CN203327319U - 一种基于buck电路的大功率led恒流驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于BUCK电路的大功率LED恒流驱动装置，包括依次连接至地的开关管控制模块、BUCK主电路、压控电流源模块和基准电容模块；所述压控电流源模块和基准电容模块的公共端，与开关管控制模块的输入端连接；所述基准电容模块的控制端，与开关管控制模块的驱动输出端连接；所述基准电容模块的接地端接地。本实用新型所述基于BUCK电路的大功率LED恒流驱动装置，可以克服现有技术中成本高、稳流精度低、可靠性低和使用范围小等缺陷，以实现成本低、稳流精度高、可靠性高和使用范围大的优点。

Description

一种基于BUCK电路的大功率LED恒流驱动装置

技术领域

本实用新型涉及LED驱动电路技术领域，具体地，涉及一种基于BUCK电路（BUCK电路是一种降压斩波器）的大功率LED恒流驱动装置。

背景技术

随着LED效率的迅速提高、成本的不断下降，LED市场正在由手机的背光源和汽车仪表照明，以及亮度要求不高的特殊照明和景观照明领域向普通白光照明领域扩展。大功率（≥1W）LED照明光源与传统的白炽灯，荧光灯照明光源相比，有节能、光色纯，光线质量好、寿命长、可靠、耐用、应用灵活、响应快、环保、控制灵活的优点。

为使多只大功率白光LED具有匹配的亮度和色度，应选用恒流（LED正向平均电流）驱动方式来可靠地驱动它们，而现有采用峰值电流控制的大功率LED驱动变换器只能控制LED上的峰值电流，与亮度要求的平均电流存在一定的误差。且传统BUCK变流器的恒流控制方式，都需要自举驱动电路或者高频驱动变压器来驱动开关管，成本较高；对于浮地输出的变流器拓扑，虽然可以简化开关管的驱动，但是需要增加光耦等隔离放大电路将输出直流电流信号放大，而且需要很高的共模抑制比，这些都会增加电路的成本和复杂程度。而且应用在路灯等照明环境温度变换范围较大的情况时，光耦等器件的传输比会随着温度等参数变化很大，降低了稳流精度，也降低了可靠性，影响了使用范围。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术中至少存在成本高、稳流精度低、可靠性低和使用范围小等缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种基于BUCK电路的大功率LED恒流驱动装置，以实现成本低、稳流精度高、可靠性高和使用范围大的优点。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种基于BUCK电路的大功率LED恒流驱动装置，包括依次连接至地的开关管控制模块、BUCK主电路、压控电流源模块和基准电容模块；所述压控电流源模块和基准电容模块的公共端，与开关管控制模块的输入端连接；所述基准电容模块的控制端，与开关管控制模块的驱动端连接；基准电容模块的接地端接地。

进一步地，所述开关管控制模块，包括依次连接至所述基准电容模块的控制端的电流模式控制器和驱动器，以及分别连接至所述电流模式控制器的振荡器和比较器；所述振荡器远离电流模式控制器的一端，连接至压控电流源模块和基准电容模块的公共端；所述比较器的同相输入端为参考电流Iref输入端，比较器的反相输入端与BUCK主电流连接。

进一步地，所述电流模式控制器的型号包括UC3843。

进一步地，所述BUCK主电路，包括直流输入电源Vin、第一电容C1、第二电容C2、电感L、二极管D1、第一开关管Q1、发光二极管LED和用于检测峰值电流的电阻R，其中：

所述直流输入电源Vin的正极，经第一电容C1接地，与二极管D1的阴极连接，依次经第二电容C2和电感L后与第一开关管Q1的漏极连接，与发光二极管LED的阳极连接，与压控电流源模块的输入端连接；

所述发光二极管LED的阴极，连接至第二电容C2和电感L的公共端；所述第一开关管Q1的栅极与驱动器的驱动端连接，第一开关管Q1的源极与比较器的反相输入端连接，第一开关管Q1的源极经电阻R后与直流输入电源Vin的负极连接、并接地。

进一步地，所述直流输入电源Vin，包括蓄电池或太阳能电池或UPS电源。

进一步地，所述第一开关管Q1，包括MOS管或三极管。

进一步地，所述基站电容模块，包括并行设置的第二开关管和电容；所述第二开关管的栅极与驱动器的驱动端连接；第二开关管的源极与漏极，分别与电容的两端连接，第二开关管的源极接地。

进一步地，所述第二开关管，包括MOS管或三极管。

本实用新型各实施例的基于BUCK电路的大功率LED恒流驱动装置，由于包括依次连接至地的开关管控制模块、BUCK主电路、压控电流源模块和基准电容模块；压控电流源模块和基准电容模块的公共端，与开关管控制模块的输入端连接；基准电容模块的控制端，与开关管控制模块的驱动端连接；基准电容模块的接地端接地；可以实现输出电流Io为恒流值；从而可以克服现有技术中成本高、稳流精度低、可靠性低和使用范围小的缺陷，以实现成本低、稳流精度高、可靠性高和使用范围大的优点。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为基于BUCK电路的大功率LED恒流驱动装置的工作原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

根据本实用新型实施例，如图1所示，提供了一种基于BUCK电路的大功率LED恒流驱动装置。

参见图1，本实施例的基于BUCK电路的大功率LED恒流驱动装置，包括依次连接至地的开关管控制模块、BUCK主电路、压控电流源模块和基准电容模块；压控电流源模块和基准电容模块的公共端，与开关管控制模块的输入端连接；基准电容模块的控制端，与开关管控制模块的驱动端连接；基准电容模块的接地端接地。

