CN212435995U

CN212435995U - Led驱动电路

Info

Publication number: CN212435995U
Application number: CN202020912251.8U
Authority: CN
Inventors: 范志林; 周俊
Original assignee: On Bright Electronics Shanghai Co Ltd
Current assignee: On Bright Electronics Shanghai Co Ltd
Priority date: 2020-05-26
Filing date: 2020-05-26
Publication date: 2021-01-29
Anticipated expiration: 2030-05-26
Also published as: TWM602769U

Abstract

本实用新型提供了一种LED驱动电路，包括恒流升压控制电路和调光控制电路。恒流升压控制电路包括：直流转直流开关电路，包括控制芯片；过压保护电路，连接至直流转直流开关电路以及LED负载电路的第一端；以及恒流控制电路，包括第一电阻，其中，第一电阻的第一端连接至控制芯片以及LED负载电路的第二端，第一电阻的第二端接地。调光控制电路连接至控制芯片。

Description

LED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LED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。与诸如白炽灯之类的传统照明灯具相比，LED具有电光转化率高、工作电压低、体积小、寿命长等优点。

然而，目前应用于LED背光产品的直流转直流(DC-DC)恒流升压驱动电路的结构较为复杂。

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LED驱动电路。

根据本实用新型实施例的LED驱动电路，包括：恒流升压控制电路，包括：直流转直流开关电路，包括控制芯片；过压保护电路，连接至直流转直流开关电路以及LED负载电路的第一端；以及恒流控制电路，包括第一电阻，其中，第一电阻的第一端连接至控制芯片以及LED负载电路的第二端，第一电阻的第二端接地；以及调光控制电路，连接至控制芯片。

在一个实施例中，直流转直流开关电路还包括升压储能电感、第一二极管、开关管、第一电容、以及第二电阻，其中，升压储能电感的第一端连接至输入电压源，升压储能电感的第二端连接至开关管的漏极以及第一二极管的正极，第一二极管的负极连接至第一电容的第一端，第一电容的第二端连接至第二电阻的第一端，第二电阻的第二端连接至开关管的源极，开关管的栅极连接至所控制芯片。

在一个实施例中，控制芯片包括：供电输入脚，用于给控制芯片供电，连接至输入电压源以及升压储能电感的第一端；外部开关管栅极驱动脚，用于控制开关管的导通与关断，连接至开关管的栅极以及恒流控制电路；芯片接地脚，用作控制芯片的基准地；输出电流检测反馈脚，用于检测流经LED负载电路的输出电流，连接至恒流控制电路；过压保护脚，用于对LED负载电路的输出电压进行过压保护，连接至过压保护电路；以及调光信号输入脚，用于调节LED负载电路中的LED的亮度，连接至调光控制电路。

在一个实施例中，控制芯片还包括：输入电感电流检测脚，用于检测流经升压储能电感的峰值电流，经由第三电阻连接至开关管的源极以及第二电阻的第二端；以及环路补偿脚，用于进行环路补偿，经由第二电容和第四电阻的串联电路接地。

在一个实施例中，过压保护电路包括第一分压电阻和第二分压电阻，其中，第一分压电阻的第一端连接至第一电容的第一端和LED负载电路的第一端，第二分压电阻的第二端连接至第一电容的第二端，第一分压电阻的第二端连接至第二分压电阻的第二端以及过压保护脚。

在一个实施例中，调光控制电路包括脉冲宽度调光输入端，用于提供调光信号，经由第一滤波电阻连接至调光信号输入脚。

在一个实施例中，调光控制电路还包括使能输入端，用于提供外部控制信号，经由反向二极管连接至调光信号输入脚。

在一个实施例中，输入电压源经由保险丝连接至供电输入脚、第三电容的第一端以及升压储能电感的第一端，第三电容的第二端接地。

相对于传统的LED驱动电路，根据本实用新型实施例的LED驱动电路的电路结构更为简化，这有利于减小印刷电路板尺寸，提高LED驱动电路的可靠性和使用寿命。此外，根据本实用新型的实施例的LED驱动电路还具有高效率、高集成等优点。

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LED驱动电路的结构示意图；并且

图2示出了根据本实用新型的一个实施例的LED驱动电路中的控制芯片的内部控制示意图。

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LED驱动电路的结构示意图。如图1所示，LED驱动电路100可以包括恒流升压控制电路110以及调光控制电路120。

下面首先详细描述如图1所示的LED驱动电路100中的恒流升压控制电路110。具体地，恒流升压控制电路110可以包括直流转直流开关电路1101、过压保护电路1102、以及恒流控制电路1103，其中，直流转直流开关电路1101可以包括控制芯片U1，过压保护电路1102可以连接至直流转直流开关电路1101以及LED负载电路的第一端，恒流控制电路1103可以包括电阻R6，其中，电阻R6的第一端可以连接至控制芯片U1以及LED负载电路的第二端，电阻R6的第二端可以接地。

