CN212413481U - 降压调光驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种降压调光驱动电路，包括输入信号电路、降压调光电路、以及输出滤波电路，其中：输入信号电路包括交流输入整流滤波电路和调光电路，降压调光电路包括降压调光芯片、芯片供电电路、退磁检测电路、待机输出电压设置电路、电流采样电路、第一二极管、功率变压器、以及功率开关管，其中，交流输入整流滤波电路的输出端连接至芯片供电电路的第一端、第一二极管的负极以及输出滤波电路的第一端，调光电路的输出端连接至降压调光芯片，变压器的原边绕组的第一端连接至输出滤波电路的第二端。

Description

降压调光驱动电路

技术领域

本实用新型涉及电路领域，更具体地，涉及一种降压调光驱动电路。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode，LED)是一种将电能转化为光能的半导体器件。LED的核心部分是PN结，并且LED的光通量与流经LED的电流成正比。LED具有电光转化率高、工作电压低、体积小、寿命长等优点。

在当前智能化和绿色节能的大趋势下，调光电源在LED照明领域中将发挥越来越重要的作用。然而，现有的应用于LED照明的降压调光驱动电路的调光精度和对比度较低、并且待机功耗较高。因此，需要一种新型的降压调光驱动电路。

实用新型内容

鉴于以上所述的问题，本实用新型提供了一种新颖的降压调光驱动电路。

根据本实用新型实施例的降压调光驱动电路，包括输入信号电路、降压调光电路、以及输出滤波电路，其中：输入信号电路包括交流输入整流滤波电路和调光电路，降压调光电路包括降压调光芯片、芯片供电电路、退磁检测电路、待机输出电压设置电路、电流采样电路、第一二极管、功率变压器、以及功率开关管，其中，交流输入整流滤波电路的输出端连接至芯片供电电路的第一端、第一二极管的负极以及输出滤波电路的第一端，调光电路的输出端连接至降压调光芯片，变压器的原边绕组的第一端连接至输出滤波电路的第二端。

相对于传统的降压调光驱动电路，根据本实用新型实施例的降压调光驱动电路具有可调光、高功率因数、高效率、低系统成本和低延迟启动等优点，并且在LED照明中能够实现高精度和高对比度调光、以及低待机功耗。

附图说明

从下面结合附图对本实用新型的具体实施方式的描述中，可以更好地理解本实用新型，其中：

图1示出了根据本实用新型的一个实施例的降压调光驱动电路的结构示意图。

具体实施方式

下面将参考附图详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例。示例实现方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于本文阐述的实现方式；相反，提供这些实现方式以使得本实用新型更全面和完整，并将示例实现方式的构思全面地传达给本领域技术人员。在附图中，为了清晰，可能夸大了区域和组件的尺寸。此外，在附图中，相同的附图标记表示相同或相似的结构，因而将省略它们的详细描述。

此外，所描述的特征、结构、或特性可以以任何合适的方式结合在一个或多个实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节以给出对本实用新型的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以在没有所述具体细节中的一个或多个的情况下实施本实用新型的技术方案，或者可以采用其他方法、组件、材料等。在其他情况下，未详细示出或描述公知的结构、材料、或操作，以避免模糊本实用新型的主要技术创意。

下面结合附图详细描述本实用新型的示例实施例。

图1示出了根据本实用新型的一个实施例的降压调光驱动电路的结构示意图。如图1所示，降压调光驱动电路100可以用于LED照明。具体地，降压调光驱动电路100可以包括输入信号电路110、降压调光电路120、以及输出滤波电路130。

输入信号电路110可以包括交流输入整流滤波电路1101和调光电路1102，降压调光电路120可以包括降压调光芯片U1、芯片供电电路1201、退磁检测电路1202、待机输出电压设置电路1203、电流采样电路1204、续流二极管D2、功率变压器T1、以及功率开关管Q1。

交流输入整流滤波电路1101的输出端可以连接至芯片供电电路1201的第一端、续流二极管D2的负极以及输出滤波电路130的第一端，调光电路1102的输出端可以连接至降压调光芯片U1，变压器T1的原边绕组Np的第一端可以连接至输出滤波电路130的第二端。

下面首先详细描述如图1所示的降压调光电路120中的降压调光芯片U1。具体地，降压调光芯片U1可以包括芯片供电输入脚VDD、退磁检测脚FB、接地脚GND、调光输入脚DIM、待机输出电压设置脚VS、环路补偿脚CMP、电流采样脚CS、以及芯片驱动功率开关管脚GATE。

