一种改进的高效率LED驱动电路和驱动方法技术

本发明专利技术公开了一种改进的高效率LED驱动电路和驱动方法，利用保护控制电路对LED负载在开路或短路的情况下进行保护操作，当LED负载开路时，若检测到输出端电压大于过压保护电压时，则关断功率开关管一段时间以进行过压保护；当LED负载短路时，直到检测到电感电流下降至零时，才导通功率开关管，以延长功率开关管的关断时间，以使电感电流能完全降下来再启动下一个开关周期，防止电感电流过高，实现了过流保护。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力电子
，更具体的说，涉及一种改进的高效率LED驱动电路和驱动方法。
技术介绍
随着LED照明的广泛使用，LED驱动电源的地位也凸显重要，LED驱动电源匹配的好坏直接影响到LED负载使用的稳定性和安全性。然而，在LED驱动电源的设计中，要使其驱动电源能跟不同的控制结构进行很好的匹配，并且稳定性好、电源利用效率高仍是一大难点。本专利技术的申请人在中国申请了关于LED驱动电源的专利申请案，其标题为“一种高效率的LED驱动电路和驱动方法”，该案在2011年I月10日申请，申请号为201110005323.6。其中所公布的内容并入本文中，如图1和图2所示，在此申请方案中提出了一种高效率的LED驱动电路，其可以根据输入电源和输出电压的关系，设置不同的外围功率级电路，能跟不同的控制结构均能进行很好的匹配；此外其控制电路能直接接收LED的电流反馈，提高了 LED电流的调制精度，稳定性更好；另外控制电路能直接驱动功率开关管，开关损耗小；而且不需要复杂的磁性元件如变压器或者多绕组的电感，成本低。然而，在这个专利技术中没有考虑负载异常的工作情况，如开路和短路，当负载开路时，输出端的电压会瞬间变高，此时，如果没有过压保护措施的话，一方面造成浪费能量，另一方面过闻的电压也容易引起对电路的损坏；而当负载短路时，在功率开关管关断后，输入电流会下降的很慢，此时，如果没有设置短路保护电路时，在下一个周期按时到来时，输入电流会由于之前没有降下来而又继续升高，造成输入电流过高而效率低。因此，需要在现有高效率的LED驱动电源的基础上考虑负载的变化情况，提出一种适应负载的高效率LED驱动电源。
技术实现思路
本专利技术提出了一种改进的高效率LED驱动电路，通过保护控制电路对负载出现异常情况如开路或短路进行保护操作，以防止电路出现过压或过流现象。此外，本专利技术还提出了一种改进的高效率LED驱动方法。根据本专利技术提出的一种改进的高效率LED驱动电路，用以驱动一 LED装置，包括一电感、功率开关管和PWM控制电路，所述LED驱动电路进一步包括一采样电路和保护控制电路，所述采样电路与所述电感连接，用以采样所述电感的电压，以获得一采样电压信号；所述保护控制电路接收所述采样电压信号，并且，当所述LED装置处于第一负载状态时，所述保护控制电路将所述采样电压信号与一第一参考电压比较，以产生第一保护控制信号传输给所述PWM控制电路，所述PWM控制电路根据所述第一保护控制信号控制所述功率开关管的开关动作；当所述LED装置处于第二负载状态时，所述保护控制电路将所述采样电压信号与一第二参考电压比较，以产生第二保护控制信号传输给所述PWM控制电路,所述PWM控制电路根据所述第二保护控制信号控制所述功率开关管的开关动作。进一步的，所述保护控制电路包括第一比较器和第二比较器，所述第一比较器同相输入端接收所述采样电压信号，反相输入端接收所述第一参考电压，经比较处理后产生所述第一保护控制信号；其中所述第一参考电压为过压保护电压；所述第二比较器同相输入端接收所述采样电压信号，反相输入端接收所述第二参考电压，经比较处理后产生所述第二保护控制信号，其中所述第二参考电压为零基准电压。进一步的，所述采样电路包括一分压电阻网络，所述分压电阻网络的第一端接所述电感的一端，另一端接地。进一步，还包括一箝位电路，其连接于所述采样电路与所述保护控制电路之间，所述箝位电路具有一箝位电压，当所述采样电压信号小于所述箝位电压时，所述箝位电路将所述采样电压信号箝位至所述箝位电压。根据本专利技术的一种改进的高效率LED驱动方法，用以驱动一 LED装置，包括一电感、功率开关管和PWM控制电路，包括以下步骤:采样所述电感的电压，以获得一采样电压信号；接收所述采样电压信号，并且，判断所述LED装置的负载状态:当所述LED装置处于第一负载状态时，比较所述米样电压信号与一第一参考电压，以产生第一保护控制信号；所述PWM控制电路根据所述第一保护控制信号控制所述功率开关管的开关动作；当所述LED装置处于第二负载状态时，比较所述采样电压信号与一第二参考电压，以产生第二保护控制信号；所述PWM控制电路根据所述第二保护控制信号控制所述功率开关管的开关动作。 