专利名称：Led驱动电路和包括该led驱动电路的照明装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种LED驱动电路以及包括该LED驱动电路的照明装置，具体地，涉及一种能够以简单的电路结构和低成本获得较高功率因数(PF)值和稳定发光强度的LED驱动电路以及包括该LED驱动电路的照明装置。
背景技术：
近年来，发光二极管(LED)由于其具有发光效率高、寿命长、高亮度、节能、环保和坚固耐用等特点而被广泛地用于照明装置中。但是由于传统的开关电源LED驱动电路的使用，给电力系统注入了越来越多的谐波，致使电网中的谐波污染日益严重，从而影响到电网供电质量和用户使用的安全性。有源功率因数校正(APFC)技术是提高电子产品的功率因数、减少电网污染和降低谐波干扰的有效方法。因此，在提倡“绿色电网”和“绿色照明”的今天，有源功率因数校正技术已成为研究的热点。在现有技术领域中，常用的有源功率因数校正电路包括升压型(Boost)、降压型(Buck)、升降压型(Buck-Boost)、正激型(Forward)以及反激型(Flyback)功率因数校正电路。在LED照明领域中，现有的LED驱动器实现方案通常是由有源功率因数校正电路和专门的驱动电路构成的，这种现有的技术方案实现较复杂并且成本较高，并且还可能存在灯光闪烁的问题。
发明内容
在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。但是，应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图用来确定本发明的关键性部分或重要部分，也不是意图用来限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出关于本发明的某些概念，以此作为稍后给出的更详细描述的前序。因此，鉴于上述情形，本发明的目的是提供一种能够在实现功率因数校正的同时维持稳定发光强度的LED驱动电路。该LED驱动电路能够提高电路的功率因数值，并且不需要单独设置专门的驱动电路或功率因数校正电路，从而电路实现较简单，大大降低了成本。此外，在该LED驱动电路中增加了对负载输出的监测，从而能够根据负载输出状态而相应地调整功率因数校正电路，使得电路输出保持恒定，消除了 LED发光装置的闪烁，提高了用户使用的舒适性。根据本发明的实施例，提供了一种LED驱动电路，其包括:功率因数校正电路，被配置成对电路的功率因数进行校正；一个或多个LED负载；反馈电路，被配置成将关于一个或多个LED负载的反馈信号提供到功率因数校正控制器；以及功率因数校正控制器，被配置成基于反馈电路提供的反馈信号，控制功率因数校正电路，以维持功率因数校正电路的输出恒定。根据本发明的优选实施例，反馈电路可以包括:信号检测模块，被配置成检测关于一个或多个LED负载的信号；以及信号转换模块，被配置成将所检测到的信号转换为反馈信号。
根据本发明的优选实施例，功率因数校正电路可以是升压型功率因数校正电路。
根据本发明的优选实施例，一个或多个LED负载可以串联连接在功率因数校正电路的输入与输出之间。
根据本发明的优选实施例，一个或多个LED负载可以串联连接在功率因数校正电路的输出与地之间。
根据本发明的优选实施例，反馈电路还可以包括:电阻器，连接在一个或多个LED负载与信号转换模块之间，用于以来自一个或多个LED负载的电能为信号转换模块供电。
根据本发明的另一实施例，还提供了一种照明装置，其包括如上所述的LED驱动电路。
本发明可以通过参考下文中结合附图所给出的详细描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并形成说明书的一部分，用来进一步举例说明本发明的优选实施例和解释本发明的原理和优点。
图1是示出根据本发明的实施例的LED驱动电路的功能配置的框图2是示出图1中的反馈电路的功能配置的框图；以及
图3是示出根据本发明的实施例的LED驱动电路的具体实现的电路图。
具体实施方式
在下文中将结合附图对本发明的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。
在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的装置结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其它细节。
以下将参照附图1-3来描述本发明的优选实施例。
