CN110798939A - Led驱动电路及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种LED驱动电路及方法，可应用于开关电源驱动电路和线性驱动电路，LED驱动电路包括调整管及其驱动控制电路，所述调整管接收输入电压，通过驱动控制电路调节所述调整管，以输出预期的输出电流；基准产生电路，采样输出电压，得到输出电压采样信号，根据所述输出电压采样信号，得到相应的基准电流信号；电流调节电路，与所述调整管的控制端连接，采样输出电流，得到输出电流采样信号，接收相应的基准电流信号，根据所述输出电流采样信号和所述基准电流信号，控制所述调整管的导通状态，以调节流经所述调整管的电流。本发明能在深度调光中，低亮度情形下，能够通过大电流基准来实现快速启动。

Description

LED驱动电路及方法
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种LED驱动电路及方法。
背景技术
智能照明应用越来越广泛，结合不同的场景，用户希望灯具具有不同的亮度，调光的需求开始成为用户基本需求。但是，当深度调光时，亮度较暗时开机，存在启动速度比较慢的问题，原因为小电流时基准电压比较小，对于高功率因数应用场合，其输出电容通常较大，因此开机时需先将输出电容充电至LED灯珠正向压降才可以点亮负载，导致开机速度过慢，稳态电流越小，开机速度越慢。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种在深度调光应用下，能够实现快速启动的LED驱动电路及方法，用以解决现有技术存在的难以实现快速启动的技术问题。
本发明的技术解决方案是，提供一种以下结构的LED驱动电路，包括调整管及其驱动控制电路，所述调整管接收输入电压，通过驱动控制电路调节所述调整管，以输出预期的输出电流；所述驱动控制电路包括：
基准产生电路，采样输出电压，得到输出电压采样信号，根据所述输出电压采样信号，得到相应的基准电流信号；
电流调节电路，与所述调整管的控制端连接，采样输出电流，得到输出电流采样信号，接收相应的基准电流信号，根据所述输出电流采样信号和所述基准电流信号，控制所述调整管的导通状态，以调节流经所述调整管的电流。
可选的，所述基准电流信号为连续模拟信号或离散模拟数值；当所述基准电流信号为连续模拟信号时，所述输出电压越小，所述基准电流信号则越大；当所述基准电流信号为离散模拟数值时，则根据输出电压的大小选择相应数值的所述基准电流信号。
可选的，所述基准电流信号包括第一基准信号和第二基准信号，所述第二基准信号大于所述第一基准信号；所述输出电压采样信号小于所述第一参考信号时，则选择所述第二基准信号接入所述电流调节电路；所述输出电压采样信号大于所述第一参考信号时，则选择所述第一基准信号接入所述电流调节电路。
可选的，所述基准产生电路包括输出电压采样电路和比较电路，所述输出电压采样电路采样所述输出电压，得到所述输出电压采样信号，所述比较电路接收所述输出电压采样信号和第一参考信号，并输出所述比较结果。
可选的，所述电流调节电路为运算放大器，所述运算放大器的两个输入端分别接收所述基准电流信号和输出电流采样信号，所述运算放大器的输出端与所述调整管的控制端连接。
可选的，所述线性LED驱动电路还包括调整管电压检测电路，所述调整管电压检测电路采样所述调整管两端的电压，并将得到的调整管电压采样信号与设定阈值电压进行比较，当所述调整管电压采样信号大于所述设定阈值电压时，所述电流调节电路强制并保持接入所述第一基准信号或强制关断所述调整管。
本发明还提供的一种LED驱动电路，包括开关电源及其驱动控制电路，所述开关电源接收输入电压，通过驱动控制电路调节所述开关电源，以输出预期的输出电流；所述驱动控制电路包括：
基准产生电路，采样输出电压，得到输出电压采样信号，根据所述输出电压采样信号，得到相应的基准电流信号；