优选的，所述第一参考电压为过压保护电压。优选的，所述第二参考电压为零基准电压。通过上述改进的高效率LED驱动电路和驱动方法，利用保护控制电路对LED负载在开路或短路的情况下进行保护操作，当LED负载开路时，若检测到输出端电压大于过压保护电压时，则关断功率开关管一段时间以进行过压保护；当LED负载短路时，直到检测到电感电流下降至零时，才导通功率开关管，以延长功率开关管的关断时间，以使电感电流能完全降下来再启动下一个开关周期。附图说明图1所示为现有技术的一种LED驱动电路的原理框图；图2所不为现有技术的另一种LED驱动电路的原理框图；图3所示为依据本专利技术的一种改进的高效率LED驱动电路的第一实施例的电路图；图4所示为依据本专利技术的一种改进的高效率LED驱动电路的第二实施例的电路图；图5所示为依据本专利技术的一种改进的高效率LED驱动方法的一实施例的流程图。具体实施例方式以下结合附图对本专利技术的几个优选实施例进行详细描述，但本专利技术并不仅仅限于这些实施例。本专利技术涵盖任何在本专利技术的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本专利技术有彻底的了解，在以下本专利技术优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本专利技术。参考图3，所示为依据本专利技术的一种改进的高效率LED驱动电路的第一实施例的电路图；在该实施例中，交流输入电源AC经过整流桥和滤波电容C2后，转换为一直流电源。功率开关管Ql、二极管Dl、电感L1、电容Cl构成一降压型拓扑结构的功率级电路。在本专利技术实施例中，由电阻R3组成的LED电流检测电路，由PWM控制电路、误差放大器EA和第一基准源Is组成的控制电路和由二极管D2和电容C3组成的偏置电源电路均在申请号为201110005323.6专利中已作详细介绍，在此不重复阐述。进一步的，本专利技术实施例的LED驱动电路还包括一采样电路301和保护控制电路302，所述采样电路301与所述电感LI连接，用以采样所述电感的电压，以获得一采样电压信号Vs ;所述保护控制电路302接收所述采样电压信号Vs，并且，当所述LED装置处于第一负载状态时，这里第一负载状态为LED装置处于开路状态，所述保护控制电路302将所述采样电压信号Vs与一第一参考电压VMfl比较，以产生第一保护控制信号V1传输给所述PWM控制电路，所述PWM控制电路根据所述第一保护控制信号V1控制所述功率开关管Ql的开关动作；当所述LED装置处于第二负载状态时，这里第二负载状态为LED装置处于短路状态，所述保护控制电路302将所述采样电压信号Vs与一第二参考电压Vref2比较，以产生第二保护控制信号V2传输给所述PWM控制电路，所述PWM控制电路根据所述第二保护控制信号V2控制所述功率开关管的开关动作。下面结合图3中采样电路301和保护控制电路302具体电路结构详细介绍本实施例中LED驱动电路工作过程，具体地，所述采样电路包括一分压电阻网络，所述分压电阻网络的第一端接所述电感LI本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改进的高效率LED驱动电路，用以驱动一LED装置，包括一电感、功率开关管和PWM控制电路，其特征在于，所述LED驱动电路进一步包括一采样电路和保护控制电路，所述采样电路与所述电感连接，用以采样所述电感的电压，以获得一采样电压信号；所述保护控制电路接收所述采样电压信号，并且，当所述LED装置处于第一负载状态时，所述保护控制电路将所述采样电压信号与一第一参考电压比较，以产生第一保护控制信号传输给所述PWM控制电路，所述PWM控制电路根据所述第一保护控制信号控制所述功率开关管的开关动作；当所述LED装置处于第二负载状态时，所述保护控制电路将所述采样电压信号与一第二参考电压比较，以产生第二保护控制信号传输给所述PWM控制电路，所述PWM控制电路根据所述第二保护控制信号控制所述功率开关管的开关动作。

【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：矽力杰半导体技术杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：