CN111432523B - 输入电压随输出电压变化的buck恒流控制电路及电源 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了一种输入电压随输出电压变化的BUCK恒流控制电路，包括：电压控制电路、电压转换电路、BUCK恒流电路、第一采样电路、参考电压产生电路、第二采样电路、比较电路、反馈电路；电压控制电路输入端连接反馈电路，电压控制电路输出端连接电压转换电路；电压转换电路输出端一路连接BUCK恒流电路，电压转换电路输出端一路经第二采样电路与比较电路连接；BUCK恒流电路输出端一路与负载连接，BUCK恒流电路输出端一路经第一采样电路与参考电压产生电路连接；参考电压产生电路输出端与比较电路连接；比较电路输出端与反馈电路连接；本发明可以使BUCK恒流电路的输入电压随输出电压变化，进而控制BUCK恒流电路的工作频率，从而达到降低发热的效果。

Description

输入电压随输出电压变化的BUCK恒流控制电路及电源

技术领域

本发明涉及LED驱动技术领域，尤其涉及一种输入电压随输出电压变化的BUCK恒流控制电路及电源。

背景技术

LED照明具有节能、高光效等突出优点，因而被广泛应用于各种照明场所。各种照明电路拓扑应用于LED开关电源，人们对光的要求也是越来越高，对电源的成本和尺寸也相应高了起来，此时单级PFC电路，在100W内功率电源应用是最为广泛的，由于有工频频闪，人们开始使用双极架构，主要有两种主流方案：第一种是PFC + PWM，第二种是单级PFC（恒压）+ BUCK（DC-DC降压恒流）。第一种成本高，体积大，因为目前市面上的PWM芯片大多工作在100K频率内；第二种成本相对较低，而且体积可以更小，因为目前很多BUCK芯片的工作频率都是M级的，少的也有几百K的，所以BUCK功率段可以用体积小的磁性器件，这样整个电源的体积可以做小；所以第二种方案在小功率LED电源应用比较有优势的；

但是当采用第二种方案时，在实际应用中会如下技术缺陷：

目前市面上大多BUCK芯片都是高频且是变频的，芯片工作频率的大小由如下变量决定：a.与输入和输出电压的压差以及输出功率大小有关系，通常压差越大，最小恒流电压与最大恒流电压满载时的工作频率差就越大；b.与磁性器件电感感量有关，因为我们为了电源体积小，所以电感尺寸不大，感量也不会有太大变化，因为要避免磁饱和；所以芯片工作频率主要还是与压差和输出功率相关，在应用时发现，当前级单级PFC输出电压一定时，即BUCK的输入电压一定，此时若LED负载的电压范围宽的话，此时芯片工作频率会快速宽范围变化，这样开关管的开关损耗会急剧增加，会发热严重，轻则影响效率，重则损坏开关管，失效；如果是内置开关管的芯片也直接发热严重失效，因此如何解决这个发热问题关键的就是要降低BUCK芯片的工作频率

所以为避免发热问题，通常电源是不能适应宽范围LED负载电压的（例如恒压输入60V时，当LED负载电压为窄范围时， BUCK恒流范围是48-56V满功率发热是可以接受，但当LED负载电压为宽范围时，出现恒流范围28-48V 满功率时发热是不可接受的），这样的话，作为电源厂家为了满足不同的客户需求，就不得不做多种规格的电源，或者要它能适应宽范围负载电压，只有给开关管和BUCK芯片散热，这样就只有加一个较大的散热片，这样电源体积也会极大增加，得不偿失。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种输入电压随输出电压变化的BUCK恒流控制电路及电源。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种一种输入电压随输出电压变化的BUCK恒流控制电路，包括：电压控制电路、电压转换电路、BUCK恒流电路、第一采样电路、参考电压产生电路、第二采样电路、比较电路、反馈电路；

所述电压控制电路输入端一路接收交流输入电压，所述电压控制电路输入端一路连接所述反馈电路，所述电压控制电路输出端连接所述电压转换电路；所述电压转换电路输出端一路连接所述BUCK恒流电路，所述电压转换电路输出端一路经所述第二采样电路与所述比较电路连接；所述BUCK恒流电路输出端一路与负载连接，所述BUCK恒流电路输出端一路经所述第一采样电路与所述参考电压产生电路连接；所述参考电压产生电路输出端与所述比较电路连接；所述比较电路输出端与所述反馈电路连接；

