高效率恒流LED驱动电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高效率恒流ＬＥＤ驱动电路，该驱动电路包括串联连接的电阻Ｒ１和稳压管Ｚ１、与稳压管Ｚ１并联的第一电容器Ｃ１、连接于负载ＬＥＤ两端的串联连接的续流二极管Ｄ１和电感Ｌ，还包括：功率开关ＭＯＳ晶体管，栅极连接到稳压管Ｚ１的负极，漏极连接到电感Ｌ与续流二极管Ｄ１之间，源极连接到馈流二极管Ｄ２的正极，馈流二极管Ｄ２的负极连接到稳压管Ｚ１的负极；源极驱动控制电路，连接于功率开关ＭＯＳ晶体管的源极与采样电阻ＲＣＳ之间，从而从源极自适应地控制功率开关ＭＯＳ晶体管。根据本实用新型专利技术的驱动电路消耗电流少，供电通路上压降低，因而降低了功耗，提高了效率；同时产生与输出电压成反比的自适应关断时间，实现了恒流输出。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种LED驱动电路，尤其涉及一种高效率恒流LED驱动电路。
技术介绍
图1是传统的LED驱动电路的示意图。如图1所示，在电源VIN与地之间串联连接电阻 Rl和稳压管Zl，稳压管Zl的正极连接到地，稳压管Zl的负极连接到电阻Rl的一端，电阻 Rl的另一端连接到电源VIN;电容器Cl并联连接于稳压管Zl的两端；续流二极管Dl的负极 连接到负载LED的正极和电源VIN，续流二极管Dl的正极连接到电感L的第一端，电感L的 第二端连接到负载LED的负极；开关管M1连接于电感L与采样电阻RCS之间，该开关管Ml 受控制于虚线框内示出的控制电路，它由电阻R1、电容器C1、稳压管Z1从电源VIN取电。 控制电路通常包括计时器12、比较器11和RS触发器13。开关管Ml导通时，电感L电流增加，节点CS处电压增加，直到节点CS处电压升高到参 考电压V1时，比较器ll翻转，RS触发器13清零，开关管M1关断，计时器12开始计时， 电感L通过续流二极管D1、负载LED放电，电流降低；计时器计时结束时，RS触发器13置 高，开关管M1重新开启，完成一个周期。上述传统的驱动电路中，存在如下两个缺点第一，电源VIN通过电阻R1、电容器C1、 稳压管Z1给驱动电路供电。通常驱动电路工作电压在12伏左右，而电源上电压可能为两百 伏以上的高压，这样在电阻R1上就会有几百伏压降，即使驱动电路部分消耗电流为lmA，电 阻上也会消耗几百毫瓦，另外由于系统采用纹波很大的交流供电，为了满足在电压波谷时也 能提供驱动电路所需电流，而在电压波峰时，电阻R1上的电流会大大增加，这个多余的电流 通过稳压管Zl释放到地，例如波谷电源电压为100V时，电阻Rl上电流lmA，在波峰电压200V 时，电阻Rl上电流约为2mA，多余的lfflA通过稳压管Zl到地。另外，由于开关管M1为高压 功率MOS管，其栅极寄生电容很大，因而驱动该功率管需要很大的电流，导致整个驱动电路 的静态电流大，从而使得电阻R1上的功耗更大。第二，该驱动方法通过控制峰值电流和纹波 电流来恒定输出电流，峰值电流由比较器ll，参考电压V1和采样电阻RCS确定，电感L的 电流下降斜率与输出电压Vout成正比，如图2所示，纹波电流由下式可得出<formula>formula see original document page 5</formula>图2中虚线对应于高输出电压时的电感电流波形及平均电感电流，很明显，在相同的关断时 间内，输出电压高，纹波电流大，平均电流低。可见，传统的LED驱动效率低，而且输出电流受输出电压的影响大。
技术实现思路
本技术的目的是解决现有技术中的上述问题，提供一种高效率恒流LED驱动电路， 以提高驱动效率并且降低输出电压对输出电流的影响使输出电流恒定。为实现上述目的，本技术提供了一种高效率恒流LED驱动电路，包括串联连接的电阻R1 和稳压管Z1、与稳压管Z1并联连接的第一电容器C1、以及连接于负载LED两端的串联连接 的续流二极管D1和电感L，所述LED驱动电路还包括功率开关MOS晶体管，其栅极连接到 稳压管Zl的负极，漏极连接到电感L与续流二极管Dl之间，源极连接到馈流二极管D2的正 极，该馈流二极管D2的负极连接到稳压管Zl的负极；源极驱动控制电路，该源极驱动控制 电路连接于功率开关M0S晶体管的源极与采样电阻RCS的一端之间，从而从功率开关M0S晶 体管的源极控制功率开关MOS晶体管，采样电阻RCS的另一端接地。优选地，根据本技术的驱动电路可进一步包括连接于功率开关MOS晶体管的源极和 漏极之间的第三电容器C3。