CN113163554A - Led灯驱动电路、控制方法及电子设备 - Google Patents

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CN113163554A CN202110464013.4A CN202110464013A CN113163554A CN 113163554 A CN113163554 A CN 113163554A CN 202110464013 A CN202110464013 A CN 202110464013A CN 113163554 A CN113163554 A CN 113163554A
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Abstract

本发明属于LED照明技术领域,公开了一种LED灯驱动电路、控制方法及电子设备。所述电路包括:第一抗扰电路接收交流电,对所述交流电进行滤波,以获取电源电压;功率校正电路根据电源电压进行功率因数校正,以获取功率校正电压,并将功率校正电压输出至模拟调光电路;脉冲调制电路根据调光控制电压信号生成脉冲宽度调制信号;模拟调光电路根据功率校正电压与脉冲宽度调制信号生成对应于调光控制电压信号的恒流供电电压,并通过恒流供电电压为LED供电。本发明通过上述电路降低电磁干扰并进行功率因数校正,调光产生脉冲宽度调制信号提供稳定的恒流电源,使得LED灯调光更加平稳,防止出现灯闪等现象。

Description

LED灯驱动电路、控制方法及电子设备
技术领域
本发明涉及LED照明技术领域,尤其涉及一种LED灯驱动电路、控制方法及电子设备。
背景技术
目前,对于LED照明的可调式照明需求越来越多,应用于传统光源(白炽灯,阻性负载)的切相调光,通过输入电压的相角控制输出电压的大小,成本低,接线方便,应用极为广泛。但,对于LED光源(容性负载),切相调光会引起灯闪、调光深度不够、调光曲线不平滑等兼容性问题。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案,并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种LED灯驱动电路、控制方法及电子设备,旨在解决现有技术LED光源的调光效果差的技术问题。
为实现上述目的,本发明提供了一种LED灯驱动电路,所述LED灯驱动电路包括:第一抗扰电路、功率校正电路、模拟调光电路及脉冲调制电路;其中,所述第一抗扰电路的输入端接入市电,所述第一抗扰电路的输出端与所述功率校正电路的输入端连接,所述功率校正电路的输出端与所述模拟调光电路的一输入端连接,所述脉冲调制电路的输出端与所述模拟调光电路的受控端耦合,所述模拟调光电路的输出端与LED的输入端连接;
所述第一抗扰电路,用于接收交流电,对所述交流电进行滤波,以获取电源电压,并将所述电源电压输出至所述功率校正电路;
所述功率校正电路,用于根据所述电源电压进行功率因数校正,以获取功率校正电压,并将所述功率校正电压输出至所述模拟调光电路;
所述脉冲调制电路,用于接收调光控制电压信号,根据所述调光控制电压信号生成脉冲宽度调制信号,并将所述脉冲宽度调制信号输出至所述模拟调光电路;
所述模拟调光电路,用于根据所述功率校正电压与所述脉冲宽度调制信号生成对应于所述调光控制电压信号的恒流供电电压,并通过所述恒流供电电压为所述LED供电。
可选地,所述第一抗扰电路包括保险单元与滤波单元;其中,
所述保险单元的输入端接入市电,所述保险单元的输出端与所述滤波单元的输入端连接,所述滤波单元的输出端与所述功率校正电路的输入端连接;
所述保险单元,用于接收交流电,并在所述LED灯驱动电路开机时抑制所述交流电的浪涌电流;
所述滤波单元,用于接收交流电,对所述交流电进行滤波,以获取电源电压,并将所述电源电压输出至所述功率校正电路。
可选地,所述功率校正电路包括整流桥及功率校正单元;其中,所述整流桥的输入端与所述滤波单元的输出端连接,所述整流桥的输出端与功率校正单元的输入端理解,所述功率校正单元的输出端与所述模拟调光电路的一端连接;
所述整流桥,用于接收所述电源电压,将所述电源电压转换为直流电源电压,并将所述直流电源电压输出至所述功率校正单元;
所述功率校正单元,用于对所述直流电源电压进行功率因数校正,以获取功率校正电压,并将所述功率校正电压输出至所述模拟调光电路。
可选地,所述模拟调光电路包括调光单元、隔离变压器及恒流输出单元;其中,所述隔离变压器的初级端与所述调光单元的输出端、所述功率校正电路的输出端连接,所述隔离变压器的次级端与所述恒流输出单元的输入端连接,所述恒流输出单元的输出端与LED的输入端连接;
所述调光单元,用于接收所述脉冲宽度调制信号,并根据所述脉冲宽度调制信号生成开关控制信号,并根据所述开关控制信号基于所述功率校正电压控制所述隔离变压器初级端的通断,以使所述隔离变压器的次级端接收到恒流供电电压;
所述恒流输出单元,用于接收所述恒流供电电压,并将所述恒流供电电压输出至所述LED。
可选地,所述LED灯驱动电路还包括反馈电路,所述反馈电路的输入端与所述恒流输出单元的一端连接,所述反馈电路的输出端与调光单元耦合;