所述电压控制电路用于控制所述电压转换电路的输出电压；所述电压转换电路用于输出负载所需的直流电压；所述BUCK恒流电路用于将所述电压转换电路输出的直流电压转换成负载所需的恒流电压；所述第一采样电路用于对所述BUCK恒流电路输出的恒流电压进行采样并输出第一采样电压；所述参考电压产生电路用于将所述第一采样电压转换成所述比较电路的参考电压；所述第二采样电路用于对所述BUCK恒流电路的输入电压进行采样并产生第二采样电压；所述比较电路根据所述参考电压和所述第二采样电压输出控制信号给所述反馈电路；所述反馈电路根据所述比较电路输出的控制信号对所述电压控制电路进行反馈控制。

优选地，所述比较电路包括电压比较电路、供电电路；

所述电压比较电路输入端分别与所述第二采样电路、所述参考电压产生电路、以及所述供电电路连接，所述电压比较电路输出端与所述反馈电路连接；

所述电压比较电路将所述第二采样电压与所述参考电压进行比较然后输出控制信号给所述反馈电路，所述供电电路用于为所述电压比较电路供电。

优选地，所述电压比较电路包括比较器U3A、第七电阻R7；所述供电电路包括第二电阻R2、第一电容C1、第一稳压管ZD1、三极管Q1；所述反馈电路包括第十三电阻R13、光电耦合器，其中，

所述比较器U3A同相输入端与所述参考电压产生电路连接，所述比较器U3A反相输入端与所述第二采样电路连接，所述比较器U3A供电输入端连接所述三极管Q1的发射极，所述比较器U3A的接地端接信号地，所述比较器U3A的输出端经所述第七电阻R7与所述光电耦合器的发光器OT1A的输出端连接；所述发光器OT1A的输入端经所述第十三电阻R13与所述三极管Q1发射极连接，所述光电耦合器的受光器OT1B与所述电压控制电路连接；所述三极管Q1集电极与所述BUCK恒流电路输入端连接，所述三极管Q1基极与所述第一稳压管ZD1阴极连接；所述第一稳压管ZD1阳极接信号地；所述第二电阻R2并联连接在所述三极管Q1集电极和基极之间；所述第一电容C1连接在所述三极管Q1发射极与信号地之间；

当所述第二采样电压大于所述参考电压时，所述比较器U3A输出低电平，所述光电耦合器的发光器OT1A导通，所述光电耦合器的发光器OT1A发光，所述光电耦合器的受光器OT1B导通，进而输出反馈信号给所述电压控制电路。

优选地，所述比较电路还包括过压保护电路，

所述过压保护电路输入端与所述电压转换电路输出端连接，所述过压保护电路输出端与所述电压比较电路连接；

所述过压保护电路用于在所述BUCK恒流电路输入电压大于过压保护电路预设电压时，通过控制所述反馈电路输出反馈信号给所述电压控制电路以控制所述电压转换电路降低电压输出。

优选地，所述过压保护电路包括第十四电阻R14、第十五电阻R15、可控稳压源U2；

所述第十四电阻R14一端连接所述BUCK恒流电路输入端，另一端经所述第十五电阻R15接信号地，所述可控稳压源U2阴极连接所述光电耦合器的发光器OT1A输出端与所述第七电阻R7的连接点，所述可控稳压源U2阳极接信号地，所述可控稳压源U2参考极连接所述第十四电阻R14与所述第十五电阻R15的串联连接点。

优选地，所述第一采样电路包括第五电阻R5、第八电阻R8；所述参考电压产生电路包括运算放大器U3B、第六电阻R6、第十电阻R10、第十一电阻R11；所述第二采样电路包括第四电阻R4、第九电阻R9，其中，

所述第五电阻R5一端与所述BUCK恒流电路输出端连接，所述第五电阻R5另一端经所述第八电阻R8接信号地；所述运算放大器U3B的同相输入端连接所述第五电阻R5与所述第八电阻R8的串联连接点，所述运算放大器U3B的反相输入端经所述第十一电阻R11接信号地，所述运算放大器U3B的输出端经所述第六电阻R6与所述比较电路输入端连接；所述第十电阻R10并联在所述运算放大器U3B的反相输入端和输出端之间；所述第四电阻R4一端与所述BUCK恒流电路输入端连接，另一端经所述第九电阻R9接信号地，所述第四电阻R4与所述第九电阻R9的串联连接点与所述比较电路输入端连接。

