一种恒功率输出LED驱动电源及其恒功率输出方法与流程

本发明涉及led驱动领域，特别涉及一种恒功率输出led驱动电源及其恒功率输出方法。

背景技术：

现有的led驱动电源以恒流源为主，这是由于led的伏安特性决定的，有利于led光源稳定工作。由于led光源没有标准化，不同正向压降值（vf值）、不同正向电流值（if值）的led光源组合可谓应有尽有、从而相应需求的led电源五花八门，这就给led驱动电源的设计带来很大的困扰，有鉴于此，输出宽电压的恒流源应运而生，比如，输出电流350ma、输出电压10v-36v，这种电源有以下特点：

1）输出功率范围很宽；

2）输入功率范围很宽；

3）通电的瞬间会有过大的电压和电流对光源会有短暂的电流冲击，影响光源寿命。

一定程度上满足了用户的要求，也带出了一些问题，由于输入功率范围很宽，设计电源时所有的设计余量均要求按最大值设计，产品的元器件选择、产品的外形结构选择都不例外，于是在多数应用场合造成极大浪费，或者产品太大无法安装。

因而现有技术还有待改进和提高。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种恒功率输出led驱动电源及其恒功率输出方法，可保证输出功率的恒定，从而节省成本。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种恒功率输出led驱动电源，包括：

输出电压调整模块，用于反馈第一电压采样信号至控制芯片并调整led驱动电源的实时输出电压；

输出电流调整模块，用于反馈第二电压采样信号至控制芯片并调整led驱动电源的实时输出电流；

控制芯片，用于接收第一电压采样信号和第二电压采样信号并计算led驱动电源的实时输出功率，在实时输出功率小于控制芯片预设的目标输出功率时，控制输出电压调整模块进行电压调整和/或控制输出电流调整模块进行电流调整，以使所述led驱动电源的实时输出功率达到预设的目标输出功率；

所述控制芯片同时连接所述输出电压调整模块和输出电流调整模块。

所述的恒功率输出led驱动电源中，所述控制芯片包括：

电压计算单元，用于根据第一电压采样信号计算出led驱动电源的实时输出电压；

电流计算单元，用于接收第二电压采样信号计算出led驱动电源的实时输出电流；

功率计算单元，用于根据实时输出电压和实时输出电流计算出led驱动电源的实时输出功率；

功率调整单元，用于将实时输出功率与控制芯片预设的输出功率进行比较，并在实时输出功率小于预设的目标输出功率时，控制输出电压调整模块进行电压调整和/或控制输出电流调整模块进行电流调整，以使所述led驱动电源的实时输出功率达到预设的目标输出功率。

所述的恒功率输出led驱动电源中，所述控制芯片还用于在实时输出电压大于控制芯片预设的最大输出电压时，或者在实时输出电流大于控制芯片预设的最大输出电流时，或者在实时输出功率大于控制芯片预设的最大输出功率或控制芯片预设的目前输出功率时，输出异常关闭信号。

所述的恒功率输出led驱动电源中，所述输出电压调整模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一mos管和第一比较器，所述第一电阻的一端连接驱动电源的次级的正端，所述第一电阻的另一端连接第二电阻的一端、第三电阻的一端、第一比较器的反相输入端和控制芯片的第7脚，所述第二电阻的另一端连接电流调整模块和第一mos管的源极，所述第一mos管的栅极连接控制芯片的第3脚，所述第一mos管的漏极连接第三电阻的另一端，所述第一比较器的同相输入端输入第一基准电压，所述第一比较器的输出端反馈至驱动电源的初级，控制电路的输出。

所述的恒功率输出led驱动电源中，所述输出电流调整模块包括第四电阻、第五电阻、第二mos管和第二比较器，所述第二mos管的栅极连接控制芯片的第6脚，所述第二mos管的源极通过第四电阻连接第五电阻的一端和驱动电源的次级的负端，所述第二mos管的漏极连接第二电阻的另一端、第五电阻的另一端、控制芯片的第5脚和第二比较器的反相输入端，所述第二比较器的同相输入端输入第二基准电压，所述第二比较器的输出端反馈至驱动电源的初级，控制电路的输出。

