具有调光控制功能的恒流LED驱动电路制造技术

一种示范性的具有调光控制功能的恒流LED驱动电路。该电路采用反激变换器拓扑结构、初级侧功率因数校正(PFC)控制器、包括电流调控和电压调控功能的次级侧控制器、以及调光控制电路。该调光控制电路包括可选择的调光控制信号，该调光控制信号与感测输出电流信号叠加，以提供输送至次级控制器的控制信号，从而实现输出电流控制。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种示范性的具有调光控制功能的恒流LED驱动电路。该电路采用反激变换器拓扑结构、初级侧功率因数校正(PFC)控制器、包括电流调控和电压调控功能的次级侧控制器、以及调光控制电路。该调光控制电路包括可选择的调光控制信号，该调光控制信号与感测输出电流信号叠加，以提供输送至次级控制器的控制信号，从而实现输出电流控制。【专利说明】具有调光控制功能的恒流LED驱动电路
本专利技术涉及LED驱动电路，具体涉及一种结合有调光控制功能的变压器耦合开关 LED驱动电路。
技术介绍
为了实现亮度调节和降低能耗，需要照明调光控制。现有的提供调光功能的LED 驱动电路设计通常包括专用于提供调光功能的控制集成电路，或者需要增加电路复杂性和 成本以实现调光，包括通过控制信号或交流电源的三端双向可控硅开关（TRIAC)控制来实 现调光。 变压器耦合开关调压器常常用作LED驱动电路。通常用于较高功率LED照明应用 的一种此类驱动电路为反激变换器，它能实现较高的效率。为了实现调光，必须减小提供给 LED的平均电流。例如，可通过提供脉宽调制（PWM)来减小平均电流；但是，这种方式在反 激变换器中难以采用，因而限制了实际的可用调光范围。 利用功率因数校正（PFC)控制器的反激变换器（例如以转换模式工作的电流模式 PFC控制器）能够为LED提供隔离、低成本、组件较少的电源。带有PFC控制器的逆向变换 器特别有利于较高功率的LED，在保持高效率的同时能减少线路供电电流的失真。虽然这种 驱动电路可用于高效地为特定的LED负载提供恒流电源，但是通过减小由恒流电源提供的 电流来实现调光控制通常会使电路的复杂性和成本大大增加。 因此，需要提供一种利用电流模式PFC控制器的LED驱动电路的调光控制方法，该 方法不需要增加昂贵的电路组件，也不会提高电路的复杂性，从而避免增加现有技术中揭 示的典型驱动电路控制配置的实现成本。
技术实现思路
本专利技术可包含所附权利要求中所论述的一项或多项功能特性、和/或包含以下所 列功能特性中的一种或多种及这些功能特性的一种或多种组合。 LED具有恒压负载的性质，因此LED驱动电路通常通过控制电流来提供恒流电源。 一种常见的开关型LED驱动电路配置采用反激变压器、初级侧的PFC控制器、以及次级侧负 载输出的反馈信号。在这种LED驱动装置中，用于提供恒定电流的电路有助于LED在很长 的寿命期内保持良好的可靠性。在这种典型的PFC反激LED驱动电路中，次级侧反馈可由 次级控制器提供，例如电压与电流控制器集成电路以及配套元件。虽然次级控制器还能监 测其它性能指标或状况，但其主要功能是监测感测输出电流，并向初级控制器提供反馈信 号作为响应。反馈信号可由光耦合器隔离，从而提供更实用、更好的电流控制能力，而无需 在驱动装置的初级侧和次级侧之间进行隔离。 在正常、稳定的工作过程中，当提供给LED的电流等于LED的设计负载电流强度 时，感测输出电流信号等于100%设计感测输出电流信号。因而，当感测输出电流信号为 100%时，次级控制器和初级控制器之间的反馈信号中不存在误差，初级控制器保持对初级 侧功率驱动器的当前控制以及提供给LED负载的当前电流强度。当感测输出电流信号高 于或低于LED的设计电流强度时，提供给初级控制器的反馈信号会根据具体情况把输出至 LED的输出电流朝向LED的100%设计负载电流上拉或下拉。 为了对由这种电路驱动的LED进行调光，可以从设计供电电流强度降低提供给 LED的电流；但是，如上所述，该驱动电路设计为向LED提供恒定电流，因此可能需要对电路 控制方案进行一些修改。