申请/专利权人：深圳市明微电子股份有限公司

申请日：2018-05-30

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN108541111B

主分类号：H05B44/00

分类号：H05B44/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2018.10.16#实质审查的生效;2018.09.14#公开

摘要：本发明属于电子电路技术领域，提供了用于LED灯照明驱动的恒流输出控制电路、方法及LED装置，通过整流模块对交流电源输出的交流信号进行整流后，输出直流信号；并通过控制模块根据该直流信号，对电容进行充电及输出控制信号以驱动LED灯串，并检测及控制流经LED灯串的电流。由此实现了采用极少的器件，即可对LED灯串进行恒流驱动的效果，降低了电路成本并且其驱动方式效率较高，解决了现有的LED灯照明驱动技术存在着效率低下，电路元器件较多导致电路复杂的问题。

主权项：1.一种用于LED灯照明驱动的恒流输出控制电路，包括电容和LED灯串，其特征在于，所述恒流输出控制电路还包括：接交流电源，用于对所述交流电源输出的交流信号进行整流后，输出直流信号的整流模块；与所述整流模块相连接，用于根据所述直流信号，对所述电容进行充电及输出控制信号以驱动所述LED灯串，并检测及控制流经所述LED灯串的电流的控制模块；所述控制模块包括脉冲发生器、恒流控制单元、采样整形单元以及第一开关管；所述恒流控制单元的输入端接所述整流模块，所述恒流控制单元的输出端接所述第一开关管的输入端，所述脉冲发生器与所述采样整形单元相连接，所述采样整形单元的输入端用于检测流经所述LED灯串的电流，所述采样整形单元的输出端接所述第一开关管的受控端，所述第一开关管的输出端用于对所述电容进行充电及输出控制信号以驱动所述LED灯串；所述控制模块根据检测到流经LED灯串的电流调节自身输出的控制信号。

