一种反馈环路补偿切换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，涉及一种反馈环路补偿切换电路及驱动电源。

背景技术：

电源供应器的控制方式一般有固定频率和可变频率控制，即通常所说的pwm控制方式(脉冲宽度占空比调制模式)和pfm(可变频率调制模式)。在led光源的开关式电源供应装置中为了提高其效率，一般使用较多的软开关控制方式即pfm，例如：半桥谐振拓扑和准谐振反激式拓扑。这些拓扑虽然带来了效率的提升，但是其较大的工作频率范围给环路反馈补偿带来了难度，例如其工作频率范围一般为40khz到200khz，5倍的频率变化范围很难让环路反馈补偿电路在全频段有效工作。特别是对于led光源的开关式电源供应装置需要应用在各种调光控制方式中，例如：0-10v直流调光，0-100％占空比调光或者其他的调光方式。当调光方式输出比较低的信号时，例如直流调光信号设置到1.5v时，开关式电源的输出电流变得不稳定，在led灯具的h上表现为：出现人眼可以看见比较明显的闪烁。

分析原因时在很低的调光信号下，led光源的开关式电源供应装置已经达到最高工作频率，而其环路反馈补偿一般是针对最大输出功率来优化设计的(好处是提高最大输出功率时的稳定性)，通常在最大输出功率有着最低的工作频率，因此环路反馈补偿响应速度比较慢，这个慢速的环路响应速度已经跟踪不上led控制装置在很低的调光信号时的最高工作频率，导致电源供应装置处在不稳定的工作状态。

因此，现有的led驱动电源在led驱动电源处在外部调光控制时，由于工作频率范围比较大，增加了补偿反馈环路设计和调试的难度，同时也降低了led驱动电源的可靠性及稳定性。

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，提供一种反馈环路补偿切换电路及驱动电源。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种反馈环路补偿切换电路，应用于驱动电源，包括：接入输入信号的多个反馈环路补偿切换模块及与所述多个反馈环路补偿切换模块连接的变频控制电路；

每一个所述反馈环路补偿切换模块包括：接入所述输入信号并输出检测信号的信号检测电路、用于产生基准电压的电压基准电路、与所述信号检测电路和所述电压基准电路连接的比较电路、与所述比较电路连接的受控开关以及与所述受控开关连接的第一环路补偿电路和第二环路补偿电路；

所述比较电路用于将所述检测信号的电压与所述基准电压进行比较，并根据比较结果控制所述受控开关导通或关断，以选通所述第一环路补偿电路或者所述第二环路补偿电路，进而使所述反馈控制电路根据所述第一环路补偿电路或者所述第二环路补偿电路输出补偿信号至所述变频控制电路。

在其中一个实施例中，所述信号检测电路包括：第一分压电路以及与所述第一分压电路连接的滤波电路；

其中，所述第一分压电路的第一端接入所述输入信号，所述第一分压电路的第二端连接所述比较电路的第一输入端。

在其中一个实施例中，所述电压基准电路包括：第二分压电路；

所述第二分压电路的第一端连接供电信号，所述第二分压电路的第二端连接所述比较电路的第二输入端。

在其中一个实施例中，所述电压基准电路包括：基准电压产生器和限流电路；

所述限流电路的第一端连接供电信号，所述限流电路的第二端连接所述基准电压产生器的第一端和第二端，所述基准电压产生器的第二端还连接所述比较电路的第二输入端，所述基准电压产生器第三端接地。

在其中一个实施例中，所述比较电路包括：电压比较器；

所述电压比较器的同向输入端连接所述信号检测电路，所述电压比较器的反向输入端连接所述电压基准电路，所述电压比较器的输出端连接所述受控开关。

在其中一个实施例中，所述受控开关包括光电耦合器或者继电器。

在其中一个实施例中，所述第一环路补偿电路包括：受控开关的导通控制部以及第一rc电路；

所述受控开关的导通控制部与所述第一rc电路串联后，再接入所述反馈控制电路的反馈环路。

在其中一个实施例中，所述第二环路补偿电路包括：第二rc电路；

所述第二rc电路串接在所述反馈控制电路的反馈环路上。

在其中一个实施例中，所述多个反馈环路补偿切换模块并联连接。

本发明还提供一种驱动电源，包括以上所述的反馈环路补偿切换电路。

实施本发明的反馈环路补偿切换电路，具有以下有益效果：包括接入输入信号的多个反馈环路补偿切换模块及与多个反馈环路补偿切换模块连接的变频控制电路；每一个反馈环路补偿切换模块包括接入输入信号并输出检测信号的信号检测电路、产生基准电压的电压基准电路、与信号检测电路和电压基准电路连接的比较电路、与比较电路连接的受控开关及与受控开关连接的第一环路补偿电路和第二环路补偿电路。本发明采用分级环路补偿，改变了传统的变频反馈控制电路只使用一个慢速补偿环路适配其很宽的工作频率范围，使变频反馈控制电路在不同的工作频率具备不同的环路补偿响应速度，解决led灯具出现人眼可视的闪烁问题，同时提升在不同负载下工作的稳定性和可靠性。