所述反馈电路,用于接收所述恒流输出单元输出的恒流电压信号,并根据所述恒流电压信号输出高电平反馈信号至所述调光单元,以使所述调光单元的调光接口维持高电平。
可选地,所述LED灯驱动电路还包括辅助电源电路,所述辅助电源电路的输入端与所述恒流输出单元的一端连接,所述辅助电源电路的输出端与所述脉冲调制电路的一端连接;
所述辅助电源电路,用于接收所述恒流输出单元输出的恒流电压信号,并根据所述恒流电压信号生成第一辅助电压,并将所述第一辅助电压输出至整机端,以为整机端进行供电。
可选地,所述脉冲调制电路包括比较器单元及第一辅助单元;其中,所述第一辅助单元的输入端与LED的一端连接,所述第一辅助单元的输出端与所述比较器单元的输入端连接,所述比较器单元的输出端与所述模拟调光电路的一端耦合;
所述第一辅助单元,用于接收第一辅助电压,并将对所述第一辅助电压进行处理,将处理后的第一辅助电压发送至所述比较器单元,以为所述比较器单元提供调光基准信号;
所述比较器单元,用于将所述调光控制电压信号与所述调光基准信号进行比较,以获取比较结果,并根据比较结果生成脉冲宽度调制信号,将所述脉冲宽度调制信号输出至所述模拟调光电路。
可选地,所述脉冲调制电路包括单片机单元及第二辅助单元;其中,所述第二辅助单元的输出端与所述单片机单元的一端连接,所述单片机单元的输出端与所述模拟调光电路的一端耦合;
所述第二辅助单元,用于接收调光控制电压信号,对所述调光控制电压信号进行分压,并将分压后的调光控制电压信号输出至所述单片机单元;
所述第二辅助单元,还用于接收所述第一辅助电压,并将所述第一辅助电压转换为第二辅助电压,并将所述第二辅助电压发送至所述单片机单元,以为所述单片机单元供电;
所述单片机单元,用于根据分压后的调光控制电压信号生成脉冲宽度调制信号,将所述脉冲宽度调制信号输出至所述模拟调光电路。
此外,为实现上述目的,本发明还提出一种LED灯驱动电路控制方法,所述控制方法基于如上所述的LED驱动电路,所述控制方法包括:
所述第一抗扰电路接收交流电,对所述交流电进行滤波,以获取电源电压,并将所述电源电压输出至所述功率校正电路;
所述功率校正电路根据所述电源电压进行功率因数校正,以获取功率校正电压,并将所述功率校正电压输出至所述模拟调光电路;
所述脉冲调制电路接收调光控制电压信号,根据所述调光控制电压信号生成脉冲宽度调制信号,并将所述脉冲宽度调制信号输出至所述模拟调光电路;
所述模拟调光电路根据所述功率校正电压与所述脉冲宽度调制信号生成对应于所述调光控制电压信号的恒流供电电压,并通过所述恒流供电电压为所述LED供电。
此外,为实现上述目的,本发明还提出一种电子设备,所述电子设备包括如上所述的LED驱动电路。
本发明通过设置一种LED灯驱动电路,包括:所述第一抗扰电路,用于接收交流电,对所述交流电进行滤波,以获取电源电压,并将所述电源电压输出至所述功率校正电路;所述功率校正电路,用于根据所述电源电压进行功率因数校正,以获取功率校正电压,并将所述功率校正电压输出至所述模拟调光电路;所述脉冲调制电路,用于接收调光控制电压信号,根据所述调光控制电压信号生成脉冲宽度调制信号,并将所述脉冲宽度调制信号输出至所述模拟调光电路;所述模拟调光电路,用于根据所述功率校正电压与所述脉冲宽度调制信号生成对应于所述调光控制电压信号的恒流供电电压,并通过所述恒流供电电压为所述LED供电。本发明通过上述电路降低电磁干扰并进行功率因数校正,调光产生脉冲宽度调制信号提供稳定的恒流电源,使得LED灯调光更加平稳,防止出现灯闪等现象。
附图说明
图1是本发明LED灯驱动电路第一实施例的结构示意图;
图2为本发明LED灯驱动电路第一实施例的第一抗扰电路的电路图;
图3为本发明LED灯驱动电路第一实施例的功率校正电路的电路图;
图4为本发明LED灯驱动电路第一实施例的模拟调光电路的第一电路图;
图5为本发明LED灯驱动电路第一实施例的模拟调光电路的第二电路图;
图6为本发明LED灯驱动电路第一实施例的反馈电路与第二抗扰电路的电路图;
图7为本发明LED灯驱动电路第一实施例的辅助电源电路的电路图;
图8为本发明LED灯驱动电路第一实施例的脉冲调制电路的电路图;
图9为本发明LED灯驱动电路第二实施例的脉冲调制电路的电路图;
图10为本发明LED灯驱动电路控制方法的流程示意图。
附图标号说明:
标号 名称 标号 名称
100 第一抗扰电路 U1~U6 第一至第六芯片
200 功率校正电路 R1~R57 第一至第五十七电阻
300 模拟调光电路 C1~C32 第一至第三十二电容
400 脉冲调制电路 A1~A2 第一至第二比较器
101 保险单元 NTC 热敏电阻
102 滤波单元 F 保险管
DB 整流桥 L1~L4 第一至第四电感
201 功率校正单元 T1 变压器
301 调光单元 CE1~CE7 第一至第七电解电容
302 隔离变压器 D1~D14 第一至第十四二极管
303 恒流输出单元 VR1~VR2 第一至第二可调电阻
500 反馈电路 P1A 第一光耦初级端
600 辅助电源电路 P2A 第二光耦初级端
401 比较器单元 P1B 第一光耦次级端
