CN110972356A - 驱动控制电路以及发光二极管的照明驱动电路 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种驱动控制电路以及发光二极管的照明驱动电路，该驱动控制电路包括：第一负反馈电路、第二负反馈电路、电流维持电路以及第一电阻。本申请提供的技术方案，在调整电流输入端流入调整电流时，调整电流与第一电阻的阻值无关，故对于不同阻值大小的第一电阻时，调整电流的大小不变。从而应用于LED驱动时，调整电流可以较小，减少电流浪费，提高效率，由于调整电流小于驱动电流，在驱动电流输入端流入驱动电流时，调整电流输入端无调整电流流入，从而可以避免电流浪费，提高效率。

Description

驱动控制电路以及发光二极管的照明驱动电路

技术领域

本申请涉及驱动电路技术领域，特别涉及一种驱动控制电路、发光二极管的照明驱动电路以及发光二极管的驱动控制方法。

背景技术

可控硅调光器(TRIAC)的LED控制电路中。对于大功率***而言，内部电阻一般会设置较小电阻值的电阻，然而当应用于小功率***时，电阻的设置则会选择电阻值较大的电阻。因此在使用上就容易造成产品应用兼容性不佳。同时如果要在适用各种功率时，维持电阻值不变，由于所需的负载电流不同，则会造成不必要的功耗，以致于整体效率变差。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种驱动控制电路，用以提高效率。

本申请实施例提供了一种驱动控制电路，包括：

第一负反馈电路，用以接收第一基准电压及第一输入电压，并依据所述第一基准电压和所述第一输入电压的比较结果，决定调整电流输入端是否流入调整电流至所述驱动控制电路；

电流维持电路，耦接所述第一负反馈电路，用以提供所述第一输入电压至所述第一负反馈电路；

第二负反馈电路，用以接收第二基准电压及第二输入电压，并依据所述第二基准电压与所述第二输入电压的比较结果，决定驱动电流输入端是否流入驱动电流至驱动控制电路；

第一电阻，耦接所述电流维持电路与所述第二负反馈电路，用以控制所述驱动电流的大小；

其中，所述调整电流小于所述驱动电流；所述第一输入电压等于所述电流维持电路的第一端与所述电流维持电路的第二端之间的电压差。

在一实施例中，所述电流维持电路包括：

第二电阻，所述第二电阻的第一端为所述电流维持电路的第一端；所述第二电阻的第二端为所述电流维持电路的第二端；

减法器，所述减法器的正向输入端耦接所述第二电阻的第一端；所述减法器的反向输入端耦接所述第二电阻的第二端；所述减法器的输出端耦接所述第一负反馈电路的反向输入端。

在一实施例中，所述减法器包括：

第三运算放大器；

第三电阻，所述第三电阻的一端耦接所述第三运算放大器的反向输入端，所述第三电阻的另一端为所述减法器的反向输入端；

第四电阻，所述第四电阻的一端耦接所述第三运算放大器的正向输入端，所述第四电阻的另一端为所述减法器的正向输入端；

第五电阻，所述第五电阻的一端耦接所述第三运算放大器的反向输入端，所述第五电阻的另一端耦接所述第三运算放大器的输出端；

第六电阻，所述第六电阻的一端连接所述第三运算放大器的正向输入端，所述第六电阻的另一端接地；

其中，所述第三电阻和第五电阻的阻值相等；第五电阻与第三电阻的比值等于第六电阻与第四电阻的比值。

在一实施例中，所述第一负反馈电路包括：

第一运算放大器，所述第一运算放大器的正向输入端接入第一基准电压；所述第一运算放大器的反向输入端耦接所述电流维持电路的输出端；

第一场效应管，所述第一场效应管的栅极耦接所述第一运算放大器的输出端；所述第一场效应管的源极为所述第一负反馈电路的第一端；所述第一场效应管的漏极为所述第一负反馈电路的第二端。

