CN113015287A - 一种驱动电路、相关电路和装置 - Google Patents
一种驱动电路、相关电路和装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113015287A CN113015287A CN201911330642.7A CN201911330642A CN113015287A CN 113015287 A CN113015287 A CN 113015287A CN 201911330642 A CN201911330642 A CN 201911330642A CN 113015287 A CN113015287 A CN 113015287A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- energy storage
- storage device
- current
- resistor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims abstract description 69
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 14
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 claims description 10
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 48
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 21
- 230000008859 change Effects 0.000 description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 101710170230 Antimicrobial peptide 1 Proteins 0.000 description 3
- 101710170231 Antimicrobial peptide 2 Proteins 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000001568 sexual effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
- H05B45/30—Driver circuits
- H05B45/355—Power factor correction [PFC]; Reactive power compensation
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
- H05B45/30—Driver circuits
- H05B45/36—Circuits for reducing or suppressing harmonics, ripples or electromagnetic interferences [EMI]
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
- H05B45/30—Driver circuits
- H05B45/37—Converter circuits
- H05B45/3725—Switched mode power supply [SMPS]
- H05B45/38—Switched mode power supply [SMPS] using boost topology
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
- H05B45/30—Driver circuits
- H05B45/37—Converter circuits
- H05B45/3725—Switched mode power supply [SMPS]
- H05B45/385—Switched mode power supply [SMPS] using flyback topology
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
- H05B45/30—Driver circuits
- H05B45/37—Converter circuits
- H05B45/3725—Switched mode power supply [SMPS]
- H05B45/392—Switched mode power supply [SMPS] wherein the LEDs are placed as freewheeling diodes at the secondary side of an isolation transformer
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
- H05B45/50—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED] responsive to malfunctions or undesirable behaviour of LEDs; responsive to LED life; Protective circuits
- H05B45/59—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED] responsive to malfunctions or undesirable behaviour of LEDs; responsive to LED life; Protective circuits for reducing or suppressing flicker or glow effects
Landscapes
- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
Abstract
