CN104902609A - 一种分段式线性恒流驱动电路恒定功率的控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种分段式线性恒流驱动电路恒定功率的控制电路，包括整流桥（101），输入采样电路（102），第一内部基准电压发生器（103），占空比波形发生电路（104），反相器（105），调制电路（106），比例及低频滤波电路（107），以及第二内部基准电压发生器（108），所述采样输入电路（102），用于采取电阻分压网络，以使采样电压降低到控制器可以接受的低电压，同时采取峰值检测方法与输入电压波形同步以检测峰值；所述比例及低频滤波电路（107），用于调整比例，以输出与输入电压峰值成负相关的直流参考电压。本发明用于在输入电压变化的情况下，产生负相关变化的相应电流，从而达到恒定输出功率的目的。

Description

一种分段式线性恒流驱动电路恒定功率的控制电路

技术领域

本发明属于电源驱动技术领域，特别地涉及一种分段式线性恒流驱动电路恒定功率的控制电路。

 

背景技术

在恒定电流调节的发光二极管LED驱动电路中，存在由于电网电压的波动引起输出功率的变化情况。

对如图1所示的分段式线性恒流电路，流经LED串的电流采取了分段式的控制方式，每段的电流可分别进行设置并恒流控制，通过每段LED串独立设置的电流采样单元和电压采样单元进行电流和电压的采样，并通过总的控制器与参考电压发生器来控制每段LED的恒流状态，分段式的电流波形如图2所示。如图3所示，实线部分正弦曲线为输入电压为220V时电压的波形，阶梯波形为输入电压为220V时电流的波形；虚线部分曲线中，正弦曲线为输入电压为220V*（1+10%）时的电压的波形，阶梯波形所示为输入电压为220V*（1+10%）时的电流的波形。当输入电压从220V增加了10%后，原四个阶梯的电流值，由于采取恒流控制方法，而保持原值不变。但由于电压上升，分段LED的导通时间变长。LED消耗的功率是阶梯式曲线下方的面积乘以正向电压值。即

此处，

ts1为第一个阶梯电流的开始时间；

ts2为第一个阶梯电流的开始时间；

ts3为第三个阶梯电流的开始时间；

ts4为第四个阶梯电流的开始时间；

ts5为第四个阶梯电流的中点时间；

为第一段LED在恒流工作时的正向电压值；

为第二段LED在恒流工作时的正向电压值；

为第三段LED在恒流工作时的正向电压值；

为第四段LED在恒流工作时的正向电压值；

为第一段LED在恒流工作时的电流值；

为第一段LED在恒流工作时的电流值；

为第一段LED在恒流工作时的电流值；

为第一段LED在恒流工作时的电流值。

与实线部分相比，虚线部分面积增大了，偏离了在正常输入电压时设计的输出功率。实际测试表明，当输入电压增加10%后，输入功率增加了15%。在输入电压增加的情况下，LED串的消耗功率比设计值偏高，可能使LED承受的功率消耗过高，在散热管理余量不足的情况下，可能使整个灯具温度升高，加剧了LED灯具的光衰。在输入电压降低的情况下，LED灯珠的消耗功率比设计值偏低，使LED灯具发光亮度降低。

故，针对目前现有技术中存在的上述缺陷，实有必要进行研究，以提供一种方案，解决现有技术中存在的缺陷，避免造成在输入电压波动的情况下，LED灯具的功率不稳定的问题。

 

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种分段式线性恒流驱动电路恒定功率的控制电路，用于在输入电压升高的情况下，能够降低流经LED串的平均电流，在输入电压降低的情况下，能够增加流经LED串的平均电流，从而达到恒定输出功率的目的。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种分段式线性恒流驱动电路恒定功率的控制电路，包括整流桥，输入采样电路，第一内部基准电压发生器，占空比波形发生电路，反相器，调制电路，比例及低频滤波电路，以及第二内部基准电压发生器，

所述整流桥，用于将交流输入电压整流后产生正弦全波波形，

所述采样输入电路，用于采取电阻分压网络，以使采样电压降低到控制器可以接受的低电压，同时采取峰值检测方法与输入电压波形同步以检测峰值；

所述第一内部基准电压发生器，用于产生锯齿波；

所述占空比波形发生电路，用于将锯齿波信号与采样的输入电压峰值信号比较，产生脉宽调制信号；

所述反相器，用于将所述脉宽调制信号反相，产生与输入电压峰值成负相关的脉宽调制信号；

所述调制电路，用于将第二内部基准电压发生器产生的第二内部基准电压与与输入电压峰值成负相关的脉宽调制信号调制后输入到比例及低频滤波电路，

所述比例及低频滤波电路，用于调整比例，以输出与输入电压峰值成负相关的直流参考电压。

优选地，第一内部基准电压发生器产生锯齿波的频率为10-100KHz。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：在输入电压升高的情况下，能够降低流经LED串的平均电流，在输入电压降低的情况下，能够增加流经LED串的平均电流，从而达到恒定输出功率的目的，电路结构简单。

