一种LED驱动电路和控制方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种LED驱动电路和控制方法，用于根据输入电压驱动LED灯，LED驱动电路包括：控制电路，用于根据输入电压产生控制信号；以及恒流电路，与LED灯串联，用于根据控制信号调节流过LED灯的驱动电流，可适用于不同的输入电压范围，确保输入功率在额定功率范围内，提高系统的可靠性和安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种LED驱动电路和控制方法
本专利技术涉及LED照明
，具体涉及一种LED驱动电路和控制方法。
技术介绍
LED(LightEmittingDiode，发光二极管)相对于传统光源具有体积小、节能、寿命长、高亮度和环保等优点，因此广泛用于室内和室外照明。LED灯的亮度与驱动电流相关，相应的驱动方案为线性驱动方案和开关驱动方案。二者分别采用线性调节晶体管和开关控制晶体管的方式调节驱动电流。图1示出根据现有技术的LED驱动电路的示意性电路图。如图1所示，LED驱动电路100包括交流电流源101、整流桥102、输入电容Cin、电流采样电阻Rs、线性恒流模块110。整流桥102的两个输出端之间提供输入电压Vin。LED灯103与线性恒流模块110和电流采样电阻Rs串联连接在整流桥103的两个输出端之间。线性恒流模块110包括功率管112和放大器111。放大器111将电流采样电阻Rs获得的电流采样信号与参考电压Vref进行比较，根据二者的差值产生驱动信号，控制功率管112中流过的驱动电流。在电路稳定后，线性恒流模块110控制的驱动电流的值为Vref/Rs。在上述的LED驱动电路中，要求输入电压Vin大于LED灯的负载电压，否则无法输出额定的电流。同时由于线性恒流芯片上的压降为输入电压与输出负载电压的差值，因此线性恒流系统芯片上的功耗与输入电压直接相关，输入电压越高，效率越低。为了确保足够的光效，现有的LED驱动电路的输入电压范围一般为220Vac～240Vac或110Vac～130Vac，当输入电压超过上述的输入电压范围的上限后，会造成输入功率大于额定功率，进而影响到LED灯和驱动电路的寿命，以及系统的可靠性和安全性。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术用于提供一种LED驱动电路，可适用于不同的输入电压范围，确保输入功率在额定功率范围内，提高系统的可靠性和安全性。根据本专利技术的第一方面提供了一种LED驱动电路，用于根据输入电压驱动LED灯，所述LED驱动电路包括：控制电路，用于根据所述输入电压产生控制信号；以及恒流电路，与所述LED灯串联，用于根据所述控制信号调节流过所述LED灯的驱动电流，以将所述LED灯的输出功率稳定于额定功率范围。优选地，所述控制信号为电压信号，所述恒流电路包括：第一功率管，用于控制流过所述LED灯的驱动电流；第一电流采样电阻，与所述第一功率管串联连接，用于提供第一电流采样信号；以及第一放大器，用于根据所述控制信号以及所述第一电流采样信号调节所述驱动电流。优选地，所述控制信号为电流信号，所述恒流电路包括：第二功率管，用于控制流过所述LED灯的驱动电流；第二电流采样电阻，与所述第二功率管串联连接，用于提供第二电流采样信号；第二放大器，用于将基准电压与电压反馈信号相比较以调节所述驱动电流；以及第一反馈电阻，连接在所述第二放大器的反相输入端与所述第二功率管的源极之间，其中，所述第一反馈电阻用于将所述控制信号和所述第二电流采样信号叠加以得到所述电压反馈信号。优选地，所述控制电路包括：电压检测模块，用于采样所述输入电压以得到电压采样信号；以及基准控制模块，用于根据所述电压采样信号得到所述控制信号。优选地，所述基准控制模块包括：电流产生单元，用于根据所述电压采样信号产生调节电流；以及输出单元，与所述电流产生单元连接于输出节点，用于根据所述调节电流提供所述控制信号。优选地，所述电流产生单元包括n个电流子单元，n为大于零的自然数，每个电流子单元用于将所述电压采样信号与对应的阈值电压之间的压差转换为电流信号，其中，所述阈值电压用于表征对应电压区间的最大值或者最小值。优选地，当所述电压采样信号位于第一电压区间时，所述控制信号控制所述驱动电流随所述电压采样信号的增大而减小，当所述电压采样信号位于第二电压区间时，所述控制信号控制所述驱动电流随所述电压采样信号的增大而增大，所述第二电压区间的最小值等于所述第一电压区间的最大值。优选地，所述LED驱动电路还包括：当所述电压采样信号位于第三电压区间时，所述控制信号控制所述驱动电流随所述电压采样信号的增大而减小，所述第三电压区间的最小值等于/大于所述第二电压区间的最大值。