全文数据：用于LED灯照明驱动的恒流输出控制电路、方法及LED装置技术领域[0001]本发明属于电子电路技术领域，尤其涉及用于LED灯照明驱动的恒流输出控制电路、方法及LED装置。背景技术[0002]近年来，随着LED灯照明技术的发展，各种各样的驱动技术层出不穷，但随着应用领域的不断扩大，针对驱动的要求也越来越特殊，例如:尺寸大小、转换效率以及其他需求等等，都受到了相应的约束。同时，当成本敏感、电路可靠等因素出现在某些LED灯照明领域时，虽然现有的驱动有些本身电路比较优秀，但对于成本问题、含有感性原件以及过多的电解容性器件仍然无法回避;而有些电路比较简单，直接采用线性驱动代替，其缺点为转换效率低，并且会有功率损耗在限流器件上。[0003]因此，现有的LED灯照明驱动技术存在着效率低下，电路元器件较多导致电路复杂的问题。发明内容[0004]本发明的目的在于提供用于LED灯照明驱动的恒流输出控制电路、方法及LED装置，旨在解决现有的LED灯照明驱动技术存在着效率低下，电路元器件较多导致电路复杂的问题。[0005]本发明第一方面提供了一种用于LED灯照明驱动的恒流输出控制电路，包括电容和LED灯串，所述恒流输出控制电路还包括：[0006]接交流电源，用于对所述交流电源输出的交流信号进行整流后，输出直流信号的整流模块；[0007]与所述整流模块相连接，用于根据所述直流信号，对所述电容进行充电及输出控制信号以驱动所述LED灯串，并检测及控制流经所述LED灯串的电流的控制模块。[0008]本发明第二方面提供了一种LED装置，包括电容、LED灯串以及交流电源，所述LED装置还包括如上述所述的恒流输出控制电路[0009]本发明第三方面提供了一种用于LED灯照明驱动的恒流输出控制方法，所述恒流输出控制方法包括：[0010]在恒流输出控制电路中加载电容和LED灯串，并接入交流电源；[0011]对所述交流电源输出的交流信号进行整流后，输出直流信号；[0012]根据所述直流信号，对所述电容进行充电及输出控制信号以驱动所述LED灯串，并检测及控制流经所述LED灯串的电流。[0013]本发明提供的用于LED灯照明驱动的恒流输出控制电路、方法及LED装置，通过整流模块对交流电源输出的交流信号进行整流后，输出直流信号;并通过控制模块根据该直流信号，对电容进行充电及输出控制信号以驱动LED灯串，并检测及控制流经LED灯串的电流。由此实现了采用极少的器件，即可对LED灯串进行恒流驱动的效果，降低了电路成本并且其驱动方式效率较高，解决了现有的LED灯照明驱动技术存在着效率低下，电路元器件较多导致电路复杂的问题。附图说明[0014]图1是本发明提供的用于LED灯照明驱动的恒流输出控制电路的模块结构示意图。[0015]图2是本发明提供的用于LED灯照明驱动的恒流输出控制电路的示例电路图。[0016]图3是本发明提供的用于LED灯照明驱动的恒流输出控制电路中交流电源输出的交流信号的波形示意图。[0017]图4是本发明提供的用于LED灯照明驱动的恒流输出控制电路中交流信号经过整流后的波形示意图。[0018]图5是本发明提供的用于LED灯照明驱动的恒流输出控制电路中控制模块的单元结构示意图。[0019]图6是本发明提供的用于LED灯照明驱动的恒流输出控制电路中控制模块的电路示例图。[0020]图7是本发明提供的用于LED灯照明驱动的恒流输出控制电路中控制模块各个部分的重要节点的波形示意图。具体实施方式[0021]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。[0022]上述的用于LED灯照明驱动的恒流输出控制电路、方法及LED装置，采用电容电压不可突变的特性，形成一个利用恒流充电、恒流检测以及基于电容充放电，并可实现恒流输出。首先，交流输入端输入交流电（90-265VAC，5060Hz，经过全波整流，形成一个没有滤波的直流电；接着通过内部的高压恒流电路对外部的电容进行充电以及对外部的LED灯串进行相应的供电；并检测采样电阻电压来实现输出电流的恒定，从而实现LED照明恒流驱动。由此实现了能够用极少的器件，即可对LED照明恒流驱动的效果。[0023]图1示出了本发明提供的用于LED灯照明驱动的恒流输出控制电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：[0024]上述一种用于LED灯照明驱动的恒流输出控制电路，包括电容C1和LED灯串104，该恒流输出控制电路还包括整流模块102和控制模块103。[0025]整流模块102接交流电源101，用于对交流电源101输出的交流信号进行整流后，输出直流信号。[0026]控制模块103与整流模块102相连接，用于根据直流信号，对电容C1进行充电及输出控制信号以驱动LED灯串104，并检测及控制流经LED灯串104的电流。[0027]作为本发明一实施例，上述交流电源101输出的电压范围为90-265V，频率为5060Hz〇[0028]作为本发明一实施例，上述控制模块103根据整流后的直流信号，一方面对电容Cl进行充电，另一方面输出控制信号以驱动LED灯串；同时，同步检测流经LED灯串104的电流，在电容Cl充满电后会进行放电，因此，控制模块103会根据检测到流经LED灯串104的电流调节自身输出的控制信号，以进一步确保流经LED灯串104的电流持续处于预设阈值，即实现了LED照明恒流驱动。[0029]图2示出了本发明提供的用于LED灯照明驱动的恒流输出控制电路的示例电路，图3和图4分别示出了本发明提供的用于LED灯照明驱动的恒流输出控制电路中交流电源输出的交流信号和经过整流后的波形示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：[0030]作为本发明一实施例，上述整流模块102包括第一二极管Dl、第二二极管D2、第三二极管D3以及第四二极管D4;[0031]第一二极管Dl的阴极接第二二极管D2的阳极，第一二极管Dl的阳极接第三二极管D3的阳极，第二二极管D2的阴极接第四二极管D4的阴极，第三二极管D3的阴极接第四二极管D4的阳极。[0032]具体地，上述整流模块102是由全桥整流的方式实现的，当然，也可采用半桥整流的方式实现。[0033]图5示出了本发明提供的用于LED灯照明驱动的恒流输出控制电路中控制模块的单元结构，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：[0034]作为本发明一实施例，上述控制模块103包括脉冲发生器1033、恒流控制单元1031、采样整形单元1032以及第一开关管Ql;[0035]恒流控制单元1031的输入端接整流模块102,恒流控制单元1031的输出端接第一开关管Ql的输入端，脉冲发生器1033与采样整形单元1032相连接，采样整形单元1032的输入端用于检测流经LED灯串104的电流，采样整形单元1032的输出端接第一开关管Ql的受控端，第一开关管Ql的输出端用于对电容Cl进行充电及输出控制信号以驱动LED灯串104。[0036]具体地，上述第一开关管Ql为场效应管或者三极管；[0037]场效应管的栅极、漏极以及源极分别为第一开关管Ql的受控端、输入端以及输出端；[0038]三极管的基极、集电极以及发射极分别为第一开关管Ql的受控端、输入端以及输出端。[0039]图6示出了本发明提供的用于LED灯照明驱动的恒流输出控制电路中控制模块的示例电路，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：[0040]作为本发明一实施例，上述恒流控制单元1031包括恒流比较器COM2和第二开关管Q2；[0041]恒流比较器COM2的正相输入端接入基准电压Vref，恒流比较器COM2的反相输入端与第二开关管Q2的输出端共接并作为恒流控制单元1031的输出端，恒流比较器COM2的输出端接第二开关管Q2的受控端，第二开关管Q2的输入端为恒流控制单元1031的输入端。[0042]具体地，上述第二开关管Q2为场效应管或者三极管；[0043]场效应管的栅极、漏极以及源极分别为第二开关管Q2的受控端、输入端以及输出端；[0044]三极管的基极、集电极以及发射极分别为第二开关管Q2的受控端、输入端以及输出端。[0045]作为本发明一实施例，上述采样整形单元1032包括输入缓冲器Dl、阈值比较器COMl、与门ANDl以及缓冲驱动器Tl;[0046]输入缓冲器Dl的正相输入端用于检测流经LED灯串104的电流，输入缓冲器Dl的反相输入端与输入缓冲器Dl的输出端以及阈值比较器COMl的反相输入端共接，阈值比较器⑶Ml的正相输入端接入基准电压Vref，阈值比较器COMl的输出端接与门AND1的第一输入端，与门ANDl的第二输入端接脉冲发生器1033，与门ANDl的输出端接缓冲驱动器Tl的输入端，缓冲驱动器Tl的输出端为采样整形单元1032的输出端。[0047]图7示出了本发明提供的用于LED灯照明驱动的恒流输出控制电路中控制模块各个部分的重要节点的波形，以及结合图1-图6,对上述用于LED灯照明驱动的恒流输出控制电路的工作原理进行描述如下：[0048]首先，高压交流电经过全桥整流之后，波形变为图4示意的波形或图7中的S201信号）；然后，再输入到控制模块103的HVIN端□，经过内部的恒流控制单元1031和第一开关管Ql，并受采样整形单元1032所发出的波形（图7中的S202所控制，经VCC对外部的电容Cl进行充电，充电的电流波形为图7中的S203。[0049]根据：[0050][0051]可得，VCC上升电压几乎为线性上升，波形见图7中的S205上升段。同时，随着电压的上升，LED灯串104通过的电流非线性增大，CS的电压也会同比例增大见图7中的S205。[0052]当增大到CS内部的阈值之后，与脉冲发生器1033产生的波形（图7中的S204进行相应的比较，产生控制开关管的控制信号（图7中的S202。[0053]关断恒流开关，此时LED灯串104的电流完全是由VCC电容Cl来供电，此时VCC电压和通过LED灯串104的电流会非线性下降，等待下一个充电周期。[0054]本发明还提供了LED装置，包括电容、LED灯串以及交流电源，该LED装置还包括上述的恒流输出控制电路，其根据电容充放电原理，利用恒流充电、电容电压上升可控制等有利条件，并通过检测检流电阻上的电压，来实现相应的恒流输出。[0055]上述用于LED灯照明驱动的恒流输出控制电路及LED装置的优点体现在：[0056]1虚地的交流输入信号相位采样电路。由于控制模块芯片本身工作在高压状态下，芯片需采用高压工艺，本方案采用的芯片为部分虚地方式采样，避免了直接采用实地的方式采样交流输入信号相位，降低了成本。[0057]2宽电压下恒流输出。