负载驱动电路及负载驱动控制电路的制作方法

本实用新型属于电子电路技术领域，涉及一种控制电路，尤其涉及一种负载驱动电路及负载驱动控制电路。

背景技术：

在一类led灯应用中，led灯珠会串联电阻作为负载，要求驱动电源有恒压和恒流功能。驱动电源恒压恒流输出特性通常用i-v曲线来表示，如图1所示。led灯珠串联电阻的外特性可以用如下公式表示v＝v0+i*r。

图2、图3为现有led灯珠串联电阻的外特性曲线图；图2、图3中，虚线表示驱动电源的输出特性，除坐标轴之外的实线表示led灯珠负载特性，虚线与实线的交点是驱动电源带led灯珠负载时候的工作点。

一般的led驱动电源的输出特性曲线不随输入电压变化。如果电源使用足量的bus电容，这样的驱动电流带led工作没有什么问题；如果电源使用bus电容较小，这样的控制方法就会导致led产生频闪。

图4、图5为现有led灯在低压输入时形成电压纹波的示意图；如图4、图5所示，在低压输入时，bus上产生的工频电压纹波，可能导致驱动电源欠压关机，也可能导致输出电流/输出电压上叠加可观的纹波量；以上两种情况均会导致led频闪。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的控制电路，以便克服现有控制电路存在的上述至少部分缺陷。

技术实现要素：

本实用新型提供一种负载驱动电路及负载驱动控制电路，可确保输出信号的基准信号跟随输入信号的变化而相应变化而有效抑制纹波对负载驱动电路的影响，从而实现led无频闪。

为解决上述技术问题，根据本实用新型的一个方面，采用如下技术方案：

本实用新型提出了一种负载驱动控制电路，应用于负载驱动电路，负载驱动控制电路包括：

输入检测电路，用以获取表征输入电压的检测信号；以及

输出控制电路，其输入端耦接所述输入检测电路的输出端，其输出端耦接所述负载驱动电路中的功率开关，用以根据所述检测信号控制负载驱动电路的输出功率；所述输出控制电路包括第一比较电路和输出基准调节电路，所述第一比较电路的第一输入端耦接输入检测电路的输出端，所述第一比较电路的第二输入端耦接第一检测参考信号端；所述输出基准调节电路的输入端耦接第一比较电路的输出端，所述输出基准调节电路根据第一比较电路的比较结果调节负载驱动电路的输出电压基准值和/或输出电流基准值。

在本实用新型的一实施例中，第一比较电路的第三输入端耦接第二检测参考信号端；当所述输入电压低于第一设定电压时，所述输出控制电路降低所述负载驱动电路的输出电压基准值和/或输出电流基准值，从而降低所述负载驱动电路的输出功率；当输入电压低于第二设定电压时，所述输出控制电路控制所述负载驱动电路的输出电压基准值和/或输出电流基准值维持在第二基准区间内，所述第二设定电压小于第一设定电压。

在本实用新型的一实施例中，当所述输入电压介于第一设定电压和第二设定电压之间时，所述输出控制电路控制所述负载驱动电路的输出电压基准值和/或输出电流基准值随着输入电压的减小而减小。

在本实用新型的一实施例中，输入检测电路通过检测负载驱动电路中功率开关的导通时间从而获得所述检测信号。

在本实用新型的一实施例中，第一比较电路的第三输入端耦接第二检测参考信号端；所述检测信号为功率开关的导通时间，第一检测参考信号为第一导通时间，第二检测参考信号为第二导通时间；当所述导通时间介于第一导通时间和第二导通时间之间时，所述输出控制电路控制所述负载驱动电路的输出电压基准值和/或输出电流基准值随着导通时间的增大而减小；所述第一导通时间小于第二导通时间。

