考电流输出电路的输出结果与所述采样电路的输出结果进行叠加运算,并将叠加运算结果输出至所述比较器电路。
可选地,所述参考电流输出电路包括:与第一电源输出端耦接的第一分时开关,适于在所述充放电开关电路导通时导通;与所述第一分时开关串联的第一电流源;与所述第一电流源串联的第二电流源,所述第二电流源与所述第一电流源耦接的一端与所述叠加器耦接;与所述第二电流源串联的第二分时开关,适于在所述充放电开关电路断开时导通,所述第二分时开关的另一端接地。
可选地,所述控制电路包括:放大电路,第一输入端与参考信号输出端耦接,第二输入端与所述采样电路的输出端耦接,适于将所述第一输入端的输入与所述第二输入端的输入进行叠加放大,输出控制电压;第一补偿电路,适于输出固定频率的短脉冲信号;控制器,与所述第一补偿电路及放大电路耦接,适于基于所述放大电路输出的控制电压与所述第一补偿电路输出的短脉冲信号,生成开关控制信号,并基于所述开关控制信号控制所述充放电开关电路导通或断开。
可选地,所述控制电路还包括:与所述控制器耦接的第二驱动电路,所述第二驱动电路的输出端与所述充放电开关电路耦接,适于增强所述控制器输出的开关控制信号的驱动能力,并通过驱动能力增强后的开关控制信号控制所述充放电开关电路导通或断开。
可选地,所述第一补偿电路为振荡器电路或者为斜波补偿电路。
可选地,所述放大电路为跨导放大器电路或者为运算放大器电路。
可选地,所述控制电路还包括:第二补偿电路,与所述放大电路耦接,适于对所述放大电路进行环路补偿。
可选地,所述充放电开关电路为NMOS管,所述NMOS管的栅极与所述控制电路耦接,源极接地,漏极与所述储能电感耦接。
可选地,所述充放电开关电路为三极管,所述三极管的基极与所述控制电路耦接,发射极接地,集电极与所述储能电感耦接。
可选地,所述LED驱动电路还包括:与所述负载并联的滤纹波电容,适于过滤所述负载的电流纹波。
本发明实施例还提供了一种LED电子整流器,所述LED电子整流器包括:上述任一种的LED驱动电路。
可选地,所述LED电子整流器还包括:交流直流转换器,适于将输入的交流电源转换为直流电源并输入至所述LED驱动电路。
本发明实施例还提供了一种LED照明设备,所述LED照明设备包括:上述任一种的LED驱动电路,所述LED驱动电路;以及与所述LED驱动电路耦接的负载,所述负载的另一端与所述LED驱动电路的输入端耦接。
可选地,所述LED照明设备包括两个以上的LED驱动电路,且所述两个以上的LED驱动电路具有同一输入端。
可选地,所述两个以上的LED驱动电路中,部分或全部LED驱动电路所提供的驱动电流相同。
可选地,所述LED照明设备还包括:交流直流转换器,适于将输入的交流电源转换为直流电源并输入至所述LED驱动电路。
相对于现有技术,本发明实施例的优点在于:
采用上述方案,由于采样电阻与储能电感串联,故通过采样电路的检测结果可以确定流经储能电感的电流,也就可以确定负载的充放电电流,而负载的充放电电流即LED驱动电路的驱动电流,因此,在改变LED驱动电路的驱动电流时,直接在该负载的两端并联多个LED驱动电路即可,无须改变采样电阻及储能电感的规格,扩展更加方便,故LED驱动电路可扩展性更好,提供多种驱动电流的LED照明设备的成本更低。
进一步,通过设置电压调整电路来固定储能电感上的电流纹波,故可以使得充放电开关电路的工作频率不随调光电压的变化而变化,提高LED驱动电路的稳定性。
进一步,对于LED照明设备,由于提供多种驱动电流的LED照明设备中部分或者全部LED驱动电路的驱动电流可以相同,故LED驱动电路与负载连接时,所使用的接线颜色能够更少,连接更加方便。
附图说明
图1是现有技术中一种LED驱动电路的电路结构示意图;
图2是现有技术中一种LED照明设备的电路结构示意图;
图3是本发明实施例中一种LED驱动电路的电路结构示意图;
图4是本发明实施例中另一种LED驱动电路的电路结构示意图;
图5是本发明实施例中又一种LED驱动电路的电路结构示意图;
图6是本发明实施例中一种LED照明设备的电路结构示意图。
具体实施方式
图1为现有LED驱动电路1的电路结构示意图。参照图1,直流电源101为LED驱动电路供电。采样电阻102接在负载LED灯串103、滤纹波电容104和直流电源101之间。上采样电路105的两个输入端接在采样电阻102的两端,检测流过采样电阻102上的电流所产生的电压,将检测到的电压值放大后转换为以参考地为基准的采样结果电压作为输出。
