线性恒功率LED驱动电路及方法技术

本发明专利技术提供一种线性恒功率LED驱动电路及方法，单段式线性恒功率LED驱动电路包括：电压输入模块、LED负载、功率开关管、采样电阻、补偿电、电流控制模块及比较模块。本发明专利技术的线性恒功率LED驱动电路及方法由补偿电容实现交流周期内平均电流的控制，利用高压降电流实现宽输入电压范围内的恒功率输出，并减少系统在高输入电压的情况下的发热；本发明专利技术的线性恒功率LED驱动电路及方法，整个系统的控制结构简单，实现外围电路最简化。

【技术实现步骤摘要】
线性恒功率LED驱动电路及方法
本专利技术涉及电路设计领域，特别是涉及一种线性恒功率LED驱动电路及方法。
技术介绍
LED是一种能发光的半导体电子元件，这种电子元件早期只能发出低光度的红光，随着技术的不断进步，现在已发展到能发出可见光、红外线及紫外线的程度，光度也有了很大的提高。LED具有效率高、寿命长、不易破损、开关速度高、高可靠性等传统光源不及的优点，已被广泛应用于指示灯、显示器及照明领域。如图1所示为线性LED驱动常见的结构，交流电压AC通过整流桥后转化为输入电压VIN，并向LED灯段供电，所述LED灯段由n个LED灯串联形成，所述LED灯段的输出端连接恒流控制芯片，通过恒流控制芯片内的恒流控制管的开关实现恒流控制，电容C和电阻R并联于输入电压的两端，为可调器件。当输入电压高于LED电压时，LED有恒定电流流过，当输入交流电压不断变化时，由于整个交流周期内LED流过电流的时间会不同，从而造成输出平均电流不同。当输入交流电压越高时，输出电流会越大，同时，由于是线性系统，效率损失也会增加，从而会造成系统发热更加厉害，影响系统的性能及安全。为了减小高输入电压时的输出电流及发热，在输入电压高于LED电压一定值时，可以根据输入电压按一定比例降低输出电流，从而减少系统的发热。然而，该方法输出的平均电流无法跟随输入电压的变化做到一致，只是在一个小范围内近似保持不变，一旦输入电压过高，输出平均电流会很快下降。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种线性恒功率LED驱动电路及方法，用于解决现有技术中线性LED驱动电路在输入电压较高时，输出电流随之增大，无法实现恒功率输出，而导致系统发热的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种单段式线性恒功率LED驱动电路，所述单段式线性恒功率LED驱动电路至少包括：电压输入模块，适于提供输入电压；LED负载，与所述电压输入模块的输出端相连接，由所述电压输入模块供电；功率开关管，所述功率开关管的漏极与所述LED负载的输出端相连接，适于通过其自身的导通和截止实现所述LED负载的恒功率控制；采样电阻，一端与所述功率开关管的源极相连接，另一端接地，适于对流经所述功率开关管的电流进行采样，并将采样电流转化为采样电压；补偿电容，一端接地；电流控制模块，与所述补偿电容的另一端及所述采样电阻相连接，适于接收所述采样电阻采集的采样电压，并依据所述采样电压对所述补偿电容进行积分，产生一参考电压以限制流经所述功率开关管的峰值电流；比较模块，与所述采样电阻、所述电流控制模块及所述功率开关管的栅极，适于将所述采样电阻采集的采样电压与所述参考电压进行比较，以产生控制所述功率开关管开关的控制信号，进而实现恒功率输出。优选地，所述单段式线性恒功率LED驱动电路还包括一工作电压产生电路，所述工作电压产生电路的一端与所述电压输入模块的输出端相连接，另一端接地，适于为所述单段式线性恒功率LED驱动电路中各模块提供工作电压。优选地，所述工作电压产生电路包括工作电压产生模块及储能电容；所述工作电压产生模块与所述电压输入模块的输出端相连接；所述储能电容一端与所述工作电压产生模块相连接，另一端接地。