在本实用新型的一实施例中，当所述导通时间低于第一导通时间时，所述输出控制电路用于控制所述负载驱动电路的输出电压基准值和/或输出电流基准值维持在第一基准区间内。

在本实用新型的一实施例中，当所述导通时间高于第二导通时间时，所述输出控制电路用于控制所述负载驱动电路的输出电压基准值和/或输出电流基准值维持在第二基准区间内。

在本实用新型的一实施例中，负载驱动控制电路包括电流源、第一电容、第二电容、第三电容、第一开关、第二开关、第三开关、电压控制电流源和比较电路；

所述电流源的输出端分别耦接第一开关的第一端、第一电容的第一端、第二开关的第一端；第二开关的第二端分别耦接第二电容的第一端、第三开关的第一端；第三开关的第二端分别耦接第三电容的第一端及电压控制电流源的输入端；所述比较电路的同相输入端分别耦接电压控制电流源的输出端和峰值电流采样端；所述比较电路的同相输入端和峰值电流采样端之间还耦接第一电阻；所述比较电路的反相输入端耦接预设基准电压；

所述第一开关的第二端、第一电容的第二端、第二电容的第二端、第三电容的第二端分别耦接地。

本实用新型提出了一种负载驱动电路，负载驱动电路包括如上所述的负载驱动控制电路以及功率开关；所述负载驱动控制电路的输出端耦接所述功率开关。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提出的负载驱动电路及负载驱动控制电路，可确保输出信号的基准信号跟随输入电压的变化而相应变化而有效抑制纹波对负载驱动电路的影响，从而实现led无频闪。

附图说明

图1为现有led灯驱动电源恒压恒流输出特性曲线图。

图2为现有led灯珠串联电阻的外特性曲线图(第一情形)。

图3为现有led灯珠串联电阻的外特性曲线图(第二情形)。

图4为现有led灯在低压输入时bus上产生工频电压纹波的示意图。

图5为现有led灯在低压输入时输出电流/输出电压上叠加纹波的示意图。

图6为本实用新型一实施例的负载驱动控制电路中输出电流基准值调节示意图。

图7为本实用新型一实施例的负载驱动控制电路中输出电压基准值调节示意图。

图8为本实用新型一实施例的负载驱动控制电路中输出电流和输出电压基准值调节示意图。

图9为本实用新型一实施例中峰值电流参考值随功率开关的导通时间变化的曲线示意图。

图10为本实用新型一实施例的负载驱动控制电路的电路示意图。

图11为本实用新型一实施例中图10所示控制电路所对应的时序图。

图12为本实用新型一实施例的负载驱动控制方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。

为了进一步理解本实用新型，下面结合实施例对本实用新型优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本实用新型的特征和优点，而不是对本实用新型权利要求的限制。

该部分的描述只针对几个典型的实施例，本实用新型并不仅局限于实施例描述的范围。相同或相近的现有技术手段与实施例中的一些技术特征进行相互替换也在本实用新型描述和保护的范围内。

说明书中的“耦接”或“连接”既包含直接连接，也包含间接连接，如通过一些有源器件、无源器件或电传导媒介进行的连接；还可包括本领域技术人员公知的在可实现相同或相似功能目的的基础上通过其他有源器件或无源器件的连接，如通过开关、跟随电路等电路或部件的连接。

本实用新型提出了一种负载驱动控制电路，其包括输入检测电路和输出控制电路。输入检测电路用以获取表征输入电压的检测信号。输出控制电路的输入端耦接输入检测电路的输出端，输出控制电路输出端耦接负载驱动电路中的功率开关，输出控制电路用以根据检测信号控制负载驱动电路的输出功率。输出控制电路包括第一比较电路和输出基准调节电路，第一比较电路的第一输入端耦接输入检测电路的输出端，第一比较电路的第二输入端耦接第一检测参考信号端。输出基准调节电路的输入端耦接第一比较电路的输出端，输出基准调节电路根据第一比较电路的比较结果调节负载驱动电路的输出电压基准值和/或输出电流基准值。在本实用新型的一实施例中，当输入电压低于第一设定电压时，输出控制电路降低负载驱动电路的输出电压基准值和/或输出电流基准值，从而降低负载驱动电路的输出功率。当输入电压低于第二设定电压时，输出控制电路控制负载驱动电路的输出电压基准值和/或输出电流基准值维持在第二基准区间内，第二设定电压小于第一设定电压。