在一实施例中，所述第二负反馈电路包括：

第二运算放大器，所述第二运算放大器的正向输入端接入第二基准电压；所述第二运算放大器的反向输入端耦接所述电流维持电路的第二端；

第二场效应管，所述第二场效应管的栅极耦接所述第二运算放大器的输出端，所述第二场效应管的源极为所述第二负反馈电路的第一端；所述第二场效应管的漏极为所述第二负反馈电路的第二端。

本申请实施例还提供了一种发光二极管的照明驱动电路，包括：

上述驱动控制电路；

发光二极管，所述发光二极管的阴极耦接所述驱动控制电路的驱动电流输入端；

可控硅调光器，分别耦接所述发光二极管的阳极和所述驱动控制电路的调整电流输入端。

在一实施例中，所述调整电流大于所述可控硅调光器的维持电流。

在一实施例中，发光二极管的照明驱动电路还包括：

整流桥，所述整流桥的输入端耦接所述可控硅调光器以及接收交流电；所述整流桥用于将交流电转换为直流电；所述整流桥的输出端分别耦接所述驱动电流输入端和所述调整电流输入端。

本申请实施例还提供了一种发光二极管的驱动控制方法，所述方法应用于上述驱动控制电路，所述方法包括：

在发光二极管导通期间，所述第二负反馈电路接收第二基准电压及第二输入电压，依据所述第二基准电压与所述第二输入电压的比较结果，控制所述驱动电流输入端流入驱动电流；

所述电流维持电路根据所述驱动电流，输出第一输入电压至第一负反馈电路；

所述第一负反馈电路比较所述第一输入电压和所述第一基准电压，依据所述第一基准电压与所述第一输入电压的比较结果，断开所述调整电流输入端流入调整电流。

在一实施例中，发光二极管的驱动控制方法还包括：

在发光二极管截止期间，所述第一负反馈电路比较所述第一输入电压和所述第一基准电压，依据所述第一基准电压与所述第一输入电压的比较结果，控制所述调整电流输入端流入调整电流。

本申请上述实施例提供的技术方案，在调整电流输入端流入调整电流时，调整电流与第一电阻的阻值无关，故对于不同阻值大小的第一电阻时，调整电流的大小不变。从而应用于LED驱动时，调整电流可以较小，减少电流浪费，提高效率，由于调整电流小于驱动电流，在驱动电流输入端流入驱动电流时，调整电流输入端无调整电流流入，从而可以避免电流浪费，提高效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本申请实施例提供的发光二极管的照明驱动电路的示意图；

图2是本申请另一实施例提供的发光二极管的照明驱动电路的示意图；

图3是本申请实施例提供的一种驱动控制电路的结构示意图；

图4是图1中V_BUS电压、驱动电流输入端BL和调整电流输入端AL的电流波形示意图；

图5是本申请另一实施例提供的一种驱动控制电路的结构示意图；

图6是本申请一实施例提供的减法器的电路示意图；

图7是本申请实施例提供的一种发光二极管的驱动控制方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

图1为本申请实施例提供的发光二极管的照明驱动电路的示意图。如图1所示，该发光二极管照明驱动电路包括：可控硅调光器51、发光二极管52以及驱动控制电路40。驱动控制电路40耦接可控硅调光器51以及发光二极管52。其中，耦接可以包含直接连接、间接连接、有线或无线电连接。

驱动控制电路40可以包括驱动控制芯片41以及与驱动控制芯片41的CS管脚耦接的第一电阻42。驱动控制芯片41的调整电流输入端AL耦接可控硅调光器51，驱动电流输入端BL耦接发光二极管52。可控硅调光器51用于调节发光二极管52的亮度。

在一实施例中，上述发光二极管照明驱动电路还可以包括：隔离二极管D1，隔离二极管D1可以起防倒灌作用，当V_BUS电压小于电容C1的电压时，防止电容C1对V_BUS进行充电。