优选地，所述第一电压区间和所述第二电压区间位于第一额定电压区间和第二额定电压区间之间的过渡区间。优选地，所述电流产生单元包括：位于第一电流路径上的第一电流子单元，用于根据所述电压采样信号与表征所述第一电压区间的最小值的第一阈值电压的压差得到第一电流，其中，所述第一电流子单元连接于所述输出节点，用于将所述第一电流输出为所述调节电流。优选地,所述电流产生单元还包括：位于第二电流路径上的第二电流子单元，与所述第一电流子单元连接，用于根据所述电压采样信号与表征所述第二电压区间的最小值的第二阈值电压的压差得到第二电流，其中，所述第二电流子单元用于根据所述第二电流补偿所述第一电流。优选地，所述电流产生单元还包括：位于第三电流路径上的第三电流子单元，用于根据所述电压采样信号与表征所述第三电压区间的最小值的第三阈值电压的压差得到第三电流，其中，所述第三电流子单元连接于所述输出节点，用于将所述第三电流输出为所述调节电流。优选地，所述第一电流子单元、第二电流子单元以及所述第三电流子单元分别包括：位于相应电流路径上的第一晶体管和第二反馈电阻；以及分压模块，用于将所述电压采样信号和所述阈值电压相比较以控制所述第一晶体管的导通和关断。优选地，所述分压模块包括多个分压电阻，通过调节所述多个分压电阻的阻值调节所述阈值电压。优选地，所述第一晶体管为NPN型双极性晶体管。优选地，所述输出单元包括：串联连接在参考电压与所述输出节点之间的第一输出电阻，所述第一输出电阻根据所述调节电流得到电压形式的所述控制信号。优选地，所述输出单元包括第二晶体管和第三晶体管，其中，所述第二晶体管和所述第三晶体管构成第一电流镜，用于将所述调节电流转换为电流形式的所述控制信号。优选地，所述第一电流子单元、所述第二电流子单元以及所述第三电流子单元分别包括：位于相应电流路径上的第四晶体管、第三反馈电阻和第五晶体管；第三放大器，用于根据所述电压采样信号以及所述第四晶体管和所述第三反馈电阻的中间节点的电位驱动所述第四晶体管；以及第四放大器，用于根据所述阈值电压以及所述第五晶体管和所述第三反馈电阻的中间节点的电位驱动所述第三晶体管。优选地，所述电流产生单元还包括：串联连接在所述第一电流路径上的第六晶体管；以及第五放大器，所述第五放大器正相输入端用于接受所述第二阈值电压，反相输入端连接至所述第六晶体管的第一端，输出端连接至所述第六晶体管的控制端，所述第五放大器用于根据所述第二阈值电压驱动所述第六晶体管以限制所述第一电流的电流值。优选地，所述电流产生单元还包括第七晶体管和第八晶体管，其中，所述第七晶体管和所述第八晶体管构成第二电流镜，从而将所述第二电流镜像到所述第一电流路径以补偿所述第一电流。优选地，所述第四晶体管、所述第五晶体管以及所述第六晶体管分别为N型金属氧化物半导体场效应晶体管，所述第七晶体管和所述第八晶体管分别为P型金属氧化物半导体场效应晶体管。优选地，所述输出单元包括第九至第十二晶体管以及第二输出电阻，其中，所述第九晶体管、第十晶体管、第十一晶体管以及第十二晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LED驱动电路，用于根据输入电压驱动LED灯，其特征在于，所述LED驱动电路包括：控制电路，用于根据所述输入电压产生控制信号；以及恒流电路，与所述LED灯串联，用于根据所述控制信号调节流过所述LED灯的驱动电流，以将所述LED灯的输出功率稳定于额定功率范围。

【技术特征摘要】
1.一种LED驱动电路，用于根据输入电压驱动LED灯，其特征在于，所述LED驱动电路包括：控制电路，用于根据所述输入电压产生控制信号；以及恒流电路，与所述LED灯串联，用于根据所述控制信号调节流过所述LED灯的驱动电流，以将所述LED灯的输出功率稳定于额定功率范围。2.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述控制信号为电压信号，所述恒流电路包括：第一功率管，用于控制流过所述LED灯的驱动电流；第一电流采样电阻，与所述第一功率管串联连接，用于提供第一电流采样信号；以及第一放大器，用于根据所述控制信号以及所述第一电流采样信号调节所述驱动电流。3.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述控制信号为电流信号，所述恒流电路包括：第二功率管，用于控制流过所述LED灯的驱动电流；第二电流采样电阻，与所述第二功率管串联连接，用于提供第二电流采样信号；第二放大器，用于将基准电压与电压反馈信号相比较以调节所述驱动电流；以及第一反馈电阻，连接在所述第二放大器的反相输入端与所述第二功率管的源极之间，其中，所述第一反馈电阻用于将所述控制信号和所述第二电流采样信号叠加以得到所述电压反馈信号。