芯片供电输入脚VDD可以用于给降压调光芯片U1供电。如图1所示，芯片供电输入脚VDD可以连接至芯片供电电路1201的第二端，并且可以经由滤波储能电容C5接地。

退磁检测脚FB可以用于检测退磁信号。如图1所示，退磁检测脚FB可以连接至退磁检测电路1202的第一端。

接地脚GND可以用作降压调光芯片U1的基准地。如图1所示，接地脚GND可以连接至退磁检测电路1202的第二端、以及变压器T1的副边绕组Na的第一端。

调光输入脚DIM可以用于接收来自调光电路1102的调光信号以进行调光。如图1所示，调光输入脚DIM可以连接至调光电路1102的输出端。

待机输出电压设置脚VS可以用于设置待机条件下的输出电压。如图1所示，待机输出电压设置脚VS可以连接至待机输出电压设置电路1203。

环路补偿脚CMP可以用于进行环路补偿。如图1所示，环路补偿脚CMP可以经由环路补偿电容C2接地。

电流采样脚CS可以用于检测输出电流。如图1所示，电流采样脚CS可以连接至电流采样电路1204、以及功率开关管Q1的源极。

芯片驱动功率开关管脚GATE可以用于控制功率开关管Q1的导通与关断。如图1所示，芯片驱动功率开关管脚GATE可以连接至功率开关管Q1的栅极。

下面再详细描述如图1所示的降压调光电路120中的变压器T1。具体地，变压器T1可以包括原边绕组Tp和副边绕组Ta。如之前所讨论的，原边绕组Tp的第一端可以连接至输出滤波电路130的第二端。此外，原边绕组Tp的第二端可以连接至功率开关管Q1的漏极以及续流二极管D2的正极。如之前所讨论的，副边绕组Na的第一端可以连接至接地脚GND、以及退磁检测电路1202的第二端。此外，副边绕组Na的第二端可以连接至退磁检测电路1202的第三端、以及芯片供电电路1201的第三端。

下面再详细描述如图1所示的降压调光电路120中的芯片供电电路1201。具体地，芯片供电电路1201可以包括供电电阻R1和二极管D1。供电电阻R1的第一端可以连接至芯片供电电路1201的第一端，供电电阻R1的第二端和二极管D1的负极可以连接至芯片供电电路1201的第二端，二极管D1的正极可以连接至芯片供电电路1201的第三端。

下面再详细描述如图1所示的降压调光电路120中的退磁检测电路1202。具体地，退磁检测电路1202可以包括第一退磁检测电阻R4和第二退磁检测电阻R3，第一退磁检测电阻R4的第一端和第二退磁检测电阻R3的第一端可以连接至退磁检测电路1202的第一端，第一退磁检测电阻R4的第二端可以连接至退磁检测电路1202的第二端，第二退磁检测电阻R3的第二端可以连接至退磁检测电路1202的第三端。

下面再详细描述如图1所示的降压调光电路120中的待机输出电压设置电路1203。具体地，待机输出电压设置电路1203可以包括电容C3以及电阻R6。电容C3的第一端和电阻R6的第一端可以连接至待机输出电压设置脚VS，电容C3的第二端和电阻R6的第二端可以接地。

下面再详细描述如图1所示的降压调光电路120中的电流采样电路1204。具体地，电流采样电路1204可以包括电流采样电阻R5，电流采样电阻R5的第一端可以连接至电流采样脚CS、以及功率开关管Q1的源极，电流采样电阻R5的第二端可以接地。

下面再详细描述如图1所示的输入信号电路110中的交流输入整流滤波电路1101。具体地，交流输入整流滤波电路1101可以包括保险丝、整流二极管、以及滤波电容，用于对输入的交流电进行整流和滤波。作为示例，如图1所示，交流输入整流滤波电路1101可以包括保险丝F1、第一整流二极管D3、第二整流二极管D4、第三整流二极管D5、第四整流二极管D6以及滤波电容C1。第一整流二极管D3和第三整流二极管D5可以串联形成第一串联电路，第二整流二极管D4和第四整流二极管D6可以串联形成第二串联电路，第一串联电路、第二串联电路、以及滤波电容C1可以相互并联。

交流输入整流滤波电路1101的第一输入端可以连接至交流电源AC的正极、并且可以经由保险丝F1连接至第一整流二极管D3和第三整流二极管D5的公共端，交流输入整流滤波电路1101的第二输入端可以连接至交流电源AC的负极、并且可以连接至第二整流二极管D4和第四整流二极管D6的公共端。交流输入整流滤波电路1101的输出端可以连接至第一整流二极管D3和第二整流二极管D4的负极以及滤波电容C1的第一端，第三整流二极管D5和第四整流二极管D6的正极以及滤波电容C1的第二端可以接地。

