电源驱动系统及灯具的制作方法

本实用新型涉及一种电源驱动系统，该电源驱动系统可以有效解决光源自身发光对电源驱动系统带来的影响，提高了电源驱动系统的稳定性。

背景技术：

电源驱动系统可用来为各类电子设备例如光源提供电力。发光二极管(led,lightemittingdiode)作为一类常见的光源，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件。目前主流的led灯电源驱动系统多采用降压(buck)恒流驱动，这种驱动方式具有结构简单，生产成本低，易于加工等优点。

在照明领域，环保节能和智能控制越来越受到人们的重视，具有声/光控功能的电源驱动系统等智能控制方案应势而生。例如，具有光控电源驱动系统的led灯白天不亮，只有当环境光线变暗或天黑后才会自动点亮，因此适合作为路灯以及需要公共照明的场所。

对于光控电源驱动系统的led灯来讲，目前市场上使用的方案有无源器件构成的阻容降压型的光控led方案和调光恒流芯片buck架构的光控恒流led方案等。

阻容降压型的光控led方案没有恒流特性，而led灯需要流过其的电流保持恒定。因此，阻容降压型的光控led方案不能很好地适应led灯的恒流特性，且转换效率和能源利用率较低。

另一方面，无论是阻容降压型的光控led方案还是调光恒流芯片buck架构的光控恒流led方案，均不能有效地补偿led灯自身发光对光敏检测器件的影响。

具体来讲，受灯具结构的限制，led灯自身发出的光不可避免地会有少部分照射、反射到检测环境光的光敏检测器件上，使led灯自身发出的光与环境光产生叠加。由于现有的电源驱动系统不能有效地识别和补偿led灯自身发光对光敏检测器件的影响，其稳定性难以得到保障。例如，光敏检测器件检测环境光。当环境光变弱、光敏电阻阻值增加时，led灯点亮。环境光和led灯自身发出的光一同作用于光敏电阻上，使光敏电阻阻值减少，led灯熄灭。led灯熄灭后，光敏检测器件重新检测环境光，如此循环，造成led灯重复进入点亮和熄灭的状态，因而闪烁不停。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种电源驱动系统，该电源驱动系统可以有效解决光源自身发光对电源驱动系统带来的影响，提高了电源驱动系统的稳定性。

本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种电源驱动系统，包括：电源驱动器，具有检测端；第一晶体管，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端连接第一参考节点，所述第二端连接所述检测端；第一电阻，所述第一电阻为可变检测电阻且连接在所述第一晶体管的控制端和所述第一参考节点之间；第二晶体管，具有第一端和第二端，所述第二晶体管的第一端连接第二参考节点，所述第二晶体管的第二端连接所述第一晶体管的控制端；以及第二电阻，并联在所述第二晶体管的第一端和第二端之间；其中当所述第一晶体管导通而使所述检测端处于触发状态时，所述第二晶体管导通，从而使所述第二电阻短路，提高所述第一电阻在所述第二参考节点所提供的电压中的分压比例。

在本实用新型的一实施例中，所述触发状态为使所述电源驱动器开始驱动负载的状态。

在本实用新型的一实施例中，所述触发状态为低电平状态。

在本实用新型的一实施例中，所述第一晶体管和/或第二晶体管是三极管，其中所述第一端为发射极，所述第二端为集电极，所述控制端为基极。

在本实用新型的一实施例中，所述电源驱动器包括电源端，所述第二参考节点连接所述电源端。

在本实用新型的一实施例中，所述可变检测电阻为光敏电阻、光敏二极管或光敏三极管，所述检测端为光敏检测端。

在本实用新型的一实施例中，所述电源驱动系统适于驱动光源。

在本实用新型的一实施例中，还包括连接在所述检测端和所述第一参考节点之间的电容。

在本实用新型的一实施例中，所述电源驱动器为降压型buck恒流控制器。

本实用新型的另一方面提供一种灯具，包括如上所述的电源驱动系统。

在本实用新型的一实施例中，本实用新型由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有如下显著优点：

本实用新型的电源驱动系统包括了由第二晶体管和第二电阻组成的电路，当第一晶体管导通而使检测端处于触发状态时，第二晶体管导通，从而使第二电阻短路，提高第一电阻在第二参考节点所提供的电压中的分压比例，有效地补偿了光源自身发光对电源驱动系统带来的影响，提高了电源驱动系统的稳定性。

