CN214960216U - 一种大功率led恒流驱动系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及LED驱动技术领域，具体涉及一种大功率LED恒流驱动系统，设有PWM‑PFM动态调制电路根据总电流差分采样电路反馈的电流值，直接接入调制电路的输入端，通过二阶电流反馈噪声过滤电路对电流噪声进行二阶滤波处理；设置OFF TIMER频率电路将电流信号作为其辅助输入信号，参与振荡电路输出频率的动态调整。本实用新型满足直流输入电压范围从9V～500V，±4％电流精度，可驱数百个LED的灯串，提供外部PWM低频调光和EN使能及ADJ模拟调光功能。用户根据最大输出电流值，配置总电流的采样电阻，再通过PWM与ADJ调光来满足实际所需要的驱动电流，应用在大功率LED驱动的照明设备，输出10A恒定电流，纹波实测稳定在10％以内，模拟调光ADJ通过可调电阻，实现可变的输出电流调节。
Description
技术领域
本实用新型涉及LED驱动技术领域，具体涉及一种大功率LED恒流驱动系统。
背景技术
在现代工业生产日趋发达的当今环境下，日常生活中的照明设备，从传统的钨丝灯泡与注入水银的日光管，逐渐被发光效率更高的LED颗粒所替代，而LED颗粒为恒流驱动型器件，这与传统的恒压型驱动有所区别。
随着LED颗粒逐渐替代传统的日光管和钨丝灯泡，从小功率到较大功率的LED照明设备的设计，对恒流驱动电路本身提出了更高的要求，从几mA到几十A，甚至更大的恒流驱动电流，以此来满足不同功率的LED设备驱动要求。
在使用LED颗粒设计时，为了得到单位面积内更大的光强值，往往通过LED颗粒的串并联方式进行设计，但是在大部分设计过程中，串联的颗粒数量时有限的，因为串联会直接导致总的驱动电压很高，在某些特定环境下，如大功率的激光二极管就是Vf值很低，但是驱动电流需要在上百安培，还有一些场合如设备自身电压就很低，只有几伏电压，也是无法直接驱动串联电压值过高的负载LED的，所以并联LED的设计在很多场合，也是较为常见的设计使用。
综合上述实际设计应用的环境，大电流的恒流LED驱动电路的设计就尤为重要，但是在实际应用中，我们发现很难找到超过5A以上的恒流驱动的相关设计，较为常见的驱动电流都是在1A左右，大功率低纹波恒流驱动的应用需求，开始成为研究的主要方向。
本方案针对目前LED驱动现状，专门设计了一款高输入、输出电压，驱动电流可以高达10A，纹波电流在10％以内的恒流驱动电路方案，实测也达到了较好的效果，已经进入批量生产的阶段。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型公开了一种大功率LED恒流驱动系统，用于解决目前国内外均有很多的恒流驱动方案，不过大部分都在1A左右，超过5A的驱动电路方案就更是少见，且随着电流的增加，输出的电流纹波也很大，甚至超过50％的纹波，过大的纹波对LED颗粒的损伤是不容忽视的，故无法满足实际的产品使用需求的问题。
本实用新型通过以下技术方案予以实现：
本实用新型公开一种大功率LED恒流驱动系统，所述系统设有PWM-PFM动态调制电路根据总电流差分采样电路反馈的电流值，直接接入调制电路的输入端，通过二阶电流反馈噪声过滤电路对电流噪声进行二阶滤波处理；设置OFF TIMER频率电路将电流信号作为其辅助输入信号，参与振荡电路输出频率的动态调整。
更进一步的，所述PWM-PFM动态调制电路通过温度反馈电路和UVLO欠压反馈电路连接MOS管驱动电路。
更进一步的，所述OFF TIMER频率电路连接有逻辑门电路，所述OFF TIMER频率电路和逻辑门电路均与所述PWM-PFM动态调制电路相连。
更进一步的，所述PWM-PFM动态调制电路连接有VCC REGULATOR内部供电和ADJ模拟输入比较电路。
更进一步的，所述ADJ模拟输入比较电路为0-250mV线性输入。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型可以满足直流输入电压范围从9V～500V，±4％电流精度，可驱动一至数百个LED的灯串，此外提供外部PWM低频调光和EN使能，及ADJ模拟调光功能。用户可根据最大输出电流值，配置总电流的采样电阻，再通过PWM与ADJ调光来满足实际所需要的驱动电流，其应用在大功率LED驱动的照明设备，输出10A恒定电流，纹波实测稳定在10％以内，模拟调光ADJ通过可调电阻，可以实现可变的输出电流调节，在实际产品使用中也取得了很好的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是一种大功率LED恒流驱动系统的电路原理框图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