402 第一辅助单元 P2B 第二光耦次级端
403 单片机单元 Z1~Z2 第一至第二稳压管
404 第二辅助单元 CZ1~CZ3 第一至第三接口
Q1~Q2 第一至第二MOS管 T2A 隔离变压器初级端
T2C 隔离变压器第二次级端 T2B 隔离变压器第一次级端
700 第二抗扰电路 RS1~RS11 第一至第十一采样电阻
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
参考图1,图1是本发明LED灯驱动电路第一实施例的结构示意图;
所述LED灯驱动电路包括:第一抗扰电路100、功率校正电路200、模拟调光电路300及脉冲调制电路400;其中,所述第一抗扰电路100的输入端接入市电,所述第一抗扰电路100的输出端与所述功率校正电路200的输入端连接,所述功率校正电路200的输出端与所述模拟调光电路300的一输入端连接,所述脉冲调制电路400的输出端与所述模拟调光电路300的受控端耦合,所述模拟调光电路300的输出端与LED的输入端连接;
所述第一抗扰电路100,用于接收交流电,对所述交流电进行滤波,以获取电源电压,并将所述电源电压输出至所述功率校正电路200;
易于理解的是,所述第一抗扰电路100也即EMI(Electromagnetic Interference,电磁干扰)滤波电路,所述第一抗扰电路100的输入端与市电连接,所述市电可以为100V~264V,所述第一抗扰电路100能够对开机瞬间产生的浪涌电流进行抑制,同时在正常工作时对交流电进行滤波,减少电磁干扰对电路的影响。
需要说明的是,所述LED灯驱动电路能够集成于电路板上,形成LED灯驱动电源板,第一抗扰电路100可以抑制电源板内的电磁干扰沿着电源线传导出去,还可以防止外部的干扰沿着电源线传导进电源板。
所述功率校正电路200,用于根据所述电源电压进行功率因数校正,以获取功率校正电压,并将所述功率校正电压输出至所述模拟调光电路300;
应当理解的是,所述功率校正电路200也即PFC(Power Factor Correction,功率因数校正)电路,可以用于提升电源板的功率因数;所述功率校正电路200中还包含整流桥,整流桥将交流电形式的电源电压转换为直流电,进一步地,对直流电形式的电源电压进行功率因数校正。
所述脉冲调制电路400,用于接收调光控制电压信号,根据所述调光控制电压信号生成脉冲宽度调制信号,并将所述脉冲宽度调制信号输出至所述模拟调光电路300;
易于理解的是,脉冲调制电路400也即PWM(Pulse width modulation,脉冲宽度调制)电路,可接收0~10V的调光控制电压信号,并根据所述电压信号生成对应的脉冲宽度调制信号至所述模拟调光电路300,使其进行调光。
所述模拟调光电路300,用于根据所述功率校正电压与所述脉冲宽度调制信号生成对应于所述调光控制电压信号的恒流供电电压,并通过所述恒流供电电压为所述LED供电。
应当理解的是,所述模拟调光电路300可以根据脉冲宽度调制信号控制MOS管的通断,基于所述功率校正电压使得模拟调光电路300内部的隔离变压器302的初级端形成不同的电信号,使得隔离变压器302的次级端接收到根据调光控制电压信号调节后的的恒流供电,使得LED灯的供电稳定,避免LED闪动。
参考图2,图2为本发明LED灯驱动电路第一实施例的第一抗扰电路的电路图;所述第一抗扰电路100包括保险单元101与滤波单元102;其中,
所述保险单元101的输入端接入市电,所述保险单元101的输出端与所述滤波单元102的输入端连接,所述滤波单元102的输出端与所述功率校正电路200的输入端连接;
所述保险单元101,用于接收交流电,并在所述LED灯驱动电路开机时抑制所述交流电的浪涌电流;
需要说明的是,所述保险单元101包括热敏电阻NTC及保险管F,所述热敏电阻NTC的第一端接入火线,所述保险管F的第一端接入零线,其中第一接口为接入市电的接口,所述第一接口的第三引脚接地。
需要说明的是,热敏电阻NTC能够抑制开机瞬间产生的浪涌电流,在正常工作时热敏电阻NTC的消耗功率可以忽略不计。保险管F可以在输入的电压高于电路承受能力时熔断或断开,以保护所述电路。
所述滤波单元102,用于接收交流电,对所述交流电进行滤波,以获取电源电压,并将所述电源电压输出至所述功率校正电路200。
需要说明的是,所述滤波单元102包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一电感L2、第一电容C1、第二电容C2及第三电容C3,其中;
所述第一电容C1的第一端接入热敏电阻NTC的第二端、第一电阻R1的第一端,所述第一电容C1的第二端接入保险管F的第二端、第二电阻R2的第二端,所述第一电阻R1的第二端与所述第二电阻R2的第一端连接,所述第一电感L2为并联共模电感,所述第一电感L2的第一引脚与所述第一电阻R1的第一端连接,所述第一电感L2的第二引脚与所述第二电阻R2的第二端连接,所述第一电感L2的第三引脚与所述第二电容C2的第一端连接并为所述滤波单元102的火线输出端,所述第二电容C2的第二端与所述第三电容C3的第一端连接且接地,所述第三电容C3的第二端与所述第一电感L2的第四引脚连接并为所述滤波单元102的零线输出端。
