带功率因数校正的LED驱动电路及驱动器制造技术

本发明专利技术提供一种带功率因数校正的LED驱动电路及驱动器。本发明专利技术的带功率因数校正的LED驱动电路包括第一子电路、第二子电路和第三子电路；第一子电路给LED阵列供电，包括二极管、电感、开关管和电流感应电阻；第二子电路控制开关管开关，包括比较器、逻辑控制单元和驱动器；第三子电路包括除法器和峰值检测器，峰值检测器检测输入电源峰值电压，除法器去除输入电源中的峰值电压产生参考电压，比较器由参考电压确定电流感应电阻的电流，使电流不随输入电源峰值电压变化。本发明专利技术LED驱动电路解决了现有技术不能在全电压范围内恒流驱动问题，实现在不同输入电压下流经LED平均电流恒定，即输入电源电压峰值变化时流经LED平均电流恒定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例涉及LED驱动电路，尤其涉及一种带功率因数校正的LED驱动电路及驱动器。
技术介绍
发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)是一种高效的灯具，已广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。LED灯具一般都要求具有功率因数校正(Power Factor Correction，简称PFC)功能，特别是高功率的LED驱动器，以提高电能的利用效率、增加电力系统容量，同时也可以稳定电流。一般而言，LED灯具都要求具有功率因数校正功能，特别是高功率的LED驱动电路，以提高电能的利用效率、增加电力系统容量，同时也可以稳定电流。图1提供了一种常用的带功率因数校正的LED驱动电路，采用Buck电路，如图1所示，包括二极管、电感、电流感应电阻、开关管和控制子电路，其中，二极管、电感、电流感应电阻、开关管和控制子电路如图连接。控制子电路由比较器、时钟、复位置位触发器(RS触发器)和开关管驱动器组成。当电源加到输入端和接地点时，电流将从电压输入端通过LED阵列、电感、开关管和电流感应电阻流到接地点，构成电压外环，电压外环作用周期中，当电流流经电流感应电阻时，由于电感的存在，电流感应电阻两端电压Vcs将逐步上升，Vcs将加到比较器的一端。而比较器的另一端输入信号为参考电压，它是由输入端电压通过分压电阻第一电阻和第二电阻分压而成的，其波形与输入电压的正弦波波形相同。如果VCS电压大于参考电压时，工作状态将改变，开关管将关闭，从而进入电流滞环作用周期，由于电感储能，故电流将从电感经由二极管到LED阵列流动，构成电流滞环，此时电流下降。当电流下降至某一预设值时，由时钟电路提供定时的周期脉冲通过RS触发器及开关管驱动电路将开关管导通，返回到电压外环作用周期，电流继续增大，电感重新储能。因此，流经LED阵列的电流被输入电压波形所调制，从而使流经LED阵列电流的包络随着输入电压的波形而变化，具有很高的功率因数值(Power Factor，简称PF)。在如上所述的带PFC功能的LED驱动电路中，流经LED的平均电流随着输入电压VIN而变，即在全电压范围内(85V至265V交流电)，流经LED的平均电流不是恒定的，由于LED亮度与通过的平均电流有关，所以平均电流的变化使LED无法正常发光，例如，当供电电网中电压不稳或者更换工作的供电电网(如中国220V电网环境更换至日本的110V电网环境)，LED都无法正常发光。具体的，当平均电流降低时LED无法达到理想的发光强度；当平均电流升高时对LED造成损害，影响使用寿命。
技术实现思路
本专利技术提供一种带功率因数校正的LED驱动电路及驱动器，解决了现有技术中不能在全电压范围内的恒流驱动的问题，能够实现在不同的输入电压下使流经LED的平均电流恒定，即当输入电源电压峰值变化时流经LED的平均电流恒定。本专利技术第一方面提供一种带功率因数校正的LED驱动电路，包括：第一子电路、第二子电路、以及第三子电路；其中，所述第一子电路包括二极管、电感、开关管和电流感应电阻，所述开关管的漏极分别与所述二极管的正极和所述电感电连接，所述开关管的源极与所述电流感应电阻电连接；所述电感与LED阵列电连接，输入电源分别与所述二极管的负极和所述LED阵列连接，所述第一子电路用于给所述LED阵列供电；所述第二子电路包括比较器、逻辑控制单元和驱动器，所述比较器的输出端依次通过所述逻辑控制单元和所述驱动器与所述开关管的栅极电连接，所述第二子电路用于控制所述开关管开启或关断；所述第三子电路包括除法器和峰值检测器，所述除法器分别与所述输入电源、所述峰值检测器、所述比较器电连接，所述峰值检测器与所述输入电源电连接，所述峰值检测器用于检测所述输入电源的峰值电压，所述除法器用于去除所述输入电源中的峰值电压并产生参考电压，所述比较器根据所述参考电压确定流经所述电流感应电阻的电流，所述电流不随所述输入电源峰值电压的变化而变化。进一步的，所述输入电源的电压为Vpeak*|sin(wt)|，所述峰值电压为Vpeak，所述参考电压为|sin(wt)|。进一步的，所述第三子电路还包括参考电压调整器，所述除法器通过所述参考电压调整器与所述比较器电连接；所述参考电压调整器用于控制所述参考电压的幅值。进一步的，所述参考电压调整器的输出电压为k*|sin(wt)|。