所述的恒功率输出led驱动电源中，所述控制芯片的型号为pic12f683。

所述的恒功率输出led驱动电源中，所述第一mos管和第二mos管均为n沟道mos管。

一种采用如上所述的恒功率led驱动电源的恒功率输出方法，包括如下步骤：

控制芯片接收输出电压调整模块反馈的第一电压采样信号和输出电流调整模块反馈的第二电压采样信号；

控制芯片计算led驱动电源的实时输出功率；

控制芯片比较实时输出功率和其预设的目标输出功率，并在实时输出功率小于控制芯片预设的目标输出功率时，控制输出电压调整模块进行电压调整和/或控制输出电流调整模块进行电流调整，以使所述led驱动电源的实时输出功率达到预设的目标输出功率。

所述的恒功率输出方法中，所述控制芯片计算led驱动电源的实时输出功率的步骤具体包括：

电压计算单元根据第一电压采样信号计算出led驱动电源的实时输出电压；

电流计算单元根据第一电压采样信号计算出led驱动电源的实时输出电流；

功率计算单元根据实时输出电压和实时输出电流计算出led驱动电源的实时输出功率。

所述的恒功率输出方法还包括：

控制芯片在实时输出电压大于控制芯片预设的最大输出电压时，或者在实时输出电流大于控制芯片预设的最大输出电流时，或者在实时输出功率大于控制芯片预设的最大输出功率或控制芯片预设的目前输出功率时，输出异常关闭信号。

相较于现有技术，本发明提供的恒功率输出led驱动电源及其恒功率输出方法中，所述恒功率输出led驱动电源包括用于反馈第一电压采样信号至控制芯片并调整led驱动电源的实时输出电压的输出电压调整模块、用于反馈第二电压采样信号至控制芯片并调整led驱动电源的实时输出电流的输出电流调整模块以及用于接收第一电压采样信号和第二电压采样信号并计算led驱动电源的实时输出功率，在实时输出功率小于控制芯片预设的目标输出功率时，控制输出电压调整模块进行电压调整和/或控制输出电流调整模块进行电流调整，以使所述led驱动电源的实时输出功率达到预设的目标输出功率和控制芯片，所述控制芯片同时连接所述输出电压调整模块和输出电流调整模块。本发明通过控制芯片计算实时输出功率，并在实时输出功率与预设目标输出功率不一致时，利用控制芯片控制输出电压调整模块和输出电流调整模块进行电压和/或电流调整，从而可以实现恒功率输出，避免led光源受到开机时的过压过流过冲电压的冲击，保证led光源的寿命，从而保证照明的可靠性，而且有利于产品的标准化，方便用户的选择，同时还节省了成本。

附图说明

图1为本发明提供的恒功率输出led驱动电源的原理图。

图2为本发明提供的恒功率输出led驱动电源中，所述控制芯片的结构框图。

图3为mos管输出特性曲线图。

图4为本发明提供的恒功率输出方法的流程图。

图5为本发明提供的恒功率输出方法中，所述步骤s2的流程图。

图6为本发明提供的恒功率输出方法的一较佳实施例的流程图。

具体实施方式

本发明提供一种恒功率输出led驱动电源及其恒功率输出方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明提供的一种恒功率输出led驱动电源，包括输出电压调整模块1、输出电流调整模块2和控制芯片3，所述控制芯片3同时连接所述输出电压调整模块1和输出电流调整模块2。

具体来说，所述输出电压调整模块1用于反馈第一电压采样信号至控制芯片3并调整led驱动电源的实时输出电压；所述输出电流调整模块2用于反馈第二电压采样信号至控制芯片3并调整led驱动电源的实时输出电流；所述控制芯片3用于接收第一电压采样信号和第二电压采样信号并计算led驱动电源的实时输出功率，在实时输出功率小于控制芯片预设的目标输出功率时，控制输出电压调整模块1进行电压调整和/或控制输出电流调整模块2进行电流调整，以使所述led驱动电源的实时输出功率达到预设的目标输出功率。

