跟随输入电压自动调整输出电流电路及LED驱动电源的制作方法

本发明涉及led电源领域，更具体地说，涉及一种跟随输入电压自动调整输出电流电路及led驱动电源。

背景技术：

led正在逐步取代传统的照明光源，在各个照明领域中得到越来越广泛的应用。随着社会经济建设的日益发展，城市道路基础照明建设水平已经成为城市发展速度快慢与水平高低的重要标志，照明工程质量优劣不仅影响到车辆及行人的安全与否，也关系到节能环保目标能否实现。

在日常使用过程中，电网电压的波动所带来的led电源输出不稳定，导致整灯不能正常工作。另外驱动电源来说除基本的电气性能要达到要求外，还必须要有一些保护措施，如当出现过温、过流、短路、过压、欠压等异常保护功能，更重要的是有的驱动电源标签上明明已注明输入电压的范围，如：标签上标注的输入电压为220-240vac，结果将此驱动电源销往北美或日本等地区使用，在输入电压低时工作没几小时因温升超标就坏，还有的一些驱动电源的标签时间久模糊不清或没标签结果也使用不当将驱动电源损坏造成客诉或造成人员伤亡等重大事故的发生。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种跟随输入电压自动调整输出电流电路及led驱动电源。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种跟随输入电压自动调整输出电流电路，包括电压采样电路、电压比较电路、光耦反馈电路、环路补偿电路、开关控制电路、电流比较电路、基准电压电路以及电流采样电路；

所述电压采样电路的输入端接收输入电压，所述电压采样电路的输出端连接所述电压比较电路的输入端；所述电压比较电路的输出端连接所述光耦反馈电路的输入端；所述光耦反馈电路的第一输出端连接所述开关控制电路的输入端，所述光耦反馈电路的第二输出端通过所述环路补偿电路连接所述电压比较电路；所述开关控制电路的输出端连接所述电流比较电路的第一输入端，所述电流比较电路的第二输入端连接所述电流采样电路，所述基准电压电路连接所述电流比较电路的第三输入端；

所述电压比较电路将所述电压采样电路采集的采样电压与基准电压进行比较，输出一个能够反应电压变化趋势的电压误差信号，所述环路补偿电路用于减小环路电压回差范围；所述光耦反馈电路根据所述电压误差信号控制光电耦合器的开关；所述开关控制电路根据光电耦合器的开关控制基准电压的输出电流，所述电流比较电路将所述开关控制电路的输出电流与所述电流采样电路采集的基准电流进行比较，输出一个能够反应电流变化趋势的电流误差信号，所述基准电压电路用于产生预设电压基准信号以控制所述电流误差信号。

进一步，在本发明所述的跟随输入电压自动调整输出电流电路中，所述电压采样电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r26、电容c1；

所述电阻r1的第一端接收输入电压，所述电阻r1的第二端通过所述电阻r2连接所述电阻r26的第一端，所述电阻r26的第二端通过所述电阻r3接地；所述电阻r26的第二端连接所述电阻r4的第一端，所述电阻r4的第二端通过所述电容c1接地；所述电阻r4的第二端通过所述电阻r5接地，所述电阻r4和所述电阻r5的连接点输出所述采样电压。

进一步，在本发明所述的跟随输入电压自动调整输出电流电路中，所述电压比较电路包括tl431芯片、电阻r6、电容c2和电阻r7；

所述tl431芯片的阳极接地，所述tl431芯片的参考极通过所述电阻r6连接所述电阻r4和所述电阻r5的连接点，接收所述采样电压；所述tl431芯片的阴极通过所述电容c2连接所述tl431芯片的参考极，所述tl431芯片内部提供基准电压；所述tl431芯片的阴极通过所述电阻r7连接所述光耦反馈电路；

若所述采样电压大于所述基准电压时，所述tl431芯片导通工作；若所述采样电压小于所述基准电压时，所述tl431芯片不导通。

进一步，在本发明所述的跟随输入电压自动调整输出电流电路中，所述光耦反馈电路包括三极管q4、光电耦合器、电阻r8、电阻r11、电阻r13；

所述三极管q4的基极通过所述电阻r7连接所述tl431芯片的阴极，所述三极管q4的基极通过所述电阻r8连接所述三极管q4的发射极，所述三极管q4的发射极连接第一供电电源vcc1；所述三极管q4的集电极通过所述电阻r11连接所述光电耦合器的第一输入端，所述光电耦合器的第二输入端接地；所述光电耦合器的第一输出端通过所述电阻r13连接第二供电电源vcc2，所述光电耦合器的第一输出端连接所述开关控制电路的输入端，所述光电耦合器的第二输出端接地；