比较有利的方式是，为了适应用于调光的恒流LED驱动电路设置， 可以简单地更改提供给次级控制器的感测输出电流信号来选择调光，因而无需更改电路的 其余部分（包括初级控制器和次级控制器）。更具体地说，可以通过调光控制信号人为地 提高感测电流信号，使次级控制器的反馈指令初级控制器减小提供给LED的电流，从而对 LED进行调光。 例如，若需要调减到LED设计电流的50%，则可以把感测输出电流信号与等于 50%设计感测输出电流信号强度的调光控制信号相加，从而提高感测输出电流信号。因此， 当感测输出电流信号为设计电流强度的50%并且与调光命令信号相加时，向次级控制器提 供的叠加控制信号为100%。在此例子中，随着调光控制信号从零逐渐增大到50%，在最 初时叠加控制信号会升高到超过100%，次级控制器的反馈会把输出至LED的输出电流向 下拉。因此，随着调光控制信号增大至50%，次级控制器的反馈会调节初级控制器，使输出 电流和感测输出电流信号减小到正常值的50%。类似地，若需要调减至75%，则可以把感 测输出电流信号与设置为25%正常感测输出电流信号的调光控制信号相加，从而当输出至 LED的实际输出电流为正常值的75 %时向次级控制器提供100 %叠加控制信号。 根据本专利技术的一种示范性LED驱动电路包括一个调光控制电路。该电路采用反激 变换器拓扑结构、功率因数校正（PFC)控制器、向PFC控制器提供反馈的次级控制器、以及 调光控制电路。具有调光控制功能的一种示范性LED驱动电路包括为LED驱动电路提供输 出的反激变换器；用于控制反激变换器的初级控制器；向初级控制器提供输出反馈的次级 控制器；输出电流感测电路；以及耦合至输出电流感测电路的调光控制电路，该调光控制 电路提供感测电流信号、可选择的调光控制信号、以及叠加控制信号，该叠加控制信号是感 测电流信号和调光控制信号的和；其特征在于，该叠加控制信号耦合至次级控制器。 初级控制器可为PFC控制器，次级控制器可为电压与电流控制器。初级控制器和 次级控制器能够根据叠加控制信号调节输出电流。调光控制信号可在零值至感测电流信号 最大值的范围内选择。初级控制器和次级控制器提供按调光信号与最大感测电流信号的 比值减小的输出电流。感测电流信号、调光控制信号和叠加控制信号可分别包括电压电平。 感测电流信号可作为耦合至输出电流感测电路的非反相运算放大器的控制电压 输出提供，叠加控制信号是耦合至感测电流信号和调光控制信号的加法运算放大器的控制 电压输出。输出电流感测电路可包括位于LED驱动电路输出低侧的并联电阻。调光控制信 号可在0V和叠加控制信号电压（LED驱动电路为其提供所需的最大电流输出）之间变化。 200毫伏叠加控制信号可提供所需的最大电流输出；调光控制信号可在0和200毫伏之间 变化。该LED驱动电路还可包括TRIAC调光电压输入，以及配置为把TRIAC调光电压按比 例调节至调光控制信号的所需电压范围的运算放大器。 根据本专利技术的另一种LED驱动电路的示范性实施例包括变压器耦合开关调压器， 其中，该开关调压器包括耦合至变压器的初级绕组的功率驱动器；耦合至变压器的次级绕 组的输出；用于控制功率驱动器的初级控制器；向初级控制器提供输出反馈的次级控制 器；输出电流感测电路；以及耦合至输出电流感测电路和次级控制器的调光控制电路。该 调光控制电路可提供感测电流信号、可选择的调光控制信号、以及叠加控制信号，该叠加控 制信号是感测电流信号和调光控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有调光控制功能的恒流LED驱动电路，包括： 反激变换器，其中，LED驱动电路的输出由该反激变换器提供； 用于控制反激变换器的初级控制器； 向初级控制器提供输出反馈的次级控制器； 输出电流感测电路；和 耦合至输出电流感测电路的调光控制电路，该调光控制电路提供感测电流信号、可选择的调光控制信号、以及叠加控制信号，该叠加控制信号是感测电流信号和调光控制信号的和；并且 其特征在于，该叠加控制信号耦合至次级控制器。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：吴铭良，
申请(专利权)人：RAB照明设备公司，
类型：新型
国别省市：美国;US