优选地，所述电压控制电路包括：整流电路、PFC控制电路、隔离变压器初级绕组、隔离变压器辅助绕组、吸收电路；

所述整流电路输入端接收交流输入电压，所述整流电路输出端一路连接所述隔离变压器辅助绕组，所述整流电路输出端一路连接所述PFC控制电路；所述PFC控制电路分别与所述反馈电路和所述隔离变压器初级绕组连接；所述吸收电路连接在隔离变压器辅助绕组和整流电路之间；

所述PFC控制电路用于根据所述反馈电路的反馈信号控制所述电压转换电路的输出电压，所述隔离变压器辅助绕组用于为所述PFC控制电路辅助供电。

优选地，所述整流电路包括整流器BD1，所述PFC控制电路包括第一电阻R1、第三电阻R3、第十二电阻R12、第二电容C2、MOS管Q2、二极管D1、PFC控制芯片U1，其中，

所述整流器BD1两个输入端AC分别连接交流电火线ACL和零线CAN，所述整流器BD1负输出端V-接地，所述整流器BD1正输出端V+一路连接所述隔离变压器辅助绕组同名端，所述整流器BD1正输出端V+一路与所述二极管D1阴极连接；所述二极管D1阳极与所述隔离变压器初级绕组连接；所述整流器BD1正输出端V+一路经所述第一电阻R1、所述第二电容C2接地；所述整流器BD1正输出端V+一路与所述辅助绕组连接；所述第三电阻R3一端连接所述第一电阻R1与所述第二电容C2的连接点，所述第三电阻R3另一端与所述第十二电阻R12串联后经所述光电耦合器的受光器OT1B接地；所述PFC控制芯片U1引脚VCC连接所述第一电阻R1与所述第二电容C2的连接点，所述PFC控制芯片引脚FB连接所述第三电阻R3与所述第十二电阻R12连接点，所述PFC控制芯片引脚OUT连接所述MOS管栅极，所述PFC控制芯片引脚GND接地；所述MOS管漏极连接所述隔离变压器初级绕组，所述MOS管源极接地。

优选地，所述电压转换电路包括隔离变压器次级绕组、输出整流滤波电路，所述BUCK恒流电路为BUCK恒流芯片电路，其中，

所述输出整流滤波电路连接在所述隔离变压器次级绕组和所述BUCK恒流芯片之间；所述BUCK恒流芯片电压输入端Vin与所述输出整流滤波电路输出端连接，所述BUCK恒流芯片接地端GND接地，所述BUCK恒流芯片正输出端LED+经所述第五电阻R5连接所述运算放大器U3B同相端，所述负载连接在所述BUCK恒流芯片正输出端LED+和负输出端LED-之间。

本发明还提供一种电源，包括上述任意所述的输入电压随输出电压变化的BUCK恒流控制电路。

实施本发明的技术方案具有以下有益效果：本发明的电路通过第一采样电路采样和参考电压产生电路对BUCK恒流电路的输出电压进行采样并产生参考电压，通过第二采样电路对BUCK恒流电路的输入电压进行采样，比较电路根据参考电压和第二采样电压输出控制信号给反馈电路，反馈电路根据控制信号对所述电压控制电路进行反馈控制，电压控制电路根据反馈电路的反馈信号控制电压转换电路的输出电压适应宽范围LED负载电压的需要，从而使BUCK恒流电路的输入电压随着输出电压变化，且使输入和输出电压的压差维持在适当的范围内，进而控制BUCK恒流电路的工作频率范围，达到解决发热问题的目的，具有降低开关管的开关损耗，提高BUCK恒流芯片的工作效率，优化电源散热结构，缩减电源体积，降低成本的有益效果。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明的输入电压随输出电压变化的BUCK恒流控制电路实施例一的结构示意图；

图2是本发明的输入电压随输出电压变化的BUCK恒流控制电路实施例二的结构示意图；

图3是本发明的输入电压随输出电压变化的BUCK恒流控制电路一实施例的电路原理图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

参考图1，为本发明实施例一的输入电压随输出电压变化的BUCK恒流控制电路结构示意图。如图1所示，该输入电压随输出电压变化的BUCK恒流控制电路，包括：电压控制电路10、电压转换电路20、BUCK恒流电路30、第一采样电路40、参考电压产生电路50、第二采样电路60、比较电路70、反馈电路80；