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一种反馈环路补偿切换电路的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的单个反馈环路补偿切换模块的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的单个反馈环路补偿切换模块的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参考图1，为本发明实施例提供的一种反馈环路补偿切换电路的结构示意图。该反馈环路补偿切换电路可应用于采用可变频率调节模式的led驱动电源。

如图1所示，该反馈环路补偿切换电路包括：接入输入信号的多个反馈环路补偿切换模块100及与多个反馈环路补偿切换模块100连接的变频控制电路200。其中，输入信号可以为调光信号或者变频控制电路200的反馈信号。可以通过一个电阻或者导线将调光信号或者变频控制电路200的反馈信号接入信号检测电路11。这里调光信号可以由外部的调光电路提供，其中，外部调光电路包括但不限于电流调光电路、pwm调光电路、电阻调光电路或者其他调光方式的调光电路。变频控制电路200为驱动电源内部的主控制电路。

每一个反馈环路补偿切换模块100包括多个不同的环路补偿电路，其中，每一个反馈环路补偿切换模块100用于根据输入信号自动选通不同的环路补偿电路，反馈控制电路17根据所选通的环路补偿电路输出相应的补偿信号至变频控制电路200，变频控制电路200根据所接收的补偿信号进行相应的调节，以使提高驱动电源在最大工作频率时的稳定性。

如图1所示，该反馈环路补偿切换电路可以由多个反馈环路补偿切换模块100并联组成，从而形成由多个反馈环路补偿切换模块100组成的并按控制方式，以达到分级调整对应不同工作频率的环路补偿参数。

通过设置该反馈环路补偿切换电路可以根据调光信号或者变频控制电路200的反馈信号的大小自动分级调整驱动电源的环路控制的响应速度，自动根据调光信号或者变频控制电路200的反馈信号的大小切换不同的环路补偿电路，以提高驱动电源在最大工作频率时的稳定性，彻底解决led光源的开关式驱动电源在调光时led灯出现闪烁的问题。

参考图2，为本发明实施例提供的单个反馈环路补偿切换模块100的结构示意图。

如图2所示，每一个反馈环路补偿切换模块100包括：接入输入信号并输出检测信号的信号检测电路11、用于产生基准电压的电压基准电路12、与信号检测电路11和电压基准电路12连接的比较电路13、与比较电路13连接的受控开关14以及与受控开关14连接的第一环路补偿电路15和第二环路补偿电路16、以及分别与第一环路补偿电路15和第二环路补偿电路16连接反馈控制电路17。

比较电路13用于将检测信号的电压与基准电压进行比较，并根据比较结果控制受控开关14导通或关断，以选通第一环路补偿电路15或者第二环路补偿电路16，进而使反馈控制电路17根据第一环路补偿电路15或者第二环路补偿电路16输出相应的补偿信号。

这里，第一环路补偿电路15为响应速度较慢的环路补偿电路，第二环路补偿电路16为响应速度较快的环路补偿电路。

电压基准电路12所产生的基准电压为用于反应输入信号大小的参考电压。当检测信号的电压小于基准电压时，说明调光信号或者变频控制电路200的反馈信号已经低于预设的阈值，意味着变频控制电路200进入了最大工作频率状态，需要选择更快的环路响应速度的环路补偿电路，即选通第二环路补偿电路16；当检测信号的电压大于基准电压时，说明调光调光信号或者变频控制电路200的反馈信号大于预设的阈值，变频控制电路200可适应慢响应速度的环路补偿电路。

本发明实施例中，该信号检测电路11包括：第一分压电路111以及与第一分压电路111连接的滤波电路112。其中，第一分压电路111的第一端接入输入信号，第一分压电路111的第二端连接比较电路13的第一输入端。

该第一分压电路111可以由多个电阻串联分压实现。其中，电阻的数量及阻值需根据具体电路确定，本发明不作具体限定。该滤波电路112可以由电容实现。

本发明实施例中，该电压基准电路12包括：第二分压电路。其中，第二分压电路的第一端连接供电信号，第二分压电路的第二端连接比较电路13的第二输入端。

这里，第二分压电路也可以由多个电阻串联实现。其中，电阻的数量及阻值需根据具体电路确定，本发明不作具体限定。

或者，在其他一些实施例中，该电压基准电路12包括：基准电压产生器122和限流电路121。

限流电路121的第一端连接供电信号，限流电路121的第二端连接基准电压产生器122的第一端和第二端，基准电压产生器122的第二端还连接比较电路13的第二输入端，基准电压产生器122第三端接地。其中，基准电压产生器122可以采用tl431，当然，可以理解地，基准电压产生器122也可以采用其他具有同等功能地电压产生器。限流电路121可以通过电阻实现。

