CN206042422U - 定频恒流buck电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及恒流驱动电源技术领域，尤其涉及一种定频恒流BUCK电路，将采样电路设置于电源端的输出端，采样电路两端的电压较为稳定，同时采样电路与LED电路串联，则采样电路的采集电流等于LED电路的驱动电流，控制电路根据采集电流判定LED电路的驱动电流状态，于LED电路的驱动电流处于不稳定的状态下，输出一控制信号控制PWM波形的占空比，改变PWM波形的占空比即可改变开关电路的工作状态，进而调节LED电路的驱动电流。采用本申请提供的技术方案，采集电流稳定，进而使得LED电路的驱动电流较为稳定，延长LED电路的使用寿命。本实用新型具有体积小，输出电流稳定，功耗更低，效率更高的特点。

Description

定频恒流BUCK电路

技术领域

本实用新型涉及恒流驱动电源技术领域，尤其涉及一种定频恒流BUCK电路。

背景技术

现有给LED模组提供的电源采用的是BUCK恒流源电路，通常BUCK恒流源电路为稳流设置了取样电阻，例如，门限取样电压为0.8V，如果按LED驱动700mA计算，取样电阻功耗为0.56W，约占整个电路(5W)功耗的10％，严重影响电路效率，效率不高。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种定频恒流BUCK电路。

一种定频恒流BUCK电路，应用于恒流调光系统，包括：

采样电路，与一电源端连接，用以采集所述电源端输出的电压信号，输出一与所述电压信号适配的采样电流；

控制电路，与所述采样电路连接，用以接收所述采样电流，并且根据所述采样电流输出一控制信号；

PWM产生电路，所述PWM产生电路的控制端连接所述控制电路，用以接收所述控制电路输出的所述控制信号，并根据所述控制信号形成一与所述控制信号相匹配的PWM波形输出，

开关电路，控制端连接所述PWM产生电路的输出端，用以接收所述PWM产生电路输出的所述PWM波形，并于所述PWM波形的控制下工作于导通状态或关断状态；

LED电路，分别与所述电源端和所述开关电路连接，用以于所述开关电路处于导通状态时，将所述电压信号转化为光信号输出；

选频网络，所述选频网络包括第七电阻和与所述第七电阻串联的第二电容，所述第七电阻与所述第二电容的连接点连接所述PWM产生电路的选频端；

一储能电路，连接于所述LED电路与所述电源端之间；

镜像电流源，连接于所述LED电路和所述开关电路之间，所述镜像电流源用以对所述开关电路输出的电压信号进行稳流。

优选的，所述采样电路包括第一电阻支路、第二电阻支路、第三电阻支路、第四电阻支路、第五电阻支路、第一节点、第二节点和第三节点；所述第二节点、所述第三节点分别形成所述采样电路的输出端；

所述第一电阻支路连接于所述电源端与所述第一节点之间；

所述第二电阻支路连接于所述电源端与所述第二节点之间；

所述第三电阻支路连接于所述第一节点与所述第三节点之间；

所述第四电阻支路连接于所述第二节点与地之间；

所述第五电阻支路连接于所述第三节点与所述地之间；

其中，所述第二电阻支路、第三电阻支路、第四电阻支路、第五电阻支路的阻值相等。

优选的，所述控制电路主要由放大器形成；所述放大器的正相输入端、反相输入端分别连接所述采样电路的输出端，所述放大器的输出端连接所述PWM产生电路的所述控制端；于所述放大器的反相输入端与所述输出端之间连接一负反馈支路；所述负反馈支路主要由第六电阻和第一电容串联形成。

优选的，所述PWM产生电路主要由型号为UC3843芯片形成。

优选的，所述开关电路主要由N沟道耗尽型MOS管形成，

所述N沟道耗尽型MOS管的栅极连接所述PWM产生电路的输出端，

所述N沟道耗尽型MOS管的漏极连接所述LED电路，

所述N沟道耗尽型MOS管的源极连接所述地。

优选的，于所述电源端输出所述电压信号时，所述储能电路工作于存储电能状态，于所述电源端未输出所述电压信号时，所述储能电路工作于释放电能状态；

所述定频恒流BUCK电路还包括一续流电路，连接于所述储能电路与所述电源端之间，于所述储能电路工作于释放电能状态下，通过所述续流电路向所述LED电路提供电能。

优选的，还包括一滤波电路，并联于所述LED电路两端。

优选的，所述滤波电路用以滤除所述电压信号的纹波。

优选的，还包括：

功率因数处理电路，连接于所述开关电路和所述LED电路之间；

恒流控制电路，分别与所述功率因数处理电路、所述LED电路连接；以及所述功率因数处理电路利用所述恒流控制电路输出的信号和所述电压信号输出恒压信号，所述恒流控制电路根据所述恒压信号输出恒定电流，以驱动所述LED电路工作。