如图2所示，于一实施例中，对于交流电AC，上述发光二极管照明驱动电路还可以包括整流桥53，用于将交流电转换为直流电。整流桥53的输入端耦接可控硅调光器51以及接收交流电，并输出直流电。

图3是本申请实施例提供的一种驱动控制电路40的结构示意图。驱动控制电路40包括：第一负反馈电路411、电流维持电路412、第二负反馈电路413以及第一电阻42。

第一负反馈电路411的正向输入端(+)用于接收第一基准电压V_REF1以及反向输入端(-)耦接至电流维持电路412，用以接收第一输入电压；第一负反馈电路411的第一端(1)耦接电流维持电路的第一端(1)以及第一负反馈电路411的第二端(2)耦接调整电流输入端AL。第一负反馈电路411用以接收第一基准电压V_REF1及第一输入电压，并依据所述第一基准电压和所述第一输入电压的比较结果，决定调整电流输入端AL是否流入调整电流I_AL至驱动控制电路40。

电流维持电路412的输出端的电压等于电流维持电路412的第一端与电流维持电路412的第二端之间的电压差，其为提供至第一负反馈电路411的第一输入电压。

第二负反馈电路413的正向输入端(+)用于接收第二基准电压V_REF2以及反向输入端(-)耦接至电流维持电路412，用以接收第二输入电压；第二负反馈电路413的第一端(1)耦接电流维持电路412的第二端(2)与第一电阻42。第二负反馈电路413的第二端2耦接驱动电流输入端BL。第二负反馈电路413用以接收第二基准电压V_REF2及第二输入电压，并依据所述第二基准电压V_REF2与所述第一输入电压的比较结果，决定驱动电流输入端BL是否流入驱动电流I_BL至驱动控制电路40。

于一实施例中，第一负反馈电路411、电流维持电路412以及第二负反馈电路413可以封装成驱动控制芯片41。

如图4所示，当时间t1和t3时，母线电压V_BUS电压小于发光二极管52的导通电压，驱动电流输入端BL支路无电流，调整电流输入端AL支路导通，调整电流输入端AL流入调整电流I_AL用于提供维持可控硅调光器51工作的维持电流(bleeding current)。此时调整电流I_AL的电流值等于电流维持电路412的第一端(1)与第二端(2)所产生的电压差(等于第一参考电压V_REF1)除以电流维持电路412的第一端(1)与第二端(2)之间的阻值，与第一电阻42的阻值无关。

当时间t2时，母线电压V_BUS电压大于发光二极管52的导通电压时，驱动电流输入端BL支路导通，驱动电流输入端BL支路的驱动电流I_BL值等于第二参考电压V_REF2除以第一电阻42的阻值。

由于调整电流小于驱动电流，故当驱动电流输入端BL支路导通时，电流增大，电流维持电路412的第一端(1)与第二端(2)的电压差大于第一基准电压V_REF1，第一负反馈电路411的反向输入端(-)的电压大于正向输入端(+)的电压，故在第二负反馈电路413的第一端(1)与第二端(2)导通时，第一负反馈电路411可以控制流经第一端(1)与第二端(2)之间的调整电流I_AL截止，以减少功率损耗。

于一实施例中，对于大功率***，比如10W***而言，第一电阻42一般设置较小；而当应用于小功率***，比如3～5W球泡灯***，第一电阻42设置则较大。由于调整电流输入端AL支路导通时，调整电流输入端AL支路的电流与第一电阻42的阻值无关，故调整电流输入端AL支路的电流可以是固定值。在一实施例中，调整电流只需保证大于维持可控硅调光器51工作的电流即可，从而既提高效率又可以避免发光二极管52闪烁。

图5是本发明另一实施例提供的一种驱动控制电路40的结构示意图。电流维持电路412可以包括第二电阻R_CSA和减法器61；第一负反馈电路411可以包括：第一运算放大器OP3和开关N1。开关N1可以是场效应管；第二负反馈电路413可以包括：第二运算放大器OP4和开关N2，开关N2可以是场效应管。

