专利名称：一种改进的led驱动控制电路的制作方法
技术领域：
本实用新型属于LED灯设计应用领域，涉及一种改进的LED灯控制系统，适用于各种颜色的LED灯，包括各种颜色的单色LED灯和彩色LED灯。
背景技术：
LED灯包括单色LED灯和彩色LED灯，其中单色LED灯分红、黄、蓝、绿、白等等不同颜色的LED灯，这些不同颜色的LED灯工作电压是不一样的、即使同一颜色的LED灯由于工艺离散问题其工作电压也是不一样的，当外部供电电压变化时LED灯工作电流也随之变化，导致外部电池供电电流不一样。目前越来越多的产品是用在户外的，其供给电源为太阳能电源，而太阳能电源不像市电、它是有限制的，因此在开发产品时要精确控制电源放电电流。由于不同LED灯的工作电压不一致，要求LED灯驱动电路不能以恒定电压来驱动、要以电流参数来作为设计目标、实现电流控制。目前常用的LED灯驱动方式有两种恒压驱动和恒流驱动。如图I所示，恒压驱动方案，是目前常用的一种LED灯驱动电路，主要是因为目前市场上恒压驱动电路比较成熟，在有更合适的LED灯驱动电路前客户可以直接拿来应用。但是由于不同LED灯工作电压不一致的特性以及恒压驱动电路本身也有一定的离散，会导致应用时无法控制LED灯的电流，因此在应用电路上，一般都需要加电阻以平衡电流离散，尤其是驱动彩色LED灯时。这样会增加产品成本、降低生产效率。如图2所示，恒流驱动方案，该方案可以精确控制LED灯的工作电流，不管驱动何种颜色的LED灯，其精确度均可以控制在±3%以内！但是该方案需要额外的管脚Ifb作为反馈控制端、且还需要一个取样电阻Rs，导致成本较高。恒压驱动和恒流驱动由于需要额外的PIN脚和外围元件，因此对于要求低成本的小功率LED灯驱动几乎没有优势；另外，这两种方案都是恒功率的，当电源电压下降时，电源放电电流呈上升趋势，电源放电速度加快，从而导致电池使用时间短并影响LED灯的点売时间。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种改进的LED驱动控制电路，使户外LED应用产品能适用各种规格的LED灯，使电源耗电一致性好、且控制简单、降低产品成本、提高生产效率。为达到以上目的，本实用新型所采用的解决方案是一种改进的LED驱动控制电路，包括LED灯、电感和电压反馈电路，LED灯与电压反馈电路并联连接于SW端和接地端，电感一端连接于SW端，电感另一端连接电压反馈电路的电压输入端Vin。进一步，所述SW端和LED灯之间还设有一肖特基二级管，并在LED灯两端并联一电容。[0011]所述电压反馈电路包括电压比较器、控制逻辑电路和驱动电路，电压比较器的正相输入端与SW端和驱动电路的输出端相连，电压比较器的反相输入端与电压输入端Vin和控制逻辑电路输入端相连，电压比较器的输出端与控制逻辑电路的输入端相连，控制逻辑电路的输出端与驱动电路的输入端相连。所述电压比较器的正相输入端的电压大于反相输入端，控制逻辑电路驱动SW端断开，电感放电；正相输入端的电压小于反相输入端，控制逻辑电路驱动SW端闭合，电感充电。由于采用了以上技术方案，本实用新型的有益效果为本实用新型利用现有LED开关驱动端的电压来判断电路的工作状态，以达到自动调节整个电路耗电电流的目的。电路电流主要通过外接电感来调节，在选定同一外接电感的情况下，驱动各种颜色、各种规格的LED负载时，电源放电电流是一致的。
图I是现有的恒压LED驱动电路示意图。图2是现有的恒流LED驱动电路示意图。图3是本实用新型一个实施例的电路示意图。图4是本实用新型另一个实施例的电路示意图。图5是本实用新型电路简化示意图。图6是LED开关驱动端电压输出波形示意图。图7是不同LED负载条件下的电源近似放电电流波形示意图。
具体实施方式
以下结合附图所示实施例对本实用新型作进一步的说明。本实用新型改进的LED驱动控制电路，如图3所示的LED脉冲接法，LED灯与电压反馈电路并联连接于SW端和接地端，电感一端连接于SW端,另一端连接电压反馈电路的电压输入端Vin。其中电压反馈电路包括电压比较器、控制逻辑电路和驱动电路，电压比较器的正相输入端与SW端和驱动电路的输出端相连，电压比较器的反相输入端与电压输入端Vin和控制逻辑电路输入端相连，电压比较器的输出端与控制逻辑电路的输入端相连，控制逻辑电路的输出端与驱动电路的输入端相连。图4所示是本实用新型的另一个实施例，其为LED直流接法，其在图3所示的电路结构的基础上，在SW端和LED灯之间增设一肖特基二级管，并在LED灯两端并联一电容，组成的滤波电路。