无频闪的高恒流精度led驱动电路及其工作方法
【专利摘要】本发明涉及一种无频闪的高恒流精度LED驱动电路及其工作方法，本高恒流精度LED驱动电路，包括：内含有MOS管及反馈信号输入端的LED驱动器，与该LED驱动器相连的储能单元；所述储能单元与一反馈回路通过互感进行耦合以获得反馈信号，该反馈信号输入至所述反馈信号输入端。本发明通过内含有MOS管及反馈信号输入端的LED驱动器提高了驱动电路的集成度，仅需一个LED驱动器即可避免LED频闪问题；通过内置过压保护使LED驱动电路的外围电路更加精简，可靠性更好；本LED驱动器不会出现打嗝现象，当输出电压高于过压保护基准电压时，直接锁死，进一步保护了LED驱动器。
【专利说明】无频闪的高恒流精度LED驱动电路及其工作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种LED驱动电路，尤其涉及一种无频闪的高恒流精度LED驱动电路及其工作方法。
【背景技术】
[0002]照明领域，关于频闪对人体造成的伤害，已有相关的生物学及医学研究，一、可能引发脑细胞损伤，二、可能影响阅读及视力，三、降低工作效率和引发工伤。为了克服上述缺陷，可以采用LED照明。
[0003]虽然LED照明灯具采用的是恒定直流供电，理论上完全可能实现无频闪恒定照明。但事实上，从LED驱动电路的成本考虑，生产厂商大部分都是采用单极PFC电路。因此，输出到LED的电流不是一条直线。所以，还是会产生不同程度的LED频闪。
[0004]单极PFC电路对于LED应用来说，LED光效会偏低，而且容易光衰。原本350mA的LED，实际流过LED峰值电流可能要到600?700mA，而在这期间，LED光效变差，热量加大。当前如果需要高PFC必须考虑做两级，前级用单极PFC做一恒压，后级将电压转换成恒定的电流,此种设计大大提高了生产成本。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种无频闪的高恒流精度LED驱动电路，其通过内含有MOS管及反馈信号输入端的LED驱动器提高了驱动电路的集成度，仅需一个LED驱动器即可避免LED频闪问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种无频闪的高恒流精度LED驱动电路，包括:内含有MOS管及反馈信号输入端的LED驱动器，与该LED驱动器相连的储能单元；所述储能单元与一反馈回路通过互感进行耦合以获得反馈信号，该反馈信号通过反馈支路输入至所述反馈信号输入端。
[0007]优选的，为了进一步有效的利用一个驱动器解决频闪问题，所述LED驱动器包括:电感电流检测模块、与所述MOS管相连的PWM控制模块，所述电感电流检测模块包括:第一、第二集成运放，其中，第一集成运放的反相端和第二集成运放的同相端相连后与MOS管的源极相连，所述第一集成运放的同相端、第二集成运放的反相端用于分别输入电感电流检测用上、下限电压阈值，所述第一、第二集成运放的输出端分别与所述PWM控制模块的相应输入端相连；所述PWM控制模块适于根据电感电流调节输出的PWM信号的占空比。
[0008]优选的，为了实现过压保护功能，所述LED驱动器还包括:适于接入所述反馈信号的OVP模块，所述OVP模块适于根据获取的所述反馈信号判断是否输出过压保护信号；
[0009]所述PWM控制模块与所述OVP模块的输出端相连，适于根据所述过压保护信号将LED驱动器锁死。
[0010]优选的，在实现过压保护功能时，避免驱动电路出现打嗝现象；所述OVP模块包括:第三、第四集成运放；所述第三集成运放的反相端接入所述反馈信号，且同相端接入一过压保护基准电压，该第三集成运放的输出端与第一 NPN型三级管的基极相连，所述第一NPN型三级管的集电极通过第一电阻与电源相连，且发射极接地；所述第一 NPN型三级管的集电极还与第四集成运放的同相端相连，该第四集成运放的反相端与所述第三集成运放的同相端相连，所述第四集成运放的输出端与第二 NPN型三极管的集电极和第三NPN型三极管的基极相连；所述第二 NPN型三极管的基极与第三NPN型三极管的发射极相连后通过第二电阻与第二 NPN型三极管的发射极相连；所述第二 NPN型三极管的发射极还作为所述OVP模块的输出端与所述PWM控制模块的输入端相连。