如图1所示，除控制芯片U1外，直流转直流开关电路1101还可以包括升压储能电感L1、续流二极管D2、开关管Q1、电容C3、以及电阻R2。升压储能电感L1的第一端可以连接至输入电压源Vin，升压储能电感L1的第二端可以连接至开关管Q1的漏极以及续流二极管D2的正极，续流二极管D2的负极可以连接至电容C3的第一端，电容C3的第二端可以连接至电阻R2的第一端，电阻R2的第二端可以连接至开关管Q1的源极，开关管Q1的栅极可以连接至控制芯片U1。其中，续流二极管D2可以起隔离作用，电容C3可以是电解电容，其主要起储能和滤波作用从而使脉动输出电压变为稳定的直流电压。

作为示例，控制芯片U1可以包括供电输入脚VIN、外部开关管栅极驱动脚GATE、芯片接地脚GND、输入电感电流检测脚CS、输出电流检测反馈脚FB、环路补偿脚COMP、过压保护脚OVP、以及调光信号输入脚PWM。图2示出了根据本实用新型的一个实施例的LED驱动电路中的控制芯片的内部控制示意图，因此下面结合图1和图2详细描述上述各个引脚。

供电输入脚VIN可以用于给控制芯片U1供电，其可以连接至输入电压源Vin。作为示例，输入电压源Vin可以经由保险丝F1连接至供电输入脚VIN。例如，如图2所示，当输入电压源Vin提供给控制芯片U1的输入电压达到控制芯片U1的欠电压保护模块(UVLO)所预先设置的电压阈值时，控制芯片U1可以开始正常启动。此外，供电输入脚VIN可以连接至升压储能电感L1的第一端以及滤波电容C1的第一端，滤波电容C1的第二端可以接地，其中，滤波电容C1可以用于对输入电压进行滤波。

外部开关管栅极驱动脚GATE可以向控制芯片U1外部的开关管的栅极提供控制信号以控制该开关管的导通与关断，从而实现电能和磁场能的相互转换。例如，外部开关管栅极驱动脚GATE可以连接至开关管Q1的栅极，控制芯片U1可以通过内部控制逻辑模块向外部开关管栅极驱动脚GATE提供一个高、低电平的方波信号，来控制开关管Q1的导通与关断。当开关管Q1导通时，升压储能电感L1可以将电能转换为磁场能并储能，当开关管Q1关断时，升压储能电感L1可以将储存的磁场能转换为电能，从而可以实现电能和磁场能的相互转换。此外，外部开关管栅极驱动脚GATE可以连接至恒流控制电路1103。

芯片接地脚GND可以用作控制芯片U1的基准地。

输入电感电流检测脚CS可以用于检测流经升压储能电感L1的峰值电流。例如，如图2所示，控制芯片U1可以通过电流感测模块来实现电感峰值电流(即流经升压储能电感L1的峰值电流)的检测。作为示例，输入电感电流检测脚CS可以经由电阻R5连接至开关管Q1的源极以及电阻R2的第二端。

输出电流检测反馈脚FB可以用于检测流经LED负载电路的输出电流，其可以连接至恒流控制电路1103。作为示例，如图1所示，输出电流检测反馈脚FB可以连接至恒流控制电路1103中的电阻R6的第一端。例如，输出电流检测反馈脚FB可以通过电阻R6来检测流经LED负载电路的输出电流在电阻R6上产生的电压信号，该电压信号作为反馈被输入到控制芯片U1中，控制芯片U1利用该电压信号、通过内部的控制逻辑模块来实现对流经LED负载电路的输出电流的恒流控制，如图2所示。此外，输出电流检测反馈脚FB还可以连接至LED负载电路的第二端。

环路补偿脚COMP可以是控制芯片U1中的误差放大器的输出端，用于进行环路补偿，以使得环路更加稳定。具体地，环路补偿脚COMP可以例如经由电容或经由电阻和电容的串联电路接地，从而实现环路补偿，本实用新型对此不进行限制。作为示例，如图1所示，环路补偿脚COMP可以经由电容C2和电阻R7的串联电路接地，从而实现环路补偿，其中，电容C2可以是贴片电容，本实用新型对此不进行限制。

过压保护脚OVP可以用于对LED负载电路的输出电压进行过压保护，其可以连接至过压保护电路1102。例如，如图2所示，当输出电压过高或输出电压达到开路电压时，控制芯片U1可以通过OVP保护模块使控制芯片U1关断，从而可以关掉输出电压以实现过压保护。

调光信号输入脚PWM可以用于调节LED负载电路中的LED的亮度，其可以连接至调光控制电路120。例如，调光控制电路120可以向调光信号输入脚PWM提供调光信号，以用于对LED负载电路中的LED的亮度进行调节。作为示例，调光控制电路120提供给调光信号输入脚PWM的调光信号可以是占空比可调(例如，可在1％-100％之间进行调节)的信号(例如，电压信号)，以用于对LED负载电路中的LED进行亮度调节(例如，可以在1％-100％之间调节亮度)。

