LED驱动电路和灯具的制作方法

本发明涉及照明灯具技术领域，特别涉及一种led驱动电路和一种具有该驱动电路的灯具。

背景技术：

led灯具作为一种新型的节能、环保绿色灯具产品，必然是未来发展的趋势。不过目前led灯具产品尚有不足，存在很多技术壁垒，给用户在使用过程中带来不好的感受。

目前市场上的锂电池led台灯灯具，由于本身锂电池的供电电压只有3.7～4.25v，而功率一般是2w，在采用10颗0.2w或30颗0.06w的led灯珠设计时，为了满足普通boost升压变换器对于最大升压比(升压比＝输出电压/输入电压)小于或等于5的要求，多个led灯串只能采用并联的方式。而在多个led灯串在并联的模式下，由于led片之间存在差异，导致多个led灯串的实际电流不均衡。在用户使用过程中，当亮度调节到比较低时，各led亮度不一致，影响用户体验，同时，由于多个led灯串的电流不均衡，导致电流大的led先老化或失效，影响灯具的可靠性。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种led驱动电路，能够有效解决驱动电路升压比不足的问题，同时使得led的电流一致，提高了灯具的可靠性，改善了用户体验。

本发明的第二个目的在于提出一种灯具。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出的一种led驱动电路，包括：升压单元，所述升压单元包括开关管，所述升压单元对输入的第一直流电进行升压转换以输出第二直流电，其中，所述第二直流电的电压大于所述第一直流电的电压；控制单元，所述控制单元与所述开关管相连，所述控制单元通过控制所述开关管的导通和关断以控制所述升压单元进行升压转换工作；倍压单元，所述倍压单元与所述升压单元相连，所述倍压单元对所述第二直流电进行倍压转换以输出第三直流电至led单元，其中，所述第三直流电的电压大于所述第二直流电的电压，且为所述第二直流电的电压的整数倍。

根据本发明实施例的led驱动电路，升压单元对输入的第一直流电进行升压转换以输出第二直流电，控制单元通过控制开关管的导通和关断以控制升压单元进行升压转换工作，然后倍压单元对第二直流电进行倍压转换以输出第三直流电至led单元。由此，该电路能够有效解决驱动电路升压比不足的问题，同时使得led的电流一致，提高了灯具的可靠性，改善了用户体验。

另外，根据本发明上述实施例提出的led驱动电路还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述升压单元还包括：第一电感，所述第一电感的第一端与所述第一直流电的正极端相连，所述第一电感的另一端与所述开关管的第一端相连且具有第一节点，所述开关管的第二端通过检流电阻接地，所述开关管的控制端与所述控制单元的输出端相连；第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述第一节点相连；第一电容，所述第一电容的一端与所述第一二极管的阴极相连且具有第二节点，所述第一电容的另一端接地。

根据本发明的一个实施例，所述倍压单元包括：第二电容，所述第二电容的一端与所述第一节点相连；第二二极管，所述第二二极管的阴极与所述第二电容的另一端相连，所述第二二极管的阳极与所述第二节点相连；第三二极管，所述第三二极管的阳极分别与所述第二电容的另一端和所述第二二极管的阴极相连；第三电容，所述第三电容的一端与所述第三二极管的阴极相连，所述第三电容的另一端与所述第二节点相连。

根据本发明的一个实施例，所述倍压单元还包括：第四电容，所述第四电容的一端与所述第一节点相连；第四二极管，所述第四二极管的阴极与所述第四电容的另一端相连，所述第四二极管的阳极分别与所述第二电容的另一端和所述第二二极管的阴极相连；第五二极管，所述第五二极管的阳极分别与所述第四电容的另一端和所述第四二极管的阴极相连；第五电容，所述第五电容的一端与所述第五二极管的阴极相连，所述第五电容的另一端分别与所述第三二极管的阴极和所述第三电容的一端相连。