采样结果电压输入至比较器电路106,由比较器电路106将采样结果电压与参考电压输出端107输出的参考电压V1及V2进行比较。其中,V1大于V2。初始时,采样电阻102两端电压为0,因此采样结果电压低于参考电压V2,此时比较器电路106通过驱动电路108驱动NMOS管109导通。
由于储能电感110一端与负载LED灯串103和滤纹波电容104连接,另一端与NMOS管109的漏极连接,续流二极管111的阳极与储能电感110和NMOS管109连接,阴极与直流电源101连接,因此,当NMOS管109导通时,电流从直流电源101流过采样电阻102,流经负载LED灯串103、滤纹波电容104,再流经储能电感110、NMOS管109到参考地。
此时,由于储能电感110的蓄能作用,采样电阻102两端的电压升高,采样结果电压升高。当采样结果电压高于V1时,比较器电路106的输出通过驱动电路108驱动NMOS管109截止。此时,储能电感110通过续流二极管111放电,释放的电流依次经过采样电阻102、负载LED灯串103和滤纹波电容104回到储能电感110。储能电感110上储存的能量逐渐减小,采样电阻102两端的电压降低,采样结果电压随采样电阻102两端电压的降低而降低。当采样结果电压低于V2时,比较器电路106的输出通过驱动电路108驱动NMOS管109导通,重复充放电过程。
由于采样电阻102经负载LED灯串103及滤纹波电容104与储能电感110连接,储能电感110的充放电电流非流经采样电阻102的电流,故在改变上述LED驱动电路的驱动电流时,需要改变采样电阻102及储能电感110的规格,才能达到改变LED驱动电路的驱动电流的目的,由此导致LED驱动电路的扩展性较差。
并且,由于不同需求的LED驱动电流在不同时间、不同市场需求阶段需要的数量可能不同,因此生产商对不同规格的采样电阻102及储能电感110的备货也很麻烦,这容易造成工厂库存,甚至产生电子垃圾,变相增加的LED驱动电路的成本,这不利于LED节能照明的推广。
图2为现有LED照明设备一种结构示意图。参照图2,所述LED照明设备包括:电子整流器21,以及多个负载LED灯串221~224。所述电子整流器21包括:交直流转换器210,以及多个LED驱动电路211~214,每个LED驱动电路与图1中LED驱动电路1的电路结构相同,且分别与一个负载LED灯串耦接。
交直流转换器210将输入的市电转换为直流电源,为LED驱动电路211~214供电。负载LED灯串221~224中每个负载LED灯串在对应的LED驱动电路的接法,与图1中负载LED灯串103在LED驱动电路1中的接法相同。
在实际应用中,LED驱动电路211~214可能分别提供不同的驱动电流,比如0.3A、0.8A、1.2A、1.5A等。为了便于将LED灯串与相应的LED驱动电路连接,通常需要在LED灯串两端分别设置不同颜色的接线,并且连接不同驱动电流的LED驱动电路所使用的接线颜色不同,安装人员需要记忆不同驱动电流对应的接线的颜色,这就造成LED照明设备在安装和维护方面的困扰。
针对上述问题,本发明实施例提供了一种LED驱动电路,通过将采样电阻与储能电感串联,故基于采样电路的检测结果可以确定流经储能电感的电流,也就可以确定负载的充放电电流,而负载的充放电电流即LED驱动电路的驱动电流,因此,在改变LED驱动电路的驱动电流时,直接在该负载的两端并联多个LED驱动电路即可,无须改变采样电阻及储能电感的规格,扩展更加方便,故LED驱动电路可扩展性更好,提供多种驱动电流的LED照明设备的成本更低。
为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
参照图3,本发明实施例提供了一种LED驱动电路3,所述LED驱动电路3可以包括:
与负载301的一端耦接的采样电阻302,所述负载301的另一端与直流电源输出端303耦接;
与所述采样电阻302串联的储能电感304;
与所述采样电阻302两端耦接的采样电路305;
与所述储能电感304耦接的充放电开关电路306;