优选的，还包括

GPRS模块，利用无线信道与所述控制电路之间进行控制信号的无线传输。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：

本申请中，将采样电路设置于电源端的输出端，采样电路两端的电压较为稳定，同时采样电路与LED电路串联，则采样电路的采集电流等于LED电路的驱动电流，控制电路根据采集电流判定LED电路的驱动电流状态，于LED电路的驱动电流处于不稳定的状态下，输出一控制信号控制PWM波形的占空比，改变PWM波形的占空比即可改变开关电路的工作状态，进而调节LED电路的驱动电流。采用本申请提供的技术方案，采集电流稳定，进而使得LED电路的驱动电流较为稳定，延长LED电路的使用寿命，上述技术方案具有体积小，输出电流稳定，功耗更低，效率更高的特点。

附图说明

图1-图2为本实用新型的一种定频恒流BUCK电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。

如图1、图2所示，一种定频恒流BUCK电路，应用于恒流调光系统，其中，包括：

采样电路1，连接一输出电压信号的电源端，用以对所述电压信号进行采集，并形成一与所述输入信号相匹配的采样电流输出；

控制电路2，用以接收所述采样电路1输出的所述采样电流，并根据所述采样电流形成一控制信号输出；

PWM产生电路3，所述PWM产生电路3的控制端连接所述控制电路2，用以接收所述控制电路2输出的所述控制信号，并根据所述控制信号形成一与所述控制信号相匹配的PWM波形输出，

开关电路4，控制端连接所述PWM产生电路3的输出端，用以接收所述PWM产生电路3输出的所述PWM波形，并于所述PWM波形的控制下工作于导通状态或关断状态；

LED电路5，电性串接于所述电源端与所述开关电路4之间，用以于所述开关电路4工作于导通状态下将所述电压信号转化为光信号输出；

储能电路6，连接于所述LED电路5与所述电源端之间，

选频网络，所述选频网络主要由第七电阻R7和第二电容C2串联形成，所述第七电阻R7与所述第二电容C2的连接点连接所述PWM产生电路3的选频端。因第二电容C2和第七电阻R7的取值已被固定，进而使得PWM波形的频率处于恒定状态。同时采用UC3843芯片形成PWM波形，功耗较小。

镜像电流源，连接于所述LED电路和所述开关电路之间，所述镜像电流源用以对所述开关电路输出的电压信号进行稳流。镜像电流源电路包括一个共基极双三极管QA1和电阻器RA1～RA4，其中共基极双三极管QA1的通过电阻器A3与DC-DC恒流源电路(buck电路)输出端相连，即开关电路4的输出端，第一三极管的集电极与采样电路1的输入端相接，第一三极管的集电极还通过电阻器RA4与电源的负极连接；共基极双三极管QA1的第二三极管发射极作为LED负载的正电源极LED+，第二三极管的集电极与共基极相连，第二三极管的集电极还通过电阻器RA2与电源的负极相连接，在第二三极管发射极与DC-DC恒流源电路输出端DC-OUT之间还连接有电阻器RA1。

本实用新型的工作原理是：

将采样电路1设置于电源端与LED电路5之间，采样电路1准确采集电源端输出的电压信号，并将电压信号转化为采样电流输出至控制电路2，控制电路2根据所述采样电流形成一控制信号输出至PWM产生电路3，该控制信号用以调节所述PWM产生电路3输出的PWM波形的占空比，开关电路4于所述PWM波形的控制下工作；开关电路4处于导通状态下，LED电路接受电源端输出的电压信号并发光。开关电路4处于关断状态下，LED电路接受储能电路输出的电能并并发光。本申请中，将采样电路1设置于电源端的输出端，采样电路1两端的电压较为稳定，同时采样电路1与LED电路5串联，则采样电路1的采集电流等于LED电路5的驱动电流，控制电路2根据采样电流判定LED电路5的驱动电流状态，于LED电路5的驱动电流处于不稳定的状态下，输出控制信号控制PWM波形的占空比，改变PWM波形的占空比即可改变开关电路4的工作状态，进而调节LED电路5的驱动电流。采用本申请提供的技术方案，采样电流稳定，进而使得LED电路5的驱动电流较为稳定，延长LED电路5的使用寿命。