如图6所示，本实用新型一实施例提出了一种负载驱动控制电路，该负载驱动控制电路应用于负载驱动电路。负载驱动控制电路包括输入检测电路和输出控制电路。输入检测电路用以获取表征输入电压的检测信号。输出控制电路耦接输入检测电路的输出端，输出控制电路用以根据检测信号控制负载驱动电路的输出功率。当输入电压高于第一设定电压时，即负载驱动控制电路处于高压输入状态，如图6的highline所示，输出控制电路可保持负载驱动电路的输出电压基准值和/或输出电流基准值不变。即当输入电压高于第一设定电压时，在恒压驱动电路中保持输出电压基准值不变，在恒流驱动电路中保持输出电流基准值不变，在恒压恒流驱动电路中保持输出电压基准值和输出电流基准值不变。另外，当输入电压低于第一设定电压时，即负载驱动控制电路处于低压输入状态，如图6的lowline所示，输出控制电路将负载驱动电路的输出电流基准值由io1变为io2，通过降低输出电流基准值从而降低负载驱动电路的输出功率。当输入电压低于第一设定电压时，通过降低输出电流基准值从而使输出电流降低，以压低输出电流纹波量，实现led无频闪。当输出电流基准值由io1变为io2时刻，当前负载驱动电路的输出电流仍为io1，此时触发过流保护(简称ocp)，从而控制负载驱动电路中功率开关的开关状态以降低输出电流的大小，在输入电压低于第一设定电压的阶段，负载驱动控制电路控制输出电流以io2进行恒流输出。

如图7所示，本实用新型一实施例提出了一种负载驱动控制电路，该负载驱动控制电路应用于负载驱动电路。负载驱动控制电路包括输入检测电路和输出控制电路。输入检测电路用以获取表征输入电压的检测信号。输出控制电路耦接输入检测电路的输出端，输出控制电路用以根据检测信号控制负载驱动电路的输出功率。当输入电压高于第一设定电压时，即负载驱动控制电路处于高压输入状态，如图7的highline所示，输出控制电路可保持负载驱动电路的输出电压基准值和/或输出电流基准值不变。当输入电压低于第一设定电压时，即负载驱动控制电路处于低压输入状态，如图7的lowline所示，输出控制电路将负载驱动电路的输出电压基准值由vo1变为vo2，通过降低输出电压基准值从而降低负载驱动电路的输出功率。当输入电压低于第一设定电压时，通过降低输出电压基准值从而使输出电压降低，以压低输出电压纹波量，实现led无频闪。当输出电压基准值由vo1变为vo2时刻，当前负载驱动电路的输出电压仍为vo1，此时触发过压保护(简称ovp)，从而控制负载驱动电路中功率开关的开关状态以降低输出电压的大小，在输入电压低于第一设定电压的阶段，负载驱动控制电路控制输出电压以vo2进行恒压输出。

如图8所示，本实用新型一实施例提出了一种负载驱动控制电路，该负载驱动控制电路应用于负载驱动电路。负载驱动控制电路包括输入检测电路和输出控制电路。输入检测电路用以获取表征输入电压的检测信号。输出控制电路耦接输入检测电路的输出端，输出控制电路用以根据检测信号控制负载驱动电路的输出功率。当输入电压高于第一设定电压时，即负载驱动控制电路处于高压输入状态，如图8的highline所示，输出控制电路可保持负载驱动电路的输出电压基准值和/或输出电流基准值不变。当输入电压低于第一设定电压时，即负载驱动控制电路处于低压输入状态，如图8的lowline所示，输出控制电路降低负载驱动电路的输出电压基准值和输出电流基准值，从而降低负载驱动电路的输出功率。当输入电压低于第一设定电压时，通过降低输出电压基准值和输出电流基准值从而使输出电压和输出电流降低，以压低输出电压和输出电流的纹波量，实现led无频闪。图8所示的lowline调节曲线只为基准值调节的一实施例示意图，并不作为限定基准值调节的曲线形式。

