CN110351919A - 用于led的驱动器及led系统 - Google Patents

Abstract

一种用于发光二极管的驱动器，包括振荡‑阻塞变换器的主电路、所述振荡‑阻塞变换器的驱动电路及第一调节模块。所述振荡‑阻塞变换器的主电路包括：能量输入端、能量输出端和控制端；其中，所述能量输入端用于接收输入电压，所述能量输出端与所述发光二极管耦合且用于向所述发光二极管提供输出电流，所述控制端用于接收驱动信号。所述驱动电路包括与所述控制端耦合的驱动信号输出端，且其用于经由所述驱动信号输出端向所述主电路提供所述驱动信号。所述第一调节模块耦合在所述能量输入端和所述驱动信号输出端之间，用于根据所述输入电压调节所述驱动信号。

Description

用于LED的驱动器及LED系统

技术领域

本发明的实施例涉及用于发光二极管(LED)的驱动器及LED系统。

背景技术

阻塞-振荡变换器(RCC)又叫自振式反激变换器，因其具有简单的电路结构和较高的能量转换效率，所以已经被广泛地应用于LED的驱动器中。

然而，现有的由RCC组成的LED驱动器存在输出电流波动较大的问题，很难满足LED对于恒流输出的需求。

因此，有必要提供新的LED驱动器和LED系统来解决上述问题。

发明内容

一种用于发光二极管的驱动器，包括振荡-阻塞变换器的主电路、所述振荡-阻塞变换器的驱动电路及第一调节模块。所述振荡-阻塞变换器的主电路包括：能量输入端、能量输出端和控制端；其中，所述能量输入端用于接收输入电压，所述能量输出端与所述发光二极管耦合且用于向所述发光二极管提供输出电流，所述控制端用于接收驱动信号。所述驱动电路包括与所述控制端耦合的驱动信号输出端，且其用于经由所述驱动信号输出端向所述主电路提供所述驱动信号。所述第一调节模块耦合在所述能量输入端和所述驱动信号输出端之间，用于根据所述输入电压调节所述驱动信号。

一种发光二极管系统包括发光二极管、振荡-阻塞变换器的主电路、所述振荡-阻塞变换器的驱动电路及第一调节模块。所述振荡-阻塞变换器的主电路包括：能量输入端、能量输出端和控制端；其中，所述能量输入端用于接收输入电压，所述能量输出端与所述发光二极管耦合且用于向L提供输出电流，所述控制端用于接收驱动信号。所述驱动电路包括与所述控制端耦合的驱动信号输出端，且其用于经由所述驱动信号输出端向所述主电路提供所述驱动信号。所述第一调节模块耦合在所述能量输入端和所述驱动信号输出端之间，用于根据所述输入电压调节所述驱动信号。

附图说明

当参照附图阅读以下详细描述时，本发明的这些和其它特征、方面及优点将变得更好理解，在附图中，相同的元件标号在全部附图中用于表示相同的部件，其中：

图1为根据本发明一具体实施例的LED系统的示意图；

图2为根据本发明另一具体实施例的LED系统的示意图；

图3为根据本发明又一具体实施例的LED系统的示意图；及

图4为根据本发明又一具体实施例的LED系统的示意图。

具体实施方式

为帮助本领域的技术人员能够确切地理解本发明所要求保护的主题，下面结合附图详细描述本发明的具体实施方式。在以下对这些具体实施方式的详细描述中，本说明书对一些公知的功能或构造不做详细描述以避免不必要的细节而影响到本发明的披露。

除非另作定义，本权利要求书和说明书中所使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书以及权利要求书中所使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“具有”等类似的词语意指出现在“包括”或者“具有”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“具有”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

本发明的实施例涉及一种LED驱动器，及包括LED驱动器的LED系统。

图1为根据本发明一具体实施例的LED系统200的示意图。参见图1，LED系统200包括LED驱动器210和LED 220，该LED 220耦合于该LED驱动器210的输出端。

如图1所示，LED驱动器210包括振荡-阻塞变换器(RCC)和第一调节模块140。该RCC用于接收输入交流电压并向LED 220输出大致恒定的输出电流，该第一调节模块140用于对该输出电流进行补偿，从而减小输出电流中的纹波，改善线电压调整性能。