阳极与所述储能电感304及充放电开关电路306相耦接的续流二极管307,所述续流二极管307的阴极与所述负载301的另一端耦接;
与所述采样电路305耦接的控制电路308,适于基于所述采样电路305的采样结果,控制所述充放电开关电路306导通,以对所述储能电感304充电,或者控制所述充放电开关电路306断开,使得所述储能电感304通过所述续流二极管307放电。
通过将采样电阻302与储能电感304串联,故在改变LED驱动电路3的驱动电流时,无须改变采样电阻302及储能电感304的规格,直接在负载301的两端并联多个LED驱动电路3即可,扩展更加方便。
在具体实施中,所述采样电路305可以检测采样电阻302两端的电压,也可以检测流经采样电阻302的电流,具体不作限制。当所述采样电路305检测的是采样电阻302两端的电压时,控制电路308基于所述采样电路305输出的采样结果电压控制充放电开关电路306的通断。当采样电路305检测的是流经采样电阻302的电流时,控制电路308基于所述采样电路305输出的采样结果电流控制充放电开关电路306的通断。
在本发明的一实施例中,所述采样电路305可以实时检测采样电阻302两端的电压或者流经采样电阻302的电流,并将采样结果输出至控制电路308。
在本发明的另一实施例中,所述采样电路305可以包括:
与所述采样电阻两端耦接的上采样电路305a,适于在所述采样电阻302与负载301连接的一端的电压位于预设高电压区间时,检测所述采样电阻302两端的电压或者流经所述采样电阻302的电流;
与所述采样电阻302两端耦接的下采样电路305b,适于在所述采样电阻302与负载301连接的一端的电压位于预设低电压区间时,检测采样电阻302两端的电压或者流经所述采样电阻302的电流;
与所述上采样电路305a及下采样电路305b输出端耦接的采样运算电路305c,适于选择所述上采样电路305a或下采样电路305b的采样结果并输出至所述控制电路308。
在具体实施中,所述预设高电压区间及预设低电压区间可以根据实际需要进行设置,比如,可以设置所述预设高电压区间为[2.5V,Vin]),所述预设低电压区间为[Vin-2.5V,0V]),其中,Vin表示直流电源输出端303输出的电压值。
在具体实施中,所述采样运算电路305c可为选择器,具体地:
在采样电阻302与负载301连接的一端的电压位于预设高电压区间内时,采样运算电路305c将采样电路305a的采样结果输出至控制电路308。
在采样电阻302与负载301连接的一端的电压位于预设低电压区间内时,采样运算电路305c将采样电路305b的采样结果输出至控制电路308。
在采样电阻302与负载301连接的一端的电压位于除预设高电压区间及预设低电压区间外的电压区间内时,上采样电路305a及下采样电路305b可以同时对采样电阻302两端的电压或者流经所述采样电阻的电流进行检测,此时,采样运算电路305c可以选择所述上采样电路305a的采样结果输出至控制电路308,也可以选择下采样电路305b的采样结果输出至控制电路308,具体不作限制。
在具体实施中,所述上采样电路a可以为共源运放电路,也可以为共漏运放电路。所述下采样电路305b可以为共源运放电路,也可以为共漏运放电路。当然,所述上采样电路a及下采样电路305b也可以采用其它电路结构实现,具体不作限制。
在本发明的一实施例中,参照图3,所述控制电路308可以包括:
比较器电路308a,第一输入端与参考信号输出端309耦接,第二输入端与所述采样电路305的输出端耦接,适于将所述第一输入端的输入与所述第二输入端的输入进行比较,输出比较结果对应的控制信号;
第一驱动电路308b,与所述比较器电路308a耦接,适于在所述比较器电路308a输出的控制信号的驱动下,驱动所述充放电开关电路306导通或断开。
在本发明的一实施例中,所述参考信号输出端309可以输出峰值电压Vp及谷值电压Vv,也可以输出峰值电流Ip及谷值电流Iv。
当所述采样电路305的采样结果为采样电阻302两端的电压时,所述第一驱动电路308b适于在所述第二输入端的输入大于所述峰值电压Vp时,即所述采样电路305的采样结果大于峰值电压Vp时,驱动所述充放电开关电路306断开,以及在所述第二输入端的输入小于所述谷值电压Vv时,即所述采样电路305的采样结果小于所述谷值电压Vv时,驱动所述充放电开关电路306导通。