本实用新型一实施例提出了一种负载驱动控制电路，在恒压驱动电路中，输出控制电路还用于当输入电压低于第二设定电压时控制负载驱动电路的输出电压基准值维持在第二基准区间内。第二基准区间可以是一指定的基准值，也可以是一基准值范围。本实用新型另一实施例的负载驱动控制电路，在恒流驱动电路中，输出控制电路还用于当输入电压低于第二设定电压时控制负载驱动电路的输出电流基准值维持在第二基准区间内。本实用新型另一实施例的负载驱动控制电路，在恒压恒流驱动电路中，输出控制电路还用于当输入电压低于第二设定电压时控制负载驱动电路的输出电压基准值和输出电流基准值维持在第二基准区间内。其中，上述第二设定电压小于第一设定电压。

本实用新型一实施例提出了一种负载驱动控制电路，当输入电压介于第一设定电压和第二设定电压之间时，输出控制电路控制所述负载驱动电路的输出电压基准值和/或输出电流基准值随着输入电压的减小而减小。

本实用新型一实施例提出了一种负载驱动控制电路，输入检测电路通过检测负载驱动电路中功率开关的导通时间从而获得检测信号。导通时间ton可表征输入电压vin的大小，由公式vin*ton/lm＝vcs/rcs可知，导通时间ton越大，说明输入电压vin越低。其中，lm为负载驱动电路的电感感量，vcs为采样电流所对应的电压值，rcs为采样电阻的阻值。

本实用新型一实施例提出了一种负载驱动控制电路，第一比较电路的第三输入端耦接第二检测参考信号端。检测信号为功率开关的导通时间，第一检测参考信号为第一导通时间，第二检测参考信号为第二导通时间。当导通时间介于第一导通时间和第二导通时间之间时，输出控制电路控制负载驱动电路的输出电压基准值和/或输出电流基准值随着导通时间的增大而减小；所述第一导通时间小于第二导通时间。

如图9所示，本实用新型一实施例提出了一种负载驱动控制电路，可应用于峰值电流控制型的buck驱动电路或者反激驱动电路。当功率开关的导通时间ton介于第一导通时间ton1和第二导通时间ton2之间时，输出控制电路控制负载驱动电路的峰值电流参考值vcs_ref随着导通时间ton的增大而减小。其中，第一导通时间小于第二导通时间。峰值电流参考值vcs_ref与输出电流基准值呈正相关，在一实施例中，vcs_ref等于输出电流基准值乘以采样电阻rcs。如图9所示的实施例中，当导通时间ton低于第一导通时间ton1时，输出控制电路用于控制负载驱动电路的峰值电流参考值vcs_ref维持在第一基准电压v1。当导通时间ton高于第二导通时间ton2时，输出控制电路用于控制负载驱动电路的峰值电流参考值vcs_ref维持在第二基准电压v2，其中，第一基准电压v1大于第二基准电压v2。

如图10所示，本实用新型一实施例提出了一种负载驱动控制电路，负载驱动控制电路包括电流源i1、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第一开关s1、第二开关s2、第三开关s3、电压控制电流源v/i和比较电路。电流源i1的输出端分别耦接第一开关s1的第一端、第一电容c1的第一端、第二开关s2的第一端。第二开关s2的第二端分别耦接第二电容c2的第一端、第三开关s3的第一端。第三开关s3的第二端分别耦接第三电容c3的第一端及电压控制电流源v/i的输入端。第二开关的开关控制端接收功率开关的pwm控制信号。第一开关的开关控制端接收功率开关的pwm控制信号的反相信号。第三开关的开关控制端接收功率开关的pwm控制信号的反相信号。比较电路的同相输入端分别耦接电压控制电流源v/i的输出端和峰值电流采样端，峰值电流采样端可获取表征流过负载的电流大小的信号。比较电路的同相输入端和峰值电流采样端之间还耦接第一电阻r。比较电路的反相输入端耦接预设基准电压vref。第一开关s1的第二端、第一电容c1的第二端、第二电容c2的第二端、第三电容c3的第二端分别耦接地。比较电路的输出端耦接负载驱动电路中功率开关的开关控制端。当比较电路的同向输入端的电压大于参考电压vref，将触发过流保护使功率开关关断。在一实施例中，若负载驱动电路保持恒流输出，则保持vcs+i*r＝vref。其中，vcs为采样电流所对应的电压值，预设基准电压vref可保持不变。

