CN109862654A - 一种隔离型led驱动电路及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隔离型LED驱动电路及其驱动方法，包括整流电路、隔离变压器、控制电路、输出电压检测电路、参考电压调节电路；所述整流电路与所述隔离变压器之间设置反向振荡电路，用于抑制电源输出的振荡，所述参考电压调节电路与所述输出电压检测电路通过比较电路连接所述控制电路，所述控制电路控制串联连接在所述隔离变压器上初级侧的开关管通断，且通过控制参考电压调节电路的可调电阻以控制参考电压的输出。本发明能够提高输出到LED的电能的质量大幅度提高，从而确保LED的工作的稳定性。

Description

一种隔离型LED驱动电路及其驱动方法

技术领域

本发明涉及LED照明技术领域，具体而言，涉及一种隔离型LED驱动电路及其驱动方法。

背景技术

LED的发光原理是驱动电源将交流电转变成直流电给发光二极管供电，使之发光。LED灯有寿命长、能耗低、显色性高及抗冲击性能好等优点，被称为绿色照明光源、得到广泛应用。不少地方已淘汰白炽灯，大力推广使用LED绿色照明。但是LED灯多有频闪，特别当使用85V～265V的宽电压时的隔离电源，频闪更严重。尤其是在隔离电源时，出现的频闪无法很好的进行处理，导致现在一些供电电源采用非隔离的方式进行驱动LED，有些厂家则通过加大输出电路电容的容量来减少闪频，但是容量太大的话造成纹波难以控制，造成一种两难的境地。

如何较好的控制LED的闪频，同时保持LED处于一种柔和的照明范围，维持LED的供电电源的稳定，是当前的难题，尤其是针对隔离型LED的电路，如何较好的控制LED驱动电压质量，以提高LED的寿命是当前急需解决的技术问题。

发明内容

本发明提出了一种隔离型LED驱动电路，包括整流电路、隔离变压器、控制电路、输出电压检测电路、参考电压调节电路；所述整流电路与所述隔离变压器之间设置反向振荡电路，用于抑制电源输出的振荡，所述参考电压调节电路与所述输出电压检测电路通过比较电路连接所述控制电路，所述控制电路控制串联连接在所述隔离变压器上初级侧的开关管通断，且通过控制参考电压调节电路的可调电阻以控制参考电压的输出。

所述的电路，所述隔离变压器在初级侧和次级侧均设置铁芯，次级侧通过二极管形成单向通道以给LED灯进行供电，所述LED灯并联有薄膜电容。

所述的电路，所述输出电压检测电路包括高精度电压传感器，在输出电压检测电路与所述比较电路中间还设置有缓冲器，所述缓冲器包括至少一个进行串联连接，通过缓冲器连接所述比较电路的负输入端，所述比较电路的输出端拦截RS触发器的R端，所述RS触发器的S端连接时钟信号，通过所述RS触发器的正反Q端连接控制电路；

所述控制电路包括第一处理器和第二处理器，所述第一处理器接收所述RS触发器正Q端的信号，进行处理后输出信号到参考电压调节电路和所述隔离变压器上初级侧的开关管；所述第二处理器接收所述RS触发器反Q端的信号，并进行处理后输出控制信号到所述反向振荡电路进行振荡反向调节。

所述的电路，所述参考电压调节电路连接在整流电路输出端，具体包括：电阻R1-R10、晶体管T1-T6、二极管D1-D2，其中，电阻R2、电阻R10为可调电阻，电阻R9为高精度电阻，电阻R10为高精度可调电阻；可调电阻R2、R10接收所述控制电路的控制，进行阻值调节以调节输出的参考电压。

所述的电路，所述电阻R1一端连接整流电路的正输出端，另一端与晶体管T1的一非控制端连接，晶体管T1的另一非控制端连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端接地；电阻R3的一端连接电阻R1的一端，电阻R3的另一端与晶体管T2的一非控制端连接，晶体管T2的另一非控制端接地；电阻R4的一端与电阻R3的一端连接，电阻R4的另一端与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端与晶体管T3的一非控制端连接，晶体管T3的另一非控制端与电阻R9连接，电阻R9的另一端与晶体管T4的一非控制端连接，晶体管T4的另一非控制端通过二极管D1和电阻R6接地；电阻R7的一端与电阻R4的一端连接，电阻R7的另一端与晶体管T5的一非控制端连接，晶体管T5的另一非控制端与电阻R10的一端连接，电阻R10的另一端与晶体管T6的一非控制端连接，晶体管T6的另一非控制端通过二极管D2和电阻R8接地；