本专利技术还提供一种上述单段式线性恒功率LED驱动电路的驱动方法，所述单段式线性恒功率LED驱动方法至少包括：当输入电压大于LED负载的导通电压时，所述LED负载及功率开关管导通；采集流经所述LED负载及所述功率开关管的电流，并将所述电流转化为采样电压；依据所述采样电压对补偿电容积分以产生一参考电压；将所述参考电压与所述采样电压进行比较，以产生控制所述功率开关管开关的控制信号，进而实现恒功率输出。本专利技术还提供一种多段式线性恒功率LED驱动电路，所述多段式线性恒功率LED驱动电路至少包括：电压输入模块，适于提供输入电压；多个LED负载，所述LED负载依次串接后与所述电压输入模块的输出端相连接，由所述电压输入模块供电；多个功率开关管，与所述LED负载一一对应设置，所述功率开关管的漏极与与其相对应的所述LED负载的输出端相连接，适于通过其自身的导通和截止实现所述LED负载的恒功率控制；采样电阻，一端与所有所述功率开关管的源极相连接，另一端接地，适于对流经各个所述功率开关管的电流进行采样，并将采样电流转化为采样电压；补偿电容，一端接地；电流控制模块，与所述补偿电容的另一端及所述采样电阻相连接，适于接收所述采样电阻采集的采样电压，并依据所述采样电压对所述补偿电容进行积分，产生多个参考电压以限制流经各个所述功率开关管的峰值电流；多个比较模块，与所述功率开关管一一对应设置，所述比较模块均与所述采样电阻及所述电流控制模块相连接，且所述比较模块与与其相对应的所述功率开关管的栅极相连接，适于将所述采样电阻采集的采样电压与相应的所述参考电压进行比较，以产生控制与其相对应的所述功率开关管开关的控制信号，进而实现恒功率输出。优选地，所述电流控制模块产生的多个参考电压的大小不同。更优选地，所述电流控制模块产生的多个参考电压依次增大。优选地，所述多段式线性恒功率LED驱动电路还包括一工作电压产生电路，所述工作电压产生电路的一端与所述电压输入模块的输出端相连接，另一端接地，适于为所述单段式线性恒功率LED驱动电路中各模块提供工作电压；所述工作电压产生电路的一端连接所述电压输入模块的输出端，另一端通过一储能电容接地。更优选地，所述工作电压产生电路包括工作电压产生模块及储能电容；所述工作电压产生模块与所述电压输入模块的输出端相连接；所述储能电容一端与所述工作电压产生模块相连接，另一端接地。本专利技术还提供一种多段式恒功率LED驱动电路的驱动方法，所述多段式线性恒功率LED驱动方法至少包括：随着输入电压的逐步升高，当输入电压大于LED负载的导通电压时，相应的所述LED负载及功率开关管依次导通；采集流经所述LED负载及所述功率开关管的电流，并将所述电流转化为采样电压；依据所述采样电压对补偿电容积分以产生多个参考电压；将相应的所述参考电压与所述采样电压进行比较，以产生控制所述功率开关管开关的控制信号，进而实现恒功率输出。优选地，产生的多个参考电压的大小不同。更为优选地，产生的多个参考电压依次增大。如上所述，本专利技术的线性恒功率LED驱动电路及方法，具有以下有益效果：1、本专利技术的线性恒功率LED驱动电路及方法由补偿电容实现交流周期内平均电流的控制，利用高压降电流实现宽输入电压范围内的恒功率输出，并减少系统在高输入电压的情况下的发热。2、本专利技术的线性恒功率LED驱动电路及方法，整个系统的控制结构简单，实现外围电路最简化。附图说明图1显示为现有技术中的单段式线性LED驱动结构示意图。图2显示为本专利技术实施例一中提供的单段式线性恒功率LED驱动电路示意图。图3显示为本专利技术实施例一中提供的单段式线性恒功率LED驱动电路的工作波形示意图。图4显示为本专利技术实施例二中提供的单段式线性恒功率LED驱动电路的驱动方法的流程图。图5显示为本专利技术实施例三中提供的多段式线性恒功率LED驱动电路示意图。图6显示为本专利技术实施例三中提供的多段式线性恒功率LED驱动电路的工作波形示意图。