驱动电路,发光二极管照明电路和灯的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及驱动电路，尤其涉及发光二极管(LED)的驱动电路。
【背景技术】
[0002]目前很多LED驱动电路能够支持窗口工作，即将驱动电路的输出电流保持在一定窗口范围内。这些LED驱动电路通过例如检测电阻或调光器来检测输出电流。但是，处于成本考虑，它们并不使用IC控制器。这些驱动电路并不对输出电压进行检测。因此驱动电路可能运行于高输出电压和高输出电流的情况下，使得驱动电路的输出功率超过其额定功率很多从而过载。在过载状况下工作的驱动电路会出现很多问题，例如性能恶化甚至故障。有时会发生安全事故，例如驱动电流过温。
【实用新型内容】
[0003]为了解决以上技术问题，需要提供一种能够将输出功率限制在一定范围，例如额定功率附近的驱动电路。
[0004]出于这一考虑，本实用新型的基本构思在于:对输出电压和输出电流进行跟踪，将输出电流跟随到一个参照值，该参照值是依赖于输出电压的:输出电压越高，参照值越低。因此，输出电压与输出电流的乘积，即功率的变化受限，例如是一个抛物线，且抛物线的顶处于额定功率附近。使得驱动电流能够提供足够的输出功率并且最大输出功率被限制在额定功率附近。
[0005]具体的，本实用新型的一个方面提供了一种驱动电路，包括输入端，输出端，功率因子校正元件，以及控制部分，其中，所述控制部分接收参考信号并根据该参考信号来控制所述功率因子校正元件以使得所述输出端所输出的电流与所述参考信号一致，其特征在于，还包括:电压检测电路，连接到输出端，用于检测所述输出端的电压；变换电路，连接到所述电压检测电路，根据所述电压检测电路检测到的电压产生一变换信号，其中，所述变换电路以与所述检测到的电压相反的变化趋势来产生该变换信号；比较跟随电路，连接到所述变换电路，并接收所述参考信号，用于当所述参考信号大于所述变换信号时，调整所述参考信号以跟随所述变换信号，并将调整后的所述参考信号提供给所述控制部分。
[0006]在该方面中，输出电压被检测，并且一个与输出电压呈相反趋势变化的变换信号被产生。当输出电压大时，该变换信号变小。当变换信号小于原有的电流参考信号时，电流参考信号跟随该变换信号变小，从而将限制驱动电路的输出功率。该方面基于一个简单的、低成本的结构提供了最大功率受限的驱动电路。
[0007]优选地，当所述参考信号小于所述变换信号时，参考信号不受变换信号的影响。在这种情况下，所设定的输出电流小于在该输出电压情况下产生功率过载的危险输出电流，所以电流参考信号不受变换信号的影响，驱动电流根据原有的电流参考信号来控制输出电流。
[0008]在一个更具体的实施方式中，所述变换电路包括:可控开关，具有电流流入端、电流流出端和控制端，所述电流流入端和所述电流流出端之间的导通程度与所述控制端的电压以相同趋势变化，所述电流流入端连接到一个稳定电压且产生变换信号，所述电流流出端连接到地，所述控制端连接到所述电压检测电路。
[0009]在该实施方式中，变换电路由一个负反馈式连接的可控开关构成，成本较低，不需要较为昂贵的微控制器。
[0010]在一个更具体的实施方式中，所述比较跟随电路包括:比较器，具有正输入、负输入和输出，其中所述负输入连接到所述变换电路并接收所述变换信号；参考线路，用于接收所述参考信号，所述参考线路还连接到所述比较器的所述正输入；接地开关，将所述参考线路接地，并且所述接地开关的控制端与所述比较器的输出相连；所述参考线路上的电压作为所述调整后的所述参考信号。
[0011]在该实施方式中，比较跟随电路由一个负反馈式连接的比较器和负反馈式连接的接地开关构成，成本较低，不需要较为昂贵的微控制器。
[0012]在一个更具体的实施方式中，所述比较器在所述参考信号小于所述变换信号时输出第一电压使得所述接地开关断开，从而所述参考线路上的电压与所述参考信号一致；所述比较器在所述参考信号大于所述变换信号时输出第二电压使得所述接地开关导通，从而将所述参考线路上的电压跟随所述变换信号。
[0013]在该实施方式中，当变换信号较高时，意味着能够容许较高的输出电流，比较器输出的低电平使得接地开关浮空，原先的参考信号保持不变；否则，原先的参考信号被接地开关拉低，降低驱动电路的输出电流。提供了一种低成本的解决方案。
[0014]在本实用新型的第二个方面中，提供了一种发光二极管照明电路，其特征在于，包括如前述的驱动电路；以及发光二极管，被所述驱动电路所驱动。
[0015]本方面提供了包括以上驱动电路的LED照明电路。
[0016]在本实用新型的第三个方面中，提供了一种灯，其特征在于，包括前述的发光二极管照明电路。
[0017]本方面提供了包括以上LED照明电路的灯。更具体地，由于省去了微控制器/1C，该灯具有较低的成本。
[0018]本实用新型的以上和其他方面将在【具体实施方式】部分中参照以下附图更加详尽地说明或能够为本领域的技术人员所获知。
【附图说明】
[0019]图1示出了根据本实用新型的一个方面的驱动电路整体结构；
[0020]图2示出了图1中的驱动电路中用于控制输出电流参考信号的电路部分的详细结构；
[0021]图3示出了输出电压的变化趋势以及根据本实用新型的实施方式提供了变换信号的变化趋势；
[0022]图4示出了本实用新型的驱动电流的输出功率。
【具体实施方式】
[0023]本实用新型的一个方面提供了一种一种驱动电路，包括输入端，输出端，功率因子校正元件，以及控制部分，其中，所述控制部分接收参考信号并根据该参考信号来控制所述功率因子校正元件以使得所述输出端所输出的电流与所述参考信号一致，其特征在于，还包括:
[0024]-电压检测电路，连接到输出端，用于检测所述输出端的电压；
[0025]-变换电路，连接到所述电压检测电路，根据所述电压检测电路检测到的电压产生一变换信号，其中，所述变换电路以与所述检测到的电压相反的变化趋势来产生该变换信号;
[0026]-比较跟随电路，连接到所述变换电路，并接收所述参考信号，用于当所述参考信号大于所述变换信号时，调整所述参考信号以跟随所述变换信号，并将调整后的所述参考信号提供给所述控制部分。
[0027]图1示出了本实用新型的一个【具体实施方式】在半桥振荡式功率转换器(converter)中的应用。可以理解，其他任何类型的功率转换器，例如降压(buck)、升压(boost)以及降升压(buck-boost)功率转换器都可以采用本实用新型的实施方式来进行最大输出功率的限制。
[0028]下面首先简要描述半桥振荡式功率转换器的工作原理。在原边，开关Ml和M2构成半桥，它们交替地导通和断开。电容Cl和电感LI构成振荡回路，在开关Ml和M2交替工作时，受到电源Vl的供电而产生振荡。该振荡通过耦合的线圈L2和L3将能量传输到线圈L3所在的副边。二极管Dl对传输过来的能量进行整流，电容C3进行平滑滤波，能量被提供给LED负载D2。
[0029]电阻Rl是检测电阻，其检测流过负载D2的电流并相应地产生电压。在比较器U5处，该指示了电流信号的电压和指示了所需要的参考电流的一个参考电压信号进行比较。比较的结果通过光耦SFH618X反馈回原边并提供给一个控制芯片1C。该控制芯片IC根据负载电流和参考电流的比较结果来控制开关Ml和M2的操作，控制芯片IC进行该闭环控制的目的是保持负载电流与参考电流基本一致。
[0030]在图1所示的电路中，输入端可以认为是开关Ml的漏极和开关M2的源极，它们分别接到电源Vl的两端。输出端可以认为是副边线圈L3的两端。功率因子校正元件可以认为是半桥振荡式功率转换器，即Ml，M2，Cl，LI以及耦合线圈L2和L3，控制电路可以认为是检测电阻R1，比较器U5，光耦SFH