RCC包括主电路150和驱动电路130。主电路150在驱动电路130的控制下对接收到的能量进行转换并输出给LED 220。具体地，主电路150包括能量输入端152、能量输出端153和控制端151。该能量输入端151用于接收一输入电压，该能量输出端153与LED 220耦合且用于向LED 220提供一输出电流，该控制端151用于接收来自驱动电路130的驱动信号。相应地，驱动电路130包括耦合于主电路150的控制端151的驱动信号输出端132，驱动该电路130用于经由该驱动信号输出端132向主电路150提供驱动信号。

第一调节模块140耦合在主电路150的能量输入端152和驱动电路130的驱动信号输出端132之间，用于根据主电路150的输入电压来调节驱动电路130输出的驱动信号。

在一些实施例中，驱动信号包括驱动电流，第一调节模块140用于通过吸收一部分的驱动电流(即：第一部分驱动电流)来调节所述驱动电流。调节后的驱动电流等于驱动电路输出的原始输出电流减去该被吸收的第一部分驱动电流，第一调节模块140通过调节其吸收的第一部分驱动电流的大小来调节最终输出给主电路150的驱动电流的大小。

在一些实施例中，如图1所示，LED驱动器210还包括第二调节模块170，其耦合主电路150的能量输出端153和驱动电路130的驱动信号输出端132之间，且其用于根据主电路150的输出电流调节驱动电路130输出的驱动信号。

在一些实施例中，驱动信号包括驱动电流，第二调节模块170用于通过吸收一部分的驱动电流(即：第二部分驱动电流)来调节所述驱动电流。第二调节模块140通过调节其吸收的第二部分驱动电流的大小来调节最终输出给主电路150的驱动电流的大小。调节后的驱动电流等于驱动电路输出的原始输出电流减去该被第一、第二调节模块吸收的第一部分驱动电流和第二部分驱动电流之和。

在一些实施例中，LED驱动器210进一步包括整流器110、屏蔽模块120和滤波器160。整流器110耦合于主电路150的能量输入端152，且其用于将来自电源(未示出)的交流电压转换成提供给主电路150的输入电压。该屏蔽模块120耦合在整流器110和主电路150之间且用于减少或消除该LED驱动器对外部，例如：电网侧，的电磁干扰。该滤波器160耦合于主电路150和LED 220之间，且用于进一步减少或消除输出电流中的纹波。

图2为根据本发明另一具体实施例的LED系统400的示意图。参见图2，LED系统400包括LED驱动器410和LED 420。LED驱动器410包括整流器310、屏蔽模块320、RCC的主电路350、RCC的驱动电路330、第一调节模块340、第二调节模块370和滤波器360。

整流器310包括四个二极管，用于对来自电源的交流电压进行整流，将交流电压转换成提供给主电路350的输入电压。在一些实施例中，该输入电压为直流电压。

屏蔽模块320耦合在整流器310和主电路350之间，用于减少或消除该LED驱动器410对外部的电磁干扰。在图2所示的实施例中，屏蔽模块320包括第一电感L1，第七电阻R7、第五电容C5和第六电容C6。第一电感L1和第七电阻R7并联地耦合在整流器310和主电路350之间，第五电容C5耦合在第七电阻R7的第一端和接地端之间，第六电容C6耦合在第七电阻R7的第二端和接地端之间。

在图2所示的实施例中，主电路350包括第一线圈351和第三三极管T3，该第一线圈351的第一端耦合于屏蔽模块320，该第一线圈351的第二端耦合于第三三极管T3的集电极。其中，该第一线圈351的第一端被用作主电路350的能量输入端，用于从整流器310接受输入电压，第三三极管T3的基极被用作主电路350的控制端，用于接收来自驱动电路330的驱动信号。

