一种低电压输入自动调整输出电流的电路及驱动电源的制作方法

本发明涉及驱动电源的技术领域，更具体地说，涉及一种低电压输入自动调整输出电流的电路及驱动电源。

背景技术：

随着led驱动电源的大量应用，对其工作条件和要求也在不断地提高。要求输入电压范围宽、可靠性高、成本低、功率密度高等。目前，大多数led电源要求能够同时适用交流110v和220v的工作电压，这就要求必须把led电源的工作电压设计为交流100-277v，但在一些应用要求较高环境、较恶劣场合led电源低于100v也要能够工作，这就要求设计出一种可满足此要求的电路或方法。目前市面上有很多led驱动电源装置，这些led驱动电源装置的工作都离不开一个稳定可靠的额定输入电压，而这个输入电压有一个范围是驱动装置能够满电流、满额功率正常工作的范围，或者说低于这个范围能够主动降额保护。假如led电源设备装置低于这个电压范围仍然满额功率输出，都有可能造成工作不稳定甚至损坏电源。

常见的输入低电压保护电路是对输入电压检测，当检测到电压低于设定电压时，直接判断电源的输出，理论上这种保护只起到了电压低时关闭输出的保护，不能满足输入电压范围宽的某些环境恶劣场合电源也能够持续工作的要求。另外一种低压输入保护是被动的保护，当输入电压低时终端客户被动的降低led灯载，这种方式没有实用价值。

另外，现有的led驱动电源没有增加低压保护装置，这种情况下，当输入电压较低时，在同样的输出功率下，电源的输入线电流必然增加，这时如果不限制输出功率，电源的mos管和续流二极管等器件就容易出现电流应力超标问题，进而导致严重发热，最终烧毁电源。

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，提供一种低电压输入自动调整输出电流的电路及驱动电源。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种低电压输入自动调整输出电流的电路，包括：电压采样比较电路、初级监测电路、初级转换电路、次级监测电路、电流基准控制电路、以及电流比较电路；

所述电压采样比较电路的输入端连接输入线电压，所述电压采样比较电路的输出端连接所述初级监测电路的输入端，所述初级监测电路的输出端连接所述初级转换电路的输入端，所述初级转换电路的输出端连接所述次级监测电路的输入端，所述次级监测电路的输出端连接所述电流基准控制电路，所述电流信号比较电路的输入端连接所述电流基准控制电路，所述电流基准控制电路的输出端连接次级反馈电路。

优选地，所述初级监测电路包括：初级第一监测电路和初级第二监测电路；

所述初级第一监测电路的输入端连接所述电压采样比较电路的输出端，所述初级第一监测电路的输出端连接所述初级第二监测电路的输入端，所述初级第二监测电路的输出端连接所述初级转换电路的输入端，且所述初级第一监测电路还连接至初级供电电路；

所述初级第一监测电路的输入端为所述初级监测电路的输入端，所述初级第二监测电路的输出端为所述初级监测电路的输出端。

优选地，所述初级转换电路为光电转换电路。

优选地，所述电压采样比较电路包括：初级第一电阻、初级第二电阻、初级第三电阻、初级第四电阻、初级第一电容以及初级比较器；

所述初级第一电阻的第一端连接所述输入线电压，所述初级第一电阻的第二端连接所述初级第二电阻的第一端，所述初级第二电阻的第二端连接所述初级第三电阻的第一端和所述初级比较器的第一端；

所述初级第三电阻的第二端连接所述初级第四电阻的第一端和所述初级比较器的第三端，所述初级第四电阻的第二端、所述初级第一电容的第二端和所述初级比较器的第二端接地，所述初级第一电容的第一端连接所述初级比较器的第三端；

所述初级第一电阻的第一端为所述电压采样比较电路的输入端，所述初级比较器的第一端为所述电压采样比较电路的输出端。

优选地，所述初级第一监测电路包括：初级第五电阻、初级第一稳压管和初级第一mos管；所述初级第二监测电路包括：初级第六电阻和初级第二mos管；

所述初级第五电阻的第一端连接所述电压采样比较电路的输出端，所述初级第五电阻的第二端连接所述初级第一稳压管的阴极和所述初级第一mos管的栅极；所述初级第一稳压管的阳极和所述初级第一mos管的源极接地；所述初级第一mos管的漏极连接所述初级第六电阻的第二端和所述初级第二mos管的栅极；