当所述采样电路305的采样结果为流经采样电阻302的电流时,所述第一驱动电路308b适于在所述第二输入端的输入大于所述峰值电流Ip时,即所述采样电路305的采样结果大于峰值电流Ip时,驱动所述充放电开关电路306断开,以及在所述第二输入端的输入小于所述谷值电流Iv时,即所述采样电路305的采样结果小于所述谷值电流Iv时,驱动所述充放电开关电路306导通。
在本发明的一实施例中,参照图3,所述充放电开关电路306可以为NMOS管,所述NMOS管的栅极与所述控制电路308耦接,源极接地,漏极与所述储能电感304耦接。所述NMOS管在比较器电路308a的控制下导通或断开。
在本发明的另一实施例中,所述充放电开关电路306也可以为三极管,所述三极管的基极与所述控制电路308耦接,发射极接地,集电极与所述储能电感304耦接。所述三极管在比较器电路308a的控制下导通或断开。
在本发明的一实施例中,所述LED驱动电路3还可以包括:与所述负载301并联的滤纹波电容310,适于过滤所述负载301的电流纹波。
以下结合图3,对所述LED驱动电路3的原理进行说明:
直流电源输出端303连接负载301和滤纹波电容310,负载301和滤纹波电容310相并联的另一端连接采样电阻302。采样电阻302的另一端连接储能电感304。储能电感304另一端连接续流二极管307的阳极和NMOS管306的漏极端。续流二极管307的阴极连接直流电源输出端303。
当滤纹波电容310两端之间的电压差为低电平时,采样电阻302端点A的电压接近直流电源输出端303输出的电压。当滤纹波电容310两端之间的电压差为高电平时,采样电阻302端点A的电压接近低电平。
以上采样电路305a和下采样电路305b对采样电阻302两端的电压进行检测为例,上采样电路305a和下采样电路305b的检测到的电压值经采样运算电路305c转换为到参考地的采样结果电压。采样结果电压与参考信号输出端309输出的峰值电压Vp及谷值电压Vv共同输入到比较器电路308a中。比较器电路308a将采样结果电压与峰值电压Vp及谷值电压Vv进行比较,并输出与比较结果对应的控制信号至第一驱动电路308b,由第一驱动电路308b驱动NMOS管306的通断。
当NMOS管306导通时,电流从直流电源输出端303经过负载301和滤纹波电容310,流入采样电阻302,再经过储能电感304,通过NMOS管306流入参考地。当NMOS管断开时,储能电感304上的能量以电流的方式流过续流二极管307,流过直流电源输出端303,再经负载301和滤纹波电容310、采样电阻302流回储能电感304。
图4为本发明实施例提供的另一种LED驱动电路4的电路结构示意图。与图3中示出的LED驱动电路3的不同之处在于:
所述LED驱动电路4还可以包括:
采样结果调整电路,与所述比较器电路308a的第二输入端及采样电路305的输出端耦接,适于基于所述采样电路305的输出结果,调整输入至所述比较器电路308a第二输入端的采样结果值,以固定所述储能电感304上的电流纹波。
以所述采样电路305的输出结果为流经采样电阻302的电流为例,在本发明的一实施例中,所述采样结果调整电路可以包括:
参考电流输出电路411,适于输出回差电流;
叠加器412,与所述参考电流输出电路411及所述采样电路305的输出端均耦接,适于对所述参考电流输出电路411的输出结果与所述采样电路305的输出结果进行叠加运算,并将叠加运算结果输出至所述比较器电路308a。
通过叠加器412,参考电流输出电路411输出的回差电流与采样电路305的采样结果电路进行叠加运算,间接地实现向比较器电路308a输入两个大小不同的电流值。此时,参考信号输出端309可以输出一具有固定值参考电流Im,比较器电路308a可以将参考电流Im与叠加器412输出的两个不同的电流值进行比较,进而输出与比较结果相对应的控制信号,以驱动NMOS管306的通断。
在具体实施中,所述参考电流输出电路411可以采用多种电路结构实现。在本发明的一实施例中,所述参考电流输出电路411可以包括:
与第一电源输出端耦接的第一分时开关K1,适于在所述充放电开关电路306导通时导通;
