一种无需辅助绕组供电的LED驱动电路制造技术

本发明专利技术涉及一种无需辅助绕组供电的LED驱动电路，通过检测功率开关MOS管漏极电压相对基准电压的变化，判断续流二极管的电流过零时刻，从而确定续流二极管的关断时间，检测到LED负载的平均电流，实现LED恒流驱动；省去辅助绕组的设计，可简化LED驱动电源设计，缩小LED驱动电源体积，降低LED驱动电源成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及LED驱动
，特别是涉及一种无需辅助绕组供电的LED驱动电路。 
技术介绍
图1是传统的无辅助绕组供电LED驱动电路的简化示意图。如图1所示，主要包括整流桥、恒流控制电路、电容器C1、电容器C2、电容器C3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电感L1、二极管D1、二极管D2。 图1所示恒流驱动电路供电工作原理如下：恒流驱动电路上电后，输入电压通过电阻R1向电容C2充电，充电至电容C2上的电压大于恒流控制电路的开启电压后，恒流控制电路开始工作，当恒流驱动电路稳定工作后，当低压开关MOS晶体管M2开通时，功率开关MOS晶体管M1也导通，采样电阻R2上的电压上升，当采样电阻R2上的电压达到预设阈值时，开关控制逻辑电路输出信号使低压开关MOS晶体管M2关闭，同时功率开关MOS晶体管M1也关闭，馈流二极管D2导通，使功率开关MOS晶体管M1的源极电压被钳位至VCC，同时续流二极管D1开始导通，开关管中的电流很快上升到峰值并开始下降，当续流二极管D1的电流下降到零时，功率开关MOS晶体管M1的漏极电压也开始下降，由于M1的漏极和源极的电容耦合作用，功率开关MOS晶体管M1的源极电压同时开始下降，通过比较功率开关MOS晶体管M1的栅极和源极电压值，从而得到续流二极管D1的关断时间，从而系统检测到LED负载的平均电流，在通过开关控制逻辑电路控制低压开关MOS晶体管M2的开通时刻，从而实现LED恒流驱动的目的。 上述传统的无需辅助绕组供电的非隔离LED驱动电路中，存在如下两个缺点： 第一，采样源极驱动的功率MOS开关管(M1)，因为与通路中的低压驱动MOS管(M2)叠加，所以需要更小的导通电阻，才能保证驱动电路较低的损耗和较高的效率。导通电阻越小，无疑成本会更高。 第二，因为检测续流二极管电流为零时刻的方法是通过比较功率MOS开关管(M1)的栅极和源极电压，而这种方法很难准确检测到过零点，调试过程也非常困难和麻烦，因此会极大地影响产品的上市时间和成品率。 
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种无需辅助绕组供电的LED驱动电路，能够提高 LED驱动电源的性能，简化LED驱动电源的设计，缩小LED驱动电源体积，降低LED驱动电源成本。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种无需辅助绕组供电的LED驱动电路，包括：连接在输入直流电压与地之间的第一电容器，以及并联在所述第一电容器两端的串联连接的第一电阻和第二电容器，还包括电压采样网络、电压基准产生电路、电压比较器、功率开关MOS管、馈通二级管和馈通电容，所述馈通二级管的负极连接在所述第一电阻和第二电容器之间，正极与所述馈通电容的一端相连，所述馈通电容的另一端与所述功率开关MOS管的漏极相连；所述电压采样网络的输入端连接在所述馈通二极管D2的正极和馈通电容之间，输出端连接在电压比较器的第一输入端，用于获取所述功率开关MOS晶体管的漏极电压；所述电压基准产生电路的输出端连接电压比较器的第二输入端，为判断功率开关MOS管漏极电压变化提供参考电压；所述电压比较器的输出端通过开关控制逻辑电路与所述功率开关MOS管的栅极相连，用于比较电压采样网络获取的功率开关MOS管的漏极电压和参考电压，当所述电压比较器的输出结果发生跳变时，得到续流二极管的电流关断时刻；所述功率开关MOS管的漏极连接到与负载连接的磁性耦合器件以及续流二极管的正极，源极连接到采样电阻的一端，所述采样电阻另一端接地。 所述电压采样网络由电阻与电阻，或者电容与电容，或者电阻与电容组合而成。 所述驱动电路还包括过压保护逻辑电路；所述过压保护逻辑电路的一个输入端连接所述电压比较器的输出端，另一个输入端连接最小续流时间计时电路，当所述过压保护逻辑电路检测到续流二极管的导通时间小于预设的最小导通时间时，所述过压保护逻辑电路被触发。 所述开关控制逻辑电路的一个输入端连接所述电压比较器的输出端，另一个输入端连接所述功率开关MOS管的源极，输出端连接所述功率开关MOS管的栅极；当所述采样电阻上的电压达到预设阈值时，所述开关控制逻辑电路输出信号使得所述功率开关MOS晶体管关闭；当所述电压比较器的输出结果发生跳变，得到续流二极管的电流关断时刻时，根据负载的平均电流，所述开关控制逻辑电路输出信号控制所述功率开关MOS管的开通时刻。 所述负载两端还并联有第三电容。 所述磁性耦合器件为电感，所述电感与所述负载并联连接或者串联连接。 所述磁性耦合器件为变压器，所述变压器的副边经所述续流二极管与负载组成回路。 所述续流二极管并联在负载两端或与负载串联。 有益效果 由于采用了上述的技术方案，本专利技术与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果： 本专利技术相对于现有技术而言，对电压采样网络检测得到的功率开关MOS晶体管的漏极电压和标准参考电压进行比较，根据比较结果得到续流二极管D1的电流为零时刻，从而确定续流二极管D1的关断时间，检测到LED负载的平均电流，实现LED恒流驱动；省去辅助绕组的设计，提高了LED驱动电源的性能，简化了LED驱动电源的设计，缩小了LED驱动电源体积，降低了LED驱动电源成本。 