电压控制电路10输入端一路接收交流输入电压，电压控制电路10输入端一路连接反馈电路80，电压控制电路10输出端连接电压转换电路20；电压转换电路20输出端一路连接BUCK恒流电路30，电压转换电路20输出端一路经第二采样电路60与比较电路70连接；BUCK恒流电路30输出端一路与负载连接，BUCK恒流电路30输出端一路经第一采样电路40与参考电压产生电路50连接；参考电压产生电路50输出端与比较电路70连接；比较电路70输出端与反馈电路80连接；本实施例中，电压控制电路10用于控制电压转换电路20的输出电压；电压转换电路20用于输出负载所需的直流电压；BUCK恒流电路30用于将电压转换电路20输出的电压转换成负载所需的恒流电压；第一采样电路40用于对BUCK恒流电路30输出的恒流电压进行采样并输出第一采样电压；参考电压产生电路50用于将第一采样电压转换成比较电路70的参考电压；第二采样电路用于对BUCK恒流电路30的输入电压进行采样并产生第二采样电压；比较电路70根据参考电压和第二采样电压输出控制信号给反馈电路；反馈电路根据比较电路输出的控制信号对电压控制电路进行反馈控制。

本实施例的工作原理是：第一采样电路40采集BUCK恒流电路30的输出电压（即LED负载的电压），然后参考电压产生电路50将BUCK恒流电路30的输出电压进行处理，产生一个参考电压给比较电路70，同时第二采样电路60采集BUCK恒流电路30的输入电压，比较电路70便可以根据BUCK恒流电路30的输出电压和输入电压输出控制信号给反馈电路80，反馈电路80根据接受到的控制信号输出相应的反馈信号给电压控制电路10，电压控制电路10根据接收到的反馈信号控制电压转换电路20输出一个与BUCK恒流电路30的输出电压（即LED负载的电压）的压差在合适范围内的电压给BUCK恒流电路30，使BUCK恒流电路30的输入电压随输出电压变化，从而控制BUCK恒流电路30的工作频率范围，防止LED负载电压宽范围变化时，芯片工作频率也快速宽范围变化，进而使发热增加，影响工作效率。

参考图2，为本发明实施例二的输入电压随输出电压变化的BUCK恒流控制电路结构示意图。如图2所示，本实施例输入电压随输出电压变化的BUCK恒流控制电路，包括：电压控制电路10、电压转换电路20、BUCK恒流电路30、第一采样电路40、参考电压产生电路50、第二采样电路60、比较电路70、反馈电路80；

具体的，如图2所示，该实施例中，比较电路70包括电压比较电路701、供电电路702；

电压比较电路701输入端分别与第二采样电路60、参考电压产生电路50、以及供电电路702连接，电压比较电路701输出端与反馈电路80连接；电压比较电路701将第二采样电压与参考电压进行比较然后输出控制信号给反馈电路80，供电电路702用于为电压比较电路701供电。可以理解地是，供电电路702通过将输出整流滤波电路202输出的电压转换为电压比较电路701正常工作所需的供电电压，无需另外设置辅助电源为其供电，可以减小电源的体积。反馈电路80为光电耦合器反馈电路，光电耦合器包括发光器和受光器。

进一步地，比较电路70还包括过压保护电路703；

过压保护电路703输入端与电压转换电路20输出端连接，过压保护电路703输出端与电压比较电路701连接；

过压保护电路703用于在BUCK恒流电路30输入电压大于过压保护电路703预设电压时，通过控制反馈电路输出反馈信号给所述电压控制电路10以控制电压转换电路20降低电压输出，起到保护电路元器件，提高电路安全性，增强电路可靠性的作用。

如图2所示，该实施例中，电压控制电路10包括：整流电路101、PFC控制电路102、隔离变压器初级绕组103、隔离变压器辅助绕组104、吸收电路105；

整流电路101输入端接收交流输入电压，整流电路101输出端一路连接隔离变压器辅助绕组104，整流电路101输出端一路连接PFC控制电路102；PFC控制电路102分别与反馈电路80和隔离变压器初级绕组103连接；吸收电路105连接在隔离变压器辅助绕组104和整流电路101之间；

PFC控制电路102用于根据反馈电路80的反馈信号控制电压转换电路20的输出电压，隔离变压器辅助绕组104用于为PFC控制电路102辅助供电。

吸收电路105用于吸收辅助绕组上的尖峰电压。

可以理解地，当PFC控制电路102启动后，隔离变压器初级绕组产生电压，耦合到隔离变压器辅助绕组上，隔离变压器辅助绕组输出电压给PFC控制电路辅助供电。具有使电路的小型化和轻量化，降低不必要的设计成本和生产成本的效果。