与所述第一分时开关K1串联的第一电流源I1;
与所述第一电流源I1串联的第二电流源I2,所述第二电流源I2与所述第一电流源I1耦接的一端与所述叠加器412耦接;
与所述第二电流源I2串联的第二分时开关K2,适于在所述充放电开关电路306断开时导通,所述第二分时开关K2的另一端接地。
在具体实施中,所述第一电源输出端输出的电压可以为5V,也可以为3V,具体可以根据实际需要进行设置。
当采样电路305采样到储能电感304上的电流并转换为采样电阻302两端的电压差V302时,经过上采样电路305a、上采样电路305b和采样运算电路305c放大K倍得到采样电流Isample。叠加器412的电阻为R412,参考电流输出电路411输出的回差电流为K1*I+K2*I。当充放电开关电路306导通时,K1导通,当充放电开关电路306断开时,K2导通。因此叠加器412的输出结果为:
Isample=K*V512 (1)
由式(2)可以看出,I*R412是常数,因此储能电感304的电流回滞不随参考信号输出端309输出的参考电流Im的变化而变化。而调光时,一般是通过调光电压改变参考电流Im,故储能电感304的电流回滞不随调光电压的变化而变化,由此可以保持充放电开关电路306的工作频率不变,提高LED驱动电路的稳定性。
图5是本发明实施例提供的另一种LED驱动电路5的电路结构示意图。与图3中示出的LED驱动电路3的不同之处在于:
所述控制电路308可以包括:
放大电路51,第一输入端与参考信号输出端309耦接,第二输入端与所述采样电路305的输出端耦接,适于将所述第一输入端的输入与所述第二输入端的输入进行叠加放大,输出控制电压Vc;
第一补偿电路52,适于输出固定频率的短脉冲信号;
控制器53,与所述第一补偿电路52及放大电路51耦接,适于基于所述放大电路51输出的控制电压Vc与所述第一补偿电路52输出的短脉冲信号,生成开关控制信号,并基于所述开关控制信号控制所述充放电开关电路306导通或断开。
在具体实施中,所述放大电路51可以为跨导放大器电路,也可以为运算放大器电路,具体不作限制,只要能够将第一输入端的输入与第二输入端的输入进行叠加放大,输出控制电压Vc即可。
在具体实施中,所述第一补偿电路52可以为振荡器电路,也可以为斜波补偿电路。当所述第一补偿电路52为斜波补偿电路时,可以降低LED驱动电路环路稳定性补偿的难度。
在具体实施中,参考信号输出端309可以输出一具有固定值的参考电压。控制器53可以基于控制电压Vc与第一补偿电路52输出的短脉冲信号,生成具有一定占空比的开关控制信号。所述充放电开关电路306可以在所述开关控制信号为高电平时导通,在所述开关控制信号为低电平时断开。
在本发明的一实施例中,为了提高开关控制信号的驱动能力,所述控制电路308还可以包括:
与所述控制器53耦接的第二驱动电路54,所述第二驱动电路54的输出端与所述充放电开关电路306耦接,适于增强所述控制器53输出的开关控制信号的驱动能力,并通过驱动能力增强后的开关控制信号控制所述充放电开关电路306导通或断开。
在本发明的一实施例中,为了进一步提高LED驱动电路的环路稳定性,所述控制电路308还可以包括:
第二补偿电路55,与所述放大电路51耦接,适于对所述放大电路51进行环路补偿。
在具体实施中,所述第二补偿电路55可以采用多种电路结构实现,具体不作限制,只要能对LED驱动电路进行环路补偿即可。
参照图6,本发明实施例还提供了一种LED照明设备6,所述LED照明设备6可以包括:
LED驱动电路;
以及与所述LED驱动电路耦接的负载,所述负载的另一端与所述LED驱动电路的输入端耦接。
在本发明的一实施例中,所述LED照明设备6可以包括两个以上的LED驱动电路,且所述两个以上的LED驱动电路具有同一输入端。比如,所述LED照明设备6可以包括LED驱动电路611~614。
在具体实施中,所述LED照明设备6可以包括一个负载,也可以包括多个负载,比如,LED照明设备6可以包括负载621~623。在LED照明设备6中,为同一负载提供驱动电流的LED驱动电路的数量可以仅为一个,也可以为多个,具体不作限制。当为同一负载提供驱动电流的LED驱动电路的数量为多个时,该多个LED驱动电路之间可以并联。