优选地，根据本技术的驱动电路还可进一步包括连接于功率开关MOS晶体管的源极 和馈流二极管的正极之间的电阻R2 。由于采用了源极驱动，并从源极通过馈流二极管给控制电路供电，所以大大降低了供电 通路上的电压；同时驱动电流由电源通过LED负载提供，使得驱动电路部分静态电流小，这 两方面的因素使得系统功耗降低，效率得到提高。另外，本技术还实现了自适应关断时 间控制，使得电流纹波在宽输出电压范围下保持不变，与峰值电流控制一起实现了恒流输出。附图说明图1是传统的LED驱动电路示意图2示出了图1所示的LED驱动电路中流过电感的电流；图3是根据本技术的高效率恒流LED驱动电路的优选实施例的示意图;图4示出了图3所示的本技术的LED驱动电路中流过电感的电流。具体实施方式下面，结合附图详细描述根据本技术的优选实施例。根据本技术的高效率恒流LED驱动电路对如图1所示的现有驱动电路的驱动方式和 控制方式作出了改进。参考图3，与现有技术相似的是，在电源VIN与地之间串联连接电阻 Rl和稳压管Zl,稳压管Zl的正极连接到地，稳压管Z1的负极连接到电阻R1的一端，电阻 Rl的另一端连接到电源VIN，第一电容器Cl并联连接于稳压管Zl的两端，续流二极管Dl的 负极连接到负载LED的正极和电源VIN，续流二极管Dl的正极连接到电感L的第一端，电感 L的第二端连接到负载LED的负极。而与现有技术不同的是，本技术采用源极驱动以及自适应关断时间控制。具体而言， 本技术的LED驱动电路还包括功率开关M0S晶体管M3和源极驱动控制电路，其中功率开 关M0S晶体管M3的栅极连接到稳压管Zl的负极，漏极SWD连接到电感L的一端，源极SWS 连接到馈流二极管D2的正极，该馈流二极管D2的负极连接到稳压管Zl的负极。而源极驱动 控制电路连接于功率开关MOS晶体管的源极与采样电阻RCS的一端之间，从而从功率开关MOS 晶体管的源极控制功率开关MOS晶体管。需要指出的是，在功率开关W)S晶体管M3的源极SWS和馈流二极管D2的正极之间可接 入电阻R2，以限制电流尖峰。同时还可在功率开关M0S晶体管M3的源极和漏极之间接入第 三电容器C3。源极驱动控制电路如图3中虚线框所示，其包括低压开关M0S晶体管M2，低压开关M0S 晶体管M2的漏极连接到功率开关M0S晶体管Ml的源极SWS，源极连接到采样电阻RCS的一 端以及第一比较器31的正输入端，其栅极连接到RS触发器34的Q输出端。根据本技术的自适应关断时间控制单元包括输出电压采样部分，该部分对负载LED 两端的输出电压进行采样并输出与输出电压成比例的电流；电流放大器33，其输入端连接到 输出电压采样部分的输出端；NMOS晶体管Ml，该醒0S晶体管Ml的漏极连接到电流放大器 33的输出端，源极接地，栅极连接到低压开关MOS晶体管M2的栅极；第二电容器C2，连接 于丽0S晶体管Ml的漏极和源极之间；第二比较器32，该第二比较器32的正输入端连接到 丽0S晶体管Ml的漏极，其负输入端连接到电源V2，其输出端连接到RS触发器34的S输入 端。关于第一比较器31和RS触发器34的其它接线端的连接方式，由于与现有技术图1中相 似，故在此不再赘述。6输出电压采样部分包括PNP晶体管Ql和电阻R3，其中PNP晶体管Ql的基极连接到LED 负载的负极，发射极经由电阻R3连接到LED负载的正极，集电极连接到电流放大器33的输 入端。下面参考图3和图4进一步描述根据本技术的L本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效率恒流ＬＥＤ驱动电路，包括串联连接的电阻Ｒ１和稳压管Ｚ１、与稳压管Ｚ１并联连接的第一电容器Ｃ１、以及连接于负载ＬＥＤ两端的串联连接的续流二极管Ｄ１和电感Ｌ，其特征在于，所述ＬＥＤ驱动电路还包括：　功率开关ＭＯＳ晶体管，其栅极连 接到所述稳压管Ｚ１的负极，漏极连接到所述电感Ｌ与所述续流二极管Ｄ１之间，源极连接到馈流二极管Ｄ２的正极，该馈流二极管Ｄ２的负极连接到所述稳压管Ｚ１的负极；　源极驱动控制电路，该源极驱动控制电路连接于所述功率开关ＭＯＳ晶体管的源极与采样 电阻ＲＣＳ的一端之间，从而从所述功率开关ＭＯＳ晶体管的源极控制所述功率开关ＭＯＳ晶体管，所述采样电阻ＲＣＳ的另一端接地。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵新江，胡黎强，
申请(专利权)人：上海晶丰明源半导体有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]