电流调节电路，与所述开关电源的开关管的控制端连接，采样输出电流，得到输出电流采样信号，接收相应的基准电流信号，根据所述输出电流采样信号和所述基准电流信号，控制所述开关电源的开关管的导通状态，以调节所述开关电源的输出电流。
本发明还提供的另一技术解决方案是，提供一种LED驱动方法，基于LED驱动电路，所述LED驱动电路包括调整管及其驱动控制电路，所述调整管接收输入电压，通过驱动控制电路调节所述调整管，以输出预期的输出电流；包括以下步骤：
采样输出电压，得到输出电压采样信号，根据所述输出电压采样信号，得到相应的基准电流信号；
采样输出电流，得到输出电流采样信号，根据所述输出电流采样信号和所述基准电流信号，控制所述调整管的导通状态，以调节流经所述调整管的电流。
可选的，所述基准电流信号为连续模拟信号或离散模拟数值；当所述基准电流信号为连续模拟信号时，所述输出电压越小，所述基准电流信号则越大；当所述基准电流信号为离散模拟数值时，则根据输出电压的大小选择相应数值的所述基准电流信号。
本发明还提供的另一技术解决方案是，提供一种LED驱动方法基于LED驱动电路，所述LED驱动电路包括开关电源及其驱动控制电路，所述开关电源接收输入电压，通过驱动控制电路调节所述开关电源，以输出预期的输出电流；包括以下步骤：
采样输出电压，得到输出电压采样信号，根据所述输出电压采样信号，得到相应的基准电流信号；
采样输出电流，得到输出电流采样信号，接收相应的基准电流信号，根据所述输出电流采样信号和所述基准电流信号，控制所述开关电源的开关管的导通状态，以调节所述开关电源的输出电流。
采用本发明，与现有技术相比，具有以下优点：本发明中，通过基准产生电路可在不同的输出电压下选择不同的基准电流信号，设置第一基准信号和第二基准信号，在深度调光中，低亮度情形下，能够通过大电流基准来实现快速启动；通过调整管电压检测电路实现快速启动是否使能的控制，使得调整管的应力适中。
附图说明
图1为本发明LED驱动电路实施例一的电路结构图；
图2为本发明LED驱动电路实施例二的电路结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。
为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
如图1所示，示意了本发明LED驱动电路实施例一的电路结构。
所述LED驱动电路为线性驱动电路，包括调整管Q1及其驱动控制电路，所述调整管Q1接收输入电压Vin，通过驱动控制电路调节所述调整管Q1，以输出预期的输出电流；所述驱动控制电路包括：
基准产生电路，采样输出电压，得到输出电压采样信号，根据所述输出电压采样信号，得到相应的基准电流信号。所述基准电流信号为连续模拟信号或离散模拟数值；当所述基准电流信号为连续模拟信号时，所述输出电压越小，所述基准电流信号则越大，通过设置上下限，在输出电压上限与下限之间满足上述条件，在上限和下限之外可采用固定基准电流信号；当所述基准电流信号为离散模拟数值时，则根据输出电压的大小选择相应数值的所述基准电流信号。本发明实施例以所述基准电流信号为离散模拟数值为例，做详细阐述。
电流调节电路，与所述调整管Q1的控制端连接，采样输出电流，得到输出电流采样信号，接收相应的基准电流信号，根据所述输出电流采样信号和所述基准电流信号，控制所述调整管的导通状态，以调节流经所述调整管Q1的电流。
所述基准电流信号包括第一基准信号Vref1和第二基准信号Vref2，所述第二基准信号Vref2大于所述第一基准信号Vref1；所述输出电压采样信号小于所述第一参考信号V1时，则选择所述第二基准信号Vref2接入所述电流调节电路；所述输出电压采样信号大于所述第一参考信号V1时，则选择所述第一基准信号Vref1接入所述电流调节电路。
采样输出电压，得到输出电压采样信号，并将所述输出电压采样信号与第一参考信号V1进行比较，并输出比较结果，根据所述比较结果选择相应的基准电流信号；所述基准产生电路包括输出电压采样电路和比较电路U1，所述输出电压采样电路采样所述输出电压，得到所述输出电压采样信号，所述比较电路U1接收所述输出电压采样信号和第一参考信号U1，并输出所述比较结果。