晶体管T1的控制端与晶体管T6的另一非控制端连接，晶体管T2的控制端与晶体管T4的一非控制端连接，晶体管T3的控制端与晶体管T5的控制端连接，晶体管T4的控制端与晶体管T6的控制端连接；

晶体管T3与晶体管T5为不同类型的晶体管，晶体管T4与晶体管T6为不同类型的晶体管，晶体管T3与晶体管T6为相同类型的晶体管，晶体管T4与晶体管T5为相同类型的晶体管。

所述的电路，二极管D2与电阻R8之间的连接点设置引出端口，所述引出端口二极管D3连接比较电路的正输入端，所述控制电路连接所述电阻R2和所述电阻R10的可调阻值的控制端。

所述的电路，所述第一处理器包括第一信号接收器、第一信号计算器、信号分离器；所述第一信号接收器用于接收所述RS触发器的正Q端输出的信号，所述第一信号计算器用于根据所述第一信号接收器接收的信号进行计算处理，并输出到所述信号分离器，所述信号分离器用于将控制处理后的信号进行分离，一部分形成PWM信号驱动开关管G1，另一部分输出到电阻R2、R10进行电阻阻值调节。

所述的电路，所述第二处理器包括第二信号接收器、第二信号计算器、输出单元；所述第二信号接收器用于接收所述RS触发器的负Q端输出的信号，所述第二信号计算器用于根据所述第二信号接收器接收的信号进行反向振荡频率计算，通过所述输出单元发送到所述反向振荡电路进行反向频率控制。

一种隔离型LED驱动电路的控制方法，包括上述任意一项所述的驱动电路，包括如下步骤：

S1)检测输出到LED输出电压，进行初始参考电压设置；所述初始参考电压设置包括通过控制电路调节电阻R2的阻值以控制参考电压的输出值；

S2)控制开关管G1的PWM信号，检测振荡峰值，判断振荡峰值是否超过预设峰值；

S3)如果超过，则执行步骤S4)，如果未超过，则执行步骤S5)；

S4)通过控制电路的第二处理器计算反向振荡频率值，并生成控制信号并输出到反向频率振荡电路；

S5)判断输出电压的纹波值是否超过纹波阈值，如果超过，则调整电阻R10的阻值，如果未超过，则保持PWM输出信号不变。

所述的方法，所述步骤S5)调整电阻R10的阻值具体包括：通过双向调节，逐步逼近的方式进行调节，以初始位置为起点，通过正向调节第一位置，反向调节第二位置，求取第一位置与第二位置的差值，判断纹波的变化情况，如果纹波变小，则以所述差值逐步从初始位置为起点进行调整，调整方向以差值的正负值进行确定，如果纹波变大，则重新设置第一位置和第二位置，并再次确定差值进行纹波判断，依次类推直到纹波在规定范围内。

本发明所取得的有益技术效果是：本发明能够适用于交流输入的LED灯进行隔离型的电源供应，通过脉动电流驱动LED，通过判断输出电压的值以及输出电压的质量，进行隔离变压器的开关控制，能够高精度的满足LED的电源的高质量供应，作为本发明的一个主要改进点是通过设置参考电压调整电路，能够根据LED的需求调整参考电压，使通过调整参考电压后，输出电压更逼近的满足LED的需求，使LED在最佳的工作范围，提高LED的寿命，作为本发明的另一改进点是通过在LED中设置可调电阻调节参考电压的波动范围，以调整输出电压的波动，通过高精度的电阻的调节，最大限度的降低输出电压的纹波，作为本发明的又一改进点是能够进行反向振荡调节，可以降低因为控制开关调节输出时出现的振荡峰值，通过本发明的驱动电路，能够提高输出到LED的电能的质量大幅度提高，从而确保LED的工作的稳定性。