第二电阻R_CSA的第一端为电流维持电路412的第一端；第二电阻R_CSA的第二端为电流维持电路412的第二端。减法器61的正向输入端(+)耦接第二电阻R_CSA的第一端；减法器61的反向输入端(-)耦接第二电阻R_CSA的第二端；减法器61的输出端耦接第一运算放大器OP3的反向输入端。

如图5所示，第一运算放大器OP3的正向输入端接入第一基准电压V_REF1；第一运算放大器OP3的反向输入端耦接减法器61的输出端。电流维持电路412的输出端也就是减法器61的输出端。第一场效应管N1的栅极耦接第一运算放大器OP3的输出端；第一场效应管N1的源极为第一负反馈电路411的第一端(即调整电流输入端AL管脚)；第一场效应管N1的漏极为第一负反馈电路411的第二端。如图5所示，第一场效应管N1可以是N沟道场效应晶体管(NMOS)。

在一实施例中，如图5所示，第二运算放大器OP4的正向输入端接入第二基准电压V_REF2；第二运算放大器OP4的反向输入端耦接电流维持电路412的第二端(也就是第二电阻R_CSA的第二端)。第二场效应管N2的栅极耦接第二运算放大器OP4的输出端，第二场效应管N2的源极为第二负反馈电路413的第一端；第二场效应管N2的漏极为第二负反馈电路413的第二端。如图5所示，第二场效应管N2可以是N沟道场效应晶体管(NMOS)。

从图5中可以看出，第二电阻R_CSA可以集成进驱动控制芯片41内部，从而在外部可以省去一个电阻；同时由于第二电阻R_CSA的引脚不用封装出来，故驱动控制芯片41可以节省一个引脚。

当母线电压V_BUS小于发光二极管52的导通电压时，驱动电流输入端BL支路无电流，调整电流输入端AL支路导通用于提供维持可控硅调光器51工作的电流。从图5中可以看出，OP3环路的建立使得第二电阻R_CSA的压降等于V_REF1，调整电流输入端AL支路的电流I_AL＝V_REF1/R_CSA。当母线电压V_BUS大于发光二极管52的导通电压时，OP4环路开始建立，第一电阻42的压降等于V_REF2，驱动电流输入端BL支路的电流I_BL＝V_REF2/R_CS。

在调整电流输入端AL支路导通，驱动电流输入端BL支路不通时，调整电流输入端AL支路的电流与第一电阻42的阻值无关，故对于不同阻值大小的第一电阻42时，第二电阻R_CSA的阻值可以不变。第二电阻R_CSA的阻值可以设置的较大，从而使调整电流输入端AL支路的电流较小，减少电流浪费，提高效率。第二电阻R_CSA的阻值大小只需满足I_AL大于可控硅调光器51的维持电流即可，从而尽可能提高效率又可以避免发光二极管52闪烁。

一般bleeding电流约20mA，而LED的电流为40～200mA，即I_AL<I_BL,当驱动电流输入端BL支路导通时，电流会增大，故R_CSA的压降大于V_REF1，即减法器的输出端的电压大于V_REF1，OP3反向输入端的电压大于正向输入端，故OP3输出为低，将调整电流输入端AL支路关断，从而避免电流的浪费，提高整体效率。

图6是本申请一实施例提供的减法器61的电路示意图，如图6所示，减法器61可以包括：第三运算放大器OP5、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5以及第六电阻R6。

其中，第三电阻R3的一端耦接第三运算放大器OP5的反向输入端，第三电阻R3的另一端为减法器61的反向输入端；第四电阻R4的一端耦接第三运算放大器OP5的正向输入端，第四电阻R4的另一端为减法器的正向输入端；第五电阻R5的一端耦接第三运算放大器OP5的反向输入端，第五电阻R5的另一端耦接第三运算放大器OP5的输出端；第六电阻R6的一端耦接第三运算放大器OP5的正向输入端，第六电阻R6的另一端接地；第三电阻R3和第五电阻R5的阻值相等，第五电阻R5与第三电阻R3的比值等于第六电阻R6与第四电阻R4的比值。