所述滤波单元102呈现π型滤波,有效抑制电磁干扰,并将较为纯净的电源电压输出至所述功率校正电路200。
参考图3,图3为本发明LED灯驱动电路第一实施例的功率校正电路的电路图;所述功率校正电路包括整流桥BD及功率校正单元201;其中,所述整流桥BD的输入端与所述滤波单元102的输出端连接,所述整流桥BD的输出端与功率校正单元201的输入端理解,所述功率校正单元201的输出端与所述模拟调光电路300的一端连接;
所述整流桥BD,用于接收所述电源电压,将所述电源电压转换为直流电源电压,并将所述直流电源电压输出至所述功率校正单元201;
所述功率校正单元201,用于对所述直流电源电压进行功率因数校正,以获取功率校正电压,并将所述功率校正电压输出至所述模拟调光电路300。
所述功率校正单元201包括第三至第十八电阻、第四至第十四电容、第一电解电容CE1、第二电解电容CE2及第一至第六二极管、第一至第六采样电阻、第一MOS管Q1、第二电感L2、第一变压器T1及第一芯片U1;所述第二电感L2的一端与整流桥BD的输出端连接,所述第二电感L2的第二端与第四电阻R4的第一端连接,第四电阻R4、第五电阻R5及第六电阻R6依次串联,第六电阻R6的第二端连接至第一电解电容CE1的第一端及第四二极管D4的阴极;所述第二电感L2与第三电阻R3并联,所述第三电阻R3的两端分别连接至第四电容C4与第五电容C5后接地GND。
所述第四电阻R4的第一端还连接至第一变压器T1的第一引脚及第六电容C6的第一端、第一二极管D1的阳极,所述第六电容C6与第一二极管D1并联,所述第一变压器T1的第二引脚连接至第六二极管C6的阳极、第一MOS管Q1的漏极,所述第六二极管D6与第五二极管D5并联,所述第六二极管D6的阴极与所述第一二极管D1的阴极连接。第十一电容C11并联在所述第一MOS管Q1的漏极与源极之间,所述第一MOS管Q1的栅极与第十二电阻R12的第一端连接,所述第一MOS管Q1的源极与所述第十二电阻R12的第二端连接,所述第十二电阻R12的第二端还与第一至第六采样电阻RS1~RS6的一端连接,各采样电阻之间并联且连接至第十二电容C12的第一端,所述第十二电容C12的第二端接入第一芯片U1的CS引脚。所述第一芯片U1的门极引脚GATE接入第十七电阻R17的第二端,第十七电阻R17的第一端与第十一电阻R11的第二端、第二二极管D2的阴极连接,第十一电阻R11与第二二极管D2并联且第二二极管D2的阳极与第十二电阻R12的第一端连接。
所述第一变压器T1的第三引脚接地且与第三二极管D3的阳极连接,所述第三二极管D3的阴极与第七电阻R7、第八电阻R8的第二端连接,所述第七电阻R7与第八电阻R8的第一端均连接至第十电容C10的第二端,第十电容C10的第一端与所述第一变压器T1的第四引脚连接,所述第一变压器T1的第四引脚还连接至第十八电阻R18的第一端,所述第十八电阻R18的第二端与所述第一芯片U1的ZCD引脚连接。
所述第十四至第十六电阻依次串联,所述第十四电阻R14的第一端与第六二极管D6的阴极连接,所述十六电阻R16的第二端与第十三电容C13的第一端、第十电阻C10的第一端及第一芯片U1的FB引脚连接,所述第一芯片U1的COMP阴极与第九电阻R9、第八电容C8的第一端连接,所述第九电阻R9的第二端与第九电容C9的第一端连接,所述第九电容C9、第八电容C8、第十电阻R10、第十三电容C13的第二端连接且接地GND。第七电容C7的第一端与第一电解电容CE1的第一端、第一芯片U1的VCC引脚连接,第七电容C7、第一电解电容CE1的第二端连接且接地GND。
应当理解的是,在整流桥BD输出直流的电源电压后,经过第四至第六电阻R6的压降发送至第一芯片U1的VCC引脚,在VCC引脚接收到的电压达到了第一芯片U1的开启阈值时,第一芯片U1开始进行工作,使得COMP引脚的电压上升输出驱动信号。
需要说明的是,第一至第六采样电阻为第一芯片U1逐周期地检测第一MOS管Q1的峰值电流,使得第一芯片U1的CS引脚接收采样电压,在所述采样电压到达预设阈值时,第一芯片U1控制所述第一MOS管Q1关断。
进一步地,所述功率校正电路200的输出电压由第十电阻R10、第十四至第十六电阻的阻值决定,所述第一芯片U1具有过压保护、过零检测、输入电压检测等功能,第一芯片U1的FB引脚可用作智能调光,当FB引脚的电压低于第一芯片U1的电压阈值,第一芯片U1进入待机状态,第一芯片U1的GATE脚停止输出开关信号。
需要说明的是,功率校正电路200具有内置THD(Total Harmonic Distortion,总谐波失真)功能,在轻载条件下也能提供优异的功率因数和THD,动态特性号,负载突变时输出电压变压小,同时具有UVLO(Under Voltage Lock Out,欠压锁定)保护、输出过压保护、逐周期限流保护、芯片过温保护等功能。
参考图4、图5;图4为本发明LED灯驱动电路第一实施例的模拟调光电路的第一电路图;图5为本发明LED灯驱动电路第一实施例的模拟调光电路的第二电路图;