首先，将参照图1描述根据本发明的实施例的LED驱动电路的功能框图。如图1所示，LED驱动电路可以包括功率因数校正电路101、一个或多个LED负载102、反馈电路103以及功率因数校正控制器104。
具体地，功率因数校正电路101可以被配置成对电路的功率因数进行校正。功率因数校正电路101可以是现有技术领域中公知的升压型功率因数校正电路，但是本发明并不限于此，本领域技术人员可根据实际需要而选择不同类型的功率因数校正电路，例如降压型、升降压型、正激型或反激型功率因数校正电路，并依据本发明的原理相应地改变各电路部件之间的连接和方向，从而实现相应的技术效果。
优选地，一个或多个LED负载102可以串联连接在功率因数校正电路的输入与输出之间，或者也可以连接在功率因数校正电路的输出与地电势之间。其中，LED负载102的连接方式取决于功率因数校正电路的类型，例如，在升压型功率因数校正电路的情况下，由于功率因数校正电路的输出电压高于输入电压，因此，LED负载的阳极端连接到功率因数校正电路的输出端，而阴极端连接到功率因数校正电路的输入端。反馈电路103可以被配置成将关于一个或多个LED负载102的反馈信号提供到功率因数校正控制器104。反馈信号可以是关于负载输出的电流或电压信号。功率因数校正控制器104可以被配置成基于反馈电路103提供的反馈信号，控制功率因数校正电路101，以维持功率因数校正电路101的输出恒定，从而使得LED负载102能够以恒定的亮度发光，消除了闪烁等现象，提高了用户使用的舒适性。以下将参照图2详细描述反馈电路103的功能配置。如图2所示，反馈电路103可以包括信号检测模块201和信号转换模块202。具体地，信号检测模块201可以被配置成检测关于一个或多个LED负载的信号。该信号可以是关于负载输出的电流或电压信号。信号转换模块202可以被配置成将信号检测模块201所检测到的关于一个或多个LED负载的电流或电压信号转换为功率因数校正控制器可使用的反馈信号。优选地，反馈电路103还可以包括电阻器203，该电阻器可以连接在一个或多个LED负载与信号转换模块202之间，用于以来自负载输出的电能为信号转换模块202供电。这种设计简化了信号转换模块的供电，并且实现较简单，从而进一步降低了成本。接下来，将参照图3详细描述根据本发明的优选实施例的LED驱动电路的具体示例性实现。需要指出的是，以下电路实现仅是示例性的，对本领域技术人员来说，根据本实用新型的构思和理念，可以容易地根据实际情况而对以下示例性实现做出各种修改、变化以及变型。 如图3中的虚线方框所示，电感器L1、二极管Dl以及开关元件Ql构成了升压型功率因数校正电路U4。该升压型功率因数校正电路U4为本领域公知的电路结构，在此不再对其进行详细描述。其中，开关元件Ql可以是金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)、双极结型晶体管(BJT)等，在此不做限制。优选地，升压型功率因数校正电路U4将直流输入电压升高到例如400V(此电压为用于LED驱动的功率因数校正电路的典型输出电压值)。此外，与其它类型的功率因数校正电路相比，升压型功率因数校正电路具有调节简单、开关元件的驱动简单以及PF值较高的优点。一个或多个LED负载串联连接在功率因数校正电路的输入与输出之间，如图3所示，即连接在输入点I与输出点2之间。在该优选实施例中，由于功率因数校正电路为升压型，因此输出点2处的电压高于输入点I处的电压，因此LED的阳极端连接到输出点2，而阴极端连接到输入点I。由于输出点2与输入点I之间总是存在压降，因此容易实现对LED负载的驱动，从而不需要设置额外的驱动电路就可以实现对LED负载的驱动，并且同时实现了对功率因数的校正，因而简化了电路结构。此外，LED负载的这种连接配置还实现了对功率因数校正电路的输入与输出(即点I与点2)之间的电压的箝位，从而有利于稳定输出点2处的电压。替选地，一个或多个LED负载也可以连接在功率因数校正电路的输出点2与地之间。
在该优选实施例中，反馈电路可以由信号检测模块U3、信号转换模块Ul以及电阻器R2构成。
具体地，可以通过电阻器Rl来检测LED负载的输出电流，并将该电流信号提供给信号检测模块U3。作为示例，信号检测模块U3可以由LMV431来实现。由于Rl是作为负载输出的电流取样电阻，因此采用LMV431能够实现恒流，从而使得对负载输出的检测更为准确。
应理解，此处的LMV431仅是信号检测模块的示例性实现而非限制，本领域技术人员也可以替代地采用其它电子器件，只要其能够实现对负载信号的检测即可。