驱动电路330包括驱动信号输出端332，其耦合于第三三极管T3的基极，用于向主电路350输出驱动信号。驱动电路330包括第二线圈331、第一电阻R1、第二电阻R2和第一电容C1。如图2所示，第二线圈331与该第一线圈351磁耦合，用于感应输入电压的变化。第一电容C1的第一端耦合于第二线圈331的第一端，第一电容C1的第二端经由第一电阻R1耦合于驱动信号输出端332；第二电阻R2耦合在第一线圈351的第一端和第一电容C1的第二端之间。

第一调节模块340耦合在主电路350的能量输入端和驱动信号输出端332之间，用于根据输入电压调节驱动信号。进一步地，第一调节模块340耦合在驱动电路330的第二线圈331和驱动信号输出端332之间。第一调节模块340包括第三电阻R3、第二电容C2和第一三极管T1，其中，第三电阻R3和第二电容C2互相串联地耦合在第二线圈331和第一三极管T1的基极之间，第一三极管T1的集电极耦合于驱动信号输出端332，第一调节模块340经由第一三极管T1吸收第一部分驱动电流。

在一些实施例中，第一调节模块340进一步包括第一稳压二极管D1，其同第三电阻R3和第二电容C2一起串联耦合在第二线圈331和第二三极管T2的基极之间。在第一调节模块中增加该二极管能够进一步提高第一调节模块的补偿效果，进而提高LED系统的整体效率。

第二调节模块370耦合在主电路350的第三三极管T3的发射极和驱动电路330的驱动信号输出端332之间。第二调节模块包括第二三极管T2、第二二极管D2、第四电阻R4和第五电阻R5。第四、第五电阻R4,R5的第一端均耦合于第三三极管T3的发射极，第二二极管D2的正极耦合于第五电阻R5的第二端，第二二极管D2的负极耦合于第四电阻R4的第二端，第二三极管T2的基极耦合于第二二极管D2的负极，第二三极管T2的发射极耦合于第二二极管D2的正极，第二三极管T2的集电极耦合于驱动信号输出端332。

在一些实施例中，RCC驱动电路330输出的驱动信号包括驱动电流，驱动电流在驱动信号输出端332分成三部分。其中，第一部分驱动电流从第一三极管T1的集电极流向发射极，从而被第一调节模块340吸收；第二部分驱动电流从第二三极管T2的集电极流向发射极，从而被第二调节模块370吸收；第三部分驱动电流流入主电路350的控制端，也即：第三三极管T3的基极，用于驱动和控制主电路350。

第一调节模块340的调节过程大致如下。当主电路350中的第一线圈351接收到的输入电压升高时，第二线圈331两端的电压也随之增大，使得第一调节模块340的第一三极管T1的基极电流增大。第一三极管T1的基极电流的增大会使得其集电极和发射极之间的导通能力变强，从而使得第一三极管T1从驱动信号输出端332吸收的第一部分驱动电流增大，进而使流入第三三极管T3基极的第三部分驱动电流减小，使其导通能力变弱，最终将抑制输出电流的增大。

反之，当第一线圈351接收到的输入电压降低时，第二线圈331两端的电压也随之减小，使得第一调节模块的第一三极管T1的基极电流减小，从而使得第一三极管T1的集电极和发射极之间的导通能力变弱，进而使流入第一三极管T1的第一部分驱动电流减小，这样，流入第三三极管T3基极的第三部分驱动电流将会增大，使其导通能力变强，最终将抑制输出电流的减小。

第二调节模块调节过程大致如下。当第三三极管T3的发射极电流增大时，第五电阻R5两端的电压升高，从而使得第二三极管T2基极和发射极之间的电压升高，进而增强第二三极管T2的导通能力，这样使得第二三极管T2从驱动信号输出端332吸收的第二部分驱动电流增大，进而使流入第三三极管T3基极的第三部分驱动电流减小，使其导通能力变弱，最终抑制输出电流的增大。

反之，当第一三极管T1的发射极电流减小时，第五电阻R5两端的电压下降，从而使得第二三极管T2基极和发射极之间的电压降低，进而减弱第二三极管T2的导通能力，这样使得第二三极管T2从驱动信号输出端332吸收的第二部分驱动电流减小，进而流入第三三极管T3基极的第三部分驱动电流随即增大，使得其导通能力增强，最终抑制输出电流的减小。