其中，上述开关管控制模块，包括依次连接至基准电容模块的控制端的电流模式控制器和驱动器，以及分别连接至电流模式控制器的振荡器和比较器；振荡器远离电流模式控制器的一端，连接至压控电流源模块和基准电容模块的公共端；比较器的同相输入端为参考电流Iref输入端，比较器的反相输入端与BUCK主电流连接。该电流模式控制器的型号包括UC3843。

上述BUCK主电路，包括直流输入电源Vin、第一电容C1、第二电容C2、电感L、二极管D1、第一开关管Q1、发光二极管LED和用于检测峰值电流的电阻R，其中：直流输入电源Vin的正极，经第一电容C1接地，与二极管D1的阴极连接，依次经第二电容C2和电感L后与第一开关管Q1的漏极连接，与发光二极管LED的阳极连接，与压控电流源模块的输入端连接；发光二极管LED的阴极，连接至第二电容C2和电感L的公共端；第一开关管Q1的栅极与驱动器的驱动端连接，第一开关管Q1的源极与比较器的反相输入端连接，第一开关管Q1的源极经电阻R后与直流输入电源Vin的负极连接、并接地。该直流输入电源Vin，包括蓄电池或太阳能电池或UPS电源。第一开关管Q1，包括MOS管或三极管。

上述基站电容模块，包括并行设置的第二开关管和电容；第二开关管的栅极与驱动器的驱动端连接；第二开关管的源极与漏极，分别与电容的两端连接，第二开关管的源极接地。第二开关管，包括MOS管或三极管。

上述实施例的基于BUCK电路的大功率LED恒流驱动装置，工作时，BUCK主电路，用输出电压Vo控制压控电流源模块的输出电流Ic，给基准电容模块中的一个电容充电；用电容充电时间，控制开关管的关断时间To,这样可实现To*Vo为常数。开关管控制模块，通过处理振荡器的振荡信号与峰值电流检测电阻R的检测电流信号，来控制第一开关管Q1的通断。当基准电容模块中基准电容的电压达到设定值时，触发振荡器，振荡器的信号控制第一开关管Q1开通；当检测到峰值电流检测电阻R的电压达到设定值时，触发比较器，比较器的信号控制第一开关管Q1关断。当电容C1、峰值电流检测电阻R、电感L、压控电流源模块的输出电压Vc确定后，输出电路的误差△Io为定值；再加上通过峰值电流控制给定电流Ig为给定值，即实现了输出电流Io为恒流值，也就是说，输出电流Io不受输出电压Vo的影响。

综上所述，本实用新型上述各实施例的基于BUCK电路的大功率LED恒流驱动装置，与峰值电流控制电路相比，能精确控制大功率LED上的正向平均电流；控制电路结构简单、成本低、效率高；无需输出采样电阻和隔离电流信号采样，特别适合于高压应用场合。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于BUCK电路的大功率LED恒流驱动装置，其特征在于，包括依次连接至地的开关管控制模块、BUCK主电路、压控电流源模块和基准电容模块；所述压控电流源模块和基准电容模块的公共端，与开关管控制模块的输入端连接；所述基准电容模块的控制端，与开关管控制模块的驱动端连接；基准电容模块的接地端接地。

2.根据权利要求1所述的基于BUCK电路的大功率LED恒流驱动装置，其特征在于，所述开关管控制模块，包括依次连接至所述基准电容模块的控制端的电流模式控制器和驱动器，以及分别连接至所述电流模式控制器的振荡器和比较器；所述振荡器远离电流模式控制器的一端，连接至压控电流源模块和基准电容模块的公共端；所述比较器的同相输入端为参考电流Iref输入端，比较器的反相输入端与BUCK主电路连接。

3.根据权利要求2所述的基于BUCK电路的大功率LED恒流驱动装置，其特征在于，所述电流模式控制器的型号包括UC3843。

4.根据权利要求2或3所述的基于BUCK电路的大功率LED恒流驱动装置，其特征在于，所述BUCK主电路，包括直流输入电源Vin、第一电容C1、第二电容C2、电感L、二极管D1、第一开关管Q1、发光二极管LED和用于检测峰值电流的电阻R，其中：

所述直流输入电源Vin的正极，经第一电容C1接地，与二极管D1的阴极连接，依次经第二电容C2和电感L后与第一开关管Q1的漏极连接，与发光二极管LED的阳极连接，与压控电流源模块的输入端连接；

所述发光二极管LED的阴极，连接至第二电容C2和电感L的公共端；所述第一开关管Q1的栅极与驱动器的驱动端连接，第一开关管Q1的源极与比较器的反相输入端连接，第一开关管Q1的源极经电阻R后与直流输入电源Vin的负极连接、并接地。

5.根据权利要求4所述的基于BUCK电路的大功率LED恒流驱动装置，其特征在于，所述直流输入电源Vin，包括蓄电池或太阳能电池或UPS电源。

6.根据权利要求4所述的基于BUCK电路的大功率LED恒流驱动装置，其特征在于，所述第一开关管Q1，包括MOS管或三极管。

7.根据权利要求4所述的基于BUCK电路的大功率LED恒流驱动装置，其特征在于，所述基准电容模块，包括并行设置的第二开关管和电容；所述第二开关管的栅极与驱动器的驱动端连接；第二开关管的源极与漏极，分别与电容的两端连接，第二开关管的源极接地。

8.根据权利要求7所述的基于BUCK电路的大功率LED恒流驱动装置，其特征在于，所述第二开关管，包括MOS管或三极管。

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