本发明公开了一种驱动电路、相关电路和装置,该驱动电路包括:负载电流控制电路、整流模块、储能器件和充放电产生电路,所述充放电产生电路与所述储能器件和负载电流控制电路连接;所述储能器件和充放电产生电路连接在所述整流模块的两端;所述充放电产生电路,用于在储能器件充电过程中,与所述储能器件形成充电回路,并控制所述储能器件充电电流的大小;以及在储能器件放电过程中,与所述储能器件形成放电回路。本发明实施例提供的上述驱动电路,能够消除电路中的电流纹波,保证了被控负载的稳定性,并且交流输入电流与交流输入电压呈公共对称轴关系,从而提高PF。
Description
技术领域
本发明涉及一种驱动电路、LED电路及相关装置。
背景技术
LED光源是一种基于发光二极管的光源,具有使用低压电源、耗能少、适用性强、稳定性高、响应时间短、对环境无污染、多色发光等的优点。随着LED技术的不断发展,LED光源得到了广泛的应用,商场、工厂及住房等场景会使用大量的LED光源作为照明或装饰,并在需要时调整这些LED光源的亮度,以便提供舒适的照明。
目前,LED驱动需要满足一定的性能要求,例如,参照图1所示的LED驱动电路,包括:与交流输入电源AC连接的整流模块、与整流模块连接的LED光源、与LED光源连接的功率控制模块、以及与LED光源并联的电容。参照图2所示,该LED驱动电路的交流输入电压和交流输入电流的对称性好,功率因数(Power Factor,PF)较高,能够减少或消除对电网造成的谐波污染。但是这种高PF的驱动电路,无法解决频闪问题,在使用是会对人眼造成伤害,不能很好的满足LED照明的需求。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种能够实现高PF、无频闪的驱动电路、LED电路及相关装置以满足实际被控负载的驱动需求。
作为本发明实施例的第一个方面,本发明实施例提供了一种驱动电路,包括:负载电流控制电路、整流模块、储能器件和充放电产生电路,所述充放电产生电路与所述储能器件和负载电流控制电路连接;所述储能器件和充放电产生电路连接在所述整流模块的两端;
所述充放电产生电路,用于在储能器件充电过程中,与所述储能器件形成充电回路,并控制所述储能器件充电电流的大小;以及在储能器件放电过程中,与所述储能器件形成放电回路。
在一些可选的实施例中,所述充放电产生电路包括第一受控开关管和与第一受控开关管控制端连接的第一开关控制模块,所述第一开关控制模块用于控制所述第一受控开关管的通断。
在一些可选的实施例中,所述的驱动电路,还包括:与所述充放电产生电路并联的单向电流通路,所述单向电流通路在所述储能器件放电的情况下导通。
在一些可选的实施例中,所述单向电流通路包括:
二极管,或,所述第一受控开关管的寄生体二极管。
在一些可选的实施例中,所述的驱动电路,还包括:与所述第一受控开关管连接的至少一个第一电阻。
在一些可选的实施例中,所述至少一个第一电阻与所述第一受控开关管串联后形成的电路,与所述单向电流通路并联。
在一些可选的实施例中,所述第一受控开关管与所述单向电流通路并联后,与所述至少一个第一电阻连接。
在一些可选的实施例中,所述第一开关控制模块,包括第一运算放大器;
第一运算放大器的正相输入端用于连接第一基准电压,第一运算放大器的负相输入端连接第一受控开关管的电流输出端;第一运算放大器的输出端连接第一受控开关管的控制端。
在一些可选的实施例中,所述第一受控开关管为NMOS管,所述第一受控开关管的电流输出端是指NMOS管的源极,或,
在所述充放电产生电路与所述单向电流通路并联的情况下,所述第一受控开关管为双极性晶体管,所述第一受控开关管的电流输出端是指双极性晶体管的发射极。
在一些可选的实施例中,所述第一开关控制模块还包括:电流源、第二电阻、第三电阻、第二受控开关管和第三受控开关管;
所述电流源与所述第二电阻串联后,与所述储能器件和第一受控开关管构成的充电回路并联;
所述第一运算放大器的正向输入端连接在电流源与所述第二电阻之间;
所述第三受控开关管的漏极经所述第三电阻连接整流后母线电压,或,所述第三受控开关管的漏极用于经所述第三电阻连接被控负载的输出端;
所述第二受控开关管和第三受控开关管连接以构成电流镜。
在一些可选的实施例中,所述的驱动电路,还包括:单向电流通路,所述单向电流通路在所述储能器件放电的情况下导通;
所述充放电产生电路包括至少一个第四电阻,所述单向电流通路与所述至少一个第四电阻并联。
在一些可选的实施例中,所述负载电流控制电路为线性控制电路、buck型电路、fly-back型电路或boost型电路。
作为本发明实施例的第二个方面,本发明实施例提供了一种LED电路,包括LED负载和上述任一项所述的驱动电路。
作为本发明实施例的第三个方面,本发明实施例提供了一种LED灯具,包括上述的LED电路。
本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括:
本发明实施例提供的上述驱动电路,对于整流模块连接的交流输入电源来说,该驱动电路利用母线电压为正弦波变化的特点,为一储能器件进行充放电。通过控制储能器件的充电电流,能够为被控负载提供稳定的工作电压。当母线电压大于储能器件的电压时,母线电压对储能器件充电并同时提供负载电流,当母线电压小于储能器件的电压时,通过储能器件为被控负载供电,从而被控负载供电稳定,消除了纹波。特别对于LED负载,储能器件的电压始终稍大于LED负载的负载电压,可实现无频闪。并且,储能器件的充电电流作为交流输入电流的一部分,可实现交流输入电流与交流输入电压呈公共对称轴关系,交流输入电流与交流输入电压的波形一致性提高,从而提高PF。
附图说明
图1为现有技术中的LED驱动电路的结构示意图;
图2为图1所示的LED驱动电路中电流随电压的波形变化示意图;
图3为本发明实施例提供的一种驱动电路的结构示意图一;
图4为本发明实施例提供的一种驱动电路的结构示意图二;
图5为本发明实施例提供的一种驱动电路的结构示意图三;
图6为本发明实施例提供的一种驱动电路的结构示意图四;
图7为本发明实施例提供的一种驱动电路的结构示意图五;
图8为本发明实施例提供的一种驱动电路的结构示意图六;
图9为本发明实施例提供的一种驱动电路的结构示意图七;
图10为本发明实施例提供的一种驱动电路的结构示意图八;
图11为本发明实施例提供的一种驱动电路的结构示意图九;
图12为图11所示的驱动电路中电流、电压波形示意图;
图13为本发明实施例提供的一种驱动电路的结构示意图十;
图14为本发明实施例提供的一种驱动电路的结构示意图十一;
图15为本发明实施例提供的一种驱动电路的结构示意图十二;
图16为图15所示的驱动电路中电流、电压波形示意图;
图17为本发明实施例提供的一种驱动电路的结构示意图十二;
图18为本发明实施例提供的一种驱动电路的结构示意图十三;
图19为本发明实施例提供的一种驱动电路的结构示意图十四;