本发明的实施例通过在LED驱动器中增加第一调节模块，能够有效抑制由于输入交流电压变化引起的输出电流变化，减小输出电流中的纹波。

继续参见图2，滤波器360耦合在主电路350和LED 420之间，用于对主电路350输出的输出电流进行进一步滤波，以减少或消除其中的纹波。在图2所示的实施例中，滤波器360包括第三电容C3、第六电阻R6和第三二极管D3。该第三二极管D3的正极耦合于第一线圈351的第二端，该第三电容C3和第六电阻R6互相并联地耦合在该第三二极管D3的负极和第一线圈351的第一端之间。

其中，该第三电容C3包括电解电容，其主要起到滤波的作用，电解电容的容量越大，其减小或消除纹波的效果越好，但是其体积和成本都会相应增加。在本发明揭露的技术方案中，由于采用了第一调节模块对输出电流的变化进行补偿和抑制，所以可在取得相同效果的前提下，采用容量较小的电解电容来进行滤波，这可大大降低生产成本，较小的电解电容体积同时也利于产品的紧凑化和集成化。

在一些实施例中，LED驱动器进一步包括过压保护模块380，其用于将LED 420两端的电压保持在阈值以下，以防止LED 420在极端情况下损坏。在图2所示的实施例中，过压保护模块380包括第四二极管D4、第五稳压二极管D5和第四电容C4，该第四二极管D4的负极耦合于第二线圈331的第一端，第四二极管D4的正极耦合于第五稳压二极管D5的正极，第五稳压二极管D5的负极耦合于驱动信号输出端332，第四电容C4耦合于第四二极管D4的正极和第二线圈331的第二端之间。

图3为根据本发明另一具体实施例的LED系统600的示意图。参见图3，LED系统600包括LED驱动器610和LED 620。LED驱动器610包括整流器510、屏蔽模块520、RCC的主电路550、RCC的驱动电路530、第一调节模块540、第二调节模块570、过压保护模块580和滤波器560。其中，整流器510、屏蔽模块520、RCC主电路550、RCC驱动电路530、过压保护模块580和滤波器560的连接方式及功能分别与图2中所示的相对应元件相类似，此处不再赘述。

在图3所示的实施例中，第一、第二调节模块540、570共用同一个三极管，均经由该三极管从驱动信号输出端532吸收驱动电流。

具体地，第一调节模块540包括第三电阻R3、第二电容C2、第一稳压二极管D1和第一三极管T1，它们的连接方式同图2中所示的第一调节模块340中的相应元件相类似，此处不再赘述。

第二调节模块570耦合于第一调节模块540中的第一三极管T1，用于经由该第一三极管T1从驱动电路530吸收第二部分驱动电流。具体地，第二调节模块570包括第二二极管D2、第四电阻R4和第五电阻R5。第四、第五电阻R4,R5的第一端均耦合于第三三极管T3的发射极，第二二极管D2的正极耦合于第五电阻R5的第二端，第二二极管D2的负极耦合于第四电阻R4的第二端，第二二极管D2的负极还耦合于第一三极管T1的基极，第二二极管D2的正极耦合于第一三极管T1的发射极。

图4为根据本发明又一具体实施例的LED系统800的示意图。参见图4，LED系统800包括LED驱动器810和LED 820。LED驱动器810包括整流器710、屏蔽模块720、RCC的主电路750、RCC的驱动电路730、第一调节模块740、第二调节模块770、过压保护模块780和滤波器760。其中，整流器710、屏蔽模块720、主电路750、驱动电路730、第二调节模块770、过压保护模块780和滤波器760的连接方式及功能分别与图3中所示的相对应元件相类似，此处不再赘述。

第一调节模块740包括第三线圈743、第三电阻R3、第二电容C2、第一稳压二极管D1和第一三极管T1。该第三线圈743与第一线圈751磁耦合，以感应输入电压的变化，第三电阻R3、第二电容C2及第一稳压二极管D1串联地耦合在第三线圈743和第一三极管T1的基极之间，该第一三极管T1的集电极耦合于驱动电路730的驱动信号输出端732。