所述模拟调光电路300包括调光单元301、隔离变压器302及恒流输出单元303;其中,所述隔离变压器302的初级端与所述调光单元301的输出端、所述功率校正电路200的输出端连接,所述隔离变压器302的次级端与所述恒流输出单元303的输入端连接,所述恒流输出单元303的输出端与LED的输入端连接;
所述调光单元301,用于接收所述脉冲宽度调制信号,并根据所述脉冲宽度调制信号生成开关控制信号,并根据所述开关控制信号基于所述功率校正电压控制所述隔离变压器302初级端的通断,以使所述隔离变压器302的次级端接收到恒流供电电压;
需要说明的是,所述调光单元301包括第二十三至第三十八电阻、第五十七电阻R57、第十六至第十九电容、第七至第十一采样电阻、第八至第十二极管、第一光耦次级端P1B、第二光耦次级端P2BP2B及第一稳压二极管Z1、第二MOS管Q2。
第二十五电阻R25、第二十六电阻R26及第二十七电阻R27串联,所述第二十五电阻R25的第一端接入功率校正电路200的输出端,所述
第七至第十一采样电阻并联,第七至第十一采样电阻的第二端均接地,第七至第十一采样电阻经第三十五电阻R35与所述第二芯片U2的CS引脚连接。第七至第十一采样电阻的第一端还与第三十七电阻R37的第二端、第二MOS管Q2的源极连接,所述第二MOS管Q2的源极经第九二极管D9、第三十六电阻R36连接至第二芯片U2的门极GATE引脚,所述第二芯片U2的PWM引脚连接至第一光耦次级端P1B及第一稳压管Z1,所述第二芯片U2的DIM调光引脚经第三十八电阻R38、第十八电容C18连接至第二光耦次级端P2BP2B。
需要说明的是,图4与图5中均有隔离变压器302出现,为同一隔离变压器302,重复展示仅为便于解释说明模拟调光电路300中各个单元之间的关系。
易于理解的是,模拟调光电路300具有LED负载开路/短路保护、CS短路保护、OCP(Over Current Protection,过电流保护)和过温保护功能,支持PWM和模拟调光信号,可以实现高精度、无频闪的照明。
需要说明的是,第二芯片U2的VCC引脚接收经过第二十五至第二十七电阻进行压降的功率校正电压,第二芯片U2的VCC引脚的电压达到达到开启阈值后,第二芯片U2开始工作,第二芯片U2内部检测CTL引脚的当前电压,在所述当前电压当达到预设电压后,第二芯片U2开始启动,输出电流开始上升。所述第二芯片U2为调光芯片。
进一步地,所述第二芯片U2的最大输出电流由第七至第十一采样电阻、DIM引脚的电压及隔离变压器302的初级端与次级端匝数比决定。第二十四电阻R24、第二十三电阻R23、第十六电容C16、第八二极管D8及第五十七电阻R57构成RCD吸收回路,该RCD吸收回路可以抑制第二MOS管Q2在关断瞬间产生的尖峰电压,从而使得隔离变压器302两端的电压变化得更加平稳。
所述恒流输出单元303,用于接收所述恒流供电电压,并将所述恒流供电电压输出至所述LED。
所述恒流输出单元303包括第十九至第二十二电阻、第三电感L3、第七二极管D7、第十五电容C15、第三电解电容CE3、第四电解电容CE4及第二接口CZ2,所述第三电感L3为并联共模电感,经过第三电感L3的滤波作用,将恒流供电电压经过第二接口CZ2输出至LED。所述LED由多个LED灯构成。
需要说明的是,在LED灯驱动电路中的MOS管的漏极穿入磁珠,可抑制高频噪声。
参考图6,图6为本发明LED灯驱动电路第一实施例的反馈电路与第二抗扰电路的电路图;
所述LED灯驱动电路还包括反馈电路500,所述反馈电路500的输入端与所述恒流输出单元303的一端连接,所述反馈电路500的输出端与调光单元301耦合;
所述反馈电路500,用于接收所述恒流输出单元303输出的恒流电压信号,并根据所述恒流电压信号输出高电平反馈信号至所述调光单元301,以使所述调光单元301的调光接口维持高电平。
需要说明的是,所述反馈电路500包括第二稳压管Z2、第三十九电阻R39、第二光耦初级端P2A及第四十电阻R40,所述第二稳压管Z2的阴极端连接至所述恒流输出单元303的VO端,接收VO端输出的电压,并通过第二光耦初级端P2A反馈光信号到第二光耦次级端P2B,第二光耦次级端P2B的光敏三极管导通,产生高电平反馈信号,使得第二芯片U2的DIM引脚接收到高电平,并一直维持高电平,防止输出电流抖动。
需要说明的是,所述LED灯驱动电路还包括第二抗扰电路700,所述第二抗扰电路主要用于EMI和EMS(Electro Magnetic Susceptibility,电磁敏感度)抗干扰,参考图6,第二十电容C20和二十一电容C21为Y电容(Y CLASS Safety Fixed capacitor,安规电容,用于抵抗共模干扰)。由于变压器的线圈绕组层与层之间的有分布电容的存在,这里将产生一个骚扰源头。在变压器初始地与次级地之间跨接一颗Y电容后,为变压器分布电容储存的骚扰电压源提供一个泄放的路径,减少其对AC端子及向外发射的骚扰源。第二十二C22和第二十三电容C23为高压瓷片电容,跨接在LED灯驱动电路的输出端正负极与外壳地之间,可抑制高频干扰源和电路之间的动态共模电压,电容形成了高频路径,电路板内部产生的高频干扰会经电容流入机壳进入大地,避免了高频干扰形成的天线辐射。