直接通过采样流经LED灯串的电流，可以实现宽电压下恒流输出，而相比其他的宽电压恒流输出的芯片，外围电路简单，只需若干器件即可实现相应的功能，BOM成本低。[0058]本发明还提供了一种用于LED灯照明驱动的恒流输出控制方法，该恒流输出控制方法包括以下步骤：[0059]A.在恒流输出控制电路中加载电容和LED灯串，并接入交流电源；[0060]B.对交流电源输出的交流信号进行整流后，输出直流信号；[0061]C.根据直流信号，对电容进行充电及输出控制信号以驱动LED灯串，并检测及控制流经LED灯串的电流。[0062]作为本发明一实施例，对交流电源输出的交流信号进行整流具体是采用全桥整流的方式，当然，也可以采用半桥整流的方式。[0063]作为本发明一实施例，根据所述直流信号，对电容进行充电及输出控制信号以驱动LED灯串，并检测及控制流经LED灯串的电流具体为：[0064]对直流信号进行处理后，输出电压对电容进行充电以及输出控制信号以驱动LED灯串，并在电容储存的电量达到预设阈值时，检测流经LED灯串的电流及调节控制信号以使流经LED灯串的电流处于预设阈值，即实现了LED照明恒流驱动。[0065]综上，本发明实施例提供的用于LED灯照明驱动的恒流输出控制电路、方法及LED装置，通过整流模块对交流电源输出的交流信号进行整流后，输出直流信号;并通过控制模块根据该直流信号，对电容进行充电及输出控制信号以驱动LED灯串，并检测及控制流经LED灯串的电流。由此实现了采用极少的器件，即可对LED灯串进行恒流驱动的效果，降低了电路成本并且其驱动方式效率较高，解决了现有的LED灯照明驱动技术存在着效率低下，电路元器件较多导致电路复杂的问题。[0066]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种用于LED灯照明驱动的恒流输出控制电路，包括电容和LED灯串，其特征在于，所述恒流输出控制电路还包括：接交流电源，用于对所述交流电源输出的交流信号进行整流后，输出直流信号的整流丰旲块；与所述整流模块相连接，用于根据所述直流信号，对所述电容进行充电及输出控制信号以驱动所述LED灯串，并检测及控制流经所述LED灯串的电流的控制模块。2.如权利要求1所述的恒流输出控制电路，其特征在于，所述控制模块包括脉冲发生器、恒流控制单元、采样整形单元以及第一开关管；所述恒流控制单元的输入端接所述整流模块，所述恒流控制单元的输出端接所述第一开关管的输入端，所述脉冲发生器与所述采样整形单元相连接，所述采样整形单元的输入端用于检测流经所述LED灯串的电流，所述采样整形单元的输出端接所述第一开关管的受控端，所述第一开关管的输出端用于对所述电容进行充电及输出控制信号以驱动所述LED灯串。3.如权利要求2所述的恒流输出控制电路，其特征在于，所述第一开关管为场效应管或者三极管；所述场效应管的栅极、漏极以及源极分别为所述第一开关管的受控端、输入端以及输出立而；所述三极管的基极、集电极以及发射极分别为所述第一开关管的受控端、输入端以及输出端。4.如权利要求2所述的恒流输出控制电路，其特征在于，所述恒流控制单元包括恒流比较器和第二开关管；所述恒流比较器的正相输入端接入基准电压，所述恒流比较器的反相输入端与所述第二开关管的输出端共接并作为所述恒流控制单元的输出端，所述恒流比较器的输出端接所述第二开关管的受控端，所述第二开关管的输入端为所述恒流控制单元的输入端。5.如权利要求4所述的恒流输出控制电路，其特征在于，所述第二开关管为场效应管或者三极管；所述场效应管的栅极、漏极以及源极分别为所述第二开关管的受控端、输入端以及输出立而；所述三极管的基极、集电极以及发射极分别为所述第二开关管的受控端、输入端以及输出端。6.如权利要求2所述的恒流输出控制电路，其特征在于，所述采样整形单元包括输入缓冲器、阈值比较器、与门以及缓冲驱动器；所述输入缓冲器的正相输入端用于检测流经所述LED灯串的电流，所述输入缓冲器的反相输入端与所述输入缓冲器的输出端以及所述阈值比较器的反相输入端共接，所述阈值比较器的正相输入端接入基准电压，所述阈值比较器的输出端接所述与门的第一输入端，所述与门的第二输入端接所述脉冲发生器，所述与门的输出端接所述缓冲驱动器的输入端，所述缓冲驱动器的输出端为所述采样整形单元的输出端。7.—种LED装置，包括电容、LED灯串以及交流电源，其特征在于，所述LED装置还包括如上述权利要求1-6任一项的恒流输出控制电路。8.—种用于LED灯照明驱动的恒流输出控制方法，其特征在于，所述恒流输出控制方法包括：在恒流输出控制电路中加载电容和LED灯串，并接入交流电源；对所述交流电源输出的交流信号进行整流后，输出直流信号；根据所述直流信号，对所述电容进行充电及输出控制信号以驱动所述LED灯串，并检测及控制流经所述LED灯串的电流。9.如权利要求8所述的恒流输出控制方法，其特征在于，对所述交流电源输出的交流信号进行整流具体是采用全桥整流的方式。10.如权利要求8所述的恒流输出控制方法，其特征在于，根据所述直流信号，对所述电容进行充电及输出控制信号以驱动所述LED灯串，并检测及控制流经所述LED灯串的电流具体为：对所述直流信号进行处理后，输出电压对所述电容进行充电以及输出所述控制信号以驱动所述LED灯串，并在所述电容储存的电量达到预设阈值时，检测流经所述LED灯串的电流及调节所述控制信号以使流经所述LED灯串的电流处于预设阈值。

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