附图说明

为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明，其中：

图1是本实用新型一实施例的一种电源驱动系统的电路图；

图2是本实用新型一实施例的一种电源驱动系统的电源驱动器的示意图。

具体实施方式

为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。

在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。例如，如果翻转附图中的器件，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“之下”或“下面”的元件的方向将改为在所述其他元件或特征的“上方”。因而，示例性的词语“下方”和“下面”能够包含上和下两个方向。器件也可能具有其他朝向(旋转90度或处于其他方向)，因此应相应地解释此处使用的空间关系描述词。此外，还将理解，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。

在本申请的上下文中，所描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

应当理解，当一个部件被称为“在另一个部件上”、“连接到另一个部件”、“耦合于另一个部件”或“接触另一个部件”时，它可以直接在该另一个部件之上、连接于或耦合于、或接触该另一个部件，或者可以存在插入部件。相比之下，当一个部件被称为“直接在另一个部件上”、“直接连接于”、“直接耦合于”或“直接接触”另一个部件时，不存在插入部件。同样的，当第一个部件被称为“电接触”或“电耦合于”第二个部件，在该第一部件和该第二部件之间存在允许电流流动的电路径。该电路径可以包括电容器、耦合的电感器和/或允许电流流动的其它部件，甚至在导电部件之间没有直接接触。

本实用新型的以下实施例提出一种电源驱动系统，该电源驱动系统可以有效解决光源自身发光对电源驱动系统带来的影响，提高了电源驱动系统的稳定性。

可以理解的是，下面所进行的描述仅仅示例性的，本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神的情况下，进行各种变化。

图1是本实用新型一实施例的一种电源驱动系统的电路图。参考图1所示，该电源驱动系统10包括电源驱动器u1、第一晶体管q1、第一电阻r1、第二晶体管q2以及第二电阻r2。

电源驱动器u1具有检测端ph。第一晶体管q1具有第一端111、第二端112和控制端113，第一端111连接第一参考节点100，第二端112连接检测端ph。第一电阻r1为可变检测电阻且连接在第一晶体管q1的控制端113和第一参考节点100之间。第二晶体管q2具有第一端121和第二端122，第二晶体管q2的第一端121连接第二参考节点200，第二晶体管q2的第二端122连接第一晶体管q1的控制端113。第二电阻r2并联在第二晶体管q2的第一端121和第二端122之间。

其中，当第一晶体管q1导通而使检测端ph处于触发状态时，第二晶体管q2导通，从而使第二电阻r2短路，提高第一电阻r1在第二参考节点200所提供的电压中的分压比例。

在本实用新型的一实施例中，第一晶体管q1可以是三极管。其中，第一晶体管q1的第一端111为发射极，第一晶体管q1的第二端112为集电极，第一晶体管q1的控制端113为基极。

第二晶体管q2还可以具有控制端123，控制端123连接第一晶体管q1的第二端112。在本实用新型的一实施例中，第二晶体管q2也可以是三极管。其中，第二晶体管q2的第一端121为发射极，第二晶体管q2的第二端122为集电极，第二晶体管q2的控制端123为基极。

优选的，参考图1所示，在本实用新型的以下实施例中，电源驱动系统10的第一晶体管q1采用npn型三极管，电源驱动系统10的第二晶体管q2采用pnp型三极管。

在本实用新型的一实施例中，可变检测电阻可以是光敏电阻、光敏二极管或光敏三极管，检测端ph可以是光敏检测端。

在一些示例中，电源驱动器u1还包括电源端hv，第二参考节点200连接电源端hv。在图1所示的一个示例中，第二参考节点200通过电阻r4和电阻r7与电源端hv连接。

在本实用新型的一实施例中，电源驱动器u1可以为降压型buck恒流控制器。优选的，在本实用新型的以下实施例中，电源驱动器u1可以采用由上海莱狮半导体科技有限公司生产的用于带使能控制的led非隔离降压式恒流控制芯片lis9452，该芯片为sop-7封装，可以工作于电流连续开关模式。

参考图1所示，电源驱动器u1具有电源端hv、检测端ph、信号检测端mic、初级侧电流检测端cs、两个内部mosfet(金属-氧化物半导体场效应晶体管)漏极dra以及接地端gnd。其中，电源端hv、检测端ph和信号检测端mic为输入端。初级侧电流检测端cs、两个内部mosfet漏极dra和接地端gnd为输入/输出端。

电源端hv可以实现高压供电，信号检测端mic可以实现信号输入，检测端ph可以实现使能控制，初级侧电流检测端cs可以实现电流采样及恒流特性，但本实施例并非以此为限。