开关电路4及LED负载之间增加镜像电流源进行稳流，同时放大电流供LED驱动。开关电路4进行直流转换输出，流经LED的电流经过镜像电流源中的晶体管进行恒流并放大，放大比例为R3/R1，假设放大倍数为700，则LED驱动为700mA时，RA3及RA4上电流只需1mA，所以RA4上功耗仅为0.0008W，由此可知采用本设计方法可以大幅度提高系统电路效率。

作为进一步优选实施方案，上述的定频恒流BUCK电路，其中，所述采样电路1包括第一电阻支路R1、第二电阻支路R2、第三电阻支路R3、第四电阻支路R4、第五电阻支路R5、第一节点11、第二节点12和第三节点13；所述第二节点12与所述第三节点13分别形成所述采样电路1的输出端；

所述第一电阻支路R1连接于所述电源端与所述第一节点11之间；

所述第二电阻支路R2连接于所述电源端与所述第二节点12之间；

所述第三电阻支路R3连接于所述第一节点11与所述第三节点13之间；

所述第四电阻支路R4连接于所述第二节点12与地之间；

所述第五电阻支路R5连接于所述第三节点13与所述地之间；

其中，所述第二电阻支路R2、第三电阻支路R3、第四电阻支路R4、第五电阻支路R5的阻值相等。

第二电阻支路R2和第四电阻支路R4串联于电源端与地之间，第四电阻支路R4对电压信号进行分压形成控制电路2的正相输入端信号，第三电阻支路R3、第五电阻支路R5对经第一电阻支路R1分压处理的电压信号再次分压，第五电阻支路R5的压降形成控制电路2的反相输入端信号，因所述第二电阻支路R2、第三电阻支路R3、第四电阻支路R4、第五电阻支路R5的阻值相等，使得控制电路2的正相输入端和反相输入端之间形成采集电压，并通过第一电阻支路R1形成采集电流。

作为进一步优选实施方案，上述的定频恒流BUCK电路，其中，所述控制电路2主要由放大器形成；所述放大器的正相输入端、反相输入端分别连接所述采样电路1的输出端，所述放大器的输出端连接所述PWM产生电路3的所述控制端；于所述放大器的反相输入端与所述输出端之间连接一负反馈支路。进一步地，所述负反馈支路主要由第六电阻R6和第一电容C1串联形成。放大器设置有负反馈支路，使得放大器工作于线性区域，通过采集电流形成一控制信号控制PWM波形的占空比，进而调节LED电路5的驱动电流，使其处于恒定电流状态。

作为进一步优选实施方案，上述的定频恒流BUCK电路，其中，所述PWM产生电路3主要由型号为UC3843芯片形成。进一步地，还包括一选频网络，所述选频网络主要由第七电阻R7和第二电容C2串联形成，所述第七电阻R7与所述第二电容C2的连接点连接所述PWM产生电路3的选频端。因第二电容C2和第七电阻R7的取值已被固定，进而使得PWM波形的频率处于恒定状态。同时采用UC3843芯片形成PWM波形，功耗较小。

作为进一步优选实施方案，上述的定频恒流BUCK电路，其中，所述开关电路4主要由N沟道耗尽型MOS管形成，

所述N沟道耗尽型MOS管的栅极连接所述PWM产生电路3的输出端，

所述N沟道耗尽型MOS管的漏极连接所述LED电路5，

所述N沟道耗尽型MOS管的源极连接所述地。

作为进一步优选实施方案，上述的定频恒流BUCK电路，其中，于所述电源端输出所述电压信号时，所述储能电路6工作于存储电能状态，于所述电源端未输出所述电压信号时，所述储能电路6工作于释放电能状态。

作为进一步优选实施方案，上述的定频恒流BUCK电路，其中，还包括一续流电路D1，连接于所述储能电路6与所述电源端之间，于所述储能电路6工作于释放电能状态下，通过所述续流电路D1向所述LED电路5提供电能。

上述的定频恒流BUCK电路，其中，还包括一滤波电路C3，并联于所述LED电路5两端，用以滤除所述电压信号的纹波。

作为进一步优选实施方案，还包括：

功率因数处理电路(高功率因数处理电路)，连接于所述开关电路和所述LED电路之间；

恒流控制电路，分别与所述功率因数处理电路、所述LED电路连接；以及所述功率因数处理电路利用所述恒流控制电路输出的信号和所述电压信号输出恒压信号，所述恒流控制电路根据所述恒压信号输出恒定电流，以驱动所述LED电路工作。

通过高功率因数处理电路(功率因数校正电路)以及接收开关电路输出的信号作为驱动信号，实现了高功率因数且无频闪的恒流电路。此外，本实施例提出的技术方案结构简单，控制电路的成本较低，有利于本实施例的技术方案的推广应用，具有很高的实用价值。