本发明实施例中，该比较电路13包括：电压比较器。

电压比较器的同向输入端连接信号检测电路11，电压比较器的反向输入端连接电压基准电路12，电压比较器的输出端连接受控开关14。其中，电压比较器的同向输入端为比较电路13的第一输入端，电压比较器的反向输入端为比较电路13的第二输入端，电压比较器的输出端为比较电路13的输出端。

本发明实施例中，该受控开关14包括光电耦合器或者继电器。

本发明实施例中，该第一环路补偿电路15包括：受控开关14的导通控制部以及第一rc电路。

受控开关14的导通控制部与第一rc电路串联后，再接入反馈控制电路17的反馈环路。其中，受控开关14的导通控制部与第一rc电路组成的第一环路补偿电路15为响应速度较慢的环路补偿电路。

本发明实施例中，该第二环路补偿电路16包括：第二rc电路。第二rc电路串接在反馈控制电路17的反馈环路上。其中，第二环路补偿电路16为响应速度较快的环路补偿电路。

参考图3，为本发明单个反馈环路补偿切换模块100一优选实施例的电路原理图。

如图3所示，第一分压电路111包括：电阻r1和电阻r2；滤波电路112包括：电容c1。电压基准电路12包括：限流电阻r3和基准电压产生器122u2。比较电路13包括：电压比较器u1-a；受控开关14包括：光电耦合器u3；第一rc电路包括：电阻r7和电容c3；第二rc电路包括：电阻r8的电容c4；反馈控制电路17包括比较器u4-a。

电阻r1的第一端作为第一分压电路111的第一端接入输入信号(input)，电阻r1与电阻r2的连接节点作为第一分压电路111的第二端连接电压比较器u1-a的同向输入端，电阻r2的第二端接地，电容c1并联在电阻r2的两端。

限流电阻r3的第一端作为限流电路121的第一端连接供电信号(vcc)，限流电阻r3的第二端通过电阻r5连接电压比较器u1-a的反向输入端，基准电压产生器122u2的第一端和第二端一并连接限流电阻r3的第二端，基准电压产生器122u2的第三端接地，电压比较器u1-a的反向输入端还通过电阻r4接地。

电压比较器u1-a的输出端通过电阻r6连接光电耦合器u3的导通部u3-a的阳极，光电耦合器u3的导通部u3-a的阴极接地；光电耦合器u3的导通控制部u3-b的第一端依次通过电容c3和电阻r7连接比较器u4-a的反向输入端，光电耦合器u3的导通控制部u3-b的第二端连接比较器u4-a的输出端；电阻r8和电容c4串联后，再并联在比较器u4-a的反向输入端和输出端。

以下根据图3对本发明的反馈环路补偿切换模块100的具体原理进行说明。

如图3所示，调光信号或者变频控制电路200的反馈信号经过电阻r1、电阻r2进行分压后，通过电容c1进行滤波输入到电压比较器u1-a的同向输入端，电压基准产生器u2提供基准电压，并通过电阻r4和电阻r5分压后输入到电压比较器u1-a的反向输入端。

当电压比较器u1-a的同向输入端电压小于其反向输入端电压时，电压比较器u1-a输出一个低电平信号，说明调光信号或者变频控制电路200的反馈信号已经低于预设的阈值，意味着变频控制电路200进入了最大工作频率状态，需要更快的环路响应速度；由于电压比较器u1-a输出一个低电平信号，u3-a不导通，此时，u3-b也不导通，由u3-b、电阻r7和电容c3组成的慢响应速度的第一环路补偿电路15断开，而由电阻r8和电容c4组成的快速响应速度的第二环路补偿电路16工作，进而由比较器u4-a反馈至驱动电源的主控制电路(即变频控制电路200)，使变频控制电路200可以适应最高工作频率，从而提高电路的稳定性，解决人眼可以看出的led闪烁问题。

另外，本发明还提供了一种驱动电源，包括前述的反馈环路补偿切换电路。该驱动电源包括但不限于led驱动电源。该驱动电源通过设置上述反馈环路补偿切换电路可以使驱动电源内部的变频控制电路200在不同的工作频率下，具备不同的环路补偿响应速度，解决了led灯具出现人眼可视的闪烁问题，同时提升了变频控制电路200在不同负载情况下的工作的稳定性，进而提升驱动电源的稳定性和可靠性。

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。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。