若所述tl431芯片导通工作，所述光电耦合器的输入端有电流流入，所述光电耦合器的输出端导通；若所述tl431芯片不导通，所述光电耦合器的输入端无电流流入，所述光电耦合器的输出端断开。

进一步，在本发明所述的跟随输入电压自动调整输出电流电路中，所述环路补偿电路包括电阻r9和电阻r10；

所述三极管q4的集电极通过所述电阻r9连接所述电阻r10的第一端，所述电阻r10的第二端连接所述电阻r4和所述电阻r5的连接点。

进一步，在本发明所述的跟随输入电压自动调整输出电流电路中，所述开关控制电路包括电阻r14、电阻r15、二极管d1、三极管q6；

所述二极管d1的正极连接所述光电耦合器的第一输出端，所述二极管d1的负极通过所述电阻r14连接所述光电耦合器的第二输出端，所述光电耦合器的第二输出端接地；所述二极管d1的负极连接所述三极管q6的基极，所述三极管q6的发射极接地；所述三极管q6的集电极通过所述电阻r15连接所述电流比较电路；

若所述光电耦合器的输出端导通，所述三极管q6不导通；若所述光电耦合器的输出端不导通，所述三极管q6导通。

进一步，在本发明所述的跟随输入电压自动调整输出电流电路中，所述电流比较电路包括电阻r20、电阻r21、电阻r50、可变电阻vr1、电容c18、第二比较器u2-b；

所述电阻r20的第一端通过所述电阻r15连接所述三极管q6的集电极，所述电阻r20的第一端连接所述基准电压电路；所述电阻r20的第二端连接所述第二比较器u2-b的同相输入端，所述电阻r20的第二输入端通过所述电阻r21连接所述可变电阻vr1的第一端，所述可变电阻vr1的第二端接地；所述第二比较器u2-b的反相输入端通过串联所述电容c18和所述电阻r50连接所述第二比较器u2-b的输出端；

若所述三极管q6不导通，所述电阻r15所在支路断开，电流仅从所述电阻r20流过；若所述三极管q6导通，所述电阻r15对电流环路分流，所述电阻r20的电流减小；所述第二比较器u2-b根据所述电阻r20的电流和基准电流输出一个能够反应电流变化趋势的电流误差信号。

进一步，在本发明所述的跟随输入电压自动调整输出电流电路中，所述电流采样电路包括电阻r23；所述第二比较器u2-b的反相输入端通过所述电阻r23连接检测输出端，接收基准电流。

进一步，在本发明所述的跟随输入电压自动调整输出电流电路中，所述基准电压电路包括第一比较器u2-a、电阻r16、电阻r17、电阻r18、电阻r19、电阻r22、电阻r24、电阻r25、电容c41、二极管d2、二极管d3、第二光电耦合器；

所述第一比较器u2-a的正极连接第二供电电源vcc2，所述第一比较器u2-a的负极接地，所述第一比较器u2-a的同相输入端通过所述电阻r19连接所述电阻r20的第一端；所述第一比较器u2-a的反相输入端通过所述电阻r16连接led正极，所述第一比较器u2-a的反相输入端通过所述电阻r17接地；所述第一比较器u2-a的反相输入端通过所述电容c41连接所述电阻r18的第一端，所述电阻r18的第二端连接所述第一比较器u2-a的输出端；所述第一比较器u2-a的输出端通过所述电阻r22连接所述二极管d2的负极，所述二极管d2的正极连接所述第二光电耦合器的第二输入端，所述第二光电耦合器的第一输入端通过所述电阻r25连接第二供电电源vcc2；所述二极管d3的正极连接所述二极管d2的正极，所述二极管d3的负极通过所述电阻r24连接所述第二比较器u2-b的输出端。

另，本发明还提供一种led驱动电源，包括如上述的跟随输入电压自动调整输出电流电路。

实施本发明的一种跟随输入电压自动调整输出电流电路及led驱动电源，具有以下有益效果：本发明根据输入电压自动调整输出电流，有效防止输入电压波动对驱动电源的影响，延长的led驱动电源的使用寿命，大大提高led驱动电源的可靠性和稳定性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是一实施例提供的一种跟随输入电压自动调整输出电流电路的结构示意图；

图2是一实施例提供的一种跟随输入电压自动调整输出电流电路的电路图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

实施例

参考图1，本实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种跟随输入电压自动调整输出电流电路，包括电压采样电路10、电压比较电路20、光耦反馈电路30、环路补偿电路40、开关控制电路50、电流比较电路60、基准电压电路70以及电流采样电路80。