所述初级第六电阻的第一端连接初级供电电路，所述初级第二mos管的源极接地，所述初级第二mos管的漏极连接所述初级转换电路的输入端；

所述初级第五电阻的第一端为所述初级第一监测电路的输入端，所述初级第一mos管的漏极为所述初级第一监测电路的输出端；所述初级第二mos管的栅极为所述初级第二监测电路的输入端，所述初级第二mos管的漏极为所述初级第二监测电路的输出端。

优选地，所述初级转换电路包括：初级第七电阻、初级第八电阻和初级光电耦合器；

所述初级第七电阻的第一端和所述初级光电耦合器的第一端连接并连接至初级供电电路，所述初级第七电阻的第二端连接所述初级第八电阻的第一端并连接至所述初级光电耦合器的第二端；所述初级第八电阻的第二端连接所述初级监测电路的输出端；

所述初级光电耦合器的第四端连接所述次级监测电路的输入端，所述初级光电耦合器的第三端接地；

所述初级第八电阻的第二端的连接端为所述转换电路的输入端，所述光电耦合器的第四端为所述转换电路的输出端。

优选地，所述次级监测电路包括：次级第一二极管、次级第一电阻和次级第二电阻；

所述次级第一二极管的阳极连接次级供电电路，所述次级第一二极管的阴极连接所述次级第一电阻的第一端，所述次级第一电阻的第二端连接所述转换电路的输出端和所述次级第二电阻的第一端，所述次级第二电阻的第二端接地；所述次级第一电阻的第二端和所述次级第二电阻的第一端的连接端还连接至所述电流基准控制电路的输入端；

所述次级第一电阻的第二端为所述次级监测电路的输入端，所述次级第一电阻的第二端和所述次级第二电阻的第一端的连接端为所述次级监测电路的输出端。

优选地，所述电流基准控制电路包括：次级第一三极管、次级第三电阻和次级第四电阻；

所述次级第一三极管的基极连接所述次级监测电路的输出端，所述次级第一三极管的发射极接地，所述次级第一三极管的集电极连接所述次级第三电阻的第二端，所述次级第三电阻的第一端连接所述电流比较电路的输入端，所述次级第四电阻的第一端连接所述电流比较电路的输入端，所述次级第四电阻的第二端接地；

所述次级第一三极管的基极为所述电流基准控制电路的输入端，所述次级第三电阻的第一端和所述次级第四电阻的第一端为所述电流基准控制电路的输出端。

优选地，所述电流比较电路包括：次级第五电阻、次级第六电阻、次级第七电阻、次级第二电容、次级第八电阻、次级第九电阻、次级第二二极管、次级第一运算放大器；

所述次级第五电阻的第二端连接基准电流，所述次级第五的第二端连接所述电流基准控制电路的输出端和所述次级第六电阻的第二端，所述次级第六电阻的第一端连接所述次级第一运算放大器的同向输入端；

所述次级第一运算放大器的反向输入端通过所述次级第七电阻连接输出电路，所述次级第一运算放大器的输出端通过所述次级第九电阻连接所述次级第二二极管的阴极，所述次级第二二极管的阳极连接所述次级反馈电路；所述次级第八电阻的第一端连接所述次级第一运算放大器的输出端，所述次级第八电阻的第二端通过所述次级第二电容连接所述次级第一运算放大器的反向输入端；

所述次级第五电阻的第一端和所述次级第六电阻的第二端的连接端为所述电流比较电路的输入端，所述次级第二二极管的阳极为所述电流比较电路的输出端。

本发明还提供一种驱动电源，包括以上所述的低电压输入自动调整输出电流的电路。

实施本发明的低电压输入自动调整输出电流的电路及驱动电源，具有以下有益效果：包括：电压采样比较电路、初级监测电路、初级转换电路、次级监测电路、电流基准控制电路及电流比较电路；电压采样比较电路的输入端连接输入线电压，电压采样比较电路的输出端连接初级监测电路的输入端，初级监测电路的输出端连接初级转换电路的输入端，初级转换电路的输出端连接次级监测电路的输入端，次级监测电路的输出端连接电流基准控制电路，电流信号比较电路的输入端连接电流基准控制电路，电流基准控制电路的输出端连接次级反馈电路。本发明可在输入电压低时自动降低输出电流，避免在低压工作满额输出状态导致电源器件故障，提高了驱动电源的适用电压范围及实用价值。

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是本发明实施例提供的低电压输入自动调整输出电流的电路的原理框图；