应该理解的是，尽管图1示出了交流输入整流滤波电路1101可以包括四个整流二极管(D3、D4、D5和D6)，但在其他实施例中，交流输入整流滤波电路1101可以包括任意适当数量的整流二极管(例如，两个整流二极管)。此外，交流输入整流滤波电路1101的保险丝F1也可以用保险丝电阻或绕线电阻或电感代替。也就是说，图1中所示的交流输入整流滤波电路1101仅是作为示例以便于解释和说明。本实用新型对于交流输入整流滤波电路1101内部的具体组件和连接不进行限制，只要交流输入整流滤波电路1101能够起到对输入的交流电进行整流和滤波的作用即可。

下面再详细描述如图1所示的输入信号电路110中的调光电路1102。具体地，调光电路1102可以包括调光输入端DIM，其可以经由滤波电阻R7连接至降压调光芯片U1的调光输入脚DIM。

下面再详细描述如图1所示的输出滤波电路130。具体地，输出滤波电路130可以包括滤波电容C3。滤波电容C3的第一端和第二端可以分别连接至输出滤波电路130的第一端和第二端。

此外，LED负载电路可以连接至滤波电容C3的两端。例如，LED负载电路的第一端可以连接至滤波电容C3的第一端，LED负载电路的第二端可以连接至滤波电容C3的第一端。

LED负载电路可以是包括一个或多个LED的LED灯串。LED灯串可以包括任何适当数量的LED灯珠。在图1所示的实施例中，LED灯串所包括的LED灯珠被示出为以串联方式连接在一起，但在其他实施例中，LED灯珠也可以并联连接。此外，LED灯珠可以是直下式或侧入式LED灯珠，本实用新型对此不进行限制。在如图1所示的LED驱动电路中，LED负载电路的第一端可以连接至LED灯串的正极，LED负载电路的第二端可以连接至LED灯串的负极。

接下来描述根据本实用新型的实施例的降压调光驱动电路(例如，如图1所示的降压调光驱动电路100)的工作状态，其可以分为三个阶段，下面分别详细描述这三个阶段。

第一阶段：交流电源AC的交流输入电压经过交流输入整流滤波电路1101进行整流和滤波后可以成为直流电压，以用于经由芯片供电电路1201中的供电电阻R1输入到降压调光电路120中的降压调光芯片U1的芯片供电输入脚VDD，从而为降压调光芯片U1供电。随着直流电压逐渐升高，能够经由下述回路为降压调光芯片U1内部的VDD电容充电：滤波电容C1→供电电阻R1→降压调光芯片U1的芯片供电输入脚VDD→降压调光芯片U1内部的VDD电容→降压调光芯片U1的接地脚GND→滤波电容C1。例如，当降压调光芯片U1内部的VDD电容的VDD电压高于降压调光芯片U1的开启电压时，降压调光芯片U1开始工作。

第二阶段：降压调光芯片U1开始工作后，功率变压器T1的原边绕组Np和副边绕组Na可以储存能量并且可以将储存的能量转换为电能，从而可以经由二极管D1为降压调光芯片U1供电。同时，退磁检测电路1202可以对功率变压器T1的副边绕组Na上的电压进行退磁检测。例如，退磁检测电路1202可以经由退磁检测电阻R3和R4进行分压检测来检测退磁信号，从而降压调光芯片U1可以基于检测到的退磁信号来控制导通功率开关管Q1。功率开关管Q1导通后，电流可以依次流经LED负载电路→功率变压器T1的原边绕组Np→功率开关管Q1→电流采样电阻R5。当电流采样脚CS检测到电流采样电阻R5的采样电阻电压达到降压调光芯片U1内部预设的电压阈值时，降压调光芯片U1可以控制关断功率开关管Q1。功率开关管Q1关断后，电流可以依次流经LED负载电路→功率变压器T1的原边绕组Np→续流二极管D2。通过改变电流采样电阻R5的值，可以调整输出电流的大小，因而电流采样电阻R5的阻值大小可以决定流经LED负载电路的最大输出电流。调光输入脚DIM可以例如基于来自调光电路1102的调光信号的脉冲宽度来调整降压调光芯片U1内部的恒流基准电压，以控制流经LED负载电路的电流大小，从而实现LED模拟调光功能。此外，降压调光芯片U1可以通过环路补偿脚CMP对环路补偿电容C2进行充放电从而进行环路调整和补偿。

第三阶段：当调光输入脚DIM从调光电路1102接收到的调光信号的脉冲宽度低于降压调光芯片U1内部预设的阈值且持续一段时间后，降压调光芯片U1可以进入待机模式从而降低功耗，此时流经LED负载电路的LED灯串的电流可以降为零，进而LED灯串可以灭灯。待机输出电压设置脚VS可以设置退磁检测脚FB的平台电压。通过功率变压器T1的两个绕组(即原边绕组Np和副边绕组Na)进行能量储存与转换，可以控制待机条件下的输出电压。

相对于传统的降压调光驱动电路，根据本实用新型实施例的降压调光驱动电路具有可调光、高功率因数、高效率、低系统成本和低延迟启动等优点，并且在LED照明中能够实现高精度和高对比度调光、以及低待机功耗。