进一步的，所述比较器具体用于对所述参考电压调整器的输出电压和所述电流感应电阻两端的电压进行比较。进一步的，所述比较器触发所述开关管关断的临界条件是k*|sin(wt)|＝RCS*ICS；其中，RCS表示所述电流感应电阻的阻值，ICS表示流经所述电流感应电阻的电流。进一步的，所述逻辑控制单元包括RS触发器和时钟，所述RS触发器的第一输入端与所述比较器的输出端电连接，所述RS触发器的第二输入端与所述时钟电连接。进一步的，所述第一子电路还包括滤波电容，所述滤波电容与所述LED阵列并联。进一步的，所述输入电源通过分压电阻分别输入所述除法器和所述峰值检测器。本专利技术第二方面提供一种带功率因数校正的LED驱动器，包括如上所述的带功率因数校正的LED驱动电路。本专利技术提供的带功率因数校正的LED驱动电路及驱动器，通过第一子电路给LED阵列供电，通过第二子电路控制开关管开关，当电路中电流达到预设电流上限时开关管关断，当电流达到预设电流下限时开关管开启，实现电压外环和电流滞环的转换，从而使实现流经LED阵列电流的包络随着输入电源电压的波形而变化，具有很高的PF值。预设电流上限由参考电压来控制，而本专利技术通过第三子电路的峰值检测器检测输入电源的峰值电压，除法器去除输入电源中的峰值电压并产生参考电压，消除了输入电压峰值对参考电压的影响，且该参考电压与输入电源的波形相同；而比较器则根据该参考电压确定流经所述电流感应电阻RCS的电流，即在电压外环作用周期中，控制流经LED阵列的预设电流上限为恒定，使得电流不随输入电源峰值电压的变化而变化，从而流经LED阵列的平均电流与输入电源的电压的峰值无关，即当输入电源的电压在全电压范围内变化时，实现了LED在全电压范围内的恒流驱动，保证了LED阵列的正常工作，解决了现有技术中LED不能在全电压范围内的恒流驱动的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为
技术介绍
中的电路的结构示意图；图2为本专利技术实施例一提供的带功率因数校正的LED驱动电路的结构示意图；图3为本专利技术实施例二提供的带功率因数校正的LED驱动电路的结构示意图；图4为本专利技术实施例三提供的带功率因数校正的LED驱动电路的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通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，都属于本专利技术保护的范围。实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带功率因数校正的LED驱动电路，其特征在于，包括：第一子电路、第二子电路、以及第三子电路；其中，所述第一子电路包括二极管、电感、开关管和电流感应电阻，所述开关管的漏极分别与所述二极管的正极和所述电感电连接，所述开关管的源极与所述电流感应电阻电连接；所述电感与LED阵列电连接，输入电源分别与所述二极管的负极和所述LED阵列连接，所述第一子电路用于给所述LED阵列供电；所述第二子电路包括比较器、逻辑控制单元和驱动器，所述比较器的输出端依次通过所述逻辑控制单元和所述驱动器与所述开关管的栅极电连接，所述第二子电路用于控制所述开关管开启或关断；所述第三子电路包括除法器和峰值检测器，所述除法器分别与所述输入电源、所述峰值检测器、所述比较器电连接，所述峰值检测器与所述输入电源电连接，所述峰值检测器用于检测所述输入电源的峰值电压，所述除法器用于去除所述输入电源中的峰值电压并产生参考电压，所述比较器根据所述参考电压确定流经所述电流感应电阻的电流，所述电流不随所述输入电源峰值电压的变化而变化。

【技术特征摘要】
1.一种带功率因数校正的LED驱动电路，其特征在于，包括：第一子电路、第二子电路、以及第三子电路；其中，所述第一子电路包括二极管、电感、开关管和电流感应电阻，所述开关管的漏极分别与所述二极管的正极和所述电感电连接，所述开关管的源极与所述电流感应电阻电连接；所述电感与LED阵列电连接，输入电源分别与所述二极管的负极和所述LED阵列连接，所述第一子电路用于给所述LED阵列供电；所述第二子电路包括比较器、逻辑控制单元和驱动器，所述比较器的输出端依次通过所述逻辑控制单元和所述驱动器与所述开关管的栅极电连接，所述第二子电路用于控制所述开关管开启或关断；所述第三子电路包括除法器和峰值检测器，所述除法器分别与所述输入电源、所述峰值检测器、所述比较器电连接，所述峰值检测器与所述输入电源电连接，所述峰值检测器用于检测所述输入电源的峰值电压，所述除法器用于去除所述输入电源中的峰值电压并产生参考电压，所述比较器根据所述参考电压确定流经所述电流感应电阻的电流，所述电流不随所述输入电源峰值电压的变化而变化。2.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述输入电源的电压为Vpeak*|sin(wt)|，所述峰值电压为Vpeak，所述参考电压为|sin(wt)|。3.根据权利要求2所述的驱动电路，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈银铭，
申请(专利权)人：湖州绿明微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33