本实施例公开如图1所示的一种大功率LED恒流驱动系统，所述系统设有PWM-PFM动态调制电路根据总电流差分采样电路反馈的电流值，直接接入调制电路的输入端，通过二阶电流反馈噪声过滤电路对电流噪声进行二阶滤波处理；设置OFF TIMER频率电路将电流信号作为其辅助输入信号，参与振荡电路输出频率的动态调整。
本实施例中，PWM-PFM动态调制电路通过温度反馈电路和UVLO欠压反馈电路连接MOS管驱动电路。
本实施例中，OFF TIMER频率电路连接有逻辑门电路，所述OFF TIMER频率电路和逻辑门电路均与所述PWM-PFM动态调制电路相连。
本实施例中，PWM-PFM动态调制电路连接有VCC REGULATOR内部供电和ADJ模拟输入比较电路。
本实施例中，ADJ模拟输入比较电路为0-250mV线性输入。
本设计方案主要由LDO电路、振荡频率发生电路、过温电平翻转电路、低压钳位失能电路、MOS管驱动电路、差分电流采样电路、ADJ模拟信号输入比较电路、逻辑门电路以及动态PWM调制电路。
在讲述本实施例的设计思路之前，先就传统的LED驱动电路做简单的概述，目前国内外均有很多的恒流驱动方案，不过大部分都在1A左右，超过5A的驱动电路方案就更是少见，且随着电流的增加，输出的电流纹波也很大，甚至超过50％的纹波，过大的纹波对LED颗粒的损伤是不容忽视的，故无法满足实际的产品使用需求。
本实施例驱动的核心技术在于动态PWM调制电路的设计，根据差分电流采样电路反馈的电流值，直接接入调制电路的输入端，内部电路针对电流噪声会进行二阶滤波处理，同时电流信号也会作为振荡频率发生电路的辅助输入信号，参与振荡电路输出频率的动态调整。
所以本实施例的内部工作频率是不固定的，会根据输出电流大小和纹波进行微调频率，从而实现驱动MOS管的PWM占空比和频率均为动态调整(即PWM-PFM技术)，这也是实现大电流、低纹波的主要技术点。
本实施例的系统可以满足直流输入电压范围从9V～500V，±4％电流精度，可驱动一至数百个LED的灯串，此外提供外部PWM低频调光和EN使能，及ADJ模拟调光功能。
用户可根据最大输出电流值，配置总电流的采样电阻，再通过PWM与ADJ调光来满足实际所需要的驱动电流，系统具有输入欠电压保护(UVLO)，输出短路保护(SCP)以及温度保护(OTP)，最高的开关频率可以达到600kHZ，外部PWM调光频率设定在小于1kHZ，ADJ模拟调光控制在0-250mV线性输入。
本实用新型可以满足直流输入电压范围从9V～500V，±4％电流精度，可驱动一至数百个LED的灯串，此外提供外部PWM低频调光和EN使能，及ADJ模拟调光功能。用户可根据最大输出电流值，配置总电流的采样电阻，再通过PWM与ADJ调光来满足实际所需要的驱动电流，其应用在大功率LED驱动的照明设备，输出10A恒定电流，纹波实测稳定在10％以内，模拟调光ADJ通过可调电阻，可以实现可变的输出电流调节，在实际产品使用中也取得了很好的效果。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一种大功率LED恒流驱动系统，其特征在于，所述系统设有PWM-PFM动态调制电路根据总电流差分采样电路反馈的电流值，直接接入调制电路的输入端，通过二阶电流反馈噪声过滤电路对电流噪声进行二阶滤波处理；设置OFF TIMER频率电路将电流信号作为其辅助输入信号，参与振荡电路输出频率的动态调整。
2.根据权利要求1所述的大功率LED恒流驱动系统，其特征在于，所述PWM-PFM动态调制电路通过温度反馈电路和UVLO欠压反馈电路连接MOS管驱动电路。
3.根据权利要求1所述的大功率LED恒流驱动系统，其特征在于，所述OFF TIMER频率电路连接有逻辑门电路，所述OFF TIMER频率电路和逻辑门电路均与所述PWM-PFM动态调制电路相连。
4.根据权利要求1所述的大功率LED恒流驱动系统，其特征在于，所述PWM-PFM动态调制电路连接有VCC REGULATOR内部供电和ADJ模拟输入比较电路。
5.根据权利要求4所述的大功率LED恒流驱动系统，其特征在于，所述ADJ模拟输入比较电路为0-250mV线性输入。
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2020
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