如图11为本实用新型一实施例中图10所示控制电路所对应的时序图。当功率开关的pwm控制信号为有效(即高电平)，功率开关的pwm控制信号的反相信号为无效(即低电平)，此时电流源i1为第一电容c1和第二电容c2充电，第一电容c1第一端的电压vc1逐渐升高，第二电容c2第一端的电压vc2逐渐升高。当功率开关的pwm控制信号为无效(即低电平)，功率开关的pwm控制信号的反相信号为有效(即高电平)，此时第一电容c1第一端的电压vc1变为0，第二电容c2第一端的电压vc1可保持不变。当输入电压降低时，pwm控制信号的导通时间ton将增加。导通时间ton增加时，第三电容c3第一端的电压vc3将升高，因此电压控制电流源v/i的输出电流i将升高。此时，vcs+i*r将大于预设基准电压vref，将触发过流保护使功率开关关断。因此，当导通时间ton介于第一导通时间ton1和第二导通时间ton2之间时，可实现在导通时间ton增加时所对应的峰值电流参考值vcs_ref降低。

本实用新型一实施例提出了一种负载驱动电路，负载驱动电路包括如上所述的负载驱动控制电路以及功率开关。负载驱动控制电路的输出端耦接负载驱动电路中功率开关的控制端。通过负载驱动控制电路控制功率开关的开关状态，从而实现恒压输出和/或恒流输出。

如图12所示，本实用新型一实施例提出了一种负载驱动控制方法，其包括：

步骤s100:获取表征输入电压的检测信号；以及

步骤s200：根据检测信号控制负载驱动电路的输出功率；当输入电压低于第一设定电压时，降低负载驱动电路的输出电压基准值和/或输出电流基准值，从而降低所述负载驱动电路的输出功率。

在本实用新型的一实施例中，根据检测信号控制负载驱动电路的输出功率。当输入电压高于第一设定电压时，在恒压驱动电路中保持输出电压基准值不变，在恒流驱动电路中保持输出电流基准值不变，在恒压恒流驱动电路中保持输出电压基准值和输出电流基准值不变。另外，当输入电压低于第一设定电压时，即负载驱动控制电路处于低压输入状态，输出控制电路将降低负载驱动电路的输出电压基准值和/或输出电流基准值，从而降低负载驱动电路的输出功率。

在本实用新型的一实施例中，根据检测信号控制负载驱动电路的输出功率的步骤具体为：当输入电压低于第二设定电压时，控制负载驱动电路的输出电压基准值和/或输出电流基准值维持在第二基准区间内，第二设定电压小于第一设定电压。当输入电压介于第一设定电压和第二设定电压之间时，控制负载驱动电路的输出电压基准值和/或输出电流基准值随着输入电压的减小而减小。

在本实用新型的一实施例中，检测信号为导通时间，根据所述检测信号控制负载驱动电路的输出功率的步骤具体为：当导通时间低于第一导通时间时，控制负载驱动电路的输出电压基准值和/或输出电流基准值维持在第一基准区间内。第一基准区间可以是一指定的基准值，也可以是一基准值范围。当导通时间高于第二导通时间时，控制负载驱动电路的输出电压基准值和/或输出电流基准值维持在第二基准区间内。当导通时间介于第一导通时间和第二导通时间之间时，控制负载驱动电路的输出电压基准值和/或输出电流基准值随着导通时间的增大而减小。其中，第一导通时间小于第二导通时间。

本实用新型提出的负载驱动电路、负载驱动控制电路及控制方法，可确保输出信号的基准信号跟随输入电压的变化而相应变化而有效抑制纹波对负载驱动电路的影响，从而实现led无频闪。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

这里本实用新型的描述和应用是说明性的，并非想将本实用新型的范围限制在上述实施例中。实施例中所涉及的效果或优点可因多种因素干扰而可能不能在实施例中体现，对于效果或优点的描述不用于对实施例进行限制。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本实用新型范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。