图20为本发明实施例提供的一种驱动电路的结构示意图十五;
图21为本发明实施例提供的一种驱动电路的结构示意图十六。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
为了解决现有技术中LED驱动电路不能满足高PF无频闪的问题,本发明实施例提供了一种驱动电路,参照图3所示,该驱动电路,包括:与交流输入电源AC连接的整流模块、用于控制连接的被控负载电流的负载电流控制电路、储能器件和充放电产生电路;
充放电产生电路与所述储能器件和负载电流控制电路连接;所述储能器件和充放电产生电路连接在所述整流模块的两端;所述被控负载连接在整流模块与所述负载电流控制电路之间;
所述充放电产生电路,用于在储能器件充电过程中,与所述储能器件形成充电回路,并控制所述储能器件充电电流的大小;以及在储能器件放电过程中,与所述储能器件形成放电回路。
在一个具体实施例中,上述储能器件可以是电容,上述被控负载可以是LED负载。在一些可选的实施例中,
本发明实施例提供的驱动电路,通过充放电产生电路控制储能器件进行充放电,当整流后的输入电压大于储能器件的电压时,储能器件进入充电过程,此时,整流模块、储能器件和充放电产生电路构成充电回路,充放电产生电路产生由Iin端至Iout端的电流,该电流可以是恒定电流,也可以是随驱动电路中的某个或某些电压或电流的变化而变化的电流,通过充放电产生电路可以控制储能器件充电电流的大小;当整流后的输入电压小于储能器件的充电电压时,储能器件进入放电过程,此时,储能器件、LED负载、负载电流控制电路和充放电产生电路构成放电回路,充放电产生电路中电流由Iout端流向Iin端。
本发明实施例提供的上述驱动电路,对于整流模块连接的交流输入电源来说,该驱动电路利用母线电压为正弦波变化的特点,为一储能器件进行充放电。通过控制储能器件的充电电流,能够为被控负载提供稳定的工作电压。当母线电压大于储能器件的电压时,母线电压对储能器件充电并同时提供负载电流,当母线电压小于储能器件的电压时,通过储能器件为被控负载供电,从而被控负载供电稳定,消除了纹波。特别对于LED负载,储能器件的电压始终稍大于LED负载的负载电压,可实现无频闪。并且,储能器件的充电电流作为交流输入电流的一部分,可实现交流输入电流与交流输入电压呈公共对称轴关系,交流输入电流与交流输入电压的波形一致性提高,从而提高PF。
下面通过几个具体的实施例,对本发明的具体实现方式进行详细描述:
实施例一
在一些可选的实施例中,充放电产生电路包括第一受控开关管和与第一受控开关管控制端连接的第一开关控制模块,第一开关控制模块用于控制第一受控开关管的通断。
在一些可选的实施例中,驱动电路,还包括:与所述充放电产生电路并联的单向电流通路,所述单向电流通路在所述储能器件放电的情况下导通。
本发明实施例一中,单向电流通路包括第一受控开关管的寄生体二极管。
作为本发明的一个具体实施方式,可以是,储能器件为电容C1,充放电产生电路的第一受控开关管为NMOS管M1。参照图4所示,交流输入电源连接整流模块,整流模块连接电容C1,电容C1连接充放电产生电路的Iin端,充放电产生电路的Iout端接地,充放电产生电路中NMOS管M1为非隔离型MOS管,其中NMOS管M1的漏极连接该Iin端、源极连接该Iout端、栅极连接该第一开关控制模块、衬底SUB端连接该Iout端,LED负载与负载电流控制电路连接后与所述整流模块构成一电流回路。在该驱动电路中,当整流后母线电压Vin大于电容C1两端的电压时,第一开关控制模块控制NMOS管M1导通,产生由Iin端至Iout端方向的电流,整流模块、电容C1和NMOS管M1构成充电回路,由母线电压Vin向LED负载和电容C1供电;当整流后母线电压Vin小于电容C1两端的电压时,第一开关控制模块控制NMOS管M1关断,由于非隔离型NOMS管的衬底SUB端与Iout端连接,在NMOS管M1中的寄生体二极管D1’产生由Iout端至Iin端方向的电流,电容C1、LED负载、负载电流控制电路和NMOS管M1的寄生体二极管D1’构成放电回路,由电容C1向LED负载供电。
在一个具体实施例中,该负载电流控制电路包括功率控制模块和负载受控开关管,该功率控制模块可以是运算放大器,该负载受控开关管可以是NMOS管M0,其中,NMOS管M0的漏极连接被控负载,运放放大器的输出端连接至NMOS管M0的栅极,NMOS管M0的源极连接电阻Rcs,同时连接至运放放大器的负相输入端,运算放大器的正相输入端接第二基准电压。
需要说明的是,本发明实施例中,负载电流控制电路具体实施方式,可以参照现有技术中其他实现被控负载电流控制的结构方式,其具体电路实现方式本发明实施例中在此不作严格限定,只要能够实现电路中电流控制的要求即可,本发明实施例中,不再赘述。
本发明实施例提供的上述实施方式中,通过使用集成电路工艺制造的NMOS管M1的寄生体二极管D1’,实现电容C1放电时的电路单向导通,不需要外接其他电路器件,降低了电路成本的同时,有利于减小驱动电路的体积,在生产制造时便于驱动电路中各个器件的合理布置。
实施例二
在一个具体的实施例中,参照图5所示,驱动电路还包括与充放电产生电路并联的单向电流通路,单向电流通路在所述储能器件放电的情况下导通。
作为本发明的一个具体实施方式,该充放电产生电路包括第一受控开关管和与第一受控开关管控制端连接的第一开关控制模块,第一开关控制模块用于控制第一受控开关管的通断。具体的可以是,储能器件为电容C1,充放电产生电路的第一受控开关管为NMOS管M1,本发明实施例二中,单向电流通路包括至少一个二极管D1。第一开关控制模块通过控制第一受控开关管M1,可实现充放电产生电路所产生电流的改变。
参照图6所示,交流输入电源连接整流模块,整流模块连接电容C1,电容C1连接充放电产生电路的Iin端,充放电产生电路的Iout端接地,充放电产生电路中NMOS管M1为隔离型MOS管,其中NMOS管M1的漏极连接该Iin端、源极连接该Iout端、栅极连接该第一开关控制模块,二极管D1并联在NMOS管M1的漏极和源极之间,LED负载与负载电流控制电路连接后与所述整流模块构成一电流回路。在该驱动电路中,当整流后母线电压Vin大于电容C1两端的电压时,第一开关控制模块控制NMOS管M1导通,产生由Iin端至Iout端方向的电流,整流模块、电容C1和NMOS管M1构成充电回路,由母线电压Vin向LED负载和电容C1供电;当整流后母线电压Vin小于电容C1两端的电压时,第一开关控制模块控制NMOS管M1关断,在二极管D1产生由Iout端至Iin端方向的电流,电容C1、LED负载、负载电流控制电路和二极管D1构成放电回路,由电容C1向LED负载供电。