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是本发明的隔离型LED驱动电路的示意图。

图2是本发明的隔离型LED驱动电路的驱动方法的示意图。

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隔离型LED驱动电路的示意图，包括整流电路、隔离变压器、控制电路、输出电压检测电路、参考电压调节电路；所述整流电路与所述隔离变压器之间设置反向振荡电路，用于抑制电源输出的振荡，所述参考电压调节电路与所述输出电压检测电路通过比较电路连接所述控制电路，所述控制电路控制串联连接在所述隔离变压器上初级侧的开关管通断，且通过控制参考电压调节电路的可调电阻以控制参考电压的输出。

本发明的驱动电路还配有雷击浪涌防护电路，220V交流市电经雷击浪涌防护电路接入整流滤波电路，供电网络因雷击产生瞬间过电压或浪涌产生瞬间过电流时，此电路限制过电压和泄放浪涌电流。

所述的电路，所述隔离变压器在初级侧和次级侧均设置铁芯，次级侧通过二极管形成单向通道以给LED灯进行供电，所述LED灯并联有薄膜电容。

隔离变压器结构为反激、隔离式，可选择的是隔离变压器也可为正激、隔离式。

所述的电路，所述输出电压检测电路包括高精度电压传感器，在输出电压检测电路与所述比较电路中间还设置有缓冲器，所述缓冲器包括至少一个进行串联连接，通过缓冲器连接所述比较电路的负输入端，所述比较电路的输出端拦截RS触发器的R端，所述RS触发器的S端连接时钟信号，通过所述RS触发器的正反Q端连接控制电路；

所述控制电路包括第一处理器和第二处理器，所述第一处理器接收所述RS触发器正Q端的信号，进行处理后输出信号到参考电压调节电路和所述隔离变压器上初级侧的开关管；所述第二处理器接收所述RS触发器反Q端的信号，并进行处理后输出控制信号到所述反向振荡电路进行振荡反向调节。

所述的电路，所述参考电压调节电路连接在整流电路输出端，具体包括：电阻R1-R10、晶体管T1-T6、二极管D1-D2，其中，电阻R2、电阻R10为可调电阻，电阻R9为高精度电阻，电阻R10为高精度可调电阻；可调电阻R2、R10接收所述控制电路的控制，进行阻值调节以调节输出的参考电压。

所述的电路，所述电阻R1一端连接整流电路的正输出端，另一端与晶体管T1的一非控制端连接，晶体管T1的另一非控制端连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端接地；电阻R3的一端连接电阻R1的一端，电阻R3的另一端与晶体管T2的一非控制端连接，晶体管T2的另一非控制端接地；电阻R4的一端与电阻R3的一端连接，电阻R4的另一端与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端与晶体管T3的一非控制端连接，晶体管T3的另一非控制端与电阻R9连接，电阻R9的另一端与晶体管T4的一非控制端连接，晶体管T4的另一非控制端通过二极管D1和电阻R6接地；电阻R7的一端与电阻R4的一端连接，电阻R7的另一端与晶体管T5的一非控制端连接，晶体管T5的另一非控制端与电阻R10的一端连接，电阻R10的另一端与晶体管T6的一非控制端连接，晶体管T6的另一非控制端通过二极管D2和电阻R8接地；

晶体管T1的控制端与晶体管T6的另一非控制端连接，晶体管T2的控制端与晶体管T4的一非控制端连接，晶体管T3的控制端与晶体管T5的控制端连接，晶体管T4的控制端与晶体管T6的控制端连接；

晶体管T3与晶体管T5为不同类型的晶体管，晶体管T4与晶体管T6为不同类型的晶体管，晶体管T3与晶体管T6为相同类型的晶体管，晶体管T4与晶体管T5为相同类型的晶体管。

所述的电路，二极管D2与电阻R8之间的连接点设置引出端口，所述引出端口二极管D3连接比较电路的正输入端，所述控制电路连接所述电阻R2和所述电阻R10的可调阻值的控制端。

所述的电路，所述第一处理器包括第一信号接收器、第一信号计算器、信号分离器；所述第一信号接收器用于接收所述RS触发器的正Q端输出的信号，所述第一信号计算器用于根据所述第一信号接收器接收的信号进行计算处理，并输出到所述信号分离器，所述信号分离器用于将控制处理后的信号进行分离，一部分形成PWM信号驱动开关管G1，另一部分输出到电阻R2、R10进行电阻阻值调节。