如图2所示，该实施例中，电压转换电路20包括隔离变压器次级绕组201、输出整流滤波电路202；

所述隔离变压器次级绕组201输出端经所述输出整流滤波电路与所述BUCK恒流芯片30连接。

可以理解的是，本实施例中，隔离变压器初级绕组103、隔离变压器辅助绕组104、以及隔离变压器次级绕组201是同属一个隔离变压器。

参考图3，为本发明输入电压随输出电压变化的BUCK恒流控制电路一实施例的电路原理图。如图3所示，电压比较电路701包括比较器U3A、第七电阻R7；供电电路702包括第二电阻R2、第一电容C1、第一稳压管ZD1、三极管Q1；反馈电路80包括第十三电阻R13、光电耦合器，其中，

比较器U3A同相输入端与参考电压产生电路50连接，比较器U3A反相输入端与第二采样电路60连接，比较器U3A供电输入端连接三极管Q1的发射极，比较器U3A的接地端接信号地，比较器U3A的输出端经第七电阻R7与光电耦合器的发光器OT1A的输出端连接；发光器OT1A的输入端经第十三电阻R13与三极管Q1发射极连接，光电耦合器的受光器OT1B与电压控制电路10连接；三极管Q1集电极与BUCK恒流电路输入端连接，三极管Q1基极与第一稳压管ZD1阴极连接；第一稳压管ZD1阳极接信号地；第二电阻R2并联连接在三极管Q1集电极和基极之间；第一电容C1连接在三极管Q1发射极与信号地之间；

当第二采样电压大于参考电压时，比较器U3A输出低电平，光电耦合器的发光器OT1A导通，光电耦合器的发光器OT1A发光，光电耦合器的受光器OT1B导通，进而输出反馈信号给电压控制电路。

可以理解的是，光电耦合器发光器OTA1是一个发光二极管，当发光二极管导通时发出光，光电耦合器受光器OTA2是一个光敏二极管或光敏三极管，当发光器OTA1发光时，受光器OTA2光敏二极管或光敏三极管受光导通。因而起到输入输出隔离的作用。由于光电耦合器输入输出间互相隔离，电信号传输具有单向性等特点，因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。进一步可以理解的是，反馈电路80和电压控制电路10是通过光电耦合器隔离连接。

具体地，电压比较器U3A为反相比较器，以同相输入端的输入电压（即参考电压产生电路50输出的参考电压）作为参考电压Vref2，第二采样电路60采集的电压输入反相输入端与参考电压Vref2做比较，当反相输入端输入的电压大于同相输入端参考电压Vref2时，反相比较器U3A输出端输出一个低电平，光电耦合器发光器OTA1的发光二极管阴极电压为低电平，发光二极管导通，发光二极管发光，进而光电耦合器受光器OTA2接收到光，光电耦合器受光器OTA2导通（比如光敏三极管导通），进而输出反馈信号给电压控制电路。

过压保护电路703包括第十四电阻R14、第十五电阻R15、可控稳压源U2；

第十四电阻R14一端连接BUCK恒流电路输入端，另一端经第十五电阻R15接信号地，可控稳压源U2阴极连接光电耦合器的发光器OT1A与第七电阻R7的连接点，可控稳压源U2阳极接信号地，可控稳压源U2参考极连接第十四电阻R14与第十五电阻R15的串联连接点。

具体地，当输出整流滤波电路202输出的电压（即BUCK恒流电路30的输入电压）太高时，第十四电阻R14和第十五电阻R15通过分压输出一个驱动电压给可控稳压源U2的参考极，当驱动电压大于可控稳压源U2参考极电压时，可控稳压源导通U2，发光二极管阴极电压被拉低，发光二极管导通发光，进而受光器OT1B导通输出反馈信号给电压控制电路10，电压控制电路10根据反馈信号控制电压转换电路20降低电压输出（即输出整流滤波电路202的输出电压）。由于设置过压保护电路703，极大地提高了电路的安全性与稳定性。

第一采样电路40包括第五电阻R5、第八电阻R8；参考电压产生电路50包括运算放大器U3B、第六电阻R6、第十电阻R10、第十一电阻R11；第二采样电路60包括第四电阻R4、第九电阻R9，其中，