本专利技术还设置有过压保护逻辑电路，通过简单的过压保护设计，可以在LED驱动电路输出开路时，防止输出电压过高。 本专利技术还通过馈通电容，从功率开关MOS晶体管的漏极获取电流通过馈流二极管给控制电路供电，可以得到降低供电通路上的电流，使得驱动电路的功耗降低。 另外，本专利技术中LED负载连接的磁性耦合器件可以是电感，也可以是变压器，为LED驱动电路提供隔离型、非隔离型降压或者升降压等多种连接方式，实现方式灵活。 附图说明图1是传统的无辅助绕组LED恒流驱动电路示意图； 图2是根据本专利技术第一实施方式的无需辅助绕组的LED驱动电路与LED负载的非隔离型串联连接示意图； 图3是根据本专利技术第一实施方式的无需辅助绕组的LED驱动电路与LED负载的非隔离型并联连接示意图； 图4是根据本专利技术第一实施方式的无需辅助绕组的LED驱动电路中采样网络示意图； 图5是根据本专利技术第一实施方式的无需辅助绕组的LED驱动电路中各信号点的电压或电流输出示意图。 具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。 本专利技术的第一实施方式涉及一种无需辅助绕组供电的LED驱动电路，如图2所示，包括：连接在输入直流电压与地之间的第一电容器C1，以及并联在所述第一电容器C1两端的串联连接的第一电阻R1和第二电容器C2，还包括电压采样网络202、电压基准产生电路203、电压比较器201、功率开关MOS管M1、馈通二级管D2和馈通电容C4，所述馈通二级管D2的负极连接在所述第一电阻R1和第二电容器C2之间，正极与所述馈通电容C4的一端相连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无需辅助绕组供电的LED驱动电路，包括：连接在输入直流电压与地之间的第一电容器(C1)，以及并联在所述第一电容器(C1)两端的串联连接的第一电阻(R1)和第二电容器(C2)，其特征在于，还包括电压采样网络(202)、电压基准产生电路(203)、电压比较器(201)、功率开关MOS管(M1)、馈通二级管(D2)和馈通电容(C4)，所述馈通二级管(D2)的负极连接在所述第一电阻(R1)和第二电容器(C2)之间，正极与所述馈通电容(C4)的一端相连，所述馈通电容(C4)的另一端与所述功率开关MOS管(M1)的漏极相连；所述电压采样网络(202)的输入端连接在所述馈通二极管(D2)的正极和馈通电容(C4)之间，输出端连接在电压比较器(201)的第一输入端，用于获取所述功率开关MOS晶体管(M1)的漏极电压；所述电压基准产生电路(203)的输出端连接电压比较器(201)的第二输入端，为判断功率开关MOS管(M1)漏极电压变化提供参考电压；所述电压比较器(201)的输出端通过开关控制逻辑电路(204)与所述功率开关MOS管(M1)的栅极相连，用于比较电压采样网络获取的功率开关MOS管(M1)的漏极电压和参考电压，当所述电压比较器(201)的输出结果发生跳变时，得到续流二极管(D1)的电流关断时刻；所述功率开关MOS管(M1)的漏极连接到与负载连接的磁性耦合器件以及续流二极管(D1)的正极，源极连接到采样电阻(R2)的一端，所述采样电阻(R2)另一端接地。...

【技术特征摘要】
1.一种无需辅助绕组供电的LED驱动电路，包括：连接在输入直流电压与地之间的第一
电容器(C1)，以及并联在所述第一电容器(C1)两端的串联连接的第一电阻(R1)
和第二电容器(C2)，其特征在于，还包括电压采样网络(202)、电压基准产生电路
(203)、电压比较器(201)、功率开关MOS管(M1)、馈通二级管(D2)和馈通
电容(C4)，所述馈通二级管(D2)的负极连接在所述第一电阻(R1)和第二电容器
(C2)之间，正极与所述馈通电容(C4)的一端相连，所述馈通电容(C4)的另一端
与所述功率开关MOS管(M1)的漏极相连；所述电压采样网络(202)的输入端连接
在所述馈通二极管(D2)的正极和馈通电容(C4)之间，输出端连接在电压比较器(201)
的第一输入端，用于获取所述功率开关MOS晶体管(M1)的漏极电压；所述电压基
准产生电路(203)的输出端连接电压比较器(201)的第二输入端，为判断功率开关
MOS管(M1)漏极电压变化提供参考电压；所述电压比较器(201)的输出端通过开
关控制逻辑电路(204)与所述功率开关MOS管(M1)的栅极相连，用于比较电压
采样网络获取的功率开关MOS管(M1)的漏极电压和参考电压，当所述电压比较器
(201)的输出结果发生跳变时，得到续流二极管(D1)的电流关断时刻；所述功率
开关MOS管(M1)的漏极连接到与负载连接的磁性耦合器件以及续流二极管(D1)
的正极，源极连接到采样电阻(R2)的一端，所述采样电阻(R2)另一端接地。
2.根据权利要求1所述的无需辅助绕组供电的LED驱动电路，其特征在于，所述电压采
样网络(202)由电阻与电阻，或者电容与电容，或者电阻与电容组合而成。
3.根据权利要求1所述的无需辅助绕组...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘弘，
申请(专利权)人：宁波芯辰微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33