根据本发明的一个实施例，所述第三直流电的电压为所述第二直流电的电压两倍。

根据本发明的一个实施例，所述第三直流电的电压为所述第二直流电的电压三倍。

根据本发明的一个实施例，上述的led驱动电路，还包括：电压检测单元，所述电压检测单元与所述第二节点相连，所述电压检测单元用以检测所述第二直流电的电压；电流反馈单元，所述电流反馈单元与所述led单元相连，所述电流反馈单元用以反馈所述led单元的工作电流；其中，所述控制单元的峰值电流检测端与所述开关管的第二端相连，所述控制单元的过压检测端与所述电压检测单元相连，所述控制单元的电流反馈端与所述电流反馈单元相连，所述控制单元根据所述开关管的峰值电流、所述第二直流电的电压和所述led单元的工作电流调节输出至所述开关管的控制信号。

根据本发明的一个实施例，所述led单元包括多个串联的led。

根据本发明的一个实施例，所述led单元包括多个第一led和多个第二led，每个第一led与对应的第二led并联以构成一个发光组件，多个所述发光组件串联。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例还提出了一种灯具，其包括上述的led驱动电路。

本发明实施例的灯具，通过上述的led驱动电路，能够有效解决驱动电路升压比不足的问题，同时使得led的电流一致，提高了灯具的可靠性，改善了用户体验。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的led驱动电路的示意图；

图2是根据本发明另一个实施例的led驱动电路的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的led驱动电路和具有该驱动电路的灯具。

图1是根据本发明一个实施例的led驱动电路的示意图。

如图1所示，本发明实施例的led驱动电路可包括：升压单元100、控制单元200和倍压单元300。

其中，升压单元100可包括开关管q1，升压单元100对输入的第一直流电进行升压转换以输出第二直流电，其中，第二直流电的电压大于第一直流电的电压。控制单元200与开关管q1相连，控制单元200通过控制开关管q1的导通和关断以控制升压单元100进行升压转换工作。倍压单元300与升压单元100相连，倍压单元300对第二直流电进行倍压转换以输出第三直流电至led单元400，其中，第三直流电的电压大于第二直流电的电压，且为第二直流电的电压的整数倍。

根据本发明的一个实施例，如图1所示，升压单元100还可包括：第一电感l1、第一二极管d1和第一电容c1，其中，第一电感l1的第一端与第一直流电的正极端相连，第一电感l1的另一端与开关管q1的第一端相连且具有第一节点j1，开关管q1的第二端通过检流电阻rcs接地gnd，开关管q1的控制端与控制单元200的输出端gate相连。第一二极管d1的阳极与第一节点j1相连。第一电容c1的一端与第一二极管d1的阴极相连且具有第二节点j2，第一电容c1的另一端接地gnd。

进一步地，根据本发明的一个实施例，如图1所示，倍压单元300可包括：第二电容c2、第二二极管d2、第三二极管d3和第三电容c3。其中，第二电容c2的一端与第一节点j1相连。第二二极管d2的阴极与第二电容c2的另一端相连，第二二极管d2的阳极与第二节点j2相连。第三二极管d3的阳极分别与第二电容c2的另一端和第二二极管d2的阴极相连。第三电容c3的一端与第三二极管d3的阴极相连，第三电容c3的另一端与第二节点j2相连。

在本发明的一个实施例中，第三直流电的电压为第二直流电的电压两倍。

根据本发明的一个实施例，如图1所示，上述的led驱动电路还可包括：电压检测单元500和电流反馈单元600。其中，电压检测单元500与第二节点j2相连，电压检测单元500用以检测第二直流电的电压vout1。电流反馈单元600与led单元400相连，电流反馈单元600用以反馈led单元400的工作电流。控制单元200的峰值电流检测端cs与开关管q1的第二端相连，控制单元200的过压检测端ovp与电压检测单元500相连，控制单元200的电流反馈端fb与电流反馈单元600相连，控制单元200根据开关管q1的峰值电流、第二直流电的电压和led单元4的工作电流调节输出至开关管q1的控制信号。

根据本发明的一个实施例，如图1所示，led单元400可包括多个串联的led。

具体地，如图1所示，在灯具工作的过程中，电压检测单元实时检测第二直流电的电压，电流反馈单元实时反馈led单元400的工作电流，控制单元200的峰值电流检测cs端实时检测开关管q1的峰值电流，并根据开关管q1的峰值电流、第二直流电的电压和led单元400的工作电流来对调节输出至开关管q1的控制信号。例如，第二直流电的电压较小，led单元400的工作电流较小时，控制单元200控制开关管q1导通(如输出低电平信号)，以使升压单元100进行升压转换，即将第一直流电进行升压转换，转换后输出第二直流电，然后，倍压单元300对第二直流电进行倍压转换，以输出第三直流电至led单元400，以提高驱动电路的升压比。

举例而言，输入的第一直流电的电压可以为3.7v锂电池输入电压，经过升压单元100进行升压转换后的第二直流电的电压vout1为16.5v，第二直流电经过倍压单元300进行倍压转换后第三直流电的电压vout2为33v，也就是，第三直流电的电压为第二直流电的电压的两倍，此时升压比＝输出电压(第三直流电的电压33v)/输入电压(3.7v)＝8.9189倍，从而拓宽了驱动电路的输出电压与输入电压的比例，有效解决了升压比不足的问题。

为了进一步拓宽驱动电路的输出电压与输入电压的比例，根据本发明另一个实施例，如图2所示，倍压单元300还可包括：第四电容c4、第四二极管d4、第五二极管d5和第五电容c5。其中，第四电容c4的一端与第一节点j1相连,第四二极管d4的阴极与第四电容c4的另一端相连，第四二极管d4的阳极分别与第二电容c2的另一端和第二二极管d2的阴极相连,第五二极管d5的阳极分别与第四电容c4的另一端和第四二极管d4的阴极相连,第五电容c5的一端与第五二极管d5的阴极相连，第五电容c5的另一端分别与第三二极管d3的阴极和第三电容c3的一端相连。

根据本发明的一个实施例，第三直流电的电压为第二直流电的电压三倍。

根据本发明的一个实施例，led单元400可包括多个第一led和多个第二led，每个第一led与对应的第二led并联以构成一个发光组件，多个发光组件串联。

具体地，如图2所示，在灯具工作的过程中，电压检测单元实时检测第二直流电的电压，电流反馈单元实时反馈led单元400的工作电流，控制单元200的峰值电流检测cs端实时检测开关管q1的峰值电流，并根据开关管q1的峰值电流、第二直流电的电压和led单元400的工作电流来对调节输出至开关管q1的控制信号。例如，当第二直流电的电压较小，led单元400的工作电流较小时，控制单元200控制开关管q1导通(如输出低电平信号)，以使升压单元100进行升压转换，即将第一直流电进行升压转换，转换后输出第二直流电，然后，倍压单元300对第二直流电进行倍压转换，以输出第三直流电至led单元400，以提高驱动电路的升压比。

举例而言，输入的第一直流电的电压可以为3.7v锂电池输入电压，经过升压单元100进行升压转换后的第二直流电的电压vout1为16.5v，第二直流电经过倍压单元300进行倍压转换后第三直流电的电压vout2为49.5v，也就是，第三直流电的电压为第二直流电的电压的三倍，此时升压比＝输出电压(第三直流电的电压49.5v)/输入电压(3.7v)＝13.378倍，从而拓宽了驱动电路的输出电压与输入电压的比例，有效解决了升压比不足的问题。

综上所述，根据本发明实施例的led驱动电路，升压单元对输入的第一直流电进行升压转换以输出第二直流电，控制单元通过控制开关管的导通和关断以控制升压单元进行升压转换工作，然后倍压单元对第二直流电进行倍压转换以输出第三直流电至led单元。由此，该电路能够有效解决驱动电路升压比不足的问题，同时使得led的电流一致，提高了灯具的可靠性，改善了用户体验。

另外，本发明的实施例还提出了一种灯具，其包括上述的led驱动电路。

本发明实施例的灯具，通过上述的led驱动电路，能够有效解决驱动电路升压比不足的问题，同时使得led的电流一致，提高了灯具的可靠性，改善了用户体验。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。

另外，在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。