如图1所示，过压保护电路1102可以包括第一分压电阻R3和第二分压电阻R4，其中，第一分压电阻R3的第一端可以连接至直流转直流开关电路1101中的电容C3的第一端以及LED负载电路的第一端，第二分压电阻R4的第一端可以连接至直流转直流开关电路1101中的电容C3的第二端，第一分压电阻R3的第二端可以连接至第二分压电阻R4的第二端、以及直流转直流开关电路1101中的控制芯片U1的过压保护脚OVP，即控制芯片U1的过压保护脚OVP可以连接至第一分压电阻R3和第二分压电阻R4的公共端。

应该理解的是，尽管图1示出了过压保护电路1102可以包括两个串联连接的分压电阻(R3和R4)，但在其他实施例中，过压保护电路1102可以包括任意适当数量的串联连接的分压电阻，并且控制芯片U1的过压保护脚OVP可以根据需要连接至相邻的两个分压电阻的公共端。

此外，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。

下面再详细描述如图1所示的LED驱动电路100中的调光控制电路120。调光控制电路120可以连接至直流转直流开关电路1101中的控制芯片U1。

具体地，如图1所示，调光控制电路120可以包括脉冲宽度调光输入端PWM，用于提供调光信号。作为示例，调光控制电路120的脉冲宽度调光输入端PWM可以经由滤波电阻R1连接至直流转直流开关电路1101中的控制芯片U1的调光信号输入脚PWM，以向调光信号输入脚PWM提供调光信号，从而对LED负载电路中的LED的亮度进行调节。例如，调光控制电路120提供给调光信号输入脚PWM的调光信号可以是占空比可调(例如，可在1％-100％之间进行调节)的信号(例如，电压信号)，以用于对LED负载电路中的LED进行亮度调节(例如，可以在1％-100％之间调节亮度)。

如图1所示，调光控制电路120还可以包括使能输入端ENA，用于提供外部控制信号。作为示例，调光控制电路120的使能输入端ENA可以经由反向二极管D1连接至直流转直流开关电路1101中的控制芯片U1的调光信号输入脚PWM，以向调光信号输入脚PWM提供外部控制信号，从而控制LED负载电路中的LED的接通与断开。

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

1.一种LED驱动电路，包括：

恒流升压控制电路，包括：

直流转直流开关电路，包括控制芯片；

过压保护电路，连接至所述直流转直流开关电路以及LED负载电路的第一端；以及

恒流控制电路，包括第一电阻，其中，所述第一电阻的第一端连接至所述控制芯片以及所述LED负载电路的第二端，所述第一电阻的第二端接地；以及

调光控制电路，连接至所述控制芯片。

2.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其中，所述直流转直流开关电路还包括升压储能电感、第一二极管、开关管、第一电容、以及第二电阻，其中，所述升压储能电感的第一端连接至输入电压源，所述升压储能电感的第二端连接至所述开关管的漏极以及所述第一二极管的正极，所述第一二极管的负极连接至所述第一电容的第一端，所述第一电容的第二端连接至所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端连接至所述开关管的源极，所述开关管的栅极连接至所述控制芯片。

3.根据权利要求2所述的LED驱动电路，其中，所述控制芯片包括：

供电输入脚，用于给所述控制芯片供电，连接至所述输入电压源以及所述升压储能电感的第一端；

外部开关管栅极驱动脚，用于控制所述开关管的导通与关断，连接至所述开关管的栅极以及所述恒流控制电路；

芯片接地脚，用作所述控制芯片的基准地；

输出电流检测反馈脚，用于检测流经所述LED负载电路的输出电流，连接至所述恒流控制电路；

过压保护脚，用于对所述LED负载电路的输出电压进行过压保护，连接至所述过压保护电路；以及

调光信号输入脚，用于调节所述LED负载电路中的LED的亮度，连接至所述调光控制电路。

4.根据权利要求3所述的LED驱动电路，其中，所述控制芯片还包括：

输入电感电流检测脚，用于检测流经所述升压储能电感的峰值电流，经由第三电阻连接至所述开关管的源极以及所述第二电阻的第二端；以及

环路补偿脚，用于进行环路补偿，经由第二电容和第四电阻的串联电路接地。

5.根据权利要求3所述的LED驱动电路，其中，所述过压保护电路包括第一分压电阻和第二分压电阻，其中，所述第一分压电阻的第一端连接至所述第一电容的第一端和所述LED负载电路的第一端，所述第二分压电阻的第二端连接至所述第一电容的第二端，所述第一分压电阻的第二端连接至所述第二分压电阻的第二端以及所述过压保护脚。

6.根据权利要求3所述的LED驱动电路，其中，所述调光控制电路包括脉冲宽度调光输入端，用于提供调光信号，经由第一滤波电阻连接至所述调光信号输入脚。

7.根据权利要求6所述的LED驱动电路，其中，所述调光控制电路还包括使能输入端，用于提供外部控制信号，经由反向二极管连接至所述调光信号输入脚。

8.根据权利要求3所述的LED驱动电路，其中，所述输入电压源经由保险丝连接至所述供电输入脚、第三电容的第一端以及所述升压储能电感的第一端，所述第三电容的第二端接地。