信号转换模块Ul在这里可以通过光耦器件来实现，其将LMV431检测到的负载输出电流信号转换为相应的反馈信号，并将转换后的反馈信号提供到功率因数校正控制器U2。
应理解，此处通过光耦器件来实现信号转换模块仅是示例性的，本领域技术人员也可以采用其它电子器件，只要其能够实现信号转换功能即可。
另外，在该实施例中，如图3所示，电阻器R2连接在多个LED负载之间的点8与光耦器件之间，其以来自负载输出的电能为光耦器件供电，从而简化了光耦器件的供电方式，使得电路实现更为简单。
功率因数校正控制器U2可以根据所接收的反馈信号控制开关元件Ql的导通或关断，从而调节输出点2的电压，使其稳定在例如400V，进而能够获得LED的恒定发光强度，消除了 LED的闪烁现象。
根据以上实施例，该LED驱动电路将功率因数校正与LED驱动功能集成在一个电路中，从而可以以简单的电路结构以及较低的成本在实现较高PF值的同时实现对LED发光装置的驱动，并且通过功率因数校正控制器基于反馈电路提供的关于负载状态的信号而控制功率因数校正电路的开关元件导通或关断，以维持功率因数校正电路的输出恒定，从而消除了发光装置的闪烁现象，改善了用户体验。
尽管以上结合图3描述了根据本发明的优选实施例的LED驱动电路的具体实现，但是应理解，图3所示的电路结构及所使用的电子部件仅是示例性的而非限制，本领域技术人员可根据本发明所教导的原理而根据实际需要对以上电路结构进行各种变型、替换坐寸ο
另外，还应该指出的是，上述系列功能和装置也可以通过软件和/或固件实现。在通过软件和/或固件实现的情况下，从存储介质或网络向具有专用硬件结构的计算机安装构成该软件的程序，该计算机在安装有各种程序时，能够执行各种功能。
本领域技术人员应理解，在不背离本发明的范围的情况下，除了这里具体描述的之外，本发明能够进行变化和修改。对于本领域技术人员来说明显的所有这种变化和修改应被视为落入本发明的精神和范围内。应理解，本发明包括所有这样的变化和修改。本发明还单独地或共同包括说明书中引用的或指出的所有步骤和特征、以及所述步骤或特征的任意两个或更多的任意和所有组合。
权利要求
1.一种LED驱动电路，包括: 功率因数校正电路，被配置成对电路的功率因数进行校正； 一个或多个LED负载； 反馈电路，被配置成将关于所述一个或多个LED负载的反馈信号提供到功率因数校正控制器；以及 功率因数校正控制器，被配置成基于所述反馈电路提供的反馈信号，控制所述功率因数校正电路，以维持所述功率因数校正电路的输出恒定。
2.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其中，所述反馈电路包括: 信号检测模块，被配置成检测关于所述一个或多个LED负载的信号；以及 信号转换模块，被配置成将所检测到的信号转换为所述反馈信号。
3.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其中，所述功率因数校正电路是升压型功率因数校正电路。
4.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其中，所述一个或多个LED负载串联连接在所述功率因数校正电路的输入与输出之间。
5.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其中，所述一个或多个LED负载串联连接在所述功率因数校正电路的输出与地之间。
6.根据权利要求2所述的LED驱动电路，其中，所述反馈电路还包括: 电阻器，连接在所述一个或多个LED负载与所述信号转换模块之间，用于以来自所述一个或多个LED负载的电能为所述信号转换模块供电。
7.一种照明装置，包括如权利要求1-6中任一项所述的LED驱动电路。
全文摘要
本发明提供了一种LED驱动电路以及包括该LED驱动电路的照明装置，该LED驱动电路包括功率因数校正电路，被配置成对电路的功率因数进行校正；一个或多个LED负载；反馈电路，被配置成将关于一个或多个LED负载的反馈信号提供到功率因数校正控制器；以及功率因数校正控制器，被配置成基于反馈电路提供的反馈信号，控制功率因数校正电路，以维持功率因数校正电路的输出恒定。根据本发明的技术方案，能够在以较简单的电路结构和较低的成本实现较高功率因数值的同时实现对LED发光装置的驱动，并且能够获得稳定的发光强度。
文档编号H05B37/02GK103200727SQ20121000356
公开日2013年7月10日 申请日期2012年1月6日 优先权日2012年1月6日
发明者贾辉, 戴雪维, 刘亚平, 米德尔·谢科 申请人:欧司朗股份有限公司