图7显示为本专利技术实施例四中提供的多段式线性恒功率LED驱动电路的驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单段式线性恒功率LED驱动电路，其特征在于，所述单段式线性恒功率LED驱动电路至少包括：电压输入模块，适于提供输入电压；LED负载，与所述电压输入模块的输出端相连接，由所述电压输入模块供电；功率开关管，所述功率开关管的漏极与所述LED负载的输出端相连接，适于通过其自身的导通和截止实现所述LED负载的恒功率控制；采样电阻，一端与所述功率开关管的源极相连接，另一端接地，适于对流经所述功率开关管的电流进行采样，并将采样电流转化为采样电压；补偿电容，一端接地；电流控制模块，与所述补偿电容的另一端及所述采样电阻相连接，适于接收所述采样电阻采集的采样电压，并依据所述采样电压对所述补偿电容进行积分，产生一参考电压以限制流经所述功率开关管的峰值电流；比较模块，与所述采样电阻、所述电流控制模块及所述功率开关管的栅极相连接，适于将所述采样电阻采集的采样电压与所述参考电压进行比较，以产生控制所述功率开关管开关的控制信号，进而实现恒功率输出。

【技术特征摘要】
1.一种单段式线性恒功率LED驱动电路，其特征在于，所述单段式线性恒功率LED驱动电路至少包括：电压输入模块，适于提供输入电压；LED负载，与所述电压输入模块的输出端相连接，由所述电压输入模块供电；功率开关管，所述功率开关管的漏极与所述LED负载的输出端相连接，适于通过其自身的导通和截止实现所述LED负载的恒功率控制；采样电阻，一端与所述功率开关管的源极相连接，另一端接地，适于对流经所述功率开关管的电流进行采样，并将采样电流转化为采样电压；补偿电容，一端接地；电流控制模块，与所述补偿电容的另一端及所述采样电阻相连接，适于接收所述采样电阻采集的采样电压，并依据所述采样电压对所述补偿电容进行积分，产生一参考电压以限制流经所述功率开关管的峰值电流；比较模块，与所述采样电阻、所述电流控制模块及所述功率开关管的栅极相连接，适于将所述采样电阻采集的采样电压与所述参考电压进行比较，以产生控制所述功率开关管开关的控制信号，进而实现恒功率输出。2.根据权利要求1所述的单段式线性恒功率LED驱动电路，其特征在于：还包括一工作电压产生电路，所述工作电压产生电路的一端与所述电压输入模块的输出端相连接，另一端接地，适于为所述单段式线性恒功率LED驱动电路中各模块提供工作电压。3.根据权利要求2所述的单段式线性恒功率LED驱动电路，其特征在于：所述工作电压产生电路包括工作电压产生模块及储能电容；所述工作电压产生模块与所述电压输入模块的输出端相连接；所述储能电容一端与所述工作电压产生模块相连接，另一端接地。4.一种如权利要求1～3中任意一项所述的单段式线性恒功率LED驱动电路的驱动方法，其特征在于，所述单段式线性恒功率LED驱动方法至少包括：当输入电压大于LED负载的导通电压时，所述LED负载及功率开关管导通；采集流经所述LED负载及所述功率开关管的电流，并将所述电流转化为采样电压；依据所述采样电压对补偿电容积分以产生一参考电压；将所述参考电压与所述采样电压进行比较，以产生控制所述功率开关管开关的控制信号，进而实现恒功率输出。5.一种多段式线性恒功率LED驱动电路，其特征在于，所述多段式线性恒功率LED驱动电路至少包括：电压输入模块，适于提供输入电压；多个LED负载，所述LED负载依次串接后与所述电压输入模块的输出端相连接，由所述电压输入模块供电；多个功率开关管，与所述LED负载一一对应设置，所述功率开关管的漏极与与其相对应的所述LED负载的输出端相连接，适于通过其自身的导通和截止实现所述LED负载的恒功...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴泉清，刘军，李国成，卢圣晟，
申请(专利权)人：华润矽威科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31