第五电阻R5一端与BUCK恒流电路30输出端连接，第五电阻R5另一端经第八电阻R8接信号地；运算放大器U3B的同相输入端连接第五电阻R5与第八电阻R8的串联连接点，运算放大器U3B的反相输入端经第十一电阻R11接信号地，运算放大器U3B的输出端经第六电阻R6连接比较器U3A的同相输入端；第十电阻R10并联在运算放大器U3B的反相输入端和输出端之间；第四电阻R4一端与BUCK恒流电路30输入端连接，另一端经第九电阻R9接信号地，第四电阻R4与第九电阻R9的串联连接点与比较器U3A的反相输入端连接。

具体地，第一采样电压从第五电阻R5与第八电阻R8的串联节点输出，第二采样电压从第四电阻R4与第九电阻R9的串联节点输出，第一采样电压经参考电压产生电路50放大处理得到参考电压。整流电路101包括整流器BD1，PFC控制电路102包括第一电阻R1、第三电阻R3、第十二电阻R12、第二电容C2、MOS管Q2、二极管D1、PFC控制芯片U1，其中，

PFC控制芯片可以为FAN7530等PFC控制芯片。

整流器BD1两个输入端AC分别连接交流电火线ACL和零线CAN，整流器BD1负输出端V-接地，整流器BD1正输出端V+一路连接所述隔离变压器辅助绕组同名端，整流器BD1正输出端V+一路与第二极管D1阴极连接；第一二极管D1阳极与隔离变压器初级绕组连接；整流器BD1正输出端V+一路经第一电阻R1、所述第二电容C2接地；整流器BD1正输出端V+一路与辅助绕组连接；第三电阻R3一端连接第一电阻R1与第二电容C2的连接点，第三电阻R3另一端经第十二电阻R12和光电耦合器的受光器接地；PFC控制芯片U1引脚VCC连接第一电阻R1与第二电容C2的连接点，PFC控制芯片引脚FB连接第三电阻R3与所述第十二电阻R12连接点，PFC控制芯片引脚OUT连接MOS管Q2栅极，PFC控制芯片引脚GND接地；MOS管Q2漏极连接隔离变压器初级绕组，MOS管Q2源极接地。

具体地，当受光器OT1B导通时，第十二电阻R12与地连接，PFC控制芯片FB引脚的输入电压为第十二电阻R12的电压，进而PFC控制芯片通过调整输出信号的占空比来控制MOS管Q2的导通或关断时间长度，进而控制变压器隔离变压器初级绕组103的原边电流，即控制隔离变压器初级绕组103的储能时间，最终实现对隔离变压器输出功率的调节（即调节隔离变压器次级绕组的输出电压，从而使BUCK恒流电路30的输入电压随输出电压变化，且保持至少3V的压差）。

BUCK恒流电路30为BUCK恒流芯片电路，其中，

BUCK恒流芯片电压输入端Vin与输出整流滤波电路202输出端连接，BUCK恒流芯片接地端GND接地，BUCK恒流芯片正输出端LED+经第五电阻R5连接运算放大器U3B同相端，负载连接在BUCK恒流芯片正输出端LED+和负输出端LED-之间。

BUCK恒流芯片可以为LM3409、LM3406等BUCK恒流芯片。

本发明通过采集BUCK恒流电路30的输出电压作为参考基准，同时采集BUCK恒流电路30的输入电压与参考电压进行比较，进而输出反馈信号到PFC控制电路102，以调节隔离变压器的输出功率，进而达到使BUCK恒流电路30的输入电压随输出电压变化。本发明通过这种方式，解决了单级PFC（恒压）+ BUCK（DC-DC降压恒流）的电源设计方案中：当前级PFC输出电压一定时，若LED负载的电压范围宽的话，BUCK芯片工作频率快速宽范围变化，导致BUCK芯片发热严重，甚至会导致BUCK芯片损坏的问题。本发明的电路避免了传统单级PFC（恒压）+ BUCK（DC-DC降压恒流）的电源为了散热而增加散热片导致体积增大的缺陷，具有发热低，工作效率高，体积小、成本低的有益效果。而且本发明实现这些功能十分简单可靠，使用的是全硬件控制方式，可靠性高。

另外本发明还提供一种电源，该电源包括前述实施例的输入电压随输出电压变化的BUCK恒流控制电路。其中，该电源包括但不限于LED驱动电源。该电源通过使用本发明的电路，可以适应宽范围LED负载的需要，而不需要在内部设置散热结构或散热片来对BUCK芯片进行散热，极大地缩小了开关电源的体积，降低了成本，提高了电源的安全性和使用寿命。另外，本发明的电路线路简单，可满足宽范围LED负载应用范围，电源厂家可以以一个规格满足所有客户需求，可降低库存。