图4所示的控制电路相对于图3来说，LED灯发光流明数高，同时成本也相对高点。图5示出了 LED驱动部分电路简化示意图，图5中的SW开关等同于上述驱动电路，内部电压比较器是用来监控SW端电压以判断此时工作状态，控制逻辑电路主要有DC-DC升压控制、比较器数据(状态)读取判断、使能控制等功能，也就是可以根据电压比较器的状态控制驱动SW开关的工作状态。电压比较器输入端主要是用来确认目前电路的状态，具体控制由内部逻辑电路控制例如，正向输入端 > 反向输入端，表示电感正处在放电状态或电路处在关断状态，驱动器SW此时被禁止闭合；反之，电路处在给电感充电蓄能状态。图6是SW端输出电压波形及电源放电电流波形，开关SW闭合时即Tl时间段，SW端电压被拉低并保持低电平、电池开始给电感充电、储能；开关SW断开后即T2时间段，SW端电压瞬间被抬高、通过LED回路给电感放电，当SW端电压变化到A点时，其电压值已和LED工作电压相等，LED电流为O、即整个放电回路电流为O、电池放电电流为O，此时通过内部电压比较器电路转换工作状态，使控制电路经T3时间变化到充电状态，如此反复。T3是工作状态转换时电路的延时时间、该时间内电池放电电流为O，其时间与Tl和T2相比可以忽略不计。在电路每个工作周期中，Tl时间是电路在给电感充电、T2时间是在放电，T3时间是在转换工作状态，可忽略不计。充电时间Tl是由芯片内部固定延时电路实现的，是精确控制、固定不变的。放电时间T2由SW端输出电压反馈决定。LED放电和负载LED有关系，在相同输出功率的条件下，LED工作电压越高，放电电流越小，放电时间越长。图7所示两个电流波形就是不同LED负载条件下的电源近似放电电流波形。由于充电时间Tl是固定的，所以充电过程上升斜率是一样的，由于负载LED的工作电压不同，放电过程的下降斜率不一样。由于充电过程上升 斜率一致且充电时间一致，虽然放电过程下降斜率不一样，从三角形基本原理来看，其平均值是一样的，这样就可以确保在相同电压电感条件下，对于不同LED负载，电源耗电一致性好，LED点亮时间基本一致。上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于这里的实施例，本领域技术人员根据以上所揭示的内容，在不脱离本实用新型范畴的情况下所做出的改进和修改都应该在本实用新型的专利范围之内。
权利要求1.一种改进的LED驱动控制电路，其特征在于包括LED灯、电感和电压反馈电路，LED灯与电压反馈电路并联连接于SW端和接地端，电感一端连接于SW端，电感另一端连接电压反馈电路的电压输入端Vin。
2.如权利要求I所述的改进的LED驱动控制电路，其特征在于所述SW端和LED灯之间还设有一肖特基二级管，并在LED灯两端并联一电容。
3.如权利要求I或2所述的改进的LED驱动控制电路，其特征在于所述电压反馈电路包括电压比较器、控制逻辑电路和驱动电路，电压比较器的正相输入端与SW端和驱动电路的输出端相连，电压比较器的反相输入端与电压输入端Vin和控制逻辑电路输入端相连，电压比较器的输出端与控制逻辑电路的输入端相连，控制逻辑电路的输出端与驱动电路的输入端相连。
4.如权利要求3所述的改进的LED驱动控制电路，其特征在于所述电压比较器的正相输入端的电压大于反相输入端，控制逻辑电路驱动SW端断开，电感放电；正相输入端的电压小于反相输入端，控制逻辑电路驱动SW端闭合，电感充电。
专利摘要本实用新型公开了一种改进的LED驱动控制电路，包括LED灯、电感和电压反馈电路，LED灯与电压反馈电路并联连接于SW端和接地端，电感一端连接于SW端，另一端连接电压反馈电路的电压输入端Vin；进一步，还可以SW端和LED灯之间还设有一肖特基二级管，并在LED灯两端并联一电容。本实用新型通过电压反馈电路输出电压信号作为信号检测端来实现电路电流自动控制、LED自动适应，在同一外接电感的条件下，对于不同负载LED整个电路放电电流保持基本一致，使LED驱动控制器比同类电路减少一个封装管脚且减少外围器件，从而缩减电路成本、也方便电路布线、降低客户生产成本。
文档编号H05B37/02GK202385360SQ201120557910
公开日2012年8月15日 申请日期2011年12月27日 优先权日2011年12月27日
发明者付春国, 杨义凯 申请人:上海裕芯电子有限公司