电压采样电路10的输入端接收输入电压，电压采样电路10的输出端连接电压比较电路20的输入端；电压比较电路20的输出端连接光耦反馈电路30的输入端；光耦反馈电路30的第一输出端连接开关控制电路50的输入端，光耦反馈电路30的第二输出端通过环路补偿电路40连接电压比较电路20；开关控制电路50的输出端连接电流比较电路60的第一输入端，电流比较电路60的第二输入端连接电流采样电路80，基准电压电路70连接电流比较电路60的第三输入端。

电压比较电路20将电压采样电路10采集的采样电压与基准电压进行比较，输出一个能够反应电压变化趋势的电压误差信号，环路补偿电路40用于减小环路电压回差范围；光耦反馈电路30根据电压误差信号控制光电耦合器的开关；开关控制电路50根据光电耦合器的开关控制基准电压的输出电流，电流比较电路60将开关控制电路50的输出电流与电流采样电路80采集的基准电流进行比较，输出一个能够反应电流变化趋势的电流误差信号，基准电压电路70用于产生预设电压基准信号以控制电流误差信号。

本实施例根据输入电压自动调整输出电流，有效防止输入电压波动对驱动电源的影响，延长的led驱动电源的使用寿命，大大提高led驱动电源的可靠性和稳定性。

实施例

参考图2，在本实施例的跟随输入电压自动调整输出电流电路中，电压采样电路10包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r26、电容c1，电阻r1的第一端接收输入电压hv，输入电压hv为led驱动电源中经整流后的母线电压。电阻r1的第二端通过电阻r2连接电阻r26的第一端，电阻r26的第二端通过电阻r3接地；电阻r26的第二端连接电阻r4的第一端，电阻r4的第二端通过电容c1接地；电阻r4的第二端通过电阻r5接地，电阻r4和电阻r5的连接点输出采样电压。

在本实施例的跟随输入电压自动调整输出电流电路中，电压比较电路20包括tl431芯片(图2中zt1)、电阻r6、电容c2和电阻r7，tl431芯片的阳极接地，tl431芯片的参考极通过电阻r6连接电阻r4和电阻r5的连接点，接收采样电压；tl431芯片的阴极通过电容c2连接tl431芯片的参考极，tl431芯片内部提供基准电压；tl431芯片的阴极通过电阻r7连接光耦反馈电路30；若采样电压大于基准电压时，tl431芯片导通工作；若采样电压小于基准电压时，tl431芯片不导通。

在本实施例的跟随输入电压自动调整输出电流电路中，光耦反馈电路30包括三极管q4、光电耦合器、电阻r8、电阻r11、电阻r13，图2中光电耦合器的输入端为ot2-a，光电耦合器的第一输入端为引脚1，光电耦合器的第二输入端为引脚；光电耦合器的输出端为ot2-b，光电耦合器的第一输出端为引脚4，光电耦合器的第二输出端为引脚3。三极管q4的基极通过电阻r7连接tl431芯片的阴极，三极管q4的基极通过电阻r8连接三极管q4的发射极，三极管q4的发射极连接第一供电电源vcc1；三极管q4的集电极通过电阻r11连接光电耦合器的第一输入端，光电耦合器的第二输入端接地；光电耦合器的第一输出端通过电阻r13连接第二供电电源vcc2，光电耦合器的第一输出端连接开关控制电路50的输入端，光电耦合器的第二输出端接地。若tl431芯片导通工作，光电耦合器的输入端有电流流入，光电耦合器的输出端导通；若tl431芯片不导通，光电耦合器的输入端无电流流入，光电耦合器的输出端断开。其中tl431芯片的芯片引脚结构和功能可参考现有技术。

在本实施例的跟随输入电压自动调整输出电流电路中，环路补偿电路40包括电阻r9和电阻r10，三极管q4的集电极通过电阻r9连接电阻r10的第一端，电阻r10的第二端连接电阻r4和电阻r5的连接点。

在本实施例的跟随输入电压自动调整输出电流电路中，开关控制电路50包括电阻r14、电阻r15、二极管d1、三极管q6，二极管d1的正极连接光电耦合器的第一输出端，二极管d1的负极通过电阻r14连接光电耦合器的第二输出端，光电耦合器的第二输出端接地；二极管d1的负极连接三极管q6的基极，三极管q6的发射极接地；三极管q6的集电极通过电阻r15连接电流比较电路60。若光电耦合器的输出端导通，三极管q6不导通；若光电耦合器的输出端不导通，三极管q6导通。

在本实施例的跟随输入电压自动调整输出电流电路中，电流比较电路60包括电阻r20、电阻r21、电阻r50、可变电阻vr1、电容c18、第二比较器u2-b，电阻r20的第一端通过电阻r15连接三极管q6的集电极，电阻r20的第一端连接基准电压电路70；电阻r20的第二端连接第二比较器u2-b的同相输入端，电阻r20的第二输入端通过电阻r21连接可变电阻vr1的第一端，可变电阻vr1的第二端接地；第二比较器u2-b的反相输入端通过串联电容c18和电阻r50连接第二比较器u2-b的输出端。若三极管q6不导通，电阻r15所在支路断开，电流仅从电阻r20流过；若三极管q6导通，电阻r15对电流环路分流，电阻r20的电流减小；第二比较器u2-b根据电阻r20的电流和基准电流输出一个能够反应电流变化趋势的电流误差信号。