图2是本发明实施例提供的低电压输入自动调整输出电流的电路的电路原理图。

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。

为了解决现有低压保护不能满足驱动电源能够工作在应用要求较高的宽范围输入电压的场合、通过终端客户根据交流输入电压大小来被动的调节更改负载而导致没有实用价值、以及因没有低压保护装置导致电源损坏的问题，本发明提供了一种低电压输入自动调整输出电流的电路，该电路可以满足驱动电源能够工作在应用要求较高的宽范围输入电压的场合，且不需要改变终端客户的带载，实用价值高，同时还能极大的保护驱动电源，避免驱动电源进入低压工作满额输出状态导致电源器件出现故障，并能提高驱动电源的适用电压范围。

参考图1，图1为本发明实施例提供的各实施例一可选实施例的原理框图。

如图1所示，该低电压输入自动调整输出电流的电路包括：电压采样比较电路10、初级监测电路20、初级转换电路30、次级监测电路40、电流基准控制电路50、以及电流比较电路60。

其中，所述电压采样比较电路10的输入端连接输入线电压，所述电压采样比较电路10的输出端连接所述初级监测电路20的输入端，所述初级监测电路20的输出端连接所述初级转换电路30的输入端，所述初级转换电路30的输出端连接所述次级监测电路40的输入端，所述次级监测电路40的输出端连接所述电流基准控制电路50，所述电流信号比较电路的输入端连接所述电流基准控制电路50，所述电流基准控制电路50的输出端连接次级反馈电路。

进一步地，如图1所示，在一些实施例中，该初级监测电路20包括：初级第一监测电路和初级第二监测电路。

所述初级第一监测电路的输入端连接所述电压采样比较电路10的输出端，所述初级第一监测电路的输出端连接所述初级第二监测电路的输入端，所述初级第二监测电路的输出端连接所述初级转换电路30的输入端，且所述初级第一监测电路还连接至初级供电电路。其中，所述初级第一监测电路的输入端为所述初级监测电路20的输入端，所述初级第二监测电路的输出端为所述初级监测电路20的输出端。

在一些实施例中，该电压采样比较电路10用于对输入线电压进行采样，并将所采样得到的采样信号与其内部基准电压进行比较，以获得一个采样比较信号，该采样比较信号用于控制初级第一监测电路的导通或者关闭。

在一些实施例中，该初级第一监测电路根据电压采样比较电路10输出的采样比较信号导通或关闭，从而达到控制初级第二监测电路的导通或者关闭的目的。

在一些实施例中，该初级第二监测电路根据初级第一监测电路的控制导通或者关闭，从而控制转换电路的工作状态。

进一步地，在一些实施例中，该初级转换电路30为光电转换电路。其中，该光电转换电路导通或者关闭的工作状态可由初级第二监测电路控制。当初级第二监测电路导通时，该光电转换电路导通；当初级第二监测电路关闭时，该光电转换电路关闭。

在一些实施例中，该电流基准控制电路50用于改变电流环电流基准的大小，其中，其导通与关闭受控于光电转换电路。具体的，当光电转换电路导通时，该电流基准控制电路50关闭；当光电转换电路关闭时，该电流基准控制电路50导通，并在导通后改变电流环电流基准的大小。

在一些实施例中，该电流比较电路60通过电流环输入信号和电流环基准信号的比较来改变驱动电源的输出端的输出电流的大小。

具体的，该当输入线电压降低时，电流比较电路60在电流基准控制电路50导通时，其电流环基准电流因电流基准控制电路50的导通被减小，该减小的信号通过次级反馈电路反馈至初级主控芯片的反馈端，进而使得初级主控芯片根据次级反馈电路的反馈调节驱动电源的输出电流，最终达到降低驱动电源输出电流的目的。

参考图2，图2为本发明提供的各实施例一可选实施例的电路原理图。

如图2所示，输入线电压为uin，初级供电电路为vcc，次级供电电路为vdd。

在该实施例中，该电压采样比较电路10包括：初级第一电阻r101、初级第二电阻r102、初级第三电阻r103、初级第四电阻r104、初级第一电容c101以及初级比较器u101。