进一步地,若机壳没有可靠接大地(如没有地线,接地棒环境干燥),则外壳电势可能不稳定或有静电,如果电路板直接接外壳,就会打坏电路板芯片,加入Y电容,能把低频高压、静电等隔离起来,保护电路板。
参考图7,图7为本发明LED灯驱动电路第一实施例的辅助电源电路的电路图;
所述LED灯驱动电路还包括辅助电源电路600,所述辅助电源电路600的输入端与所述恒流输出单元303的一端连接,所述辅助电源电路600的输出端与所述脉冲调制电路400的一端连接;
所述辅助电源电路600,用于接收所述恒流输出单元303输出的恒流电压信号,并根据所述恒流电压信号生成第一辅助电压,并将所述第一辅助电压输出至整机端,以为整机端进行供电。
易于理解的是,所述第一辅助电压可以为+12V,通过在所述LED灯驱动电路中设置LDO(low dropout regulator,低压差线性稳压器)可以将所述第一辅助电压转换为+5V直流供电电压,+5V电压可以作为电路中其他器件的供电电压或者参考电压。
需要说明的是,所述辅助电源电路600包括第三芯片U3、第四十一至第四十三电阻、第十一二极管D11、第十二二极管D12、第二十四电容C24、第二十五电容C25及第六电解电容CE6、第四电感L4;辅助电源电路构成降压电路,接收VO端输出的恒流电压,并将恒流电压转换为12V的直流电,可以作为辅助电源为其他电路进行供电。
易于理解的是,若设置稳压器,可以输出5V直流电,使得驱动电源板可以同时提供5V和12V的辅助电源。
参考图8,图8为本发明LED灯驱动电路第一实施例的脉冲调制电路的电路图;
所述脉冲调制电路400包括比较器单元401及第一辅助单元402;其中,所述第一辅助单元402的输入端与LED的一端连接,所述第一辅助单元402的输出端与所述比较器单元401的输入端连接,所述比较器单元401的输出端与所述模拟调光电路300的一端耦合;
所述第一辅助单元402,用于接收第一辅助电压,并将对所述第一辅助电压进行处理,将处理后的第一辅助电压发送至所述比较器单元401,以为所述比较器单元401提供调光基准信号;
所述比较器单元401,用于将所述调光控制电压信号与所述调光基准信号进行比较,以获取比较结果,并根据比较结果生成脉冲宽度调制信号,将所述脉冲宽度调制信号输出至所述模拟调光电路300。
需要说明的是,比较器单元401包括第一、第二比较器,所述第一比较器A1的反相输入端经过第四十九电阻R49接入调光控制电压信号ADJ,将该信号与基准电压进行比较,输出脉冲宽度调制信号,脉冲宽度调制信号经过第一光耦初级端P1A发光输出光信号至第一光耦次级端P2A,以使第二芯片U2输出驱动信号,控制第二MOS管Q2导通或者关断来控制隔离变压器302的初级端。
本实施例电路从市电取得100-264V交流电后,经过第一抗扰电路100的处理,再经过整流桥BD转换为直流电压供给功率校正电路200,同时调光芯片开始工作,产生一个高频脉冲宽度调制信号,控制MOS管的导通和关断,为隔离变压器302的次级提供一个稳定的恒流电源,0-10V调光控制电压信号经过过脉冲调制电路400转换为脉冲宽度调制信号,由光耦传递到调光芯片,实现5%-100%的PWM占空比输出,同时能够输出5V、12V辅助电源。降低电磁干扰并进行功率因数校正,调光产生脉冲宽度调制信号提供稳定的恒流电源,使得LED灯调光更加平稳,防止出现灯闪等现象。
基于本发明第一实施例,提出本发明第二实施例;参考图9,图9为本发明LED灯驱动电路第二实施例的脉冲调制电路的电路图;所述脉冲调制电路400包括单片机单元403及第二辅助单元404;其中,所述第二辅助单元404的输出端与所述单片机单元403的一端连接,所述单片机单元403的输出端与所述模拟调光电路300的一端耦合;
所述第二辅助单元404,用于接收调光控制电压信号,对所述调光控制电压信号进行分压,并将分压后的调光控制电压信号输出至所述单片机单元403;
所述第二辅助单元404,还用于接收所述第一辅助电压,并将所述第一辅助电压转换为第二辅助电压,并将所述第二辅助电压发送至所述单片机单元403,以为所述单片机单元403供电;
易于理解的是,所述第二辅助电压可以为+5V。
所述单片机单元403,用于根据分压后的调光控制电压信号生成脉冲宽度调制信号,将所述脉冲宽度调制信号输出至所述模拟调光电路300。
需要说明的是,所述脉冲调制电路400还可以包括第四芯片U4、第五芯片U5、第二十六电容C26、第二十七电容C27、第四十四电阻R44、第四十五电阻R45及第四十六电阻R46,所述第四芯片U4为单片机,所述第五芯片U5为固定电压的三端集成稳压器稳压器,用于生成5V电压。
需要说明的是,脉冲调制电路400亦可使用单片机进行输出,调光控制电压信号为0-10V电压信号,调光控制电压信号经过分压后进入单片机,单片机输出与之对应的脉冲宽度调制信号,脉冲宽度调制信号第一光耦初级端P1A发光输出光信号至第一光耦次级端P1B,以使第二芯片U2输出驱动信号,控制第二MOS管Q2导通或者关断来控制隔离变压器302的初级端。