假设第三运算放大器OP5是理想的运放，则A点电压和B点电压相等，同时OP5的输入电流为零。则从INN流到A点的电流等于A点流到第三运算放大器OP5的OUT端的电流，故可以得到以下公式：

其中，V_A＝V_B，R5/R3＝R6/R4。结合以上公式，化简可以得到：

由于R3＝R5，故V_OUT＝V_INP-V_INN。从而实现电流维持电路412的第一端和第二端的电压差等于其输出端的电压。

图7是本申请实施例提供的一种发光二极管的驱动控制方法的流程示意图。该方法可以应用于上文实施例所述的驱动控制电路40。该方法可以包括以下过程。

步骤710：在母线电压V_BUS大于LED的导通电压时，LED导通，第二负反馈电路411接收第二基准电压V_REF2及第二输入电压，依据第二基准电压V_REF2与第二输入电压的比较结果，控制驱动电流输入端BL流入驱动电流。

此时，第二基准电压V_REF2等于第二输入电压。在一实施例中，第二负反馈电路411包括第二运算放大器OP4和第二场效应管N2。当第二基准电压V_REF2等于第二输入电压时，第二运算放大器OP4输出高电平，第二场效应管N2导通，从而控制驱动电流输入端BL流入驱动电流。

步骤720：电流维持电路412根据驱动电流，输出第一输入电压至第一负反馈电路411。

一般调整电流约20mA，而LED驱动电流为40～200mA。所以调整电流小于驱动电流。在一实施例中，电流维持电路412包括减法器61和电阻R_CSA。由于，调整电流是第一基准电压V_REF1除以电阻R_CSA，而驱动电流大于调整电流，所以电流维持电路412输出的第一输入电压大于第一基准电压V_REF1。

步骤730：第一负反馈电路411比较第一输入电压和第一基准电压V_REF1，依据第一基准电压V_REF1与第一输入电压的比较结果，断开调整电流输入端AL流入调整电流。

在一实施例中，第一负反馈电路411包括第一比较器OP3和第一场效应管N1，在第一基准电压V_REF1小于第一输入电压时，第一比较器OP3输出低电平，第一场效应管N1截止，从而调整电流输入端AL无电流流入。

进一步的，在母线电压V_BUS小于LED的导通电压，LED截止时，驱动电流输入端BL无驱动电流。第一负反馈电路411比较第一输入电压和第一基准电压V_REF1，依据第一基准电压V_REF1与第一输入电压的比较结果，控制调整电流输入端AL流入调整电流。

此时，第一输入电压等于第一基准电压V_REF1，第一运算放大器OP3输出高电平，第一场效应管N1导通，调整电流输入端AL流入调整电流。只要调整电流大于维持可控硅调光器51工作的维持电流，即可防止LED闪烁。

Claims (10)