4.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述控制电路包括：电压检测模块，用于采样所述输入电压以得到电压采样信号；以及基准控制模块，用于根据所述电压采样信号得到所述控制信号。5.根据权利要求4所述的LED驱动电路，其特征在于，所述基准控制模块包括：电流产生单元，用于根据所述电压采样信号产生调节电流；以及输出单元，与所述电流产生单元连接于输出节点，用于根据所述调节电流提供所述控制信号。6.根据权利要求5所述的LED驱动电路，其特征在于，所述电流产生单元包括n个电流子单元，n为大于零的自然数，每个电流子单元用于将所述电压采样信号与对应的阈值电压之间的压差转换为电流信号，其中，所述阈值电压用于表征对应电压区间的最大值或者最小值。7.根据权利要求6所述的LED驱动电路，其特征在于，当所述电压采样信号位于第一电压区间时，所述控制信号控制所述驱动电流随所述电压采样信号的增大而减小，当所述电压采样信号位于第二电压区间时，所述控制信号控制所述驱动电流随所述电压采样信号的增大而增大，所述第二电压区间的最小值等于所述第一电压区间的最大值。8.根据权利要求7所述的LED驱动电路，其特征在于，还包括：当所述电压采样信号位于第三电压区间时，所述控制信号控制所述驱动电流随所述电压采样信号的增大而减小，所述第三电压区间的最小值等于/大于所述第二电压区间的最大值。9.根据权利要求7所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第一电压区间和所述第二电压区间位于第一额定电压区间和第二额定电压区间之间的过渡区间。10.根据权利要求8所述的LED驱动电路，其特征在于，所述电流产生单元包括：位于第一电流路径上的第一电流子单元，用于根据所述电压采样信号与表征所述第一电压区间的最小值的第一阈值电压的压差得到第一电流，其中，所述第一电流子单元连接于所述输出节点，用于将所述第一电流输出为所述调节电流。11.根据权利要求10所述的LED驱动电路，其特征在于,所述电流产生单元还包括：位于第二电流路径上的第二电流子单元，与所述第一电流子单元连接，用于根据所述电压采样信号与表征所述第二电压区间的最小值的第二阈值电压的压差得到第二电流，其中，所述第二电流子单元用于根据所述第二电流补偿所述第一电流。12.根据权利要求11所述的LED驱动电路，其特征在于，所述电流产生单元还包括：位于第三电流路径上的第三电流子单元，用于根据所述电压采样信号与表征所述第三电压区间的最小值的第三阈值电压的压差得到第三电流，其中，所述第三电流子单元连接于所述输出节点，用于将所述第三电流输出为所述调节电流。13.根据权利要求12所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第一电流子单元、第二电流子单元以及所述第三电流子单元分别包括：位于相应电流路径上的第一晶体管和第二反馈电阻；以及分压模块，用于将所述电压采样信号和所述阈值电压相比较以控制所述第一晶体管的导通和关断。14.根据权利要求13所述的LED驱动电路，其特征在于，所述分压模块包括多个分压电阻，通过调节所述多个分压电阻的阻值调节所述阈值电压。15.根据权利要求13所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第一晶体管为NPN型双极性晶体管。16.根据权利要求13所述的LED驱动电路，其特征在于，所述输出单元包括：串联连接在参考电压与所述输出节点之间的第一输出电阻，所述第一输出电阻根据所述调节电流得到电压形式的所述控制信号。17.根据权利要求13所述的LED驱动电路，其特征在于，所述输出单元包括第二晶体管和第三晶体管，其中，所述第二晶体管和所述第三晶体管构成第一电流镜，用于将所述调节电流转换为电流形式的所述控制信号。18.根据权利要求12所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第一电流子单元、所述第二电流子单元以及所述第三电流子单元分别包括：位于相应电流路径上的第四晶体管、第三反馈电阻和第五晶体管；第三放大器，用于根据所述电压采样信号以及所述第四晶体管和所述第三反馈电阻的中间节点的电位驱动所述第四晶体管；以及第四放大器，用于根据所述阈值电压以及所述第五晶体管和所述第三反馈电阻的中间节点的电位驱动所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：林星宇，张腾，蔡拥军，姚云龙，
申请(专利权)人：杭州士兰微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33