换而言之，变压器的次级绕组的输出电压经过所述输出电压调整模块1进行电压采样，输出电压调整模块1将第一电压采样信号发送至变压器初级的反激电路，从而限制变压器次级绕组的最大输出电压，同时所述输出电压调整模块1还将第一电压采样信号发送至控制芯片3，由控制芯片3计算出led驱动电源的输出电压；同样的，变压器的次级绕组的输出电流经过所述输出电流调整模块2进行采样，输出电流调整模块2将第二电压采样信号发送至变压器初级的反激电路，从而限制变压器次级绕组的最大输出电流，同时所述输出电流调整模块2还将第二电压采样信号发送至控制芯片3，由控制芯片3计算出led驱动电源的输出电流；控制芯片3通过计算led驱动电源的实时输出电压和实时输出电流，进一步计算出led驱动电源的实时输出功率，并将其与预设的目标输出功率比较，在实时输出功率小于预设的目标输出功率时，控制输出电压调整模块1进行电压调整和/或控制输出电流调整模块2进行电流调整，具体改变输出电压调整模块1和/或输出电流调整模块2的采样电阻值，从而改变第一电压采样信号和/或第二电压采样信号，进一步使得led驱动电源的输出电压和输出电流发生改变，进一步使得所述led驱动电源的实时输出功率达到预设的目标输出功率，优先地实施例中，所述控制芯片3的型号为pic12f683，处理速度快，性能稳定，当然在其它的实施例中，所述控制芯片3还可选用其它型号的控制芯片，本发明对此不作限定。

本发明通过利用控制芯片计算实时输出功率，并在实时输出功率与预设目标输出功率不一致时，利用控制芯片控制输出电压调整模块和输出电流调整模块进行电压和/或电流调整，从而可以实现恒功率输出，，避免led光源受到开机时的过压过流过冲电压的冲击，保证led光源的寿命，从而保证照明的可靠性，而且有利于产品的标准化，方便用户的选择，同时还节省了成本。

进一步来说，请参阅图2，所述控制芯片3包括：

电压计算单元301，用于根据第一电压采样信号计算出led驱动电源的实时输出电压；

电流计算单元302，用于接收第二电压采样信号计算出led驱动电源的实时输出电流；

功率计算单元303，用于根据实时输出电压和实时输出电流计算出led驱动电源的实时输出功率；

功率调整单元304，用于将实时输出功率与控制芯片预设的输出功率进行比较，并在实时输出功率小于预设的目标输出功率时，控制输出电压调整模块进行电压调整和/或控制输出电流调整模块进行电流调整，以使所述led驱动电源的实时输出功率达到预设的目标输出功率。

所述电压计算单元301和电流计算单元302同时连接所述功率计算单元303，所述功率计算单元303还连接所述功率调整单元304。

本发明通过电压计算单元301对第一电压采样信号进行处理，进一步计算出所述led驱动电源的实时输出电压；通过电流计算单元302对第二电压采样信号进行处理，进一步计算出所述led驱动电源的实时输出电流，功率计算单元303将实时输出电压与实时输出电流相乘即可得到led驱动电源的实时输出功率，再利用功率调整单元304将实时输出功率与控制芯片预设的目标输出功率比较，在实时输出功率小于预设的目标输出功率时，控制输出电压调整模块进行电压调整和/或控制输出电流调整模块进行电流调整，以使所述led驱动电源的实时输出功率达到预设的目标输出功率。

进一步来说，所述控制芯片3还用于在实时输出电压大于控制芯片预设的最大输出电压时，或者在实时输出电流大于控制芯片预设的最大输出电流时，或者在实时输出功率大于控制芯片预设的最大输出功率或控制芯片预设的目前输出功率时，输出异常关闭信号，提醒用户led驱动电源的输出异常或者直接断开led驱动电源的供电，从而能够很好的避免led光源受到开机时的过压过流过冲电压的冲击，保证led光源的寿命，从而保证照明的可靠性，而且还能保护电路中的电器元件不受损坏。