所述的电路，所述第二处理器包括第二信号接收器、第二信号计算器、输出单元；所述第二信号接收器用于接收所述RS触发器的负Q端输出的信号，所述第二信号计算器用于根据所述第二信号接收器接收的信号进行反向振荡频率计算，通过所述输出单元发送到所述反向振荡电路进行反向频率控制。

如图2所示，为本发明一种隔离型LED驱动电路的控制方法的示意图，包括上述任意一项所述的驱动电路，包括如下步骤：

S1)检测输出到LED输出电压，进行初始参考电压设置；所述初始参考电压设置包括通过控制电路调节电阻R2的阻值以控制参考电压的输出值；

S2)控制开关管G1的PWM信号，检测振荡峰值，判断振荡峰值是否超过预设峰值；

S3)如果超过，则执行步骤S4)，如果未超过，则执行步骤S5)；

S4)通过控制电路的第二处理器计算反向振荡频率值，并生成控制信号并输出到反向频率振荡电路；

S5)判断输出电压的纹波值是否超过纹波阈值，如果超过，则调整电阻R10的阻值，如果未超过，则保持PWM输出信号不变。

所述的方法，所述步骤S5)调整电阻R10的阻值具体包括：通过双向调节，逐步逼近的方式进行调节，以初始位置为起点，通过正向调节第一位置，反向调节第二位置，求取第一位置与第二位置的差值，判断纹波的变化情况，如果纹波变小，则以所述差值逐步从初始位置为起点进行调整，调整方向以差值的正负值进行确定，如果纹波变大，则重新设置第一位置和第二位置，并再次确定差值进行纹波判断，依次类推直到纹波在规定范围内。

本发明能够通过控制输出的电压质量，减少LED的闪频，提高LED的照明质量，且位置供电电源的稳定提升了LED的使用寿命，设置分块的控制器，对控制信号进行分类型控制，能够提升控制速度，快速响应LED的电压需求，通过高精度的电阻能够最大限度的逼近LED的电压值，同时，最大限度的降低纹波值，高精度的调节使每次调节的具体值波动范围更小。

本发明所取得的有益技术效果是：本发明能够适用于交流输入的LED灯进行隔离型的电源供应，通过脉动电流驱动LED，通过判断输出电压的值以及输出电压的质量，进行隔离变压器的开关控制，能够高精度的满足LED的电源的高质量供应，作为本发明的一个主要改进点是通过设置参考电压调整电路，能够根据LED的需求调整参考电压，使通过调整参考电压后，输出电压更逼近的满足LED的需求，使LED在最佳的工作范围，提高LED的寿命，作为本发明的另一改进点是通过在LED中设置可调电阻调节参考电压的波动范围，以调整输出电压的波动，通过高精度的电阻的调节，最大限度的降低输出电压的纹波，作为本发明的又一改进点是能够进行反向振荡调节，可以降低因为控制开关调节输出时出现的振荡峰值，通过本发明的驱动电路，能够提高输出到LED的电能的质量大幅度提高，从而确保LED的工作的稳定性。

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)

1.一种隔离型LED驱动电路，其特征在于，包括整流电路、隔离变压器、控制电路、输出电压检测电路、参考电压调节电路；所述整流电路与所述隔离变压器之间设置反向振荡电路，用于抑制电源输出的振荡，所述参考电压调节电路与所述输出电压检测电路通过比较电路连接所述控制电路，所述控制电路控制串联连接在所述隔离变压器上初级侧的开关管通断，且通过控制参考电压调节电路的可调电阻以控制参考电压的输出。

2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述隔离变压器在初级侧和次级侧均设置铁芯，次级侧通过二极管形成单向通道以给LED灯进行供电，所述LED灯并联有薄膜电容。

3.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述输出电压检测电路包括高精度电压传感器，在输出电压检测电路与所述比较电路中间还设置有缓冲器，所述缓冲器包括至少一个进行串联连接，通过缓冲器连接所述比较电路的负输入端，所述比较电路的输出端拦截RS触发器的R端，所述RS触发器的S端连接时钟信号，通过所述RS触发器的正反Q端连接控制电路；

所述控制电路包括第一处理器和第二处理器，所述第一处理器接收所述RS触发器正Q端的信号，进行处理后输出信号到参考电压调节电路和所述隔离变压器上初级侧的开关管；所述第二处理器接收所述RS触发器反Q端的信号，并进行处理后输出控制信号到所述反向振荡电路进行振荡反向调节。

