一种高效率的LED驱动电路及其驱动方法技术

依据本发明专利技术的一种高效率的LED驱动方法，用以驱动一LED装置，包括：接收直流母线电压，所述直流母线电压由交流输入电源经过整流获得；一功率开关接收所述直流母线电压，并产生一驱动电压，来驱动所述LED装置；采样所述LED装置的驱动电压；比较所述直流母线电压和所述驱动电压与第一基准电压之和；当所述直流母线电压大于所述驱动电压与第一基准电压之和时，控制所述功率开关，以产生第一输出电流；当所述直流母线电压大于所述驱动电压而小于所述驱动电压与第一基准电压之和时，控制所述功率开关，以产生第二输出电流；所述第一输出电流和所述第二输出电流的平均电流与所述LED装置所需的驱动电流相匹配。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子
，更具体的说，涉及一种应用于LED装置的驱动电路及其驱动方法。
技术介绍
随着照明行业的不断创新和迅速发展，加之节能和环保日益重要，LED照明作为一种革命性的节能照明技术，正在飞速发展。然而，由于LED灯的亮度与光输出强度参数相关，其与它的电流及正向压降成正比，并随温度变化而变化。因此，LED的驱动需要恒流电源，以保证LED使用的安全性，同时达到理想的发光强度。可见，选择正确的LED驱动至关重要。没有好的LED驱动电源的匹配，LED照明的优势无法得以体现。现有技术中，通常采用两种类型的功率调节器来作为LED驱动器，一种是线性调节器，另一种是开关型调节器。参考图1A，所示为现有技术中的一种采用线性调节器的LED驱动器的原理框图，其包括功率开关Ml，误差放大器EAl和检测电阻Rsensel。检测电阻Rsensel采样功率开关Ml的输出电流，并与一基准值Vkefi通过所述误差放大器EAl进行误差放大运算，以得到一误差信号VCTral。功率开关Ml接收直流母线电压Vbus和所述误差信号VCTral，以产生基本恒定的输出电压和输出电流来驱动LED装置。可见，采用线性调节器的LED驱动器，电路结构相对简单，元器件较少，成本也较小；但是，这种LED驱动器的效率很低。例如，输入交流电压的范围为90-265V，经过整流桥获得的直流母线电压的范围约为120V —375V。因此，所述LED装置的驱动电压不能大于最小母线电压(即120V)，显然，对375V的直流母线电压(交流而言，所产生的功率损耗是非常大的，效率将会低于35%。参考图1B，所示为现有技术中的一种采用开关型调节器的LED驱动器的原理框图；其中，功率开关M2，输出电感Li，输出二极管Dl组成一降压型拓扑结构；检测电阻Rsense2采样流过所述LED装置的电流，并与一基准值Vkef2进行误差运算，以得到一误差信号Vctm2 ；控制和驱动电路接收所述误差信号Votot2,以产生相应的驱动信号来驱动功率开关M2，使其周期性的导通或者关断，从而输出一基本恒定的输出电压和输出电流来驱动LED装置。如果不考虑功率开关和磁性元件(电感)上的导通损耗，开关型调节器理论上可以达到接近100%的工作效率。但是，开关型调节器的工作频率很高，因此EMI滤波电路是必不可少的。因此，相比于线性调节器，开关型调节器的元器件数目较多，尺寸较大，成本也相对较高。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种采用新型的LED驱动器，其只采用一个功率开关；根据输入电压与驱动电压之间的数值关系，选择性的输出相应的输出电流；当输入电压较高时，则在满足调节要求的情况下尽可能的使输出电流最小化；当输入电压较小时，在导通压降较小的情况下，输出电流可以相对大一些。依据一种高效率的LED驱动方法，用以驱动一 LED装置，包括接收一直流母线电压，所述直流母线电压由交流输入电源经过整流获得；一功率开关接收所述直流母线电压，并产生一驱动电压，来驱动所述LED装置；采样所述LED装置的驱动电压；比较所述直流母线电压和所述驱动电压与第一基准电压之和；当所述直流母线电压大于所述驱动电压与第一基准电压之和时，控制所述功率开关，以产生第一输出电流；当所述直流母线电压大于所述驱动电压而小于所述驱动电压与第一基准电压之和时，控制所述功率开关，以产生第二输出电流；所述第一输出电流和所述第二输出电流的平均电流与所述LED装置所需的驱动电流相匹配。进一步的，所述第一输出电流的产生步骤还包括采样所述功率开关的输出电流，并获得一平均电流；比较平均电流和一基准电流值以获得一误差控制信号，当所述直流母线电压大于所述驱动电压与第一基准电压之和时，根据所述误差控制信号控制所述功率开关，以调节所述第一输出电流。优选的，所述第一输出电流小于所述LED装置所需的驱动电流的1%。优选的，所述第二输出电流为一恒定值。优选的，所述第一基准电压为0. 1V-10V。依据本专利技术的一种高效率的LED驱动电路，包括一功率开关，以接收一直流母线电压，并产生驱动电压和驱动电流来驱动一 LED装置，包括，第一比较电路，用以比较接收到的直流母线电压、所述驱动电压和第一基准电压源之和，以产生第一控制信号；控制和驱动电路，与所述第一比较电路连接，以接收所述第一控制信号；并且接收表征当前所述驱动电流的第二控制信号；当所述直流母线电压大于所述驱动电压并且小于所述驱动电压和第一基准电压源之和时，所述第一控制信号控制所述控制和驱动电路工作于第二工作模式，从而驱动所述功率开关以产生第二输出电流；当所述直流母线电压大于所述驱动电压和第一基准电压源之和时，所述第一控制信号控制所述控制和驱动电路工作于第一工作模式，从而根据所述第二控制信号驱动所述功率开关以产生第一输出电流，并且保证所述第一输出电流和所述第二输出电流的平均电流与所述LED装置所需的驱动电流相匹配。进一步的，所述控制和驱动电路包括检测电路、反馈控制电路和驱动电路；其中，所述检测电路连接在所述功率开关和所述LED装置之间，用以检测所述功率开关的输出电流；所述反馈控制电路，分别与所述检测电路和所述第一比较电路连接，以根据接收到的表征当前所述驱动电流的第二控制信号和所述第一控制信号，以产生相应的反馈电压信号；当所述直流母线电压大于所述驱动电压并且小于所述驱动电压和第一基准电压源之和时，所述反馈电压信号为第二输出电压；当所述直流母线电压大于所述驱动电压和第一基准电压源之和时，所述反馈电压信号为第一输出电压；所述驱动电路，包括第一误差放大器，以接收所述反馈控制电路的反馈电压信号，以相应的驱动所述功率开关以分别产生所述第一输出电流和所述第二输出电流。进一步的，所述反馈控制电路包括第二误差放大器和选择开关；其中，所述第二误差放大器的两个输入端分别接收所述功率开关的输出电流的平均值和第二基准电压源，以对产生第三控制信号，所述第二基准电压源表征所述LED装置的期望驱动电流；所述选择开关的第一端连接至所述第二误差放大器的输出端，以接收所述第二误差放大器输出的第三控制信号，其状态由所述第一控制信号控制；当处于第二工作模式时，所述第一控制信号控制所述选择开关闭合时，所述反馈电压信号为所述第二误差放大器输出的第三控制信号，以作为所述第二输出电压；当处于第一工作模式时，所述第一控制信号控制所述选择开关断开时，所述反馈电压信号为第三基准电压源，以作为所述第一输出电压。优选的，所述第一输出电流小于所述LED装置所需的驱动电流的1%。优选的，所述第二输出电流恒定。依照本专利技术所公开的高效率的LED驱动器和驱动方法，根据输入电压与驱动电压之间的数值关系，选择性的输出相应的输出电流，以实现最大的工作效率；同时，主电路结构相对简单，不再需要复杂的电磁干扰滤除电路，尺寸和成本相对也得到了较好的优化。附图说明图IA所示为采用现有技术的一种线性调节器的LED驱动器的原理框图；图IB所示为采用现有技术的一种开关型调节器的LED驱动器的原理框图；图2A所示为依据本专利技术一实施例的高效率的LED驱动电路的原理框图；图2B所示为图2A所示的依据本专利技术的LED驱动电路的工作波形图；图3A所示为依据本专利技术另一实施例的高效率的LED驱动电路的原理框图；图;3B本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟，
申请(专利权)人：杭州矽力杰半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：