需要说明的是,图6所示的驱动电路中,第一受控开关管为NMOS管仅为本发明实施例的一个具体实施方式,第一受控开关管还可以是其他电流控制开关管,例如,可以是双极性晶体管BJT(图中未示出),只要能够实现对电流的控制,以使得在电容C1充电时形成充电回路即可。
实施例三
在一些可选的实施例中,参照图7-图10所示的驱动电路,还包括与所述第一受控开关管连接的至少一个第一电阻。
在一个具体的实施例中,可以是,参照图7或图8所示,该至少一个第一电阻与第一受控开关管串联后形成的电路,与单向电流通路并联。
其中,图7所示的驱动电路为在实施例二中所描述的驱动电路的基础上,在NMOS管M1与Iout端之间连接第一电阻R1,在需要为电容C1充电时,NMOS管M1导通后,可以产生由Iin端至Iout端的电流,Iout端电流流过该第一电阻R1,从而流入或流出功率回路。通过第一电阻R1实现电流调节,实现对储能器件进行充电时的电流控制。
同样的,图8所示的驱动电路为在实施例一中所描述的驱动电路的基础上,在NMOS管M1与Iout端之间连接第一电阻R1,从而可以通过第一电阻R1实现电流调节,实现对储能器件进行充电时的电流控制。本实施例中使用与实施例一中相同的NMOS管M1,以达到相同或相似的技术效果。
关于图7或图8的具体的电路实现方案和执行的具体方式,已经在上述实施例一和实施例二中进行了详细描述,此处将不做详细阐述说明。
在一个具体的实施例中,可以是,参照图9或图10所示,第一受控开关管与单向电流通路并联后,与该至少一个第一电阻连接。
其中,图9所示的驱动电路为在实施例二中所描述的驱动电路的基础上,在Iout端与接地端之间连接第一电阻R1,从而可以通过第一电阻R1实现电流调节,实现对储能器件进行充电时的电流控制。
同样的,图10所示的驱动电路为在实施例一中所描述的驱动电路的基础上,在Iout端与接地端之间连接第一电阻R1,从而可以通过第一电阻R1实现电流调节,实现对储能器件进行充电时的电流控制。在该驱动电路中,NOMS管M1的衬底SUB端(图中未示出)与源极连接,通过其寄生体二极管D1’代替图9中所述的二极管D1。与实施例一中的NMOS管M1相类似,本实施例中通过使用集成电路工艺制造的NMOS管M1的寄生体二极管D1’,实现电容C1放电时的电路单向导通,不需要外接其他电路器件,实现了降低电路成本的同时,有利于减小驱动电路的体积,在生产制造时便于驱动电路中各个器件的合理布置。
关于图9或图10的具体的电路实现方案和执行的具体方式,已经在上述实施例的一和实施例二中进行了详细描述,此处将不做详细阐述说明。
实施例四
基于实施例一至实施例三所描述的驱动电路,进一步的,本发明实施例中的第一开关控制模块,可以包括第一运算放大器;
第一运算放大器的正相输入端用于连接第一基准电压,第一运算放大器的负相输入端连接第一受控开关管的电流输出端;第一运算放大器的输出端连接第一受控开关管的控制端。
其中,当第一受控开关管为NMOS管时,第一受控开关管的电流输出端是指NMOS管的源极。
当在充放电产生电路与单向电流通路并联的情况下,第一受控开关管还可以是为双极性晶体管,此时,第一受控开关管的电流输出端是指双极性晶体管的发射极。
下面通过一个具体的实施例进行详细说明如下,参照图11所示的驱动电路,交流输入电源连接整流模块,整流模块连接LED负载,LED负载连接负载电流控制电路,该负载电流控制电路包括功率控制模块和负载受控开关管,该功率控制模块可以是第二运算放大器,该负载受控开关管可以是NMOS管M0,其中,NMOS管M0的漏极连接LED负载,第二运放放大器AMP2的输出端连接至NMOS管M0的栅极,NMOS管M0的源极连接电阻Rcs,同时连接至第二运放放大器AMP2的负相输入端,第二运算放大器AMP2的正相输入端接第二基准电压VREF2。电容C1接整流后母线电压Vin,二极管D1与充放电产生电路并联。单向电流通路的二极管D1的阴极与充放电产生电路的Iin端连接,且连接到电容C1的一端;二极管阳极与充放电产生电路的Iout端相连。该充放电产生电路的NMOS管M1的漏极与Iin端相连,NMOS管M1的源极与第一电阻R1的一端相连,且同时连接至第一运算放大器AMP1的负相输入端,第一电阻R1的另一端与Iout相连;NMOS管M1的栅极与第一运算放大器AMP1的输出端相连;第一运算放大器AMP1的正相输入端连接第一基准电压VREF1。
在本发明实施例中,第一基准电压VREF1可以是为恒定值,则充放电产生电路所产生的电流Ichg=VREF1/R1为恒定值。第二基准电压VREF2也可以是恒定值,则负载电流Iload=VREF2/Rcs也为恒定值。该整流模块为全桥整流桥,则交流输入电流整流前与整流后的关系为:|Iac|=Imain,且Imain=Ichg+Iload。
参照图11和图12所示,VC1为电容C1两端的电压,VD1为二极管D1的正向导通电压,Vac为交流输入电压,|Vac|为交流整流后的输入电压。通常VC1电压远大于二极管正向导通电压VD1,为了分析简单,以下描述中忽略了VD1的影响。当|Vac|大于VC1时,充放电产生电路所产生的电流Ichg对电容C1充电;当|Vac|小于VC1时,充电过程结束,此时D1正向导通,电容C1对LED负载放电,直至|Vac|再次大于VC1,如此循环。参照图12所示,T1表示电容C1处于充电阶段,此时|Vac|大于VC1,电容C1处于充电状态,由于Ichg是恒定电流,则电压VC1是线性升高的,电容C1在充电阶段的电压VC1的变化量为ΔVC1=(Ichg*T1)/C1;T2表示电容C1处于放电阶段,由于负载电流Iload是恒定值,所以电压VC1是线性下降状态,电容C1在放电阶段的电压VC1的变化量为ΔVC1=(Iload*T2)/C1。当电容C1充电与放电状态稳定后,充电状态的电压VC1的变化量与放电状态的电压VC1变化量相等,即达到电荷守恒,此时:(Ichg*T1)/C1=(Iload*T2)/C1,即Ichg*T1=Iload*T2,也就是说Ichg=Iload*T2/T1。由于交流整流后的输入电压|Vac|是周期变化的且周期为Tvac,如果交流整流后的输入电压|Vac|的电压周期稳定,那么电容C1的充电时间T1和放电时间T2也是周期性的,且充电时间与放电时间之和等于交流输入电压周期即T1+T2=Tvac。由以上分析,不难得出,根据负载电压VLED以及负载电流Iload,可通过设定ΔVC1、调整电容C1以及充电电流Ichg的大小可实现VC1≥VLED。由此可以看出桥后输入电流Imain的特点为:当Vac小于VC1时,Imain为零,当Vac大于VC1时,Imain=Ichg+Iload。对于被控负载来说,由于VC1≥VLED,Iload始终为恒定值,且为VREF2/RCS,特别是对于LED负载,保证了LED负载中没有纹波电流,实现了无频闪。由于电容充电和放电的周期是稳定的,由此不难得出,在交流输入电压Vac的一个周期内,桥后输入电流Imain与交流输入电压Vac呈现公共对称轴关系,也就是说,交流输入电流与交流输入电压的波形一致性好,交流输入电源的PF高。