本实施例通过单片机替代双比较器电路进行脉冲宽度调制,处理效率更高,更有效,降低电磁干扰并进行功率因数校正,调光产生脉冲宽度调制信号提供稳定的恒流电源,使得LED灯调光更加平稳,防止出现灯闪等现象。
此外,为实现上述目的,本发明还提出一种LED灯驱动电路控制方法,参考图10,图10为本发明LED灯驱动电路控制方法的流程示意图。所述控制方法基于如上所述的LED驱动电路,所述控制方法包括:
步骤S10:所述第一抗扰电路接收交流电,对所述交流电进行滤波,以获取电源电压,并将所述电源电压输出至所述功率校正电路;
易于理解的是,所述第一抗扰电路100也即EMI(Electromagnetic Interference,电磁干扰)滤波电路,所述第一抗扰电路100的输入端与市电连接,所述市电可以为100V~264V,所述第一抗扰电路100能够对开机瞬间产生的浪涌电流进行抑制,同时在正常工作时对交流电进行滤波,减少电磁干扰对电路的影响。
需要说明的是,所述LED灯驱动电路能够集成于电路板上,形成LED灯驱动电源板,第一抗扰电路100可以抑制电源板内的电磁干扰沿着电源线传导出去,还可以防止外部的干扰沿着电源线传导进电源板。
步骤S20:所述功率校正电路根据所述电源电压进行功率因数校正,以获取功率校正电压,并将所述功率校正电压输出至所述模拟调光电路;
应当理解的是,所述功率校正电路200也即PFC(Power Factor Correction,功率因数校正)电路,可以用于提升电源板的功率因数;所述功率校正电路200中还包含整流桥,整流桥将交流电形式的电源电压转换为直流电,进一步地,对直流电形式的电源电压进行功率因数校正。
步骤S30:所述脉冲调制电路接收调光控制电压信号,根据所述调光控制电压信号生成脉冲宽度调制信号,并将所述脉冲宽度调制信号输出至所述模拟调光电路;
易于理解的是,脉冲调制电路400也即PWM(Pulse width modulation,脉冲宽度调制)电路,可接收0~10V的调光控制电压信号,并根据所述电压信号生成对应的脉冲宽度调制信号至所述模拟调光电路300,使其进行调光。
步骤S40:所述模拟调光电路根据所述功率校正电压与所述脉冲宽度调制信号生成对应于所述调光控制电压信号的恒流供电电压,并通过所述恒流供电电压为所述LED供电。
应当理解的是,所述模拟调光电路300可以根据脉冲宽度调制信号控制MOS管的通断,基于所述功率校正电压使得模拟调光电路300内部的隔离变压器302的初级端形成不同的电信号,使得隔离变压器302的次级端接收到所述调光控制电压信号的恒流供电,使得LED灯的供电稳定,避免LED闪动。
此外,为实现上述目的,本发明还提出一种电子设备,所述电子设备包括如上所述的LED驱动电路。
由于本电子设备采用了上述所有实施例的全部技术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果,在此不再一一赘述。
应当理解的是,以上仅为举例说明,对本发明的技术方案并不构成任何限定,在具体应用中,本领域的技术人员可以根据需要进行设置,本发明对此不做限制。
需要说明的是,以上所描述的工作流程仅仅是示意性的,并不对本发明的保护范围构成限定,在实际应用中,本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的,此处不做限制。
另外,未在本实施例中详尽描述的技术细节,可参见本发明任意实施例所提供的LED灯驱动电路,此处不再赘述。
此外,需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者***不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者***所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者***中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质(如只读存储器(Read Only Memory,ROM)/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机,计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种LED灯驱动电路,其特征在于,所述LED灯驱动电路包括:第一抗扰电路、功率校正电路、模拟调光电路及脉冲调制电路;其中,所述第一抗扰电路的输入端接入市电,所述第一抗扰电路的输出端与所述功率校正电路的输入端连接,所述功率校正电路的输出端与所述模拟调光电路的一输入端连接,所述脉冲调制电路的输出端与所述模拟调光电路的受控端耦合,所述模拟调光电路的输出端与LED的输入端连接;
所述第一抗扰电路,用于接收交流电,对所述交流电进行滤波,以获取电源电压,并将所述电源电压输出至所述功率校正电路;
所述功率校正电路,用于根据所述电源电压进行功率因数校正,以获取功率校正电压,并将所述功率校正电压输出至所述模拟调光电路;
所述脉冲调制电路,用于接收调光控制电压信号,根据所述调光控制电压信号生成脉冲宽度调制信号,并将所述脉冲宽度调制信号输出至所述模拟调光电路;