参照图6,LED驱动电路611及LED驱动电路612为负载621提供驱动电流,LED驱动电路613为负载622提供驱动电流,LED驱动电路614为负载623提供驱动电流。以每个LED驱动电路提供的驱动电流为0.3A为例,负载621接收到的驱动电流为0.6A,负载622及负载623接收到的驱动电流分别为0.3A。
由此可以看出,应用本发明实施例中的LED驱动电路,通过将LED驱动电路并联,可以为负载提供多种驱动电流,扩展更加方便,并且LED照明设备的成本更低。
另外,对于提供相同驱动电流的LED驱动电路,将负载621~623与其连接时,仅设置两种不同颜色的接线即可,其中一种颜色的接线用于标识各个负载与LED驱动电路输出端连接的一端,另一种颜色的接线用于标识各个负载与LED驱动电路输入端连接的一端(如图中加组黑线所示)。相对于为每个负载的两端均分别设置不同颜色的接线,且每个接线的颜色均不同,可以更加便于安装人员将负载与LED驱动电路连接。
在本发明的一实施例中,所述LED照明设备6还可以包括:
交流直流转换器63,适于将输入的交流电源转换为直流电源并输入至所述LED驱动电路611~614。
在实际应用中,输入的交流电源通常为220V或110V的市电,由交流直流转换器63将输入的市电转换为直流电,为LED驱动电路611~614供电。
本发明的实施例还提供了一种LED电子整流器,所述LED电子整流器可以包括上述任一种实施例中的LED驱动电路,并且所述LED驱动电路的数量可以为一个,也可以为多个,具体可以根据负载的数量及每个负载所需驱动电流的大小进行设置,并可以根据LED照明设备6中LED驱动电路与负载之间的连接关系的描述,将LED驱动电路与负载进行连接。
在本发明的一实施例中,所述LED电子整流器还可以包括:交流直流转换器。所述交流直流转换器,适于将输入的交流电源转换为直流电源并输入至所述LED驱动电路。具体可以参照上述实施例中关于交流直流转换器63的描述,此处不再赘述。
虽然本发明实施例披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (23)
1.一种LED驱动电路,其特征在于,包括:
与负载的一端耦接的采样电阻,所述负载的另一端与直流电源输出端耦接;
与所述采样电阻串联的储能电感;
与所述采样电阻两端耦接的采样电路;
与所述储能电感耦接的充放电开关电路;
阳极与所述储能电感及充放电开关电路相耦接的续流二极管,所述续流二极管的阴极与所述负载的另一端耦接;
与所述采样电路耦接的控制电路,适于基于所述采样电路的采样结果,控制所述充放电开关电路导通,以对所述储能电感充电,或者控制所述充放电开关电路断开,使得所述储能电感通过所述续流二极管放电。
2.如权利要求1所述的LED驱动电路,其特征在于,所述采样电路包括:
与所述采样电阻两端耦接的上采样电路,适于在所述采样电阻与负载连接的一端的电压位于预设高电压区间时,检测所述采样电阻两端的电压或者流经所述采样电阻的电流;
与所述采样电阻两端耦接的下采样电路,适于在所述采样电阻与负载连接的一端的电压位于预设低电压区间时,检测采样电阻两端的电压或者流经所述采样电阻的电流;
与所述上采样电路及下采样电路输出端耦接的采样运算电路,适于选择所述上采样电路或下采样电路的采样结果并输出至所述控制电路。
3.如权利要求2所述的LED驱动电路,其特征在于,所述上采样电路及所述下采样电路中的至少一个为共源运放电路,或者为共漏运放电路。
4.如权利要求2所述的LED驱动电路,其特征在于,所述采样运算电路,适于在接收到一个采样结果时,将所述采样结果输出至所述控制电路,在接收到两个采样结果时,选择其中一个采样结果输出至所述控制电路。
5.如权利要求1所述的LED驱动电路,其特征在于,所述控制电路包括:
比较器电路,第一输入端与参考信号输出端耦接,第二输入端与所述采样电路的输出端耦接,适于将所述第一输入端的输入与所述第二输入端的输入进行比较,输出比较结果对应的控制信号;
第一驱动电路,与所述比较器电路耦接,适于在所述比较器电路输出的控制信号的驱动下,驱动所述充放电开关电路导通或断开。
6.如权利要求5所述的LED驱动电路,其特征在于,所述参考信号输出端适于输出峰值电压/电流及谷值电压/电流;