当然图11所示的上述实施例仅为本发明实施例的一个具体实现方式,在本发明实施例中,还可以是参照图13所示,第一受控开关管中的NMOS管M1采用非隔离型MOS管,通过其寄生体二极管D1’代替图11中所述的二极管D1。或者是,参照图14所示,第一受控开关管中的NMOS管M1采用隔离型MOS管,即NOMS管的衬底SUB端与源极连接,通过其寄生体二极管D1’代替图11中所述的二极管D1。
实施例五
基于实施五所描述的驱动电路,进一步的,该第一基准电压VREF1也可以是随着电路中的某个控制量的变化而变化,从而使充放电产生电路中所产生的电流随之发生变化。
作为本发明的一个具体实施方式,在图11所示的驱动电路的基础上,参照图15所示,第一基准电压为变化的电压,具体的,可以是,第一开关控制模块还包括:电流源IREF1、第二电阻R2、第三电阻R3、第二受控开关管和第三受控开关管;例如,第二受控开关管和第三受控开关管可以是同一规格的NMOS管M2和M3其中:
电流源IREF1与所述第二电阻R2串联后,与电容C1和NMOS管M1及第一运算放大器AMP1构成的充电回路并联;
第一运算放大器AMP1的正相输入端连接在电流源与第二电阻R2之间;
NMOS管M3的漏极经第三电阻R3连接整流后母线电压Vin,并且NMOS管M2和NMOS管M3的栅极连接以构成电流镜。
参照图15和图16所示,本实施例中充放电产生电路所产生的电流Ichg随母线电压的变化而变化。具体来说,可以是,图15和图16中,电流源IREF1与第二电阻R2连接,在第二电阻R2上产生上述的第一基准电压VREF1。当交流输入电压Vac较低时,NMOS管M3不导通,流过电流镜的电流Icomp为零,此时第一基准电压VERF1为IREF1*R2,充放电产生电路所产生的电流Ichg为VERF1/R1。当交流整流后的输入电压|Vac|升高过程中,NMOS管M2和M3导通,电流Icomp增大,此时第一基准电压VERF1为(IREF1-Icomp)*R2,充放电产生电路所产生的电流Ichg为(IREF1-Icomp)*R2/R1。交流输入电压Vac越高,Icomp越大,第一基准电压VERF1越小。
参照图16所示,若充放电产生电路所产生的电流Ichg恒定不变,在电路工作过程中,交流输入电压发生变化,如当交流输入电压Vac增大时,电容C1的充电时间增长,根据ΔVC1=(Ichg*T1)/C1,充电时间T1增大,ΔVC1必然增大,当充放电电荷重新平衡后,就会造成VC1与负载电压VLED的差值增大(VC1大于VLED),造成电源效率下降。反之,当交流输入电压Vac降低后,电容C1充电时间减小,根据ΔVC1=(Ichg*T1)/C1,充电时间T1减小,则ΔVC1必然减小,其结果是VC1与VLED的差值减小,甚至VC1小于VLED,造成频闪。通过图15所示的驱动电路,充放电产生电路所产生的电流Ichg随母线电压的变化而变化,当交流输入电压Vac增大后,充放电产生电路所产生的电流Ichg减小,则可使得VC1仍然保持接近负载VLED,从而使电源效率始终保持在较高的水平。当交流输入电压Vac减小后,充放电产生电路所产生的电流Ichg增大,则可使得VC1始终稍大于VLED,保证电路中没有纹波,从而避免频闪,从而使电源效率始终保持在较高的水平。
当然图15所示的驱动电路,仅为第一基准电压VREF1随着电路中的整流后母线电压的变化而变化的一个具体实施例,在其他实施例中,第一基准电压VREF1还可随着电路中的其他控制量的变化而变化,例如,参照图17所示,将图15所示的NMOS管M3的漏极经第三电阻R3连接被控负载的输出端,其他电路连接方式不变的情况下,可以实现第一基准电压VREF1随着电路中的整流后母线电压与负载电压的差值的变化而变化,以达到与图15所示的驱动电路相同的技术效果。
实施例六
在一个实施例中,可以是,该驱动电路中的充放电产生电路包括至少一个第四电阻和与该第四电阻并联的单向电流通路,该单向电流通路包括至少一个二极管D1。
参照图18所示,该充放电产生电路包括一个第四电阻R4和二极管D1,且所述二极管D1与所述第四电阻R4并联。
作为本发明实施例的一个具体实施方式,该储能器件可为电容C1,整流模块前接交流输入电源,整流模块后电容C1,电容C1的另一端连接充放电产生电路的第四电阻R4,利用交流输入电压为正弦波的特点,实现对电容C1进行特定时间的充电。充放电产生电路可使得当电容C1两端电压达到一定值VC1后自动停止充电;充电停止后,电容C1通过二极管D1对被控负载进行放电,这里的所说的被控负载特别是指LED负载,从而实现为被控负载提供基本稳定的电压,对于LED负载而言,保证电路中没有纹波,可以实现无频闪,同时电容C1的充电电流与负载电流之和与交流输入电压在单周期内呈公共对称轴关系,从而使得驱动电路的PF高。在一些可选的实施例中,该第四电阻R4可以是可变电阻。
在上述实施例一至实施例六中的驱动电路中,负载电流控制电路可以是线性控制电路,也可以是开关型控制电路,例如参照图19所示的buck型电路、参照图20所示的fly-back型电路或参照图21所示的boost型电路。由于包括上述开关型控制电路的驱动电路的其他部分的电路实现方式与上述实施例中相似,具体的实现方式可以参照实施例一至实施例六中的详细描述,并且,需要说明的是,本发明实施例中,恒流控制模块的具体实施方式,可以参照现有技术中其他实现被控负载的恒流控制的结构方式,其具体电路实现方式本发明实施例中在此不作严格限定,只要能够实现电路中恒流控制的要求即可,本发明实施例中,不再赘述。
基于相同的发明构思,本发明实施例还提供了一种LED电路,包括LED负载和上述实施例中所描述的驱动电路。
关于上述实施例中的LED电路,其中驱动电路的执行操作和实现方案的具体方式,已经在上述实施例一至六中进行了详细描述,此处将不做详细阐述说明。
基于相同的发明构思,本发明实施例还提供了一种LED灯具,包括上述的LED电路。