[0011]优选的，所述第三集成运放的反相端通过第一调理电路与反馈信号输入端相连。
[0012]优选的，为了实现兼容过热保护功能，所述恒流LED驱动器还包括:感温模块，该感温模块通过第二调理电路与所述第三集成运放的反相端相连；所述第一、第二调理电路结构相同，且包括:适于接入输入电压的串联分压电路，与该串联分压电路相连的电压跟随器。
[0013]根据本发明的另一方面，提供了一种由所述高恒流精度LED驱动器的工作方法，以解决LED驱动电路实现过压保护的技术问题。
[0014]所述高恒流精度LED驱动电路的工作方法，包括:过压保护的方法，该方法包括:
[0015]所述OVP模块根据获取的所述反馈信号判断是否输出过压保护信号；若反馈信号大于过压保护基准电压，则输出过压保护信号，所述PWM控制模块根据所述过压保护信号将所述LED驱动器锁死。
[0016]优选的，为了实现兼容过热保护功能，所述工作方法还包括:过热保护的方法，该方法包括:通过一感温模块将温度信号转换为电压信号后通过第二调理电路输入至所述OVP模块，且所述第二调理电路的输出范围与连接于第三集成运放的反相端与反馈信号输入端之间的第一调理电路的反馈信号范围相同，以使所述OVP模块实现过热保护与过压保护功能。
[0017]优选的，所述PWM控制模块当芯片温度为140°C时，控制所述LED驱动器锁死，待温度降为120°C时，启动所述LED驱动器。
[0018]本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:(1)本发明通过内含有MOS管及反馈信号输入端的LED驱动器提高了驱动电路的集成度，仅需一个LED驱动器即可避免LED频闪问题；(2)通过内置过压保护使LED驱动电路的外围电路更加精简，可靠性更好；(3)本LED驱动器不会出现打嗝现象，当输出电压高于过压保护基准电压时，直接锁死，进一步保护了 LED驱动器。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
[0020]图1是所述高恒流精度LED驱动电路的电路图；
[0021]图2是所述LED驱动器的原理框图；
[0022]图3是所述OVP模块的原理框图。
【具体实施方式】
[0023]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合【具体实施方式】并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
[0024]实施例1
[0025]图1示出了所述高恒流精度LED驱动电路的电路图。
[0026]如图1所示，一种无频闪的高恒流精度LED驱动电路，包括:
[0027]内含有MOS管及反馈信号输入端的LED驱动器Ul，与该LED驱动器Ul相连的储能单元；所述储能单元与一反馈回路通过互感进行耦合以获得反馈信号，该反馈信号通过反馈支路输入至所述反馈信号输入端Z⑶。
[0028]具体的，所述LED驱动器Ul的管脚:1脚NC端(悬空)，2脚VCC端(供电)，3脚反馈信号输入端，4脚CS端(M0S管的源极)，5脚和6脚(M0S管漏极)，7脚接地，8脚环路补偿引脚。
[0029]所述储能单元包括:续流管D1、电容C2、输出电阻RL,互感Tl的初级线圈,所述续流管Dl的阴极与电容C2的正极、输出电阻RL的一端相连，且所述输出电阻RL的另一端与电容C2的负极相连后与初级线圈的带点端相连，初级线圈的非带点端与续流管Dl的阳极相连，该非带点端还与LED驱动器Ul的D端(5脚和6脚)相连，LED驱动器Ul的CS端(4脚)与电阻R3相连后接地。
[0030]所述反馈支路具体为:所述互感Tl的次级线圈通过耦合获得反馈信号，其中，次级线圈的带点端接地，非带点端与二极管D2的阳极和电阻R5的一端相连，二极管D2的阴极与电容C3的正极相连，所述电阻R5的另一端分别与电阻R4的一端和所述反馈信号输入端ZCD (3脚)相连；电阻R4的另一端与电容C3的负极相连并接地。
[0031 ] 所述LED驱动器Ul的COM端(8脚)通过电容C4接地。
[0032]所述互感Tl中的初级线圈和次级线圈的带点端构成一对同名端。
[0033]图2示出了所述LED驱动器的原理框图。
[0034]如图2所示，所述LED驱动器包括:电感电流检测模块、与所述MOS管相连的PWM控制模块，所述电感电流检测模块包括:第一、第二集成运放，其中，第一集成运放Al的反相端和第二集成运放A2的同相端相连后与MOS管的源极相连，所述第一集成运放Al的同相端、第二集成运放A2的反相端用于分别输入电感电流检测用上、下限电压阈值(VREF1、VREF2)，所述第一、第二集成运放的输出端分别与所述PWM控制模块的相应输入端相连；所述PWM控制模块适于根据电感电流调节输出的PWM信号的占空比。
[0035]其中，所述PWM控制模块可以采用微处理控制器来实现，例如采用ST公司的STM8S系列MCU来实现。
[0036]所述LED驱动器还包括:适于接入所述反馈信号的OVP模块，所述OVP模块适于根据获取的所述反馈信号判断是否输出过压保护信号；所述PWM控制模块与所述OVP模块的输出端相连，适于根据所述过压保护信号将LED驱动器锁死。
[0037]可选的，所述反馈信号还适于接入过零检测模块，该过零检测模块的输出端还与所述PWM控制模块的相应输入端相连。
[0038]图3示出了所述OVP模块的原理框图。
[0039]如图3所示，所述OVP模块包括:第三、第四集成运放；所述第三集成运放A3的反相端接入所述反馈信号，且同相端接入一过压保护基准电压VREF’，该第三集成运放A3的输出端与第一 NPN型三级管Tl的基极相连，所述第一 NPN型三级管Tl的集电极通过第一电阻R1’与电源相连，且发射极接地；所述第一 NPN型三级管Tl的集电极还与第四集成运放A4的同相端相连，该第四集成运放A4的反相端与所述第三集成运放A3的同相端相连，所述第四集成运放A4的输出端与第二 NPN型三极管T2的集电极和第三NPN型三极管T3的基极相连；所述第二 NPN型三极管T2的基极与第三NPN型三极管T3的发射极相连后通过第二电阻R2’与第二 NPN型三极管T2的发射极相连；所述第二 NPN型三极管T2的发射极还作为所述OVP模块的输出端与所述PWM控制模块的输入端相连。
[0040]所述第三集成运放A3的反相端通过第一调理电路与反馈信号输入端Z⑶相连。
[0041]所述恒流LED驱动器还包括:感温模块，该感温模块通过第二调理电路与所述第三集成运放A3的反相端相连；所述第一、第二调理电路结构相同，且包括:适于接入输入电压的串联分压电路，与该串联分压电路相连的电压跟随器。可选的，所述感温模块可以但不限于采用热敏电阻的感温器件。
[0042]实施例2
[0043]在实施例1基础上的所述高恒流精度LED驱动电路的工作方法，所述工作方法包括:过压保护的方法，该方法包括:
[0044]所述OVP模块根据获取的所述反馈信号判断是否输出过压保护信号；若反馈信号大于过压保护基准电压，则输出过压保护信号，所述PWM控制模块根据所述过压保护信号将所述LED驱动器锁死。
[0045]本实施例中，所述OVP模块的【具体实施方式】与实施例1相同，这里不再重复。
[0046]进一步,所述工作方法还包括:过热保护的方法,该方法包括:
[0047]通过一感温模块将温度信号转换为电压信号后通过第二调理电路输入至所述OVP模块，且所述第二调理电路的输出范围与连接于第三集成运放A3的反相端与反馈信号输入端之间的第一调理电路的反馈信号范围相同，以使所述OVP模块实现过热保护与过压保护功能。
[0048]本实施例中所提到的电路模块均与实施例1中电路模块相同，所以这里不在重复。
[0049]所述PWM控制模块当芯片温度为140°C时，控制所述LED驱动器锁死，待温度降为120°C时，启动所述LED驱动器。
[0050]应当理解的是，本发明的上述【具体实施方式】仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
【权利要求】
1.一种无频闪的高恒流精度LED驱动电路，其特征在于，包括: 内含有MOS管及反馈信号输入端的LED驱动器，与该LED驱动器相连的储能单元； 所述储能单元与一反馈回路通过互感进行耦合以获得反馈信号，该反馈信号通过反馈支路输入至所述反馈信号输入端。
2.根据权利要求1所述的高恒流精度LED驱动电路，其特征在于，所述LED驱动器包括:电感电流检测模块、与所述MOS管相连的PWM控制模块， 所述电感电流检测模块包括:第一、第二集成运放，其中，第一集成运放的反相端和第二集成运放的同相端相连后与MOS管的源极相连，所述第一集成运放的同相端、第二集成运放的反相端用于分别输入电感电流检测用上、下限电压阈值，所述第一、第二集成运放的输出端分别与所述PWM控制模块的相应输入端相连； 所述PWM控制模块适于根据电感电流调节输出的PWM信号的占空比。
3.根据权利要求2所述的高恒流精度LED驱动电路，其特征在于，所述LED驱动器还包括:适于接入所述反馈信号的OVP模块，所述OVP模块适于根据获取的所述反馈信号判断是否输出过压保护信号； 所述PWM控制模块与所述OVP模块的输出端相连，适于根据所述过压保护信号将LED驱动器锁死。
4.根据权利要求3所述的高恒流精度LED驱动电路，其特征在于，所述OVP模块包括:第三、第四集成运放； 所述第三集成运放的反相端接入所述反馈信号，且同相端接入一过压保护基准电压，该第三集成运放的输出端与第一 NPN型三级管的基极相连，所述第一 NPN型三级管的集电极通过第一电阻与电源相连，且发射极接地； 所述第一 NPN型三级管的集电极还与第四集成运放的同相端相连，该第四集成运放的反相端与所述第三集成运放的同相端相连，所述第四集成运放的输出端与第二 NPN型三极管的集电极和第三NPN型三极管的基极相连； 所述第二 NPN型三极管的基极与第三NPN型三极管的发射极相连后通过第二电阻与第二 NPN型三极管的发射极相连； 所述第二 NPN型三极管的发射极还作为所述OVP模块的输出端与所述PWM控制模块的输入端相连。
5.根据权利要求4所述的高恒流精度LED驱动电路，其特征在于，所述第三集成运放的反相端通过第一调理电路与反馈信号输入端相连。
6.根据权利要求5所述的高恒流精度LED驱动电路，其特征在于，所述恒流LED驱动器还包括:感温模块，该感温模块通过第二调理电路与所述第三集成运放的反相端相连； 所述第一、第二调理电路结构相同，且包括:适于接入输入电压的串联分压电路，与该串联分压电路相连的电压跟随器。
7.一种高恒流精度LED驱动电路的工作方法，其特征在于，所述工作方法包括:过压保护的方法，该方法包括: 所述OVP模块根据获取的所述反馈信号判断是否输出过压保护信号； 若反馈信号大于过压保护基准电压，则输出过压保护信号，所述PWM控制模块根据所述过压保护信号将所述LED驱动器锁死。
8.根据权利要求7所述的工作方法，其特征在于，所述工作方法还包括:过热保护的方法，该方法包括: 通过一感温模块将温度信号转换为电压信号后通过第二调理电路输入至所述OVP模块， 且所述第二调理电路的输出范围与连接于第三集成运放的反相端与反馈信号输入端之间的第一调理电路的反馈信号范围相同，以使所述OVP模块实现过热保护与过压保护功倉泛。
9.根据权利要求8所述的工作方法，其特征在于，所述PWM控制模块当芯片温度为140°C时，控制所述LED驱动器锁死，待温度降为120°C时，启动所述LED驱动器。
【文档编号】H05B37/02GK104202884SQ201410467193
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月12日 优先权日:2014年9月12日
【发明者】张永良 申请人:常州顶芯半导体技术有限公司