所述初级第一电阻r101的第一端连接所述输入线电压，所述初级第一电阻r101的第二端连接所述初级第二电阻r102的第一端，所述初级第二电阻r102的第二端连接所述初级第三电阻r103的第一端和所述初级比较器u101的第一端；所述初级第三电阻r103的第二端连接所述初级第四电阻r104的第一端和所述初级比较器u101的第三端，所述初级第四电阻r104的第二端、所述初级第一电容c101的第二端和所述初级比较器u101的第二端接地，所述初级第一电容c101的第一端连接所述初级比较器u101的第三端。

其中，所述初级第一电阻r101的第一端为所述电压采样比较电路10的输入端，所述初级比较器u101的第一端为所述电压采样比较电路10的输出端。

另外，初级比较器u101的第一端与初级第二电阻r102的第二端的连接端还连接至初级第五电阻r105的第一端。

进一步地，如图2所示，该实施例中，初级比较器u101为tl413基准比较器。当然，可以理解地，在其他一些实施例中，该初级比较器u101还可以为具有比较功能的运放。

进一步地，如图2所示，该初级第一监测电路包括：初级第五电阻r105、初级第一稳压管zd1和初级第一mos管q101；所述初级第二监测电路包括：初级第六电阻r106和初级第二mos管q102。

所述初级第五电阻r105的第一端连接所述电压采样比较电路10的输出端，所述初级第五电阻r105的第二端连接所述初级第一稳压管zd1的阴极和所述初级第一mos管q101的栅极；所述初级第一稳压管zd1的阳极和所述初级第一mos管q101的源极接地；所述初级第一mos管q101的漏极连接所述初级第六电阻r106的第二端和所述初级第二mos管q102的栅极；所述初级第六电阻r106的第一端连接初级供电电路，所述初级第二mos管q102的源极接地，所述初级第二mos管q102的漏极连接所述初级转换电路30的输入端(即如图2中初级第八电阻r108的第二端)。

其中，所述初级第五电阻r105的第一端为所述初级第一监测电路的输入端，所述初级第一mos管q101的漏极为所述初级第一监测电路的输出端；所述初级第二mos管q102的栅极为所述初级第二监测电路的输入端，所述初级第二mos管q102的漏极为所述初级第二监测电路的输出端。

如图2所示，该初级转换电路30包括：初级第七电阻r107、初级第八电阻r108和初级光电耦合器u102。

所述初级第七电阻r107的第一端和所述初级光电耦合器u102的第一端连接并连接至初级供电电路，所述初级第七电阻r107的第二端连接所述初级第八电阻r108的第一端并连接至所述初级光电耦合器u102的第二端；所述初级第八电阻r108的第二端连接所述初级监测电路20的输出端；所述初级光电耦合器u102的第四端连接所述次级监测电路40的输入端(即图2中次级第一电阻r201的第二端)，所述初级光电耦合器u102的第三端接地。

其中，所述初级第八电阻r108的第二端的连接端为所述转换电路的输入端，所述光电耦合器的第四端为所述转换电路的输出端。

该实施例中，该次级监测电路40包括：次级第一二极管d201、次级第一电阻r201和次级第二电阻r202。

所述次级第一二极管d201的阳极连接次级供电电路，所述次级第一二极管d201的阴极连接所述次级第一电阻r201的第一端，所述次级第一电阻r201的第二端连接所述转换电路的输出端和所述次级第二电阻r202的第一端，所述次级第二电阻r202的第二端接地；所述次级第一电阻r201的第二端和所述次级第二电阻r202的第一端的连接端还连接至所述电流基准控制电路50的输入端(即图2中的次级第一三极管q201的基极)。

其中，所述次级第一电阻r201的第二端为所述次级监测电路40的输入端，所述次级第一电阻r201的第二端和所述次级第二电阻r202的第一端的连接端为所述次级监测电路40的输出端。

该实施例中，该电流基准控制电路50包括：次级第一三极管q201、次级第三电阻r203和次级第四电阻r204。

所述次级第一三极管q201的基极连接所述次级监测电路40的输出端，所述次级第一三极管q201的发射极接地，所述次级第一三极管q201的集电极连接所述次级第三电阻r203的第二端，所述次级第三电阻r203的第一端连接所述电流比较电路60的输入端，所述次级第四电阻r204的第一端连接所述电流比较电路60的输入端，所述次级第四电阻r204的第二端接地。

其中，所述次级第一三极管q201的基极为所述电流基准控制电路50的输入端，所述次级第三电阻r203的第一端和所述次级第四电阻r204的第一端为所述电流基准控制电路50的输出端。

如图2所示，该电流比较电路60包括：次级第五电阻r205、次级第六电阻r206、次级第七电阻r207、次级第二电容c202、次级第八电阻r208、次级第九电阻r209、次级第二二极管d202、次级第一运算放大器u201a。

所述次级第五电阻r205的第二端连接基准电流，所述次级第五的第二端连接所述电流基准控制电路50的输出端和所述次级第六电阻r206的第二端，所述次级第六电阻r206的第一端连接所述次级第一运算放大器u201a的同向输入端。

所述次级第一运算放大器u201a的反向输入端通过所述次级第七电阻r207连接输出电路，所述次级第一运算放大器u201a的输出端通过所述次级第九电阻r209连接所述次级第二二极管d202的阴极，所述次级第二二极管d202的阳极连接所述次级反馈电路；所述次级第八电阻r208的第一端连接所述次级第一运算放大器u201a的输出端，所述次级第八电阻r208的第二端通过所述次级第二电容c202连接所述次级第一运算放大器u201a的反向输入端。

其中，该所述次级第五电阻r205的第一端和所述次级第六电阻r206的第二端的连接端为所述电流比较电路60的输入端，所述次级第二二极管d202的阳极为所述电流比较电路60的输出端。

具体的，如图2所示，当驱动电源应用于范围宽输入电压时，在交流输入电压过低的情况下，即输入线电压uin降低，则初级比较器u101的r基为低电平，此时，初级比较器u101不导通，由于初级比较器u101不导通，导致初级第一mos管q101的栅极为高电平，所以初级第一mos管q101导通，初级第一mos管q101导通之后，初级第二mos管q102的栅极为低电平，因此，初级第二mos管q102不导通，进而使得初级第二mos管q102的漏极为高电平，因此，初级光电耦合器u102也不导通。由于初级光电耦合器u102不导通，使得次级第一三极管q201的基极为高电平，次级第一三极管q201导通，此时，次级第三电阻r203和次级第四电阻r204并联，由于次级第三电阻r203和次级第四电阻r204并联，使得总阻值减小，因此，电流环基准信号(iref)的电压通过次级第五电阻r205、次级第三电阻r203和次级第四电阻r204分压后，由于次级第三电阻r203和次级第四电阻r204的总阻值减小，使得分压减小，次级第一运算放大器u201a的同向输入端输入的电压信号减小，再由次级第一运算放大器u201a将同向输入端的电压信号与其反向输入端输入的电压信号(io)进行比较，其输出端输出低电平信号，次级第二二极管d202导通，进而使得次级反馈电路的次级光电耦合器u103导通，而由于次级光电耦合器u103的第一端连接至初级主控芯片的反馈端，因此，该次级光电耦合器u103导通的信号反馈至初级主控芯片的反馈端，该初级主控芯片根据其反馈端所接收到的该次级光电耦合器u103导通的信号进行反馈调节，最终降低驱动电源的输出电流，达到当输入电压低时，输出端能自适应的降低输出电流的功能。

反之，当驱动电源的交流输入电压过低的情况解除后，即输入线电压uin增高，初级比较器u101的r基为高电平，此时，初级比较器u101导通，如此，初级第一mos管q101的栅极为低电平，初级第一mos管q101不导通，使得初级第二mos管q102的栅极为高电平，初级第二mos管q102导通；然而初级第二mos管q102导通后，其漏极为低电平，因此，初级光电耦合器u102导通，初级光电耦合器u102导通后，次级第一三极管q201的基极为低电平，次级第一三极管q201不导通；进而使得次级第三电阻r203和次级第四电阻r204不并联，总阻值相对增加，所以电流环基准信号电压通过次级第五电阻r205、次级第三电阻r203和次级第四电阻r204分压后，由于次级第三电阻r203和次级第四电阻r204不并联，则总阻值相对增加、分压增加，因此，次级第一运算放大器u201a的同向输入端输入的电压信号增加，与其反向输入端的输入信号进行比较后，输出高电平信号，次级第二二极管d202不导通，使得次级光电耦合器u103不导通，而由于次级光电耦合器u103的第一端连接至初级主控芯片的反馈端，因此，初级主控芯片根据该次级反馈电路反馈至其反馈端的信号增加并恢复驱动电源的输出电流，达到输入电压过低的情况解除后驱动电源自动恢复满电流满功率工作的功能。

本发明还提供一种驱动电源，其可包括本发明实施例所公开的低电压输入自动调整输出电流的电路。可选的，该驱动电源可以为led驱动电源。

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。