请继续参阅图1，所述输出电压调整模块1包括第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第一mos管v1和第一比较器amp1，所述第一电阻r1的一端连接驱动电源的次级的正端，所述第一电阻r1的另一端连接第二电阻r2的一端、第三电阻r3的一端、第一比较器amp1的反相输入端和控制芯片3的第7脚，所述第二电阻r2的另一端连接电流调整模块2和第一mos管v1的源极，所述第一mos管v1的栅极连接控制芯片3的第3脚，所述第一mos管v1的漏极连接第三电阻r3的另一端，所述第一比较器amp1的同相输入端输入第一基准电压vref1，所述第一比较器amp1的输出端反馈至驱动电源的初级，控制电路的输出。

具体来说，本发明利用mos管的漏极的阻值变化来调整采样电阻的阻值，从而使得输出的第一电压采样信号改变，进一步使得实时输出电压改变，如图3所示，mos管的漏极阻值（rds）是变化的，也就是可变电阻区，所以将第一mos管v1连入电路中后，所述第一mos管v1相当于一个可调电阻，通过控制芯片3输出控制信号来控制第一mos管的导通深度，第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3可设定输出电压的最大值，即第一mos管完全导通时输出电压的最大值，从而防止电源通电初期由于电压过高损坏led光源，控制芯片3发出不同的控制信号可以控制第一mos管实现不同的导通状态，从而改变采样电阻的阻值，进一步使得反激电路输出的电压发生改变。

请继续参阅图1，所述输出电流调整模块2包括第四电阻r4、第五电阻r5、第二mos管v2和第二比较器amp2，所述第二mos管v2的栅极连接控制芯片3的第6脚，所述第二mos管v2的源极通过第四电阻r4连接第五电阻r5的一端和驱动电源的次级的负端，所述第二mos管v2的漏极连接第二电阻r2的另一端、第五电阻r5的另一端、控制芯片3的第5脚和第二比较器amp2的反相输入端，所述第二比较器amp2的同相输入端输入第二基准电压vref2，所述第二比较器amp2的输出端反馈至驱动电源的初级，控制电路的输出。

具体来说，本发明利用第二mos管的漏极的阻值变化来调整采样电阻的阻值，从而使得输出的第二电压采样信号改变，进一步使得实时输出电流改变，将第二mos管v2连入电路中后，所述第二mos管v2相当于一个可调电阻，通过控制芯片3输出控制信号来控制第二mos管v2的导通深度，第四电阻r4和第五电阻r5可设定输出电流的最大值，即第二mos管完全导通时输出电流的最大值，从而防止电源通电初期由于电流过大损坏led光源，控制芯片3发出不同的控制信号可以控制第二mos管实现不同的导通状态，从而改变采样电阻的阻值，进一步使得反激电路输出的电流发生改变。

具体的，所述第一mos管和第二mos管均为n沟道mos管。

本实施例中，所述控制芯片3调整实时输出功率的过程是一个逐步分析、加大的过程，具体来说，在判断出实时输出功率大于控制芯片预设的目标输出功率时，控制芯片控制输出电压调整模块增大一个幅度的输出电压，再计算出此时的输出功率后与目标输出功率进行比较，在此时的输出功率仍小于所述目标输出功率时，继续再控制输出电压调整模块增大一个幅度的输出电压，以此类推，直至实时输出功率等于目标输出功率后停止，当输出电压调整模块将输出电压调整至最大输出电压后，所述实时输出功率仍小于目标输出功率时，控制芯片控制输出电流调整模块增大一个幅度的输出电流，再计算出此时的输出功率后与目标输出功率进行比较，在此时的输出功率仍小于所述目标输出功率时，继续再控制输出电流调整模块增大一个幅度的输出电流，以此类推，直至实时输出功率等于目标输出功率后停止，从而避免电路中的电流或电压因突然变化过大而引起的冲击。