本发明是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换和等同替代。另外，针对特定情形或具体情况，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。

Claims (10)

1.一种输入电压随输出电压变化的BUCK恒流控制电路，其特征在于，包括：电压控制电路、电压转换电路、BUCK恒流电路、第一采样电路、参考电压产生电路、第二采样电路、比较电路、反馈电路；

所述电压控制电路输入端一路接收交流输入电压，所述电压控制电路输入端一路连接所述反馈电路，所述电压控制电路输出端连接所述电压转换电路；所述电压转换电路输出端一路连接所述BUCK恒流电路，所述电压转换电路输出端一路经所述第二采样电路与所述比较电路连接；所述BUCK恒流电路输出端一路与负载连接，所述BUCK恒流电路输出端一路经所述第一采样电路与所述参考电压产生电路连接；所述参考电压产生电路输出端与所述比较电路连接；所述比较电路输出端与所述反馈电路连接；

所述电压控制电路用于控制所述电压转换电路的输出电压；所述电压转换电路用于输出负载所需的直流电压；所述BUCK恒流电路用于将所述电压转换电路输出的直流电压转换成负载所需的恒流电压；所述第一采样电路用于对所述BUCK恒流电路输出的恒流电压进行采样并输出第一采样电压；所述参考电压产生电路用于将所述第一采样电压转换成所述比较电路的参考电压；所述第二采样电路用于对所述BUCK恒流电路的输入电压进行采样并产生第二采样电压；所述比较电路根据所述参考电压和所述第二采样电压输出控制信号给所述反馈电路；所述反馈电路根据所述比较电路输出的控制信号对所述电压控制电路进行反馈控制。

2.根据权利要求1所述的输入电压随输出电压变化的BUCK恒流控制电路，其特征在于，所述比较电路包括电压比较电路、供电电路；

所述电压比较电路输入端分别与所述第二采样电路、所述参考电压产生电路、以及所述供电电路连接，所述电压比较电路输出端与所述反馈电路连接；

所述电压比较电路将所述第二采样电压与所述参考电压进行比较然后输出控制信号给所述反馈电路，所述供电电路用于为所述电压比较电路供电。

3.根据权利要求2所述的输入电压随输出电压变化的BUCK恒流控制电路，其特征在于，所述电压比较电路包括比较器U3A、第七电阻R7；所述供电电路包括第二电阻R2、第一电容C1、第一稳压管ZD1、三极管Q1；所述反馈电路包括第十三电阻R13、光电耦合器，其中，

所述比较器U3A同相输入端与所述参考电压产生电路连接，所述比较器U3A反相输入端与所述第二采样电路连接，所述比较器U3A供电输入端连接所述三极管Q1的发射极，所述比较器U3A的接地端接信号地，所述比较器U3A的输出端经所述第七电阻R7与所述光电耦合器的发光器OT1A的输出端连接；所述发光器OT1A的输入端经所述第十三电阻R13与所述三极管Q1发射极连接，所述光电耦合器的受光器OT1B与所述电压控制电路连接；所述三极管Q1集电极与所述BUCK恒流电路输入端连接，所述三极管Q1基极与所述第一稳压管ZD1阴极连接；所述第一稳压管ZD1阳极接信号地；所述第二电阻R2并联连接在所述三极管Q1集电极和基极之间；所述第一电容C1连接在所述三极管Q1发射极与信号地之间；

当所述第二采样电压大于所述参考电压时，所述比较器U3A输出低电平，所述光电耦合器的发光器OT1A导通，所述光电耦合器的发光器OT1A发光，所述光电耦合器的受光器OT1B导通，进而输出反馈信号给所述电压控制电路。

4.根据权利要求2所述的输入电压随输出电压变化的BUCK恒流控制电路，其特征在于，所述比较电路还包括过压保护电路，

所述过压保护电路输入端与所述电压转换电路输出端连接，所述过压保护电路输出端与所述电压比较电路连接；

所述过压保护电路用于在所述BUCK恒流电路输入电压大于过压保护电路预设电压时，通过控制所述反馈电路输出反馈信号给所述电压控制电路以控制所述电压转换电路降低电压输出。