关于上述实施例中的LED灯具,其中LED电路的驱动电路的执行操作和实现方案的具体方式,已经在上述实施例一至六中进行了详细描述,此处将不做详细阐述说明。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (14)
1.一种驱动电路,包括:负载电流控制电路和整流模块,其特征在于,还包括:储能器件和充放电产生电路,所述充放电产生电路与所述储能器件和负载电流控制电路连接;所述储能器件和充放电产生电路连接在所述整流模块的两端;
所述充放电产生电路,用于在储能器件充电过程中,与所述储能器件形成充电回路,并控制所述储能器件充电电流的大小;以及在储能器件放电过程中,与所述储能器件形成放电回路。
2.如权利要求1所述的驱动电路,其特征在于,所述充放电产生电路包括第一受控开关管和与第一受控开关管控制端连接的第一开关控制模块,所述第一开关控制模块用于控制所述第一受控开关管的通断。
3.如权利要求2所述的驱动电路,其特征在于,还包括:与所述充放电产生电路并联的单向电流通路,所述单向电流通路在所述储能器件放电的情况下导通。
4.如权利要求3所述的驱动电路,其特征在于,所述单向电流通路包括:二极管,或,所述第一受控开关管的寄生体二极管。
5.如权利要求2或3所述的驱动电路,其特征在于,还包括:与所述第一受控开关管连接的至少一个第一电阻。
6.如权利要求5所述的驱动电路,其特征在于,所述至少一个第一电阻与所述第一受控开关管串联后形成的电路,与所述单向电流通路并联。
7.如权利要求5所述的驱动电路,其特征在于,所述第一受控开关管与所述单向电流通路并联后,与所述至少一个第一电阻连接。
8.如权利要求5所述的驱动电路,其特征在于,所述第一开关控制模块,包括第一运算放大器;
第一运算放大器的正相输入端用于连接第一基准电压,第一运算放大器的负相输入端连接第一受控开关管的电流输出端;第一运算放大器的输出端连接第一受控开关管的控制端。
9.如权利要求8所述的驱动电路,其特征在于,所述第一受控开关管为NMOS管,所述第一受控开关管的电流输出端是指NMOS管的源极,或,
在所述充放电产生电路与所述单向电流通路并联的情况下,所述第一受控开关管为双极性晶体管,所述第一受控开关管的电流输出端是指双极性晶体管的发射极。
10.如权利要求8所述的驱动电路,其特征在于,所述第一开关控制模块还包括:电流源、第二电阻、第三电阻、第二受控开关管和第三受控开关管;
所述电流源与所述第二电阻串联后,与所述储能器件和第一受控开关管构成的充电回路并联;
所述第一运算放大器的正向输入端连接在电流源与所述第二电阻之间;
所述第三受控开关管的漏极经所述第三电阻连接整流后母线电压,或,所述第三受控开关管的漏极用于经所述第三电阻连接被控负载的输出端;
所述第二受控开关管和第三受控开关管连接以构成电流镜。
11.如权利要求1所述的驱动电路,其特征在于,还包括:单向电流通路,所述单向电流通路在所述储能器件放电的情况下导通;
所述充放电产生电路包括至少一个第四电阻,所述单向电流通路与所述至少一个第四电阻并联。
12.如权利要求8或11所述的驱动电路,其特征在于,所述负载电流控制电路为线性控制电路、buck型电路、fly-back型电路或boost型电路。
13.一种LED电路,其特征在于,包括LED负载和权利要求1-12任一项所述的驱动电路。
14.一种LED灯具,其特征在于,包括权利要求13所述的LED电路。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911330642.7A CN113015287B (zh) | 2019-12-20 | 2019-12-20 | 一种驱动电路、相关电路和装置 |
PCT/CN2020/082968 WO2021120445A1 (zh) | 2019-12-20 | 2020-04-02 | 一种驱动电路、相关电路和装置 |
EP20901972.8A EP4033863A4 (en) | 2019-12-20 | 2020-04-02 | DRIVE CIRCUIT, RELATED CIRCUIT AND DEVICE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911330642.7A CN113015287B (zh) | 2019-12-20 | 2019-12-20 | 一种驱动电路、相关电路和装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113015287A true CN113015287A (zh) | 2021-06-22 |
CN113015287B CN113015287B (zh) | 2024-02-06 |
Family
ID=76382183
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201911330642.7A Active CN113015287B (zh) | 2019-12-20 | 2019-12-20 | 一种驱动电路、相关电路和装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP4033863A4 (zh) |
CN (1) | CN113015287B (zh) |
WO (1) | WO2021120445A1 (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114205963A (zh) * | 2021-12-21 | 2022-03-18 | 欧普照明股份有限公司 | 线性led驱动电路、驱动方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115021554B (zh) | 2022-08-05 | 2022-11-08 | 浙江大学 | 适配器电路、滤波***、ac-dc电源及方法 |
Citations (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101630175A (zh) * | 2008-12-31 | 2010-01-20 | 曹先国 | 匹配电流镜 |
CN102263492A (zh) * | 2010-05-28 | 2011-11-30 | 瑞萨电子株式会社 | 半导体器件和电源装置 |
CN202652092U (zh) * | 2012-04-28 | 2013-01-02 | 欧司朗股份有限公司 | 负载驱动电路 |