所述模拟调光电路,用于根据所述功率校正电压与所述脉冲宽度调制信号生成对应于所述调光控制电压信号的恒流供电电压,并通过所述恒流供电电压为所述LED供电。
2.如权利要求1所述的LED灯驱动电路,其特征在于,所述第一抗扰电路包括保险单元与滤波单元;其中,
所述保险单元的输入端接入市电,所述保险单元的输出端与所述滤波单元的输入端连接,所述滤波单元的输出端与所述功率校正电路的输入端连接;
所述保险单元,用于接收交流电,并在所述LED灯驱动电路开机时抑制所述交流电的浪涌电流;
所述滤波单元,用于接收交流电,对所述交流电进行滤波,以获取电源电压,并将所述电源电压输出至所述功率校正电路。
3.如权利要求2所述的LED灯驱动电路,其特征在于,所述功率校正电路包括整流桥及功率校正单元;其中,所述整流桥的输入端与所述滤波单元的输出端连接,所述整流桥的输出端与功率校正单元的输入端理解,所述功率校正单元的输出端与所述模拟调光电路的一端连接;
所述整流桥,用于接收所述电源电压,将所述电源电压转换为直流电源电压,并将所述直流电源电压输出至所述功率校正单元;
所述功率校正单元,用于对所述直流电源电压进行功率因数校正,以获取功率校正电压,并将所述功率校正电压输出至所述模拟调光电路。
4.如权利要求3所述的LED灯驱动电路,其特征在于,所述模拟调光电路包括调光单元、隔离变压器及恒流输出单元;其中,所述隔离变压器的初级端与所述调光单元的输出端、所述功率校正电路的输出端连接,所述隔离变压器的次级端与所述恒流输出单元的输入端连接,所述恒流输出单元的输出端与LED的输入端连接;
所述调光单元,用于接收所述脉冲宽度调制信号,并根据所述脉冲宽度调制信号生成开关控制信号,并根据所述开关控制信号基于所述功率校正电压控制所述隔离变压器初级端的通断,以使所述隔离变压器的次级端接收到恒流供电电压;
所述恒流输出单元,用于接收所述恒流供电电压,并将所述恒流供电电压输出至所述LED。
5.如权利要求4所述的LED灯驱动电路,其特征在于,所述LED灯驱动电路还包括反馈电路,所述反馈电路的输入端与所述恒流输出单元的一端连接,所述反馈电路的输出端与调光单元耦合;
所述反馈电路,用于接收所述恒流输出单元输出的恒流电压信号,并根据所述恒流电压信号输出高电平反馈信号至所述调光单元,以使所述调光单元的调光接口维持高电平。
6.如权利要求5所述的LED灯驱动电路,其特征在于,所述LED灯驱动电路还包括辅助电源电路,所述辅助电源电路的输入端与所述恒流输出单元的一端连接,所述辅助电源电路的输出端与所述脉冲调制电路的一端连接;
所述辅助电源电路,用于接收所述恒流输出单元输出的恒流电压信号,并根据所述恒流电压信号生成第一辅助电压,并将所述第一辅助电压输出至整机端,以为整机端进行供电。
7.如权利要求6所述的LED灯驱动电路,其特征在于,所述脉冲调制电路包括比较器单元及第一辅助单元;其中,所述第一辅助单元的输入端与LED的一端连接,所述第一辅助单元的输出端与所述比较器单元的输入端连接,所述比较器单元的输出端与所述模拟调光电路的一端耦合;
所述第一辅助单元,用于接收第一辅助电压,并将对所述第一辅助电压进行处理,将处理后的第一辅助电压发送至所述比较器单元,以为所述比较器单元提供调光基准信号;
所述比较器单元,用于将所述调光控制电压信号与所述调光基准信号进行比较,以获取比较结果,并根据比较结果生成脉冲宽度调制信号,将所述脉冲宽度调制信号输出至所述模拟调光电路。
8.如权利要求6所述的LED灯驱动电路,其特征在于,所述脉冲调制电路包括单片机单元及第二辅助单元;其中,所述第二辅助单元的输出端与所述单片机单元的一端连接,所述单片机单元的输出端与所述模拟调光电路的一端耦合;
所述第二辅助单元,用于接收调光控制电压信号,对所述调光控制电压信号进行分压,并将分压后的调光控制电压信号输出至所述单片机单元;
所述第二辅助单元,还用于接收所述第一辅助电压,并将所述第一辅助电压转换为第二辅助电压,并将所述第二辅助电压发送至所述单片机单元,以为所述单片机单元供电;
所述单片机单元,用于根据分压后的调光控制电压信号生成脉冲宽度调制信号,将所述脉冲宽度调制信号输出至所述模拟调光电路。
9.一种LED灯驱动电路控制方法,其特征在于,所述控制方法基于如权利要求1至8任一项所述的LED驱动电路,所述控制方法包括:
所述第一抗扰电路接收交流电,对所述交流电进行滤波,以获取电源电压,并将所述电源电压输出至所述功率校正电路;
所述功率校正电路根据所述电源电压进行功率因数校正,以获取功率校正电压,并将所述功率校正电压输出至所述模拟调光电路;
所述脉冲调制电路接收调光控制电压信号,根据所述调光控制电压信号生成脉冲宽度调制信号,并将所述脉冲宽度调制信号输出至所述模拟调光电路;
所述模拟调光电路根据所述功率校正电压与所述脉冲宽度调制信号生成对应于所述调光控制电压信号的恒流供电电压,并通过所述恒流供电电压为所述LED供电。
10.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括如权利要求1至8任一项所述的LED驱动电路。
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