图2是本实用新型一实施例的一种电源驱动系统的电源驱动器的示意图。参考图2所示，电源驱动器u1的检测端ph将检测到的电信号输入电源驱动器u1的恒流调制器210中。恒流调制器210对该电信号进行处理，并且产生控制信号en。在一些示例中，控制信号en可以为延迟脉冲信号。控制信号en输入pwm发生器220，并通过pwm发生器220和pwm驱动器230在控制信号en(例如延迟脉冲信号)的脉冲有效期间产生控制功率开关m1的驱动控制信号drv(图未示)。功率开关m1接收驱动控制信号drv并根据驱动控制信号drv产生驱动信号drain(图未示)。驱动信号drain进而驱动并控制负载(例如光源)的开启和关闭。在本实用新型的一些实施例中，功率开关m1可以为功率驱动管，但本实施例并非以此为限。

示例性的，当驱动控制信号drv施加在功率开关m1的控制端(栅极gate)时，功率开关m1控制能量传递到负载，负载进入开启状态；当控制信号en(例如延迟脉冲信号)的延迟脉冲结束后，驱动控制信号drv关闭，功率开关m1处于截至状态，此时没有能量传递到负载，负载进入关闭状态。

在本实用新型的一实施例中，电源驱动系统10可以用于驱动光源。应当理解，光源可以是指热辐射光源、气体放电光源以及电致发光光源等。常见的热辐射光源主要包括白炽灯和卤钨灯。气体放电光源包括但不限于荧光灯、霓虹灯等。电致发光光源可以是场致发光光源和发光二极管光源。优选的，在本实用新型的以下实施例中，负载为发光二极管led。

参考图2所示，在一些示例中，电源驱动器u1还包括电源发生器240。示例性的，电源发生器240可以是低压线性稳压器(ldo,lowdropoutregulator)，电源端hv输入的电源信号经过电源发生器240(例如低压线性稳压器)后转换为低压电源信号vdd并输入到基准源250中，并为恒流调制器210提供电源输入。

在图2所示的一个示例中，电源驱动器u1还包括第二检测端mic。例如，电源驱动器u1可以通过第二检测端mic连接至声音传感器(图未示)。声音传感器产生的感应信号通过第二检测端mic输入到电源驱动器u1中。

在本实用新型的一实施例中，电源驱动系统10还包括连接在检测端ph和第一参考节点100之间的电容c1。

参考图1所示，在一些实施例中，电源驱动系统10还可以包括电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电容c1、电容c2、二极管d1、二极管d2、电感l1、整流桥bd1以及负载led。

其中，电阻r3连接在整流桥bd1的直流输出端和电源驱动器u1的电源端hv之间。电阻r4的一端连接二极管d2的一端，另一端连接电源驱动器u1的电源端hv。二极管d2的另一端连接第一参考节点100。电阻r5连接在电源驱动器u1的第二检测端mic和第一参考节点100之间。电阻r6连接在电源驱动器u1的第二检测端mic和整流桥bd1的交流输入端。电阻r7连接在二极管d2和第二参考节点200之间。电阻r8连接在电源驱动器u1的初级侧电流检测端cs和第一参考节点100之间。电容c2连接在整流桥bd1的直流输出端和第一参考节点100之间。二极管d1连接在负载led与电源驱动器u1的内部mosfet漏极dra之间。电感l1连接在电源驱动器u1的内部mosfet漏极dra与负载led之间。优选的，二极管d2可以采用稳压二极管。

在本实用新型的一实施例中，电源驱动器u1的检测端ph的触发状态为使电源驱动器u1开始驱动负载led的状态。在图1所示的一个示例中，上述检测端ph的触发状态为低电平状态。

示例性的，电源驱动器u1的检测端ph可以为使能控制。当电源驱动器u1的检测端ph为高电平时，电源驱动器u1处于锁定状态，电源驱动器u1停止打出脉冲驱动内部mosfet，负载led关闭(熄灭)；当电源驱动器u1的检测端ph为低电平时，电源驱动器u1打出脉冲驱动内部mosfet，负载led开启(点亮)。

在电源驱动器u1的检测端ph的使能状态下，电源驱动器u1通过初级侧电流检测端cs，逐周期的检测电感l1上的峰值电流和谷值电流。电源驱动器u1通过恒流控制技术，使稳态后每周期的峰值电流和谷值电流都保持恒定，从而输出恒定的电流。