CN103945616A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-07-23 | 深圳市晟碟半导体有限公司 | 一种灯具及其led驱动装置 |
CN104093252A (zh) * | 2014-07-16 | 2014-10-08 | 浙江大学 | 一种无频闪非隔离型led恒流驱动电路 |
CN104429159A (zh) * | 2011-12-16 | 2015-03-18 | 替代照明科技公司 | 近似单位功率因数、寿命长、成本低的led灯改进***及方法 |
CN106961768A (zh) * | 2017-04-28 | 2017-07-18 | 南京微客力科技有限公司 | 一种主动式填谷电路模式的led线性恒流驱动电路 |
US20170295632A1 (en) * | 2015-05-19 | 2017-10-12 | Shenzhen Skyworth-Rgb Electronic Co., Ltd. | Multi-channel dual-mode digital control led driving circuit and led lamp |
CN107844155A (zh) * | 2017-11-10 | 2018-03-27 | 深圳睿舍智能科技有限公司 | 一种旁路并联恒流源电路 |
CN107979899A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-05-01 | 苏州菲达旭微电子有限公司 | 一种线性工频泵馈电恒流电路及具有它的led灯 |
CN207505174U (zh) * | 2017-10-27 | 2018-06-15 | 上海晶丰明源半导体股份有限公司 | 线电压补偿电路、驱动器、及led驱动电路和驱动*** |
CN109309992A (zh) * | 2018-10-26 | 2019-02-05 | 苏州菲达旭微电子有限公司 | 一种半压供电的无纹波led电路 |
CN109348587A (zh) * | 2018-12-14 | 2019-02-15 | 上海源微电子科技有限公司 | 一种具有高pf无频闪的led恒流驱动电路 |
CN110519881A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-11-29 | 深圳市稳先微电子有限公司 | 一种led驱动电路及其控制方法 |
CN110572897A (zh) * | 2019-08-20 | 2019-12-13 | 深圳市晟碟半导体有限公司 | 高功率因数无频闪的led调光电路、装置及调光方法 |
CN211606882U (zh) * | 2019-12-20 | 2020-09-29 | 美芯晟科技(北京)有限公司 | 一种驱动电路、led电路和灯具 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102723886B (zh) * | 2012-06-26 | 2015-02-18 | 上海新进半导体制造有限公司 | 一种高功率因数开关电源及其控制器和控制方法 |
CN103857138B (zh) * | 2012-12-07 | 2017-12-15 | 李文雄 | 集成光源的led驱动电源和led日光灯 |
CN107995736B (zh) * | 2017-12-15 | 2020-06-09 | 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 | Led驱动电路、功率变换器和控制方法 |
-
2019
- 2019-12-20 CN CN201911330642.7A patent/CN113015287B/zh active Active
-
2020
- 2020-04-02 EP EP20901972.8A patent/EP4033863A4/en active Pending
- 2020-04-02 WO PCT/CN2020/082968 patent/WO2021120445A1/zh unknown
Patent Citations (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101630175A (zh) * | 2008-12-31 | 2010-01-20 | 曹先国 | 匹配电流镜 |
CN102263492A (zh) * | 2010-05-28 | 2011-11-30 | 瑞萨电子株式会社 | 半导体器件和电源装置 |
CN104429159A (zh) * | 2011-12-16 | 2015-03-18 | 替代照明科技公司 | 近似单位功率因数、寿命长、成本低的led灯改进***及方法 |
CN202652092U (zh) * | 2012-04-28 | 2013-01-02 | 欧司朗股份有限公司 | 负载驱动电路 |
CN103945616A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-07-23 | 深圳市晟碟半导体有限公司 | 一种灯具及其led驱动装置 |
CN104093252A (zh) * | 2014-07-16 | 2014-10-08 | 浙江大学 | 一种无频闪非隔离型led恒流驱动电路 |
US20170295632A1 (en) * | 2015-05-19 | 2017-10-12 | Shenzhen Skyworth-Rgb Electronic Co., Ltd. | Multi-channel dual-mode digital control led driving circuit and led lamp |
CN106961768A (zh) * | 2017-04-28 | 2017-07-18 | 南京微客力科技有限公司 | 一种主动式填谷电路模式的led线性恒流驱动电路 |
CN207505174U (zh) * | 2017-10-27 | 2018-06-15 | 上海晶丰明源半导体股份有限公司 | 线电压补偿电路、驱动器、及led驱动电路和驱动*** |
CN107844155A (zh) * | 2017-11-10 | 2018-03-27 | 深圳睿舍智能科技有限公司 | 一种旁路并联恒流源电路 |