5.根据权利要求3所述的输入电压随输出电压变化的BUCK恒流控制电路，其特征在于，过压保护电路包括第十四电阻R14、第十五电阻R15、可控稳压源U2；

所述第十四电阻R14一端连接所述BUCK恒流电路输入端，另一端经所述第十五电阻R15接信号地，所述可控稳压源U2阴极连接所述光电耦合器的发光器OT1A输出端与所述第七电阻R7的连接点，所述可控稳压源U2阳极接信号地，所述可控稳压源U2参考极连接所述第十四电阻R14与所述第十五电阻R15的串联连接点。

6.根据权利要求1所述的输入电压随输出电压变化的BUCK恒流控制电路，其特征在于，所述第一采样电路包括第五电阻R5、第八电阻R8；所述参考电压产生电路包括运算放大器U3B、第六电阻R6、第十电阻R10、第十一电阻R11；所述第二采样电路包括第四电阻R4、第九电阻R9，其中，

所述第五电阻R5一端与所述BUCK恒流电路输出端连接，所述第五电阻R5另一端经所述第八电阻R8接信号地；所述运算放大器U3B的同相输入端连接所述第五电阻R5与所述第八电阻R8的串联连接点，所述运算放大器U3B的反相输入端经所述第十一电阻R11接信号地，所述运算放大器U3B的输出端经所述第六电阻R6与所述比较电路输入端连接；所述第十电阻R10并联在所述运算放大器U3B的反相输入端和输出端之间；所述第四电阻R4一端与所述BUCK恒流电路输入端连接，另一端经所述第九电阻R9接信号地，所述第四电阻R4与所述第九电阻R9的串联连接点与所述比较电路输入端连接。

7.根据权利要求3所述的输入电压随输出电压变化的BUCK恒流控制电路，其特征在于，所述电压控制电路包括：整流电路、PFC控制电路、隔离变压器初级绕组、隔离变压器辅助绕组、吸收电路；

所述整流电路输入端接收交流输入电压，所述整流电路输出端一路连接所述隔离变压器辅助绕组，所述整流电路输出端一路连接所述PFC控制电路；所述PFC控制电路分别与所述反馈电路和所述隔离变压器初级绕组连接；所述吸收电路连接在隔离变压器辅助绕组和整流电路之间；

所述PFC控制电路用于根据所述反馈电路的反馈信号控制所述电压转换电路的输出电压，所述隔离变压器辅助绕组用于为所述PFC控制电路辅助供电。

8.根据权利要求7所述的输入电压随输出电压变化的BUCK恒流控制电路，其特征在于，所述整流电路包括整流器BD1，所述PFC控制电路包括第一电阻R1、第三电阻R3、第十二电阻R12、第二电容C2、MOS管Q2、二极管D1、PFC控制芯片U1，其中，

所述整流器BD1两个输入端AC分别连接交流电火线ACL和零线CAN，所述整流器BD1负输出端V-接地，所述整流器BD1正输出端V+一路连接所述隔离变压器辅助绕组同名端，所述整流器BD1正输出端V+一路与所述二极管D1阴极连接；所述二极管D1阳极与所述隔离变压器初级绕组连接；所述整流器BD1正输出端V+一路经所述第一电阻R1、所述第二电容C2接地；所述整流器BD1正输出端V+一路与所述辅助绕组连接；所述第三电阻R3一端连接所述第一电阻R1与所述第二电容C2的连接点，所述第三电阻R3另一端与所述第十二电阻R12串联后经所述光电耦合器的受光器OT1B接地；所述PFC控制芯片U1引脚VCC连接所述第一电阻R1与所述第二电容C2的连接点，所述PFC控制芯片引脚FB连接所述第三电阻R3与所述第十二电阻R12连接点，所述PFC控制芯片引脚OUT连接所述MOS管栅极，所述PFC控制芯片引脚GND接地；所述MOS管漏极连接所述隔离变压器初级绕组，所述MOS管源极接地。

9.根据权利要求6述的输入电压随输出电压变化的BUCK恒流控制电路，其特征在于，所述电压转换电路包括隔离变压器次级绕组、输出整流滤波电路，所述BUCK恒流电路为BUCK恒流芯片电路，其中，

所述输出整流滤波电路连接在所述隔离变压器次级绕组和所述BUCK恒流芯片之间；所述BUCK恒流芯片电压输入端Vin与所述输出整流滤波电路输出端连接，所述BUCK恒流芯片接地端GND接地，所述BUCK恒流芯片正输出端LED+经所述第五电阻R5连接所述运算放大器U3B同相端，所述负载连接在所述BUCK恒流芯片正输出端LED+和负输出端LED-之间。

10.一种电源，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的输入电压随输出电压变化的BUCK恒流控制电路。

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