所述电流调节电路为运算放大器U2，所述运算放大器U2的两个输入端分别接收所述基准电流信号和输出电流采样信号，所述运算放大器的输出端与所述调整管Q1的控制端连接。
所述LED驱动电路还包括调整管电压检测电路，所述调整管电压检测电路采样所述调整管Q1两端的电压，并将得到的调整管电压采样信号与设定阈值电压进行比较，当所述调整管电压采样信号大于所述设定阈值电压时，所述电流调节电路强制并保持接入所述第一基准信号Vref1或强制关断所述调整管。调整管电压检测电路可以连接在调整管Q1的控制端用于关断调整管Q1，或者，将其连接于基准产生电路(图中以虚线表示)，是保持强制接入第一基准信号Vref1。
本发明还提供一种LED驱动方法，基于LED驱动电路，所述LED驱动电路包括调整管及其驱动控制电路，所述调整管Q1接收输入电压，通过驱动控制电路调节所述调整管Q1，以输出预期的输出电流；包括以下步骤：
采样输出电压，得到输出电压采样信号，并将所述输出电压采样信号与第一参考信号进行比较，并输出比较结果，根据所述比较结果选择相应的基准电流信号；
采样输出电流，得到输出电流采样信号，根据所述输出电流采样信号和所述基准电流信号，控制所述调整管的导通状态，以调节流经所述调整管的电流。
所述基准电流信号包括第一基准信号Vref1和第二基准信号Vref2，所述第二基准信号Vref2大于所述第一基准信号Vref1；所述输出电压采样信号小于所述第一参考信号V1时，则选择所述第二基准信号Vref2作为所述基准电流信号；所述输出电压采样信号大于所述第一参考信号V1时，则选择所述第一基准信号Vref1作为所述基准电流信号。
如图2所示，示意了本发明LED驱动电路实施例二的电路结构。所述LED驱动电路包括开关电源及其驱动控制电路，所述开关电源接收输入电压Vin，通过驱动控制电路调节所述开关电源，以输出预期的输出电流；所述驱动控制电路包括：
基准产生电路，采样输出电压，得到输出电压采样信号，根据所述输出电压采样信号，得到相应的基准电流信号。所述基准电流信号为连续模拟信号或离散模拟数值；当所述基准电流信号为连续模拟信号时，所述输出电压越小，所述基准电流信号则越大；当所述基准电流信号为离散模拟数值时，则根据输出电压的大小选择相应数值的所述基准电流信号。本发明实施例以所述基准电流信号为离散模拟数值为例，做详细阐述。采样输出电压，得到输出电压采样信号，并将所述输出电压采样信号与第一参考信号V1进行比较，并输出比较结果，根据所述比较结果选择相应的基准电流信号。
电流调节电路，与所述开关电源的开关管的控制端连接，采样输出电流，得到输出电流采样信号，接收相应的基准电流信号，根据所述输出电流采样信号和所述基准电流信号，控制所述开关电源的开关管的导通状态，以调节所述开关电源的输出电流。
本发明还提供一种LED驱动方法基于LED驱动电路，所述LED驱动电路包括开关电源及其驱动控制电路，所述开关电源接收输入电压，通过驱动控制电路调节所述开关电源，以输出预期的输出电流；包括以下步骤：
采样输出电压，采样输出电压，得到输出电压采样信号，根据所述输出电压采样信号，得到相应的基准电流信号。所述基准电流信号为连续模拟信号或离散模拟数值；当所述基准电流信号为连续模拟信号时，所述输出电压越小，所述基准电流信号则越大；当所述基准电流信号为离散模拟数值时，则根据输出电压的大小选择相应数值的所述基准电流信号。
采样输出电流，得到输出电流采样信号，接收相应的基准电流信号，根据所述输出电流采样信号和所述基准电流信号，控制所述开关电源的开关管的导通状态，以调节所述开关电源的输出电流。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种LED驱动电路，包括调整管及其驱动控制电路，所述调整管接收输入电压，通过驱动控制电路调节所述调整管，以输出预期的输出电流；其特征在于：所述驱动控制电路包括：
基准产生电路，采样输出电压，得到输出电压采样信号，根据所述输出电压采样信号，得到相应的基准电流信号；