虽然结合特定的具体实施方式对本发明进行了详细说明，但本领域的技术人员可以理解，对本发明可以作出许多修改和变型。因此，要认识到，权利要求书的意图在于覆盖在本发明真正构思和范围内的所有这些修改和变型。

Claims (15)

1.一种用于发光二极管的驱动器，包括：

振荡-阻塞变换器的主电路，包括：

能量输入端，其用于接收输入电压，

能量输出端，其与所述发光二极管耦合且用于向所述发光二极管提供输出电流，及

控制端，其用于接收驱动信号；

所述振荡-阻塞变换器的驱动电路，其包括与所述控制端耦合的驱动信号输出端，且其用于经由所述驱动信号输出端向所述主电路提供所述驱动信号；及

第一调节模块，其耦合在所述能量输入端和所述驱动信号输出端之间，用于根据所述输入电压调节所述驱动信号。

2.根据权利要求1所述的驱动器，其中，所述驱动信号包括驱动电流；及所述第一调节模块用于通过吸收第一部分的所述驱动电流来调节所述驱动电流。

3.根据权利要求2所述的驱动器，其中，所述第一调节模块包括第一三极管，其集电极耦合于所述驱动信号输出端，且所述第一调节模块用于经由所述第一三极管吸收所述第一部分的驱动电流。

4.根据权利要求3所述的驱动器，其中，所述第一调节模块进一步包括互相串联耦合的电阻和电容，且所述电阻和所述电容耦合于所述第一三极管的基极。

5.根据权利要求4所述的驱动器，其中，所述第一调节模块进一步包括第一稳压二极管，其与所述电阻和电容串联耦合。

6.根据权利要求4所述的驱动器，其中，所述主电路包括第一线圈，所述驱动电路包括与该第一线圈磁耦合的第二线圈，所述电阻和所述电容耦合在所述第二线圈和所述第一三极管的所述基极之间。

7.根据权利要求4所述的驱动器，其中，所述主电路包括第一线圈，所述第一调节模块包括与该第一线圈磁耦合的第三线圈，所述电阻和所述电容耦合在所述第三线圈和所述第一三极管的所述基极之间。

8.根据权利要求3所述的驱动器，其包括第二调节模块，其耦合所述能量输出端和所述驱动信号输出端之间，且其用于根据所述输出电流调节所述驱动信号。

9.根据权利要求8所述的驱动器，其中，所述第二调节模块通过吸收第二部分的所述驱动电流来调节所述驱动电流。

10.根据权利要求9所述的驱动器，其中，所述第二调节模块包括第二三极管，其集电极耦合于所述驱动信号输出端，所述第二调节模块用于经由所述第二三极管吸收所述第二部分的驱动电流。

11.根据权利要求9所述的驱动器，其中，所述第二调节模块耦合于所述第一三极管，且用于经由所述第一三极管吸收所述第二部分的驱动电流。

12.根据权利要求1所述的驱动器，进一步包括滤波器，其耦合在所述主电路和所述发光二极管之间，且其用于减少或消除所述输出电流中的纹波。

13.根据权利要求1所述的驱动器，进一步包括整流器，其耦合于所述主电路的所述能量输入端，且其用于将来自电源的交流电压转换成提供给所述主电路的所述输入电压。

14.根据权利要求13所述的驱动器，进一步包括屏蔽模块，其耦合在所述整流器和所述主电路之间，且其用于减小或消除所述驱动器对于外部元件的电磁干扰。

15.一种发光二极管系统，包括：

发光二极管；

振荡-阻塞变换器的主电路，包括：

能量输入端，其用于接收输入电压，

能量输出端，其与所述发光二极管耦合且用于向所述发光二极管提供输出电流，及

控制端，其用于接收驱动信号；

所述振荡-阻塞变换器的驱动电路，其包括与所述控制端耦合的驱动信号输出端，且其用于经由所述驱动信号输出端向所述主电路提供所述驱动信号；及

第一调节模块，其耦合在所述能量输入端和所述驱动信号输出端之间，用于根据所述输入电压调节所述驱动信号。