4.如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述参考电压调节电路连接在整流电路输出端，具体包括：电阻R1-R10、晶体管T1-T6、二极管D1-D2，其中，电阻R2、电阻R10为可调电阻，电阻R9为高精度电阻，电阻R10为高精度可调电阻；可调电阻R2、R10接收所述控制电路的控制，进行阻值调节以调节输出的参考电压。

5.如权利要求4所述的电路，其特征在于，所述电阻R1一端连接整流电路的正输出端，另一端与晶体管T1的一非控制端连接，晶体管T1的另一非控制端连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端接地；电阻R3的一端连接电阻R1的一端，电阻R3的另一端与晶体管T2的一非控制端连接，晶体管T2的另一非控制端接地；电阻R4的一端与电阻R3的一端连接，电阻R4的另一端与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端与晶体管T3的一非控制端连接，晶体管T3的另一非控制端与电阻R9连接，电阻R9的另一端与晶体管T4的一非控制端连接，晶体管T4的另一非控制端通过二极管D1和电阻R6接地；电阻R7的一端与电阻R4的一端连接，电阻R7的另一端与晶体管T5的一非控制端连接，晶体管T5的另一非控制端与电阻R10的一端连接，电阻R10的另一端与晶体管T6的一非控制端连接，晶体管T6的另一非控制端通过二极管D2和电阻R8接地；

晶体管T1的控制端与晶体管T6的另一非控制端连接，晶体管T2的控制端与晶体管T4的一非控制端连接，晶体管T3的控制端与晶体管T5的控制端连接，晶体管T4的控制端与晶体管T6的控制端连接；

晶体管T3与晶体管T5为不同类型的晶体管，晶体管T4与晶体管T6为不同类型的晶体管，晶体管T3与晶体管T6为相同类型的晶体管，晶体管T4与晶体管T5为相同类型的晶体管。

6.如权利要求5所述的电路，其特征在于，二极管D2与电阻R8之间的连接点设置引出端口，所述引出端口二极管D3连接比较电路的正输入端，所述控制电路连接所述电阻R2和所述电阻R10的可调阻值的控制端。

7.如权利要求6所述的电路，其特征在于，所述第一处理器包括第一信号接收器、第一信号计算器、信号分离器；所述第一信号接收器用于接收所述RS触发器的正Q端输出的信号，所述第一信号计算器用于根据所述第一信号接收器接收的信号进行计算处理，并输出到所述信号分离器，所述信号分离器用于将控制处理后的信号进行分离，一部分形成PWM信号驱动开关管G1，另一部分输出到电阻R2、R10进行电阻阻值调节。

8.如权利要求6所述的电路，其特征在于，所述第二处理器包括第二信号接收器、第二信号计算器、输出单元；所述第二信号接收器用于接收所述RS触发器的负Q端输出的信号，所述第二信号计算器用于根据所述第二信号接收器接收的信号进行反向振荡频率计算，通过所述输出单元发送到所述反向振荡电路进行反向频率控制。

9.一种隔离型LED驱动电路的控制方法，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一项所述的驱动电路，包括如下步骤：

S1)检测输出到LED输出电压，进行初始参考电压设置；所述初始参考电压设置包括通过控制电路调节电阻R2的阻值以控制参考电压的输出值；

S2)控制开关管G1的PWM信号，检测振荡峰值，判断振荡峰值是否超过预设峰值；

S3)如果超过，则执行步骤S4)，如果未超过，则执行步骤S5)；

S4)通过控制电路的第二处理器计算反向振荡频率值，并生成控制信号并输出到反向频率振荡电路；

S5)判断输出电压的纹波值是否超过纹波阈值，如果超过，则调整电阻R10的阻值，如果未超过，则保持PWM输出信号不变。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤S5)调整电阻R10的阻值具体包括：通过双向调节，逐步逼近的方式进行调节，以初始位置为起点，通过正向调节第一位置，反向调节第二位置，求取第一位置与第二位置的差值，判断纹波的变化情况，如果纹波变小，则以所述差值逐步从初始位置为起点进行调整，调整方向以差值的正负值进行确定，如果纹波变大，则重新设置第一位置和第二位置，并再次确定差值进行纹波判断，依次类推直到纹波在规定范围内。