电流调节电路，与所述调整管的控制端连接，采样输出电流，得到输出电流采样信号，接收相应的基准电流信号，根据所述输出电流采样信号和所述基准电流信号，控制所述调整管的导通状态，以调节流经所述调整管的电流。
2.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于：所述基准电流信号为连续模拟信号或离散模拟数值；当所述基准电流信号为连续模拟信号时，所述输出电压越小，所述基准电流信号则越大；当所述基准电流信号为离散模拟数值时，则根据输出电压的大小选择相应数值的所述基准电流信号。
3.根据权利要求2所述的LED驱动电路，其特征在于：所述基准电流信号为离散模拟数值时，所述基准电流信号包括第一基准信号和第二基准信号，所述第二基准信号大于所述第一基准信号；所述输出电压采样信号小于所述第一参考信号时，则选择所述第二基准信号接入所述电流调节电路；所述输出电压采样信号大于所述第一参考信号时，则选择所述第一基准信号接入所述电流调节电路。
4.根据权利要求3所述的LED驱动电路，其特征在于：所述基准产生电路包括输出电压采样电路和比较电路，所述输出电压采样电路采样所述输出电压，得到所述输出电压采样信号，所述比较电路接收所述输出电压采样信号和第一参考信号，并输出所述比较结果。
5.根据权利要求3或4所述的LED驱动电路，其特征在于：所述电流调节电路为运算放大器，所述运算放大器的两个输入端分别接收所述基准电流信号和输出电流采样信号，所述运算放大器的输出端与所述调整管的控制端连接。
6.根据权利要求1或2所述的LED驱动电路，其特征在于：所述LED驱动电路还包括调整管电压检测电路，所述调整管电压检测电路采样所述调整管两端的电压，并将得到的调整管电压采样信号与设定阈值电压进行比较，当所述调整管电压采样信号大于所述设定阈值电压时，所述电流调节电路强制并保持接入所述第一基准信号或强制关断所述调整管。
7.一种LED驱动电路，包括开关电源及其驱动控制电路，所述开关电源接收输入电压，通过驱动控制电路调节所述开关电源，以输出预期的输出电流；其特征在于：所述驱动控制电路包括：
基准产生电路，采样输出电压，得到输出电压采样信号，并将所述输出电压采样信号与第一参考信号进行比较，并输出比较结果，根据所述比较结果选择相应的基准电流信号；
电流调节电路，与所述开关电源的开关管的控制端连接，采样输出电流，得到输出电流采样信号，接收相应的基准电流信号，根据所述输出电流采样信号和所述基准电流信号，控制所述开关电源的开关管的导通状态，以调节所述开关电源的输出电流。
8.一种LED驱动方法，基于LED驱动电路，所述LED驱动电路包括调整管及其驱动控制电路，所述调整管接收输入电压，通过驱动控制电路调节所述调整管，以输出预期的输出电流；其特征在于：包括以下步骤：
采样输出电压，得到输出电压采样信号，根据所述输出电压采样信号，得到相应的基准电流信号；
采样输出电流，得到输出电流采样信号，根据所述输出电流采样信号和所述基准电流信号，控制所述调整管的导通状态，以调节流经所述调整管的电流。
9.根据权利要求8所述的LED驱动方法，其特征在于：所述基准电流信号为连续模拟信号或离散模拟数值；当所述基准电流信号为连续模拟信号时，所述输出电压越小，所述基准电流信号则越大；当所述基准电流信号为离散模拟数值时，则根据输出电压的大小选择相应数值的所述基准电流信号。
10.一种LED驱动方法，基于LED驱动电路，所述LED驱动电路包括开关电源及其驱动控制电路，所述开关电源接收输入电压，通过驱动控制电路调节所述开关电源，以输出预期的输出电流；其特征在于：包括以下步骤：
采样输出电压，得到输出电压采样信号，根据所述输出电压采样信号，得到相应的基准电流信号；
采样输出电流，得到输出电流采样信号，接收相应的基准电流信号，根据所述输出电流采样信号和所述基准电流信号，控制所述开关电源的开关管的导通状态，以调节所述开关电源的输出电流。
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