所述第一驱动电路适于在所述第二输入端的输入大于所述峰值电压/电流时,驱动所述充放电开关电路断开,以及在所述第二输入端的输入小于所述谷值电压/电流时,驱动所述充放电开关电路导通。
7.如权利要求5所述的LED驱动电路,其特征在于,还包括:
采样结果调整电路,与所述比较器电路的第二输入端及采样电路的输出端耦接,适于基于所述采样电路的输出结果,调整输入至所述比较器电路第二输入端的采样结果值,以固定所述储能电感上的电流纹波。
8.如权利要求7所述的LED驱动电路,其特征在于,所述采样结果调整电路包括:
参考电流输出电路,适于输出回差电流;
叠加器,与所述参考电流输出电路及所述采样电路的输出端均耦接,适于对所述参考电流输出电路的输出结果与所述采样电路的输出结果进行叠加运算,并将叠加运算结果输出至所述比较器电路。
9.如权利要求8所述的LED驱动电路,其特征在于,所述参考电流输出电路包括:
与第一电源输出端耦接的第一分时开关,适于在所述充放电开关电路导通时导通;
与所述第一分时开关串联的第一电流源;
与所述第一电流源串联的第二电流源,所述第二电流源与所述第一电流源耦接的一端与所述叠加器耦接;
与所述第二电流源串联的第二分时开关,适于在所述充放电开关电路断开时导通,所述第二分时开关的另一端接地。
10.如权利要求1所述的LED驱动电路,其特征在于,所述控制电路包括:
放大电路,第一输入端与参考信号输出端耦接,第二输入端与所述采样电路的输出端耦接,适于将所述第一输入端的输入与所述第二输入端的输入进行叠加放大,输出控制电压;
第一补偿电路,适于输出固定频率的短脉冲信号;
控制器,与所述第一补偿电路及放大电路耦接,适于基于所述放大电路输出的控制电压与所述第一补偿电路输出的短脉冲信号,生成开关控制信号,并基于所述开关控制信号控制所述充放电开关电路导通或断开。
11.如权利要求10所述的LED驱动电路,其特征在于,所述控制电路还包括:
与所述控制器耦接的第二驱动电路,所述第二驱动电路的输出端与所述充放电开关电路耦接,适于增强所述控制器输出的开关控制信号的驱动能力,并通过驱动能力增强后的开关控制信号控制所述充放电开关电路导通或断开。
12.如权利要求10所述的LED驱动电路,其特征在于,所述第一补偿电路为振荡器电路或者为斜波补偿电路。
13.如权利要求10所述的LED驱动电路,其特征在于,所述放大电路为跨导放大器电路或者为运算放大器电路。
14.如权利要求10或11所述的LED驱动电路,其特征在于,所述控制电路还包括:
第二补偿电路,与所述放大电路耦接,适于对所述放大电路进行环路补偿。
15.如权利要求1所述的LED驱动电路,其特征在于,所述充放电开关电路为NMOS管,所述NMOS管的栅极与所述控制电路耦接,源极接地,漏极与所述储能电感耦接。
16.如权利要求1所述的LED驱动电路,其特征在于,所述充放电开关电路为三极管,所述三极管的基极与所述控制电路耦接,发射极接地,集电极与所述储能电感耦接。
17.如权利要求1所述的LED驱动电路,其特征在于,还包括:
与所述负载并联的滤纹波电容,适于过滤所述负载的电流纹波。
18.一种LED电子整流器,其特征在于,包括:权利要求1~17任一项所述的LED驱动电路。
19.如权利要求18所述的LED电子整流器,其特征在于,还包括:
交流直流转换器,适于将输入的交流电源转换为直流电源并输入至所述LED驱动电路。
20.一种LED照明设备,其特征在于,包括:
权利要求1~17任一项所述的LED驱动电路,所述LED驱动电路;
以及与所述LED驱动电路耦接的负载,所述负载的另一端与所述LED驱动电路的输入端耦接。
21.如权利要求20所述的LED照明设备,其特征在于,所述LED照明设备包括两个以上的LED驱动电路,且所述两个以上的LED驱动电路具有同一输入端。
22.如权利要求21所述的LED照明设备,其特征在于,所述两个以上的LED驱动电路中,部分或全部LED驱动电路所提供的驱动电流相同。
23.如权利要求20所述的LED照明设备,其特征在于,还包括:
交流直流转换器,适于将输入的交流电源转换为直流电源并输入至所述LED驱动电路。
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