CN107979899A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-05-01 | 苏州菲达旭微电子有限公司 | 一种线性工频泵馈电恒流电路及具有它的led灯 |
CN109309992A (zh) * | 2018-10-26 | 2019-02-05 | 苏州菲达旭微电子有限公司 | 一种半压供电的无纹波led电路 |
CN109348587A (zh) * | 2018-12-14 | 2019-02-15 | 上海源微电子科技有限公司 | 一种具有高pf无频闪的led恒流驱动电路 |
CN110519881A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-11-29 | 深圳市稳先微电子有限公司 | 一种led驱动电路及其控制方法 |
CN110572897A (zh) * | 2019-08-20 | 2019-12-13 | 深圳市晟碟半导体有限公司 | 高功率因数无频闪的led调光电路、装置及调光方法 |
CN211606882U (zh) * | 2019-12-20 | 2020-09-29 | 美芯晟科技(北京)有限公司 | 一种驱动电路、led电路和灯具 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114205963A (zh) * | 2021-12-21 | 2022-03-18 | 欧普照明股份有限公司 | 线性led驱动电路、驱动方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2021120445A1 (zh) | 2021-06-24 |
EP4033863A1 (en) | 2022-07-27 |
EP4033863A4 (en) | 2022-11-09 |
CN113015287B (zh) | 2024-02-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Zhang et al. | A single-switch quadratic buck–boost converter with continuous input port current and continuous output port current | |
US10187938B2 (en) | Multichannel constant current LED controlling circuit and controlling method | |
CN211606882U (zh) | 一种驱动电路、led电路和灯具 | |
JP5629191B2 (ja) | 電源装置 | |
EP3863379A1 (en) | Led constant current drive system and method | |
CN103354685B (zh) | 一种led驱动芯片 | |
CN103152913B (zh) | 驱动led模块的交流电整流电路及交流电整流方法 | |
CN113015287B (zh) | 一种驱动电路、相关电路和装置 | |
CN104770064A (zh) | 利用具有附接状态控制的受控电容充电的功率转换 | |
CN212413485U (zh) | 一种实现线电压补偿的驱动电路及led电路 | |
Milashevski et al. | Assessment of buck converter powered by current or voltage sources for LEDs luminary | |
US8030853B1 (en) | Circuit and method for improving the performance of a light emitting diode (LED) driver | |
CN108650738B (zh) | 一种led控制电路 | |
US20190319480A1 (en) | Emergency driver system for providing a low float charge power to a rechargeable battery | |
CN211606883U (zh) | 一种led驱动电路、led电路和灯具 | |
CN114126148B (zh) | 一种实现线电压补偿的驱动电路及led电路 | |
CN115087169B (zh) | 一种恒流控制电路、恒流控制***和恒流控制方法 | |
CN112702815A (zh) | 开关降压型led恒流控制电路、***及方法 | |
CN107734784B (zh) | 一种led恒流源***的控制方法 | |
CN113015288B (zh) | 一种led驱动电路、相关电路和装置 | |
CN211701851U (zh) | 一种开关电源 | |
CN214315687U (zh) | 一种线性恒流驱动电路及线性恒流*** | |
CN113853040B (zh) | Led驱动的分段式输出电流控制方法、电路及led驱动*** | |
JP6791486B2 (ja) | 発光素子駆動装置及びその駆動方法 | |
US9287775B2 (en) | Power supply device and lighting device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: Room 01, 10 / F, block a, Tiangong building, No.30 Xueyuan Road, Haidian District, Beijing 100083 Applicant after: Meixinsheng Technology (Beijing) Co.,Ltd. Address before: 100083 10th floor, block a, Tiangong building, No.30 Xueyuan Road, Haidian District, Beijing Applicant before: MAXIC TECHNOLOGY (BEIJING) Co.,Ltd. |
|
CB02 | Change of applicant information | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |