CN216626114U - 驱动电路以及智能设备 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供了一种驱动电路以及智能设备，驱动电路用于驱动负载，该驱动电路包括电源模块以及信号发生模块，电源模块包括输出端以及反馈端，输出端输出电源驱动电压，以用于为负载供电；信号发生模块连接于电源模块的反馈端，且用于在负载开启后输出电压调整信号至反馈端，该电压调整信号用于减小电源驱动电压的电压值。

Description

驱动电路以及智能设备
技术领域
本申请涉及电子电路技术领域，具体涉及一种驱动电路以及智能设备。
背景技术
近些年来，由于电源和智能照明技术的不断发展，使得该技术在各个领域中得到了广泛的应用。通常，发光二极管(Light Emitting Diode，LED)的开启电压高于其本身的压降，且LED的开启电压与压降之间的差值在0.6V以上。在现有的LED供电方案中，通过电源芯片给定一个固定的电源驱动电压为LED供电，而该电源驱动电压需要满足至少大于LED的开启电压，使得电源驱动电压需要设定为较高的电压值，从而导致电路系统的热损耗较高。
发明内容
鉴于以上问题，本申请实施例提供一种驱动电路以及智能设备，以解决上述技术问题。
本申请实施例是采用以下技术方案来实现的：
本申请实施例提供一种驱动电路，用于驱动负载，该驱动电路包括电源模块以及信号发生模块，电源模块包括输出端以及反馈端，输出端输出电源驱动电压，以用于为负载供电；信号发生模块连接于电源模块的反馈端，且用于在负载开启后输出电压调整信号至反馈端，该电压调整信号用于减小电源驱动电压的电压值。
在一些实施方式中，信号发生模块包括第一信号发生单元以及滤波单元，滤波单元一端连接于第一信号发生单元，另一端连接于电源模块的反馈端。
在一些实施方式中，第一信号发生单元包括信号发生电路以及占空比调节电路以及；信号发生电路连接于滤波单元；占空比调节电路连接于信号发生电路。
在一些实施方式中，滤波单元包括第一电阻以及第一电容；第一端连接于第一信号发生单元，第二端连接于电源模块的反馈端；第一电容第一端连接于第一电阻的第二端，另一端接地。
在一些实施方式中，信号发生模块包括第二信号发生单元以及开关单元；开关单元一端连接于电源模块的反馈端，另一端接地，控制端连接于第二信号发生单元。
在一些实施方式中，开关单元为MOS管。
在一些实施方式中，电源模块的输出端用于连接负载的第一端；驱动电路还包括开关模块，开关模块的一端用于连接负载的第二端，另一端接地，控制端用于接收控制信号。
在一些实施方式中，电源模块为DC-DC芯片。
在一些实施方式中，负载为发光二极管。
本申请实施例还提供一种智能设备，其特征在于，包括设备主体以及设于所述设备主体内的如上述的驱动电路。
相对于现有技术，本申请实施例提供的驱动电路以及智能设备，该驱动电路用于驱动负载，其中驱动电路包括电源模块以及信号发生模块，电源模块包括输出端以及反馈端，输出端输出电源驱动电压，以用于为负载供电；信号发生模块连接于电源模块的反馈端，且用于在负载开启后输出电压调整信号至反馈端，该电压调整信号用于减小电源驱动电压的电压值。本申请实施例中，在负载开启后，电压调整信号能够将电源模块输出的电源驱动电压调整至小于负载的开启电压，并仅维持负载两端的压降即可，进而有效消除负载的开启电压与负载的压降之间的电压差所产生的热损耗，从而减小电路系统的热损耗。
本申请的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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示出了本申请实施例提供的驱动电路的一种模块示意图。
图2示出了本申请实施例提供的驱动电路的一种结构示意图。
图3示出了本申请实施例提供的信号发生模块的一种结构示意图。
图4示出了本申请实施例提供的信号发生模块的另一种结构示意图。
图5示出了本申请实施例提供的一种智能设备的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。
发光二极管(Light Emitting Diode，LED)是一种常用的发光器件，通过电子与空穴复合释放能量发光，具有耗能小、响应速度快以及环保等优良特性，在照明领域有着广泛的应用。
通常，LED的开启电压高于其本身的压降，且LED的开启电压与压降之间的差值在0.6V以上。在现有的LED供电方案中，通过电源芯片给定一个固定的电源驱动电压为LED供电，而该电源驱动电压需要满足至少大于LED的开启电压，使得电源驱动电压需要设定为较高的电压值，此时LED的开启电压与压降之间的电压差持续产生热损耗，导致电路系统的热损耗较高。
发明人经长期研究，提出本申请实施例提供的一种驱动电路以及智能设备，该驱动电路用于驱动负载，其中驱动电路包括电源模块以及信号发生模块，电源模块包括输出端以及反馈端，输出端输出电源驱动电压，以用于为负载供电；信号发生模块连接于电源模块的反馈端，且用于在负载开启后输出电压调整信号至反馈端，该电压调整信号用于减小电源驱动电压的电压值。本申请实施例中，在负载开启后，电压调整信号能够将电源模块输出的电源驱动电压调整至小于负载的开启电压，并仅维持负载两端的压降即可，进而有效消除负载的开启电压与负载的压降之间的电压差所产生的热损耗，从而减小电路系统的热损耗。
如图1所示，图1示意性地示出了本申请实施例提供的一种驱动电路100。驱动电路100用于为负载10供电。具体地，驱动电路100包括电源模块110以及信号发生模块120，其中，电源模块110包括输出端以及反馈端，电源模块110的输出端输出电源驱动电压，以用于为负载10供电；信号发生模块120连接于电源模块110的反馈端，且用于在负载10开启后输出电压调整信号至反馈端，电压调整信号用于减小电源驱动电压的电压值。
在本实施例中，电源模块110可以是但不限于是直流-直流(DC-to-DC)转换器。电源模块110可以将外部的电源信号转换为一固定的电源驱动电压，并通过其输出端将电源驱动电压输出至负载10，该电源驱动电压能够为负载10提供稳定的电源。本申请实施例中，负载10可以是但不限于是发光二极管。值得说明的是，该负载10可以具有开启电压，只有当电源驱动电压的电压值不小于负载10的开启电压时，负载10才能够导通。在负载10导通开启之后，负载10两端维持负载10工作的电压将小于该负载10的开启电压。以负载10为LED为例，LED在导通之后，其两端的压降通常小于LED的开启电压，且LED两端的压降通常小于开启电压0.6V以上。
进一步地，在通过电源驱动电压驱动负载10之后，信号发生模块120输出一电压调整信号至电源模块110的反馈端。值得说明的是，电源模块110的反馈端的输入信号能够调整电源模块110的输出端的输出电压，因此该电压调整信号能够对电源模块110输出的电源驱动电压进行调整。本实施例中，该电压调整信号用于减小电源驱动电压的电压值，例如可以将电源驱动电压的电压值减小至负载10的开启电压与导通压降之间，此时可以有效减小现有技术中因电源驱动电压在高于负载10开启电压的情况下，负载10的开启电压与负载10的压降之间的电压差所产生的热损耗，进而减小电路系统的热损耗。
由此可见，本申请实施例的驱动电路100在电源模块110输出电源驱动电压启动负载10之后，通过信号发生模块120输出电压调整信号至电源模块110的反馈端来减小电源驱动电压的电压值，使电源驱动电压仅维持负载10两端的压降即可，进而有效消除负载10的开启电压与负载10的压降之间的电压差所产生的热损耗，从而减小电路系统的热损耗。
为了更好地对本申请实施例提供的驱动电路100进行说明，如图2所示，示出了本申请实施例提供的驱动电路100的一种结构示意图。
电源模块110包括输入端VIN、输出端SW以及反馈端FB。其中，电源模块110的输入端VIN用于接收外部的电源信号。本实施例中，负载10为二极管D1。电源模块110的输出端SW连接于二极管D1的正极。进一步地，驱动电路100还包括开关模块130，开关模块130的一端连接负载10的第二端，另一端接地，控制端用于接收控制信号。本实施例中，开关模块130为MOS管Q1。在一些实施方式中，开关模块130可以为MOS管、三极管、晶闸管中的任一种或多种组合。具体地，MOS管Q1的一端连接于二极管D1的负极，另一端接地，控制端用于接收外部的控制信号，该控制信号可以控制MOS管Q1的启闭，进而导通或关断二极管D1的供电回路。电源模块110的反馈端FB连接于信号发生模块120。
进一步地，驱动电路100还包括电感L1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2以及电容C3。其中，电感L1的第一端连接于电源模块110的输出端SW、电感L1的第二端连接于二极管D1正极；电阻R1的一端连接于电感L1的第二端、另一端连接于电源模块110的反馈端FB；电容C1的一端连接于电感L1的第二端，另一端连接于电源模块110的反馈端FB；电阻R2的一端连接于电源模块110的反馈端FB，另一端接地；电阻R3的一端连接于二极管D1的负极、另一端连接于MOS管Q1的漏极；MOS管Q1的源极接地。电容C2的一端连接于电感L1的第二端、另一端接地。电容C3的一端用于接收外部电源信号、另一端连接于电源模块110的接地端。
进一步地，开关模块130还可以包括电阻R4以及电阻R5。其中，电阻R4的一端用于接收外部的控制信号、另一端连接于MOS管Q1的栅极；电阻R5的一端连接于MOS管Q1的栅极、另一端连接于MOS管Q1的源极。
本实施例中，电源模块110将外部电源信号VIN转换为驱动二极管D1的电源驱动电压VLED，该电源驱动电压VLED为一固定值。当MIOS管Q1的栅极接收到高电平时MOS管Q1开启，二极管Q1的供电回路导通。若二极管D1开启，此时电源驱动电压VLED需满足：Vled≥Vfon+IR3+Vds。其中，Vled为电源模块110的输出端的电源驱动电压；Vfon为二极管D1的开启电压；I为二极管D1的电流；R3为电阻R3的阻值；Vds为MOS管Q1的漏源电压。在二极管D1开启后，二极管D1的压降VF会逐渐减小，在驱动电流保持不变的情况下，二极管D1的压降VF会减小至一固定值。
通常地，在稳定之后，二极管D1的压降VF与二极管D1的开启电压VFon相差0.6V以上。此时电路系统的热功耗在排除二极管D1工作产生的热功耗之外，其余的热功耗P1为：P1＝(Vled-Vf)*I；其中，Vled为电源驱动电压VLED；Vf为二极管D1稳定后的压降；I为二极管D1的电流。进一步地，热损耗P1也可表示为：P1＝I*Vds+I2R3。
进一步地，在二极管D1开启后，信号发生模块120输出电压调整信号至电源模块110的反馈端FB，进而使得电源驱动电压VLED减小。由于在二极管D1开启后，二极管D1的压降VF已经固定，此时减小后的电源驱动电压VLED2只需满足：Vled2≥Vf+IR3+Vds。
在电源驱动电压减小之后，此时电路系统的热功耗在排除二极管D1工作产生的热功耗之外，其余的热功耗P2为：P2＝(Vled2-Vf)*I；其中，Vled2为减小后的电源驱动电压VLED2。由于电源驱动电压VLED2小于电源驱动电压VLED，因此热功耗P2小于热功耗P1。由此可见，本实施例中驱动电路100在电源模块110输出电源驱动电压启动负载10之后，通过信号发生模块120输出电压调整信号至电源模块110的反馈端来减小电源驱动电压的电压值，能够有效减小电路系统的热损耗，在减小电路系统的热损耗之后，驱动电路100的电源效率也能够有效提高。
作为一种实施方式，如图3所示，信号发生模块120包括第一信号发生单元121以及滤波单元122，其中，第一信号发生单元121连接于滤波单元122的一端，滤波单元122的另一端连接于电源模块110的反馈端。
其中，第一信号发生单元121用于产生电压调整信号，并发送至滤波单元122，滤波单元122将电压调整信号进行滤波以后发送至电源模块110的反馈端。例如，第一信号发生单元121可以产生用于调控电源模块110反馈端电压的脉冲宽度调制(Pulse WidthModulation,PWM)信号，接着通过滤波单元122的滤波以后，形成一个固定的电平信号，反馈至电源模块110的反馈端，从而调节反馈端的电压信号。
本实施例方式中，第一信号发生单元121包括信号发生电路1211以及占空比调节电路1212。其中，信号发生电路1211连接于滤波单元122，占空比调节电路连接于信号发生电路1211。信号发生电路1211用于产生控制电源模块110反馈端的电压信号的PWM信号，占空比调节电路1212能够对PWM信号的占空比进行调节，产生不同的电压调整信号。对于不同的二极管来说，其开启电压以及压降也各有不同，通过占空比调节电路1212灵活地配置电压调整信号，能够适配不同的二极管类型，使每个二极管达到最佳能效，并且使得每个电流点都处在最佳效率。
本实施方式中，滤波单元122可以是RC滤波电路。其中，RC滤波电路包括电阻R6以及电容C4。电阻R6的第一端连接于信号发生单元，第二端连接于电源模块110的反馈端；电容C4的第一端连接于电阻R6的第二端，第二端接地。进一步地，信号发生模块120还包括电阻R7，电阻R7的一端连接于电源模块110的反馈端，另一端接地。
作为另一种实施方式，如图4所示，信号发生模块120包括第二信号发生单元123以及开关单元124。第二信号发生单元123连接于开关单元124的控制端，开关单元124的第一端接地，第二端连接于电源模块110的反馈端。
第二信号发生单元123用于产生控制开关单元124导通的高电平并发送开关单元124，当开关单元124被控制导通后，输出电压调整信号至电源模块110的反馈端，从而改变电源模块110的反馈端的电压值。
本实施方式中，开关单元为MOS管Q3。在一些实施方式中，开关单元可以为三极管、MOS管、晶闸管中的任一种或多种组合。进一步地，信号发生模块120还包括电阻R8以及电阻R9。电阻R8的一端连接于第二信号发生单元、另一端连接于MOS管Q2的栅极。电阻R9的一端连接于电源模块110的反馈端、另一端连接于MOS管Q2的漏极。MOS管Q2的源极接地。
在MOS管Q2导通之后，电阻R8和电阻R9形成并联，进而输出电压调整信号至电源模块110的反馈端，使得电源模块110的反馈端的电压改变，从而改变电源模块110输出端的电源驱动电压。对于不同的二极管来说，其开启电压以及压降也各有不同，通过合理地对电阻R9进行取值，能够将电源驱动电压调整到合适的值，进而能够适配不同的二极管类型，使每个二极管达到最佳能效，并且使得每个电流点都处在最佳效率。
本申请实施例提供的驱动电路用于驱动负载，其中驱动电路包括电源模块以及信号发生模块，电源模块包括输出端以及反馈端，输出端输出电源驱动电压，以用于为负载供电；信号发生模块连接于电源模块的反馈端，且用于在负载开启后输出电压调整信号至反馈端，该电压调整信号用于减小电源驱动电压的电压值。本申请实施例中，在负载开启后，电压调整信号能够将电源模块输出的电源驱动电压调整至小于负载的开启电压，并仅维持负载两端的压降即可，进而有效消除负载的开启电压与负载的压降之间的电压差所产生的热损耗，从而减小电路系统的热损耗。
如图5所示，本申请实施例还提供了一种智能设备200，该智能设备200包括设备主体210以及上述的驱动电路100。其中上述的驱动电路100设于设备主体210内。智能设备200可以是但不限于是智能设备、路由器、手机、手表、平板、电脑、冰箱、电视等。
在一些实施例中，主要针对智能照明设备进行说明，智能照明设备可以是但不限于是筒灯、射灯、球泡灯、吸顶灯、灯带以及磁吸灯。
本申请实施例提供的智能设备设置有驱动电路，本申请实施例提供的一种驱动电路以及智能设备，该驱动电路用于驱动负载，其中驱动电路包括电源模块以及信号发生模块，电源模块包括输出端以及反馈端，输出端输出电源驱动电压，以用于为负载供电；信号发生模块连接于电源模块的反馈端，且用于在负载开启后输出电压调整信号至反馈端，该电压调整信号用于减小电源驱动电压的电压值。本申请实施例中，在负载开启后，电压调整信号能够将电源模块输出的电源驱动电压调整至小于负载的开启电压，并仅维持负载两端的压降即可，进而有效消除负载的开启电压与负载的压降之间的电压差所产生的热损耗，从而减小电路系统的热损耗。
应当理解，上述各实施例中任意电路模块或元器件之间的连接并不仅限于直接连接，而包括任何能实现其信号传输路径的连接方式。例如，A模块与B模块连接，可以是指A模块与B模块直接连接，A模块与B模块之间直接传输信号；也可以是指A模块通过其他的电路模块或元器件与B模块间接连接，A模块与B模块之间通过其他的电路模块或元器件进行信号处理和传输。
以上所述，仅是本申请的较佳实施例而已，并非对本申请作任何形式上的限制，虽然本申请已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本申请，任何本领域技术人员，在不脱离本申请技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本申请技术方案内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本申请技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种驱动电路，用于驱动负载，其特征在于，包括：
电源模块，包括输出端以及反馈端，所述输出端输出电源驱动电压，以用于为所述负载供电；以及
信号发生模块，连接于所述电源模块的反馈端，所述信号发生模块用于在所述负载开启后输出电压调整信号至所述反馈端，所述电压调整信号用于减小所述电源驱动电压的电压值。
2.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述信号发生模块包括：
第一信号发生单元；以及
滤波单元，一端连接于所述第一信号发生单元，另一端连接于所述电源模块的反馈端。
3.如权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，所述第一信号发生单元包括：
信号发生电路，连接于所述滤波单元；以及
占空比调节电路，连接于所述信号发生电路。
4.如权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，所述滤波单元包括：
第一电阻，第一端连接于所述第一信号发生单元，第二端连接于所述电源模块的反馈端；以及
第一电容，第一端连接于所述第一电阻的第二端，另一端接地。
5.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述信号发生模块包括：
第二信号发生单元；以及
开关单元，一端连接于所述电源模块的反馈端，另一端接地，控制端连接于所述第二信号发生单元。
6.如权利要求5所述的驱动电路，其特征在于，所述开关单元为MOS管。
7.如权利要求1～6任一项所述的驱动电路，其特征在于，所述电源模块的输出端用于连接所述负载的第一端；所述驱动电路还包括开关模块，所述开关模块的一端用于连接所述负载的第二端，另一端接地，控制端用于接收控制信号。
8.如权利要求1～6任一项所述的驱动电路，其特征在于，所述电源模块为DC-DC芯片。
9.如权利要求1～6任一项所述的驱动电路，其特征在于，所述负载为发光二极管。
10.一种智能设备，其特征在于，包括设备主体以及设于所述设备主体内的如上述权利要求1～9任一项所述的驱动电路。
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