动态线性控制LED驱动电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种动态线性控制LED驱动电路，包括：整流模块，用于将输入的市电信号转换为线性驱动电压信号，以输出给LED负载；采样模块，用于获取流过LED负载的驱动电流；反馈模块，用于获取线性驱动电压信号；恒流控制模块，用于根据驱动电流生成恒流调节信号，以及根据线性电压信号生成恒流控制信号；恒流驱动模块，用于根据恒流调节信号和恒流控制信号来控制负载电流为恒流。根据LED负载的线性电压大小选择功率开关管导通和关闭的模式，可以大大提高线性LED驱动的效率。在低输入电压，高效率工作的时候，恒流控制模块把功率开关管导通，保证LED在恒流输出的状态。在高输入电压，低效率工作的时候，恒流控制模块把功率开关管强行关闭。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及LED驱动，尤其涉及一种动态线性控制LED驱动电路。
技术介绍
随着绿色照明的普及,发光二极管(LED:Light Emitting Diode)照明得到了飞速的发展。LED驱动电源普遍都是采用了开关电源来实现。线性的驱动电源因为效率的问题，都被工程师们摒弃。图1是传统的LED线性驱动电路的示意图，如图1所示，整流桥110由4个高压二极管组成，滤波电容101把市电信号(通常为正弦的交流电压)整流为直流电压。控制芯片105的供电模块包括分压电阻102、钳位二极管103、以及控制芯片的去耦电容104，供电模块可以从约300VDC的输入电压中分出约IOV的电压给驱动芯片工作。控制芯片105的主要功能是稳定LED的驱动电流，无论输入电压如何变化，或是无论LED负载106如何变化，其通过LED的驱动电流都是恒定不变的。其中，LED负载106就是本驱动的负载LED灯串，它需要恒定的电流来驱动，电流的大小由LED的种类来定，一般高亮度的LED驱动电流为300mA。驱动电源的驱动开关107一般为功率M0SFET。驱动电流的检测电阻108的阻值决定了驱动电流的大小。图1中的线性驱动电源的原理是:控制芯片采样54节点处的电压，通过调整53节点处的电压来保证54节点处为恒定的电压，从而通过LED的驱动电流为恒定值:1_led=Vcs/Rcs ;其中，I_led为通过LED负载106的驱动电流，Vcs为控制芯片CS管脚的电压，即节点504处的电压。这种线性恒流驱动的电路的优点就是电路简单，成本低，电磁干扰低，但是有一个致命的弱点:效率差，寿命受限制。图2示出了图1中节点50、51、53和54处的电压的波形图，如图2所示，节点50处为输入的市电信号的电压Vac，全球的市电信号的电压范围为90VAC 265VAC。节点51处是经过滤波后的线电压(也称之为线性电压)Vline，其大小为^ XVae。节点54处是由控制芯片105决定的基准电压Vcs，一般为0.5V左右的电压。节点53处为控制芯片105的驱动电压 Vout。其工作的效率 n = V_ledXI_led/(V_ledXI_led+I_ledXVd)，V_led 为LED负载106的压降，I_led为LED的驱动电流，Vd为功率开关管107漏端的电压，即节点52处的电压。例如，可以为输出电压为100V，输出电流为50mA的5W的高压LED方案。实际应用中，图1中的驱动电路在90VAC的效率高达78 %，但是在135VAC的输入电压时，效率只有52%，如果全电压范围工作，在265VAC时效率低至30%，系统根本无法工作。因此，上述驱动电路在单电压(90Vac 136Vac)的范围内可以勉强工作。但是其低效率的损耗都是集中在功率开关管107。功率开关管的散热和寿命对线性LED驱动电源提出了很高的要求。因此，需要一种解决效率和寿命的线性恒流驱动方案。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于针对现有技术中线性控制LED驱动电路的效率低的缺陷，提供一种动态线性控制LED驱动电路。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是:本技术提供了一种动态线性控制LED驱动电路，包括:整流模块，用于将输入的市电信号转换为线性驱动电压信号，以输出给LED负载；采样模块，用于获取流过所述LED负载的驱动电流；反馈模块，用于获取所述线性驱动电压信号；恒流控制模块，用于根据所述驱动电流生成恒流调节信号，以及用于根据所述线性电压信号生成恒流控制信号；恒流驱动模块，用于根据所述恒流调节信号和所述恒流控制信号来控制所述负载电流为恒流。在依据本技术实施例的动态线性控制LED驱动电路中，所述整流模块包括整流桥，所述整流桥的共阴极端连接所述LED负载的正极端，所述整流桥的共阳极端接地，所述整流桥的另外两端接所述市电信号；所述恒流驱动模块包括功率开关管，所述功率开关管的栅极连接所述恒流控制模块的输出端，漏极连接所述LED负载的负极端；所述采样模块包括采样电阻，所述采样电阻的第一端连接所述功率开关管的源极以及连接所述恒流控制模块的第一输入端，第二端接地；以使得所述恒流控制模块根据所述采样电阻两端的电压大小生成用于控制所述功率开关管的栅极电压大小的所述恒流调节信号，并从所述输出端输出至所述功率开关管的栅极，以将所述采样电阻两端的电压控制为恒定电压；所述反馈模块包括包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和第二电阻的公共端连接所述恒流控制模块的第二输入端，所述第一电阻的另一端连接所述LED负载的负极端，所述第二电阻的另一端接地；以使得所述恒流控制模块根据所述公共端处的电压大小生成用于控制所述功率开关管导通或关闭的所述恒流控制信号，并从所述输出端输出至所述功率开关管的栅极。