1.一种驱动控制电路，其特征在于，包括：

第一负反馈电路，用以接收第一基准电压及第一输入电压，并依据所述第一基准电压和所述第一输入电压的比较结果，决定调整电流输入端是否流入调整电流至所述驱动控制电路；

电流维持电路，耦接所述第一负反馈电路，用以提供所述第一输入电压至所述第一负反馈电路；

第二负反馈电路，用以接收第二基准电压及第二输入电压，并依据所述第二基准电压与所述第二输入电压的比较结果，决定驱动电流输入端是否流入驱动电流至驱动控制电路；

第一电阻，耦接所述电流维持电路与所述第二负反馈电路，用以控制所述驱动电流的大小；

其中，所述调整电流小于所述驱动电流；所述第一输入电压等于所述电流维持电路的第一端与所述电流维持电路的第二端之间的电压差。

2.根据权利要求1所述的驱动控制电路，其特征在于，所述电流维持电路包括：

第二电阻，具有第一端以及第二端，所述第一端耦接所述第一负反馈电路；

减法器，所述减法器的正向输入端耦接所述第二电阻的第一端；所述减法器的反向输入端耦接所述第二电阻的第二端；所述减法器的输出端耦接所述第一负反馈电路的反向输入端。

3.根据权利要求2所述的驱动控制电路，其特征在于，所述减法器包括：

第三运算放大器；

第三电阻，所述第三电阻的一端耦接所述第三运算放大器的反向输入端，所述第三电阻的另一端为所述减法器的反向输入端；

第四电阻，所述第四电阻的一端耦接所述第三运算放大器的正向输入端，所述第四电阻的另一端为所述减法器的正向输入端；

第五电阻，所述第五电阻的一端耦接所述第三运算放大器的反向输入端，所述第五电阻的另一端耦接所述第三运算放大器的输出端；

第六电阻，所述第六电阻的一端耦接所述第三运算放大器的正向输入端，所述第六电阻的另一端接地；

其中，所述第三电阻和第五电阻的阻值相等；第五电阻与第三电阻的比值等于第六电阻与第四电阻的比值。

4.根据权利要求1所述的驱动控制电路，其特征在于，所述第一负反馈电路包括：

第一运算放大器，具有正向输入端接，用以入第一基准电压，以及反向输入端，耦接所述电流维持电路的输出端；

第一场效应管，所述第一场效应管的栅极耦接所述第一运算放大器的输出端；所述第一场效应管的源极为所述第一负反馈电路的第一端；所述第一场效应管的漏极为所述第一负反馈电路的第二端。

5.根据权利要求1所述的驱动控制电路，其特征在于，所述第二负反馈电路包括：

第二运算放大器，所述第二运算放大器的正向输入端接入第二基准电压；所述第二运算放大器的反向输入端耦接所述电流维持电路的第二端；

第二场效应管，所述第二场效应管的栅极耦接所述第二运算放大器的输出端，所述第二场效应管的源极为所述第二负反馈电路的第一端；所述第二场效应管的漏极为所述第二负反馈电路的第二端。

6.一种发光二极管的照明驱动电路，其特征在于，包括：

权利要求1-5任意一项所述的驱动控制电路；

发光二极管，所述发光二极管的阴极耦接所述驱动控制电路的驱动电流输入端；

可控硅调光器，分别耦接所述发光二极管的阳极和所述驱动控制电路的调整电流输入端。

7.根据权利要求6所述的发光二极管的照明驱动电路，其特征在于，所述调整电流大于所述可控硅调光器的维持电流。

8.根据权利要求6所述的发光二极管的照明驱动电路，其特征在于，还包括：

整流桥，所述整流桥的输入端耦接所述可控硅调光器以及接收交流电；所述整流桥用于将交流电转换为直流电；所述整流桥的输出端分别耦接所述驱动电流输入端和所述调整电流输入端。

9.一种发光二极管的驱动控制方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1-5任意一项所述的驱动控制电路，其特征在于，所述方法包括：

在发光二极管导通期间，所述第二负反馈电路接收第二基准电压及第二输入电压，依据所述第二基准电压与所述第二输入电压的比较结果，控制所述驱动电流输入端流入驱动电流；

所述电流维持电路根据所述驱动电流，输出第一输入电压至第一负反馈电路；

所述第一负反馈电路比较所述第一输入电压和所述第一基准电压，依据所述第一基准电压与所述第一输入电压的比较结果，断开所述调整电流输入端流入调整电流。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在发光二极管截止期间，所述第一负反馈电路比较所述第一输入电压和所述第一基准电压，依据所述第一基准电压与所述第一输入电压的比较结果，控制所述调整电流输入端流入调整电流。

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