电感l1峰值电流的计算公式为：

ipk＝vth_h/r

其中，vth_h为电源驱动器u1的内部峰值基准电压；r为初级侧电流检测端cs的取样电阻阻值。

电感l1谷值电流的计算公式为：

ivl＝vth_l/r

其中，vth_l为电源驱动器u1的内部谷值基准电压；r为初级侧电流检测端cs的取样电阻阻值。

输出电流iled的计算公式为：

iled＝0.5*(ipk+ivl)＝0.5*(vth_h+vth_l)/r

在稳态时，vth_h与vth_l都是电源驱动器u1内部恒定的基准电压，因此输出电流iled可以保持恒定。

下面结合图1和图2对本实用新型的电源驱动系统10的工作过程进行说明。

参考图1所示，当环境光充足时，电阻r1(例如光敏电阻)受光照射而呈低阻状态，第一晶体管q1的控制端113的电压较低且小于开启电压，第一晶体管q1截止，从而使得电源驱动器u1的检测端ph为高电平，负载led关闭(熄灭)。

当环境光变暗后，电阻r1受到的光照减小而阻值增大，在第一晶体管q1的控制端113的电压升高到大于开启电压后，第一晶体管q1导通，从而使得电源驱动器u1的检测端ph为低电平。此时，输出电流iled恒定，负载led开启(点亮)。

当负载led开启后，负载led自身发出的光会有少部分照射、反射到电阻r1上，这部分光与环境光产生叠加，使电阻r1的阻值减少，进而使得第一晶体管q1的控制端113的电压减小。

与此同时，当电源驱动器u1的检测端ph为低电平时，第二晶体管q2会导通而旁路掉电阻r2，提高第一电阻r1在第二参考节点200所提供的电压中的分压比例，从而使第一晶体管q1的控制端113的电压升高。这样，通过由第二晶体管q2和电阻r2及其外围电路组成的光滞回电路，有效地补偿了电阻r1阻值减小产生的影响，使得第一晶体管q1在导通后不会因为负载led自身发出的光而截止，负载led可以保持开启(点亮)状态不变，而不会出现负载led重复进入开启(点亮)和关闭(熄灭)状态的现象。

本实用新型的以上实施例提出了一种电源驱动系统，该电源驱动系统可以有效解决光源自身发光对电源驱动系统带来的影响，提高了电源驱动系统的稳定性。

本实用新型的另一方面提出一种灯具，该灯具可以有效解决光源自身发光对灯具带来的影响，提高了灯具的稳定性。

参考图1所示，该灯具可以包括例如图1所示的电源驱动系统10。该电源驱动系统10包括电源驱动器u1、第一晶体管q1、第一电阻r1、第二晶体管q2以及第二电阻r2。

电源驱动器u1具有检测端ph。第一晶体管q1具有第一端111、第二端112和控制端113，第一端111连接第一参考节点100，第二端112连接检测端ph。第一电阻r1为可变检测电阻且连接在第一晶体管q1的控制端113和第一参考节点100之间。第二晶体管q2具有第一端121和第二端122，第二晶体管q2的第一端121连接第二参考节点200，第二晶体管q2的第二端122连接第一晶体管q1的控制端113。第二电阻r2并联在第二晶体管q2的第一端121和第二端122之间。

其中，当第一晶体管q1导通而使检测端ph处于触发状态时，第二晶体管q2导通，从而使第二电阻r2短路，提高第一电阻r1在第二参考节点200所提供的电压中的分压比例。

可以理解，上述灯具可以是指包括热辐射光源、气体放电光源以及电致发光光源等的灯具。常见的热辐射光源主要包括白炽灯和卤钨灯。气体放电光源包括但不限于荧光灯、霓虹灯等。电致发光光源可以是场致发光光源和发光二极管光源。优选的，上述灯具为发光二极管led，但本实施例并非以此为限。

本实施例的的其他实施细节可参考参照图1和图2所描述的实施例，在此不再展开。

应该理解，上文所描述的实施例仅是示意。本文描述的实施例可在硬件、软件、固件、中间件、微码或者其任意组合中实现。对于硬件实现，处理单元可以在一个或者多个特定用途集成电路(asic)、数字信号处理器(dsp)、数字信号处理设备(dspd)、可编程逻辑器件(pld)、现场可编程门阵列(fpga)、处理器、控制器、微控制器、微处理器和/或设计为执行本文所述功能的其它电子单元或者其结合内实现。

上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述实用新型披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。

同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

此外，除非权利要求中明确说明，本申请所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本申请流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的实用新型实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本申请实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。

同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个申请实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

虽然本实用新型已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，在没有脱离本实用新型精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本实用新型的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。