 

附图说明

图1为现有技术中分段式线性恒流LED驱动电路的结构原理图；

图2为现有技术中分段式线性恒流LED驱动电路的电流波形图；

图3为现有技术中分段式线性恒流LED驱动电路的输入电压变化时的电流波形变化图；

图4为本发明实施例的分段式线性恒流驱动电路恒定功率的控制电路的结构框图。

 

具体实施方式

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。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

在分段式线性恒流驱动电路中，流经LED串的电流与参考电压基准呈正相关关系，即

其中，为各个阶梯电流的值；为比例系数，即采样电阻的倒数；为内部参考电压基准。

通过上式可发现，为了补偿随输入电压变化的LED消耗功率，可以改变内部的，使之与输入电压峰值成负相关关系。即

 为调整后的内部参考电压；为比例系数；为输入交流电压峰值；从而LED上消耗的功率为：

此处为补偿后的各阶梯电流值，调整比例系数，可以达到恒定功率的控制目的。

因此，通过上述原理说明，参见图4，所示为本发明实施例的分段式线性恒流驱动电路恒定功率的控制电路的结构框图，其包括整流桥101，输入采样电路102，第一内部基准电压发生器103，占空比波形发生电路104，反相器105，调制电路106，比例及低频滤波电路107，以及第二内部基准电压发生器108，其中，整流桥101用于将交流输入电压整流后产生正弦全波波形；采样输入电路102用于采取电阻分压网络，以使采样电压降低到控制器可以接受的低电压，同时采取峰值检测方法与输入电压波形同步以检测峰值；第一内部基准电压发生器103用于产生锯齿波；占空比波形发生电路104用于将锯齿波信号与采样的输入电压峰值信号比较，产生脉宽调制信号，即当输入电压高于标准值时，输出的高电平比例变高，当输入电压低于标准值时，输出的高电平比例变低；反相器105用于将所述脉宽调制信号反相，产生与输入电压峰值成负相关的脉宽调制信号；调制电路106用于将第二内部基准电压发生器108产生的第二内部基准电压与与输入电压峰值成负相关的脉宽调制信号调制后输入到比例及低频滤波电路107；比例及低频滤波电路107用于调整比例，以输出与输入电压峰值成负相关的直流参考电压。与输入电压峰值成负相关的直流参考电压随后可输入到图1所示的参考电压模块中，以此实现在输入电压升高的情况下，能够降低流经LED串的平均电流，在输入电压降低的情况下，能够增加流经LED串的平均电流，从而达到恒定输出功率的目的。

在具体应该实例中，第一内部基准电压发生器产生锯齿波的频率为10-100KHz，以方便后续的低频滤波单元可以选择容值较小的电容。

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。

Claims (2)

1.一种分段式线性恒流驱动电路恒定功率的控制电路，其特征在于，包括整流桥（101），输入采样电路（102），第一内部基准电压发生器（103），占空比波形发生电路（104），反相器（105），调制电路（106），比例及低频滤波电路（107），以及第二内部基准电压发生器（108），

所述整流桥（101），用于将交流输入电压整流后产生正弦全波波形，

所述采样输入电路（102），用于采取电阻分压网络，以使采样电压降低到控制器可以接受的低电压，同时采取峰值检测方法与输入电压波形同步以检测峰值；

所述第一内部基准电压发生器（103），用于产生锯齿波；

所述占空比波形发生电路（104），用于将锯齿波信号与采样的输入电压峰值信号比较，产生脉宽调制信号；

所述反相器（105），用于将所述脉宽调制信号反相，产生与输入电压峰值成负相关的脉宽调制信号；

所述调制电路（106），用于将第二内部基准电压发生器（108）产生的第二内部基准电压与与输入电压峰值成负相关的脉宽调制信号调制后输入到比例及低频滤波电路（107），

所述比例及低频滤波电路（107），用于调整比例，以输出与输入电压峰值成负相关的直流参考电压。

2.根据权利要求1所述的分段式线性恒流驱动电路恒定功率的控制电路，其特征在于，第一内部基准电压发生器产生锯齿波的频率为10-100KHz。