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，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、输入电压检测模块、输出电压检测模块、占空比生成模块、基准电压设定模块、控制模块、采样电阻及比较模块。本发明专利技术的线性恒功率LED驱动电路及方法通过占空比的控制可以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线性恒功率LED驱动电路，所述线性恒功率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；输入电压检测模块，与所述电压输入模块相连接，适于采集所述电压输入模块输入的电压；输出电压检测模块，与所述LED负载的输入端及输出端相连接，适于采集所述LED负载两端的电压；占空比生成模块，与所述输入电压检测模块及所述输出电压检测模块相连接，适于依据采集的所述电压输入模块输入的电压及所述LED负载两端的电压生成LED负载的导通占空比；基准电压设定模块，适于设定基准电压；控制模块，与所述占空比生成模块及所述基准电压设定模块相连接，适于依据所述导通占空比及所述基准电压生成一参考电压以限制流经所述功率开关管的峰值电流；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；比较模块，与所述采样电阻、所述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。优选地，所述输入电压检测模块包括第一电阻、第二电阻及滤波电容；所述第一电阻与所述第二电阻串联为串联结构，所述串联结构一端与所述电压输入模块的输出端相连接，另一端接地，适于对输入电压进行分压；所述滤波电容一端连接于所述第一电阻与所述第二电阻之间，另一端接地，适于依据分压得到一检测电压，并依据所述检测电压得到输入电压。优选地，所述LED负载、所述功率开关管、所述输出电压检测模块及所述比较模块均为多个；多个所述LED负载依次串接后与所述电压输入模块的输出端相连接；多个所述功率开关管与所述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；多个所述输出电压检测模块与所述LED负载一一对应设置，所述输出电压检测模块与与其相对应的所述LED负载的输入端及输出端相连接，且多个所述输出电压检测模块均与所述占空比生成模块相连接；多个所述比较模块与所述功率开关管一一对应设置，多个所述比较模块均与所述采样电阻及所述控制模块相连接，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；所述占空比生成模块依据所述电压输入模块输入的电压及不同的所述LED负载两端的电压生成多个不同的LED负载的导通占空比；所述控制模块依据所述导通占空比及所述基准电压生成多个参考电压。优选地，所述控制模块产生的多个参考电压的大小不同。优选地，所述控制模块产生的多个参考电压依次增大。优选地，所述线性恒功率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线性恒功率LED驱动电路的驱动方法，所述线性恒功率LED驱动电路的驱动方法至少包括：采集所述线性恒功率LED驱动电路的输入电压及LED负载输入端及输出端两端的输出电压，依据所述输入电压及所述输出电压生成LED负载的导通占空比；依据所述导通占空比及所述线性恒功率LED驱动电路的基准电压生成参考电压；采集流经所述LED负载及所述功率开关管的输出电流，并将所述电流转化为采样电压；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线性恒功率LED驱动电路，所述线性恒功率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；基准电压设定模块，适于设定基准电压；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；占空比生成模块，与所述基准电压设定模块及所述采样电阻相连接，适于依据所述基准电压及所述采样电流生成LED负载的导通占空比；控制模块，与所述占空比生成模块相连接，适于依据所述导通占空比生成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。优选地，所述LED负载、所述功率开关管及所述比较模块均为多个；多个所述LED负载依次串接后与所述电压输入模块的输出端相连接；多个所述功率开关管与所述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；多个所述比较模块与所述功率开关管一一对应设置，多个所述比较模块均与所述采样电阻及所述控制模块相连接，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；所述控制模块依据所述导通占空比生成多个参考电压。优选地，所述控制模块产生的多个参考电压的大小不同。优选地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种线性恒功率LED驱动电路，其特征在于，所述线性恒功率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；输入电压检测模块，与所述电压输入模块相连接，适于采集所述电压输入模块输入的电压；输出电压检测模块，与所述LED负载的输入端及输出端相连接，适于采集所述LED负载两端的电压；占空比生成模块，与所述输入电压检测模块及所述输出电压检测模块相连接，适于依据采集的所述电压输入模块输入的电压及所述LED负载两端的电压生成LED负载的导通占空比；基准电压设定模块，适于设定基准电压；控制模块，与所述占空比生成模块及所述基准电压设定模块相连接，适于依据所述导通占空比及所述基准电压生成一参考电压以限制流经所述功率开关管的峰值电流；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；比较模块，与所述采样电阻、所述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】
1.一种线性恒功率LED驱动电路，其特征在于，所述线性恒功率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；输入电压检测模块，与所述电压输入模块相连接，适于采集所述电压输入模块输入的电压；输出电压检测模块，与所述LED负载的输入端及输出端相连接，适于采集所述LED负载两端的电压；占空比生成模块，与所述输入电压检测模块及所述输出电压检测模块相连接，适于依据采集的所述电压输入模块输入的电压及所述LED负载两端的电压生成LED负载的导通占空比；基准电压设定模块，适于设定基准电压；控制模块，与所述占空比生成模块及所述基准电压设定模块相连接，适于依据所述导通占空比及所述基准电压生成一参考电压以限制流经所述功率开关管的峰值电流；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；比较模块，与所述采样电阻、所述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所述的线性恒功率LED驱动电路，其特征在于：所述输入电压检测模块包括第一电阻、第二电阻及滤波电容；所述第一电阻与所述第二电阻串联为串联结构，所述串联结构一端与所述电压输入模块的输出端相连接，另一端接地，适于对输入电压进行分压；所述滤波电容一端连接于所述第一电阻与所述第二电阻之间，另一端接地，适于依据分压得到一检测电压，并依据所述检测电压得到输入电压。3.根据权利要求1所述的线性恒功率LED驱动电路，其特征在于：所述LED负载、所述功率开关管、所述输出电压检测模块及所述比较模块均为多个；多个所述LED负载依次串接后与所述电压输入模块的输出端相连接；多个所述功率开关管与所述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；多个所述输出电压检测模块与所述LED负载一一对应设置，所述输出电压检测模块与与其相对应的所述LED负载的输入端及输出端相连接，且多个所述输出电压检测模块均与所述占空比生成模块相连接；多个所述比较模块与所述功率开关管一一对应设置，多个所述比较模块均与所述采样电阻及所述控制模块相连接，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；所述占空比生成模块依据所述电压输入模块输入的电压及不同的所述LED负载两端的电压生成多个不同的LED负载的导通占空比；所述控制模块依据所述导通占空比及所述基准电压生成多个参考电压。4.根据权利要求3所述的多段式线性恒功率LED驱动电路，其特征在于：所述控制模块产生的多个参考电压的大小不同。5.根据权利要求3所述的多段式线性恒功率LED驱动电路，其特征在于：所述控制模块产生的多个参考电压依次增大。6.根据权利要求1所述的线性恒功率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，适于为所述线性恒功率LED驱动电路中各模块提供工作电压。7.根据权利要求6所述的线性恒功率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...

【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