在本实施例的跟随输入电压自动调整输出电流电路中，电流采样电路80包括电阻r23；第二比较器u2-b的反相输入端通过电阻r23连接检测输出端，接收基准电流。

在本实施例的跟随输入电压自动调整输出电流电路中，基准电压电路70包括第一比较器u2-a、电阻r16、电阻r17、电阻r18、电阻r19、电阻r22、电阻r24、电阻r25、电容c41、二极管d2、二极管d3、第二光电耦合器，第一比较器u2-a的正极连接第二供电电源vcc2，第一比较器u2-a的负极接地，第一比较器u2-a的同相输入端通过电阻r19连接电阻r20的第一端；第一比较器u2-a的反相输入端通过电阻r16连接led正极，第一比较器u2-a的反相输入端通过电阻r17接地；第一比较器u2-a的反相输入端通过电容c41连接电阻r18的第一端，电阻r18的第二端连接第一比较器u2-a的输出端；第一比较器u2-a的输出端通过电阻r22连接二极管d2的负极，二极管d2的正极连接第二光电耦合器的第二输入端，第二光电耦合器的第一输入端通过电阻r25连接第二供电电源vcc2；二极管d3的正极连接二极管d2的正极，二极管d3的负极通过电阻r24连接第二比较器u2-b的输出端。作为选择，第一比较器u2-a的型号为ap4310，第二比较器u2-b的型号为ap4310。

参考图2，现以输入电压为120vac为例，具体的工作原理如下：

a.当输入电压≥120vac时，经过整流后的母线电压(hv)通过电阻r1、电阻r2、电阻r26、电阻r3、电阻r4、电容c1与电阻r5组成的输入电压采样电路10，采样电压通过电阻r6输入到由tl431组成的基准信号发生器的输入端与基准电压进行比较。当采样电压大于基准电压时tl431导通工作，通过电阻r7输入到三极管q4的基极，三极管q4得到偏置后也导通。导通后从三极管q4的集电极输出通过电阻r11到电光耦合的输入端ot2-a，光电耦合器ot2-a有电流通过，光电耦合器的输出端ot2-b也导通，光电耦合器ot2-b的导通相当于将三极管q6的基极拉到地，三极管q6不导通，处于截止状态，电阻r15对电流环路无影响，不会对电阻r20形成分流，这时电流比较器u2-b(即第二比较器u2-b)输出电流最大，也就是输出功率最大。

b.当输入电压＜120vac时，经过整流后的母线电压(hv)通过电阻r1、电阻r2、电阻r26、电阻r3、电阻r4、电容c1与电阻r5组成的输入电压采样电路10，采样电压通过电阻r6输入到由tl431组成的基准信号发生器的输入端与基准电压进行比较。当采样电压小于基准电压时tl431不导通工作，通过电阻r7输入到三极管q4的基极，三极管q4的基极电路开路处于截止状态，三极管q4的集电极无输出电压，电阻r11到光电耦合器的输入端ot2-a，光电耦合器ot2-a无电流通过不发光，光电耦合器的输出端ot2-b接收不到光，光电耦合器ot2-b相当于开路，这时vcc通过二极管d1到三极管q6的基极，三极管q6导通，通过电阻r15对电流环路发生变化，对电阻r20形成分流，这时电流比较器u2-b(即第二比较器u2-b)输出电流变小，也就是输出功率变小。

一些实施例中，可以灵活的调整原理图中的参数：

a.适当调整输入采样电路中电阻r1、电阻r2、电阻r26、电阻r3、电阻r4的阻值，可以改变输入电压段。

b.适当调整环路补偿电路中电阻r9和电阻r10的阻值，可以改变回差的大小，也就改变了电压精度范围。

c.适当调整开关控制电路中电阻r15的阻值，可以改变输出最大电流的百分比。

本实施例根据输入电压自动调整输出电流，有效防止输入电压波动对驱动电源的影响，延长的led驱动电源的使用寿命，大大提高led驱动电源的可靠性和稳定性。

实施例

本实施例的led驱动电源包括如上述的跟随输入电压自动调整输出电流电路。

本实施例根据输入电压自动调整输出电流，有效防止输入电压波动对驱动电源的影响，延长的led驱动电源的使用寿命，大大提高led驱动电源的可靠性和稳定性。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。