CN211930934U - 开关调色温的led驱动电源及其恒流控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种开关调色温的LED驱动电源及其恒流控制器，该恒流控制器包括接地端、输出地端及连接在所述接地端及所述输出地端之间的电流旁路模块，其中，所述接地端与所述输入电容的负端一并接地，所述输出地端与所述色温控制器的输出地端相连，所述电流旁路模块用于在所述输入开关关断后的状态保持期间利用所述输入电容上的能量给所述色温控制器供电。实施本实用新型的技术方案，LED驱动电源的体积和成本更小。

Description

开关调色温的LED驱动电源及其恒流控制器

技术领域

本实用新型涉及LED照明领域，尤其涉及一种开关调色温的LED驱动电源及其恒流控制器。

背景技术

对于开关调色温方案来说因为需要在输入开关断开的一段时间内(通常是5秒钟左右)保持住色温控制芯片内部的状态，所以在该时间段内必须有足够的能量供给色温控制芯片。在目前的色温控制方案中都必须有一个较大的电容用以在状态保持期间给色温控制芯片提供能量，通常该电容有两种形式出现：第一是与色温控制芯片相连的独立电容，在该情况下色温控制芯片就需要一个专门的脚位与电容相连，并且在输入开关闭合时(也就是正常亮灯的情况下)提供电容充电电流把电容充满，以便在输入开关断开时为色温控制芯片供电；第二是复用LED驱动电源的输出电容，该情况要求LED驱动电源必须有输出电容，这种方案对于小体积电源(比如灯泡方案)或者成本要求极高的方案可能并不适合，因为通常在这种应用场合都是要求无输出电容的。

目前应用最为广泛的是非隔离开关调色温控制方案，如图1所示，该开关调色温的LED驱动电源主要包括恒流控制电路113和色温控制电路114以及LED灯负载115，且LED灯负载115一般包括两种色温的LED灯组111、112。恒流控制电路113为非隔离降压恒流驱动电路，该电路主要由交流整流电路101，恒流控制芯片104，电感106，续流二极管105和输出电容107组成。色温控制电路114主要由色温控制芯片110、供电电阻109和检测电阻108组成。色温控制芯片110通过检测电阻108对恒流控制电路113的开关动点(即恒流控制芯片104的D脚与电感106相连的点)进行检测，从而判断输入开关K的状态。因为当输入开关K闭合时，恒流控制电路113正常工作，其开关动点出现类似方波的波形，而当输入开关K断开时，恒流控制电路113停止工作，其开关动点的方波消失，色温控制芯片110正是通过检测该开关动点的波形而判断输入开关K的状态，进而相应地改变与色温控制芯片110的D1和D2脚相连的内部开关管的开关状态，最终实现色温的改变。两种不同色温的LED111、112作为负载，其阳极与恒流控制电路113的输出正极相连，其阴极分别与色温控制芯片110的D1和D2脚相连。

另外，从图1还可以看到，在输入开关K断开后，恒流控制电路113停止，此后色温控制电路114只能通过输出电容107供电，保证在输入开关K断开之后的一段时间内色温控制芯片110有足够的能量保持芯片内部的状态。因此，输出电容107对于色温控制电路114来说是必须的，因为如果没有该电容，色温控制电路114将无法在输入开关K断开期间保持内部状态。该输出电容107对于LED驱动电源来说不但影响电源的体积，而且增加了电源的成本。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的体积大、成本大的缺陷，提供一种开关调色温的LED驱动电源及其恒流控制器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种恒流控制器，应用在开关调色温的LED驱动电源中，所述LED驱动电源包括输入开关、输入电容、色温控制器，所述恒流控制器包括：接地端、输出地端及连接在所述接地端及所述输出地端之间的电流旁路模块，其中，所述接地端与所述输入电容的负端一并接地，所述输出地端与所述色温控制器的输出地端相连，所述电流旁路模块在所述输入开关关断后的状态保持期间利用所述输入电容上的能量给所述色温控制器供电。