作为进一步优选实施方案，功率因数处理电路内部具有功率开关。

作为进一步优选实施方案，功率因数处理电路内部的功率开关为MOS管或BJT双极晶体管。

作为进一步优选实施方案，还包括

GPRS模块，利用无线信道与所述控制电路之间进行控制信号的无线传输。GPRS模块能够发送控制信号至一终端等设备便于用户远程了解控制电路的控制情况。

以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种定频恒流BUCK电路，应用于恒流调光系统，其特征在于，包括：

采样电路，与一电源端连接，用以采集所述电源端输出的电压信号，输出一与所述电压信号适配的采样电流；

控制电路，与所述采样电路连接，用以接收所述采样电流，并且根据所述采样电流输出一控制信号；

PWM产生电路，所述PWM产生电路的控制端连接所述控制电路，用以接收所述控制电路输出的所述控制信号，并根据所述控制信号形成一与所述控制信号相匹配的PWM波形输出，

开关电路，控制端连接所述PWM产生电路的输出端，用以接收所述PWM产生电路输出的所述PWM波形，并于所述PWM波形的控制下工作于导通状态或关断状态；

LED电路，分别与所述电源端和所述开关电路连接，用以于所述开关电路处于导通状态时，将所述电压信号转化为光信号输出；

选频网络，所述选频网络包括第七电阻和与所述第七电阻串联的第二电容，所述第七电阻与所述第二电容的连接点连接所述PWM产生电路的选频端；

一储能电路，连接于所述LED电路与所述电源端之间；

镜像电流源，连接于所述LED电路和所述开关电路之间，所述镜像电流源用以对所述开关电路输出的电压信号进行稳流。

2.根据权利要求1所述的定频恒流BUCK电路，其特征在于，所述采样电路包括第一电阻支路、第二电阻支路、第三电阻支路、第四电 阻支路、第五电阻支路、第一节点、第二节点和第三节点；所述第二节点、所述第三节点分别形成所述采样电路的输出端；

所述第一电阻支路连接于所述电源端与所述第一节点之间；

所述第二电阻支路连接于所述电源端与所述第二节点之间；

所述第三电阻支路连接于所述第一节点与所述第三节点之间；

所述第四电阻支路连接于所述第二节点与地之间；

所述第五电阻支路连接于所述第三节点与所述地之间；

其中，所述第二电阻支路、第三电阻支路、第四电阻支路、第五电阻支路的阻值相等。

3.根据权利要求1所述的定频恒流BUCK电路，其特征在于，所述控制电路主要由放大器形成；所述放大器的正相输入端、反相输入端分别连接所述采样电路的输出端，所述放大器的输出端连接所述PWM产生电路的所述控制端；于所述放大器的反相输入端与所述输出端之间连接一负反馈支路；所述负反馈支路主要由第六电阻和第一电容串联形成。

4.根据权利要求1所述的定频恒流BUCK电路，其特征在于，所述PWM产生电路主要由型号为UC3843芯片形成。

5.根据权利要求2所述的定频恒流BUCK电路，其特征在于，所述开关电路主要由N沟道耗尽型MOS管形成，

所述N沟道耗尽型MOS管的栅极连接所述PWM产生电路的输出端，

所述N沟道耗尽型MOS管的漏极连接所述LED电路，

所述N沟道耗尽型MOS管的源极连接所述地。

6.根据权利要求1所述定频恒流BUCK电路，其特征在于，于所述电源端输出所述电压信号时，所述储能电路工作于存储电能状态，于所述电源端未输出所述电压信号时，所述储能电路工作于释放电能状态；

所述定频恒流BUCK电路还包括一续流电路，连接于所述储能电路与所述电源端之间，于所述储能电路工作于释放电能状态下，通过所述续流电路向所述LED电路提供电能。

7.根据权利要求1所述定频恒流BUCK电路，其特征在于，还包括一滤波电路，并联于所述LED电路两端。

8.根据权利要求7所述定频恒流BUCK电路，其特征在于，所述滤波电路用以滤除所述电压信号的纹波。

9.根据权利要求1所述定频恒流BUCK电路，其特征在于，还包括：功率因数处理电路，连接于所述开关电路和所述LED电路之间；

恒流控制电路，分别与所述功率因数处理电路、所述LED电路连接；以及所述功率因数处理电路利用所述恒流控制电路输出的信号和所述电压信号输出恒压信号，所述恒流控制电路根据所述恒压信号输出恒定电流，以驱动所述LED电路工作。

10.根据权利要求1所述定频恒流BUCK电路，其特征在于，还包括

GPRS模块，利用无线信道与所述控制电路之间进行控制信号的无线传输。