在依据本技术实施例的动态线性控制LED驱动电路中，所述功率开关管为功率 MOSFET。在依据本技术实施例的动态线性控制LED驱动电路中，所述动态线性控制LED驱动电路进一步包括用于提高所述动态线性控制LED驱动电路的功率因数的功率因数调节模块；其中，所述功率因数调节模块包括辅助LED负载和辅助功率开关管；所述辅助LED负载的正极端与所述LED负载的负极端连接；所述辅助功率开关管的漏极连接所述辅助LED负载的负极端，源极连接所述恒流控制模块的第一输入端，栅极连接所述恒流控制模块的第二输入端；以使得所述辅助功率开关管在所述恒流控制模块的控制下，在所述功率开关管的关闭周期内至少导通一段时间来提高所述驱动电流的连续性，以提高所述动态线性控制LED驱动电路的功率因数。在依据本技术实施例的动态线性控制LED驱动电路中，所述辅助功率开关管为功率MOSFET。在依据本技术实施例的动态线性控制LED驱动电路中，所述动态线性控制LED驱动电路进一步包括去耦电容；所述去耦电容的两端分别与所述LED负载的正极端和负极端连接。本技术产生的有益效果是:根据LED负载的线性电压大小选择功率开关管导通和关闭的模式，可以大大提高线性LED驱动的效率。具体而言，在低输入电压，高效率工作的时候，恒流控制模块把功率开关管导通，保证LED在恒流输出的状态。在高输入电压，低效率工作的时候，恒流控制模块把功率开关管强行关闭。所以，在一个周期的正弦交流电中，当市电输入电压处于非波峰时，本技术中的驱动电路的工作模式和现有的线性LED驱动电路一样。当市电输入电压处于波峰时，本技术中的驱动电路的功率开关管进入关闭模式，驱动电路不会从市电信号中消耗功率。那么和现有的线性LED驱动电路相比，效率得到明显的改善。附图说明下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中:图1是传统的LED线性驱动电路的示意图；图2示出了图1中节点50、51、53和54处的电压的波形图；图3示出了依据本技术实施例的动态线性控制LED驱动电路的电路示意图；图4示出了图3中节点50、51、53和54处的电压的波形图；图5示出了包含功率因数调节模块的驱动电路的电路示意图；图6示出了图5中节点50、51、53、56和54处的电压的波形图；图7示出了依据本技术实施例的恒流控制模块的结构示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动态线性控制LED驱动电路，其特征在于，包括：用于将输入的市电信号转换为线性驱动电压信号的整流模块，并将所述线性驱动电压信号输出给LED负载；用于获取流过所述LED负载的驱动电流的采样模块；用于获取所述线性驱动电压信号的反馈模块；用于根据所述驱动电流生成恒流调节信号、以及用于根据所述线性电压信号生成恒流控制信号的恒流控制模块；用于根据所述恒流调节信号和所述恒流控制信号来控制所述负载电流为恒流的恒流驱动模块。

【技术特征摘要】
1.一种动态线性控制LED驱动电路，其特征在于，包括: 用于将输入的市电信号转换为线性驱动电压信号的整流模块，并将所述线性驱动电压信号输出给LED负载； 用于获取流过所述LED负载的驱动电流的采样模块； 用于获取所述线性驱动电压信号的反馈模块； 用于根据所述驱动电流生成恒流调节信号、以及用于根据所述线性电压信号生成恒流控制信号的恒流控制模块； 用于根据所述恒流调节信号和所述恒流控制信号来控制所述负载电流为恒流的恒流驱动模块。2.根据权利要求1所述的动态线性控制LED驱动电路，其特征在于， 所述整流模块包括整流桥，所述整流桥的共阴极端连接所述LED负载的正极端，所述整流桥的共阳极端接地，所述整流桥的另外两端接所述市电信号； 所述恒流驱动模块包括功率开关管，所述功率开关管的栅极连接所述恒流控制模块的输出端，漏极连接所述LED负载的负极端； 所述采样模块包括采样电阻，所述采样电阻的第一端连接所述功率开关管的源极以及连接所述恒流控制模块的第一输入端，第二端接地；以使得所述恒流控制模块根据所述采样电阻两端的电压大小生成用于控制所述功率开关管的栅极电压大小的所述恒流调节信号，并从所述输出端输出至所述功率开关管的栅极，以将所述采样电阻两端的电压控制为恒定电压； 所述反馈模块包括包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和第二电阻的公共端连接所述恒流控制模块的第二输入端，所述第一电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖伟明，郑曰，胡小波，
申请(专利权)人：深圳市芯飞凌半导体有限公司，
类型：实用新型
国别省市：