基于上述恒功率输出led驱动电源，本发明还相应的提供一种恒功率输出led驱动电源的恒功率输出方法，请参阅图4，所述方法包括：

s100、控制芯片接收输出电压调整模块反馈的第一电压采样信号和输出电流调整模块反馈的第二电压采样信号；

s200、控制芯片计算led驱动电源的实时输出功率；

s300、控制芯片比较实时输出功率和其预设的目标输出功率，并在实时输出功率小于控制芯片预设的目标输出功率时，控制输出电压调整模块进行电压调整和/或控制输出电流调整模块进行电流调整，以使所述led驱动电源的实时输出功率达到预设的目标输出功率。

请参阅图5，所述步骤s200具体包括：

s201、电压计算单元根据第一电压采样信号计算出led驱动电源的实时输出电压；

s202、电流计算单元根据第一电压采样信号计算出led驱动电源的实时输出电流；

s203、功率计算单元根据实时输出电压和实时输出电流计算出led驱动电源的实时输出功率。

进一步地，所述恒功率输出方法还包括：

控制芯片在实时输出电压大于控制芯片预设的最大输出电压时，或者在实时输出电流大于控制芯片预设的最大输出电流时，或者在实时输出功率大于控制芯片预设的最大输出功率或控制芯片预设的目前输出功率时，输出异常关闭信号。

由于上文已对恒功率led驱动电源进行详细描述，在此不再对恒功率led驱动电源的恒功率输出方法进行赘述。

为了更好的理解本发明，以下结合图6对本发明的技术方案作详细说明：

步骤10、配置输出电压的最大值、输出电流的最大值、输出电压的最小值、输出电流的最小值和目标输出功率pc，其中所述输出电压的最大值vomax=(r1+r2//r3)/(r2//r3)*vref1(//:表示电阻并联,以下相同)，所述输出电流的最大值iomax=vref2/(r4//r5)，所述输出电压的最小值vomin=(r1+r2)/r2*vref1，所述输出电流的最小值iomin=vref2/r4；

步骤20、计算led驱动电源的初始输出功率po，所述初始输出功率po=io*vo，其中io为初始输出电流值，vo为初始输出电压值；

步骤30、判断初始输出电压值是否大于输出电压的最大值，或者初始输出电流值是否大于输出电流的最大值或者初始输出功率是否大于目标输出功率，如果是，则执行步骤40，否则执行步骤50；

步骤40、控制芯片输出异常关闭信号；

步骤50、计算led驱动电源的实时输出功率pt，并判断实时输出功率是否大于目标输出功率，如果是，则执行步骤40；否则执行步骤60；

步骤60、控制输出电压调整模块增大一个幅度的输出电压vadd；

步骤70、判断增大后的输出电压值vt是否小于输出电压的最大值，如果是则执行步骤80，否则执行步骤90；

步骤80、判断此时的输出功率是否小于目标输出功率，如果是，则执行步骤60；

步骤90、控制输出电流调整模块增大一个幅度的输出电流iadd；

步骤100、判断增大后的输出电流值it是否小于输出电流的最大值，如果是则执行步骤80。

终上所述，本发明提供的恒功率输出led驱动电源及其恒功率输出方法中，所述恒功率输出led驱动电源包括输出电压调整模块、输出电流调整模块以及控制芯片，所述控制芯片同时连接所述输出电压调整模块和输出电流调整模块。本发明通过控制芯片计算实时输出功率，并在实时输出功率与预设目标输出功率不一致时，利用控制芯片控制输出电压调整模块和输出电流调整模块进行电压和/或电流调整，从而可以实现恒功率输出，，避免led光源受到开机时的过压过流过冲电压的冲击，保证led光源的寿命，从而保证照明的可靠性，而且有利于产品的标准化，方便用户的选择，同时还节省了成本。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。