优选地，所述电流旁路模块包括连接在所述接地端及所述输出地端之间的第一电阻。

优选地，所述电流旁路模块还包括第一开关管、第二电阻，其中，所述第二电阻的第一端连接恒流控制器的所述输出地端，所述第二电阻的第二端连接所述第一开关管的第一端，所述第一开关管的第二端连接恒流控制器的所述接地端，所述第一开关管在所述输入开关关断后且所述输入电容的电压小于第二预设值时导通，在所述输入开关闭合时截止。

优选地，所述恒流控制器还包括电压检测模块、恒流控制模块，所述电流旁路模块还包括RS触发器，其中，所述电压检测模块在所述输入电容的电压大于第一预设值时向所述RS触发器输出复位信号，所述恒流控制模块用于在所述输入电容的电压小于第二预设值时向所述RS触发器输出置位信号，所述RS触发器的输出端连接所述第一开关管的控制端，所述第二预设值小于所述第一预设值。

优选地，所述恒流控制器还包括JFET管，且所述JFET管的第一端连接所述输入电容的正端，所述JFET管的第二端连接所述电压检测模块的输入端。

优选地，所述电压检测模块包括比较器和脉冲产生电路，其中，所述比较器的同相输入端连接所述JFET管的第二端，所述比较器的反相输入端输入参考电压，所述比较器的输出端连接所述脉冲产生电路的输入端，所述脉冲产生电路的输出端连接所述RS触发器的复位端。

本实用新型还构造一种开关调色温的LED驱动电源，包括恒流控制电路、色温控制电路和LED灯负载，所述LED灯负载包括不同色温的至少两个LED灯组，所述恒流控制电路包括输入开关、输入电容，所述色温控制电路包括色温控制器，其特征在于，所述恒流控制电路还包括以上所述的恒流控制器。

优选地，所述恒流控制电路还包括电感、续流二极管，其中，所述电感的第一端及所述续流二极管的正极分别连接所述恒流控制器的驱动端，所述电感的第二端连接所述色温控制器的输出地端，所述续流二极管的负极连接所述输入电容的正端。

优选地，所述恒流控制电路还包括整流桥，所述整流桥的第一输入端通过所述输入开关连接交流电源的第一端，所述整流桥的第二输入端连接交流电源的第二端，所述整流桥的正输出端连接所述输入电容的正端，所述整流桥的负输出端连接所述输入电容的负端。

优选地，所述色温控制电路还包括供电电阻和检测电阻，其中，所述供电电阻的第一端连接所述输入电容的正端，所述供电电阻的第二端连接所述色温控制器的供电端，所述检测电阻连接在所述恒流控制器的驱动端与所述色温控制器的时钟端。

实施本实用新型的技术方案，由于恒流控制器的输出地端与色温控制器的输出地端相连，而且，在恒流控制器的输出地端与接地端之间设置电流旁路模块，该电流旁路模块可在输入开关关断后的一段时间内利用输入电容上的能量给色温控制器供电，因此可使色温控制器在输入开关关断后的一段时间内实现内部状态保持功能，而且，由于不需要设置输出电容(如图1所示的输出电容107)，所以，LED驱动电源的体积和成本更小。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是现有技术的开关调色温的LED驱动电源的电路图；

图2是本实用新型的开关调色温的LED驱动电源实施例一的电路图；

图3是本实用新型的恒流控制器实施例一的电路图；

图4是本实用新型电压检测模块实施例一的电路图；

图5是本实用新型电流旁路模块实施例一的电路图；

图6是本实用新型开关调色温的LED驱动电源的工作时序图。

具体实施方式

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做出创造性劳动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。

图2是本实用新型的开关调色温的LED驱动电源实施例一的电路图，该LED驱动电源包括恒流控制电路212、色温控制电路213和LED灯负载214，该LED灯负载214包括不同色温的两个LED灯组210、211。其中，恒流控制电路212用于为LED灯组210、211提供恒定电流；色温控制电路213用于对LED灯组210、211进行色温控制。

恒流控制电路212包括输入开关K、整流桥200、输入电容202、恒流控制器204、电感206、续流二极管205。其中，整流桥201的第一输入端通过输入开关K连接交流电源200的第一端，整流桥201的第二输入端连接交流电源200的第二端，整流桥201的正输出端连接输入电容202的正端，整流桥201的负输出端连接输入电容202的负端，而且，输入电容202的负端及恒流控制器204的接地端(GND)一并接地。恒流控制器204的电源端(HV)及续流二极管205的负极分别连接输入电容202的正端(Vbk)，续流二极管205的正极及电感206的第一端分别连接恒流控制器204的驱动端(D)。另外，恒流控制器204内部包括有电流旁路模块，该电流旁路模块用于在输入开关K关断后的状态保持期间利用输入电容202上的能量给色温控制器供电。

色温控制电路213包括色温控制器209、供电电阻208和检测电阻207。其中，供电电阻208的第一端连接输入电容202的正端(Vbk)，供电电阻208的第二端连接色温控制器209的供电端(VCC)，检测电阻207连接在色温控制器209的时钟端(CLK)与恒流控制器204的驱动端(D)之间。色温控制器209的输出地端(GND)分别连接电感206的第二端及恒流控制器204的输出地端(VSD)。另外，色温控制器209的第一驱动端(D1)连接LED灯组210的负极，色温控制器209的第二驱动端(D2)连接LED灯组211的负极，LED灯组210的正极及LED灯组211的正极分别连接输入电容202的正端。

在该实施例中，恒流控制器204的驱动端(D)与内部相应的开关管漏极相连，当该驱动端(D)内部的开关管导通时，整流桥212开始为两个LED灯组210、211供电；当该驱动端(D)内部的开关管关断时，电感206通过续流二极管205为两个LED灯组210、211供电。

色温控制器209通过检测电阻207对恒流控制电路212的开关动点(即恒流控制器204的驱动端)的信号进行检测，从而判断输入开关K的状态，然后对两个LED灯组210、211状态进行控制，具体地，当输入开关K闭合时，恒流控制电路212正常工作，其开关动点出现类似方波的波形；当输入开关K断开后，且输入电容202的能量也较低时，恒流控制电路212停止工作，其开关动点的方波消失，因此，色温控制器209可通过检测该开关动点的波形来判断输入开关K的状态，进而相应地改变与色温控制器209的两个驱动端(D1、D2)相连的内部开关管的开关状态，以实现色温的改变，例如，当第一驱动端(D1)内部的开关管导通时，与之相连的LED灯组210就被点亮；当第二驱动端(D2)内部的开关管导通时，与之相连的LED灯组211就被点亮；当两个驱动端(D1、D2)内部的开关管均导通时，两个LED灯组210、211会被同时点亮。在此需说明的是，该实施例仅示出了两组LED灯组210、211，应理解，在实际应用中，LED负载214可带有更多组的LED灯组，且色温控制器209的驱动端的数量也相应增加。

通过该实施例的技术方案，由于恒流控制器204的输出地端(VSD)与色温控制器209的输出地端(GND)相连，而且，在恒流控制器204的输出地端(VSD)与接地端(GND)之间设置电流旁路模块，该电流旁路模块可在输入开关K关断后的一段时间利用输入电容202上的能量给色温控制器209供电，因此可使色温控制器209在输入开关K关断后的一段时间内实现内部状态保持功能，而且，由于不需要设置输出电容(如图1所示的输出电容107)，所以，LED驱动电源的体积和成本更小。

图3是本实用新型的恒流控制器实施例一的电路图，该实施例的恒流控制器300包括电流旁路模块301、JFET管302、电压检测模块303、恒流控制模块304、驱动模块305和第二开关管306。而且，JFET管302为高压器件，且用于从输入电容202上取电给恒流控制器204供电。电压检测模块303用于在输入电容202的电压大于第一预设值时产生一脉冲信号。恒流控制模块304用于在输入电容202的电压小于第二预设值时产生一脉冲信号，第二预设值小于第一预设值。其中，JFET管302第一端连接恒流控制器300的电源端(HV)，即，连接输入电容202的正端。电压检测模块303的输入端连接JFET管302的第二端，电压检测模块303的输出端(vcc_en)连接电流旁路模块301的一输入端。恒流控制模块304的输出端(SD)连接电流旁路模块301的另一输入端。

结合图4，电压检测模块包括比较器400和脉冲产生电路401，其中，比较器400的同相输入端连接JFET管302的第二端，比较器400的反相输入端输入参考电压(Vref)，比较器400的输出端连接脉冲产生电路401的输入端，脉冲产生电路401的输出端(vcc_cn)输出脉冲信号。

结合图5，电流旁路模块包括第一电阻503、第二电阻501、第一开关管502和RS触发器，其中，第一电阻503连接在恒流控制器的接地端(GND)及输出地端(VSD)之间，第二电阻501的第一端连接输出地端(VSD)，第二电阻501的第二端连接第一开关管502的第一端，第一开关管502的第二端连接接地端(GND)，第一开关管502的控制端连接RS触发器500的输出端，RS触发器500的复位端连接电压检测模块303的输出端，RS触发器500的置位端连接恒流控制模块304的输出端，因此，第一开关管502在输入开关K关断后且输入电容202的电压小于第二预设值时导通，在输入开关K闭合时截止。

结合图2-6，由于第一电阻503将色温控制器209的输出地端连通了输入电容202的地，所以，只要输入电容202上有电，就可保证有电流流经色温控制器209，确保了色温控制器209在输入开关K关断后的一段时间内不会掉电。所以，即使省去了输出电容，也能使色温控制器209在输入开关K关断后的状态保持期间保持有电，进而可实现内部状态的保存功能。

优选地，若考虑系统效率，则第一电阻503的阻值在选取时可选取较大的电阻值。

另外，当恒流控制模块304停止工作时会输出一个关机信号(SD)，该信号输入到电流旁路模块301中，并与电流旁路模块301中的RS触发器500的置位端相连。电流旁路模块301的另外一个输入信号(vcc_en)与RS触发器500的复位端相连，RS触发器500的输出端与第一开关管502的控制栅相连，标示该信号为gt_ctl。

结合图6，若输入开关K当前的状态为导通状态，第一开关管502处于关断状态，此时，恒流控制器204的输出地端(VSD)与输入电容202的地之间只有第一电阻503，该第一电阻503可防止整流后的大电压全加在LED灯组及色温控制器209上造成损坏。当增加了合适阻值的第一电阻503后，正常工作时恒流控制模块304的输出电压为LED灯组的电压(Vbk与VSD之间的压差)，即ΔV。

结合图6，若输入开关K当前的状态为关断状态，输入电容202上的电压Vbk迅速下降，当该电压下降到一定电压后，恒流控制模块304停止工作，并输出一个关断信号SD，该信号使RS触发器500的输出端(gt_ctl)变为高电平，第一开关管502开始导通，此时，在电流旁路模块301中，VSD与输入电容202的地之间除了第一电阻503外，还增加了一个由第二电阻501和第一开关管502组成的串联支路，由于第二电阻501的阻值小于第一电阻503的阻值，所以可增加电路的抗干扰能力。

结合图6，当输入开关K断开一段时间(Thold)后重新闭合，输入电容202上的电压Vbk迅速上升，当Vbk电压(也即HV电压)超过芯片内部设定的参考电压Vref时，电压检测模块303的输出端(vcc_en)输出一脉冲信号，该脉冲信号使得RS触发器500的输出端(gt_ctl)复位为“0”，也即关断第一开关管502，此时，VSD与输入电容202的地之间仅有第一电阻503。在此需说明的是，之所以要在输入开关K闭合后，输入电容202上的电压较大(大于第一预设值)时，必须要把第一开关管502关断，是因为这样可避免因恒流控制模块304的输出电压过高而造成的色温控制器209损坏情况的发生。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种恒流控制器，应用在开关调色温的LED驱动电源中，所述LED驱动电源包括输入开关、输入电容、色温控制器，其特征在于，所述恒流控制器包括：接地端、输出地端及连接在所述接地端及所述输出地端之间的电流旁路模块，其中，所述接地端与所述输入电容的负端一并接地，所述输出地端与所述色温控制器的输出地端相连，所述电流旁路模块在所述输入开关关断后的状态保持期间利用所述输入电容上的能量给所述色温控制器供电。

2.根据权利要求1所述的恒流控制器，其特征在于，所述电流旁路模块包括连接在恒流控制器的所述接地端及恒流控制器的所述输出地端之间的第一电阻。

3.根据权利要求2所述的恒流控制器，其特征在于，所述电流旁路模块还包括第一开关管、第二电阻，其中，所述第二电阻的第一端连接恒流控制器的所述输出地端，所述第二电阻的第二端连接所述第一开关管的第一端，所述第一开关管的第二端连接恒流控制器的所述接地端，所述第一开关管在所述输入开关关断后且所述输入电容的电压小于第二预设值时导通，在所述输入开关闭合时截止。

4.根据权利要求3所述的恒流控制器，其特征在于，所述恒流控制器还包括电压检测模块、恒流控制模块，所述电流旁路模块还包括RS触发器，其中，所述电压检测模块在所述输入电容的电压大于第一预设值时向所述RS触发器输出复位信号，所述恒流控制模块用于在所述输入电容的电压小于第二预设值时向所述RS触发器输出置位信号，所述RS触发器的输出端连接所述第一开关管的控制端，所述第二预设值小于所述第一预设值。

5.根据权利要求4所述的恒流控制器，其特征在于，所述恒流控制器还包括JFET管，且所述JFET管的第一端连接所述输入电容的正端，所述JFET管的第二端连接所述电压检测模块的输入端。

6.根据权利要求5所述的恒流控制器，其特征在于，所述电压检测模块包括比较器和脉冲产生电路，其中，所述比较器的同相输入端连接所述JFET管的第二端，所述比较器的反相输入端输入参考电压，所述比较器的输出端连接所述脉冲产生电路的输入端，所述脉冲产生电路的输出端连接所述RS触发器的复位端。

7.一种开关调色温的LED驱动电源，包括恒流控制电路、色温控制电路和LED灯负载，所述LED灯负载包括不同色温的至少两个LED灯组，所述恒流控制电路包括输入开关、输入电容，所述色温控制电路包括色温控制器，其特征在于，所述恒流控制电路还包括权利要求1-6任一项所述的恒流控制器。

8.根据权利要求7所述的开关调色温的LED驱动电源，其特征在于，所述恒流控制电路还包括电感、续流二极管，其中，所述电感的第一端及所述续流二极管的正极分别连接所述恒流控制器的驱动端，所述电感的第二端连接所述色温控制器的输出地端，所述续流二极管的负极连接所述输入电容的正端。

9.根据权利要求8所述的开关调色温的LED驱动电源，其特征在于，所述恒流控制电路还包括整流桥，所述整流桥的第一输入端通过所述输入开关连接交流电源的第一端，所述整流桥的第二输入端连接交流电源的第二端，所述整流桥的正输出端连接所述输入电容的正端，所述整流桥的负输出端连接所述输入电容的负端。

10.根据权利要求7所述的开关调色温的LED驱动电源，其特征在于，所述色温控制电路还包括供电电阻和检测电阻，其中，所述供电电阻的第一端连接所述输入电容的正端，所述供电电阻的第二端连接所述色温控制器的供电端，所述检测电阻连接在所述恒流控制器的驱动端与所述色温控制器的时钟端。

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