本实用新型可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。因此，当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本实用新型的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本实用新型的范围之中。

Claims (11)

1.一种降压调光驱动电路，包括输入信号电路、降压调光电路、以及输出滤波电路，其中：

所述输入信号电路包括交流输入整流滤波电路和调光电路，

所述降压调光电路包括降压调光芯片、芯片供电电路、退磁检测电路、待机输出电压设置电路、电流采样电路、第一二极管、功率变压器、以及功率开关管，其中，

所述交流输入整流滤波电路的输出端连接至所述芯片供电电路的第一端、所述第一二极管的负极以及所述输出滤波电路的第一端，所述调光电路的输出端连接至所述降压调光芯片，所述变压器的原边绕组的第一端连接至所述输出滤波电路的第二端。

2.根据权利要求1所述的降压调光驱动电路，其中，所述降压调光芯片包括：

芯片供电输入脚，用于给所述降压调光芯片供电，连接至所述芯片供电电路的第二端，并且经由第一电容接地；

退磁检测脚，用于检测退磁信号，连接至所述退磁检测电路的第一端；

接地脚，用作所述降压调光芯片的基准地，连接至所述退磁检测电路的第二端、以及所述变压器的副边绕组的第一端；

调光输入脚，用于接收来自所述调光电路的调光信号以进行调光，连接至所述调光电路的输出端；

待机输出电压设置脚，用于设置待机条件下的输出电压，连接至所述待机输出电压设置电路；

环路补偿脚，用于进行环路补偿，经由第二电容接地；

电流采样脚，用于检测输出电流，连接至所述电流采样电路以及所述功率开关管的源极；以及

芯片驱动功率开关管脚，用于控制所述功率开关管的导通与关断，连接至所述功率开关管的栅极。

3.根据权利要求2所述的降压调光驱动电路，其中，所述变压器包括所述原边绕组和副边绕组，所述原边绕组的第二端连接至所述功率开关管的漏极以及所述第一二极管的正极，所述副边绕组的第二端连接至所述退磁检测电路的第三端以及所述芯片供电电路的第三端。

4.根据权利要求3所述的降压调光驱动电路，其中，所述芯片供电电路包括供电电阻和第二二极管，所述供电电阻的第一端连接至所述芯片供电电路的第一端，所述供电电阻的第二端和所述第二二极管的负极连接至所述芯片供电电路的第二端，所述第二二极管的正极连接至所述芯片供电电路的第三端。

5.根据权利要求4所述的降压调光驱动电路，其中，所述退磁检测电路包括第一退磁检测电阻和第二退磁检测电阻，所述第一退磁检测电阻的第一端和所述第二退磁检测电阻的第一端连接至所述退磁检测电路的第一端，所述第一退磁检测电阻的第二端连接至所述退磁检测电路的第二端，所述第二退磁检测电阻的第二端连接至所述退磁检测电路的第三端。

6.根据权利要求2所述的降压调光驱动电路，其中，所述待机输出电压设置电路包括第三电容以及电阻，其中，所述第三电容的第一端和所述电阻的第一端连接至所述待机输出电压设置脚，所述第三电容的第二端和所述电阻的第二端接地。

7.根据权利要求2所述的降压调光驱动电路，其中，所述电流采样电路包括电阻，所述电阻的第一端连接至所述电流采样脚以及所述功率开关管的源极，所述电阻的第二端接地。

8.根据权利要求1所述的降压调光驱动电路，其中，所述交流输入整流滤波电路包括保险丝、整流二极管、以及滤波电容。

9.根据权利要求8所述的降压调光驱动电路，其中，

所述整流二极管包括第一整流二极管、第二整流二极管、第三整流二极管、以及第四整流二极管，其中，所述第一和第三整流二极管串联形成第一串联电路，所述第二和第四整流二极管串联形成第二串联电路，所述第一串联电路、所述第二串联电路、以及所述滤波电容相互并联；并且

所述交流输入整流滤波电路的第一输入端连接至交流电源的正极、并且经由所述保险丝连接至所述第一和第三整流二极管的公共端，所述交流输入整流滤波电路的第二输入端连接至所述交流电源的负极、并且连接至所述第二和第四整流二极管的公共端，所述交流输入整流滤波电路的输出端连接至所述第一和第二整流二极管的负极以及所述滤波电容的第一端，所述第三和第四整流二极管的正极以及所述滤波电容的第二端接地。

10.根据权利要求2所述的降压调光驱动电路，其中，所述调光电路包括：调光输入端，经由滤波电阻连接至所述调光输入脚。

11.根据权利要求1所述的降压调光驱动电路，其中，所述输出滤波电路包括滤波电容，所述滤波电容的第一端和第二端分别连接至所述输出滤波电路的第一端和第二端。

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