本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，具體的說更涉及一種led驅(qū)動(dòng)電路。

背景技術(shù)：

隨著照明行業(yè)的不斷創(chuàng)新和迅速發(fā)展，加之節(jié)能和環(huán)保日益重要，led照明作為一種革命性的節(jié)能照明技術(shù)，正在飛速發(fā)展。然而，由于led燈的亮度與光輸出強(qiáng)度參數(shù)相關(guān)，其與它的電流及正向壓降成正比，并隨溫度變化而變化。因此，led需要一個(gè)額外的電路來產(chǎn)生一恒定電流對其進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。隨著照明行業(yè)的不斷創(chuàng)新和迅速發(fā)展，加之節(jié)能和環(huán)保日益重要，led照明作為一種革命性的節(jié)能照明技術(shù)，正在飛速發(fā)展。然而，由于led燈的亮度與光輸出強(qiáng)度參數(shù)相關(guān)，其與它的電流及正向壓降成正比，并隨溫度變化而變化。因此，led的驅(qū)動(dòng)需要恒流電源，以保證led使用的安全性，同時(shí)達(dá)到理想的發(fā)光強(qiáng)度。可見，選擇正確的led驅(qū)動(dòng)至關(guān)重要。沒有好的led驅(qū)動(dòng)電源的匹配，led照明的優(yōu)勢無法得以體現(xiàn)。

現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用兩種類型的功率調(diào)節(jié)器來作為led驅(qū)動(dòng)器，一種是線性調(diào)節(jié)器，另一種是開關(guān)型調(diào)節(jié)器。參考圖1a，所示為現(xiàn)有技術(shù)中的一種采用線性調(diào)節(jié)器的led驅(qū)動(dòng)器的原理框圖，其包括功率開關(guān)m1，誤差放大器ea1和檢測電阻rsense1。檢測電阻rsense1采樣功率開關(guān)m1的輸出電流，并與一基準(zhǔn)值vref1通過所述誤差放大器ea1進(jìn)行誤差放大運(yùn)算，以得到一誤差信號(hào)verror1。功率開關(guān)m1接收直流母線電壓vbus和所述誤差信號(hào)verror1，以產(chǎn)生基本恒定的輸出電壓和輸出電流來驅(qū)動(dòng)led裝置。可見，采用線性調(diào)節(jié)器的led驅(qū)動(dòng)器，電路結(jié)構(gòu)相對簡單，元器件較少，成本也較?。坏?，這種led驅(qū)動(dòng)器的效率很低。例如，輸入交流電壓的范圍為90—265v，經(jīng)過整流橋獲得的直流母線電壓的范圍約為120v—375v。因此，所述led裝置的驅(qū)動(dòng)電壓不能大于最小母線電壓(即120v)，顯然，對375v的直流母線電壓(交流265v)而言，所產(chǎn)生的功率損耗是非常大的，效率將會(huì)低于35％。

參考圖1b，所示為現(xiàn)有技術(shù)中的一種采用開關(guān)型調(diào)節(jié)器的led驅(qū)動(dòng)器的原理框圖；其中，功率開關(guān)m2，輸出電感l(wèi)1，輸出二極管d1組成一降壓型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；檢測電阻rsense2采樣流過所述led裝置的電流，并與一基準(zhǔn)值vref2進(jìn)行誤差運(yùn)算，以得到一誤差信號(hào)verror2；控制和驅(qū)動(dòng)電路接收所述誤差信號(hào)verror2，以產(chǎn)生相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)m2，使其周期性的導(dǎo)通或者關(guān)斷，從而輸出一基本恒定的輸出電壓和輸出電流來驅(qū)動(dòng)led裝置。如果不考慮功率開關(guān)和磁性元件(電感)上的導(dǎo)通損耗，開關(guān)型調(diào)節(jié)器理論上可以達(dá)到接近100％的工作效率。但是，開關(guān)型調(diào)節(jié)器的工作頻率很高，因此emi濾波電路是必不可少的。因此，相比于線性調(diào)節(jié)器，開關(guān)型調(diào)節(jié)器的元器件數(shù)目較多，尺寸較大，成本也相對較高。同時(shí)，存在功率開關(guān)的驅(qū)動(dòng)較慢，以及控制電路的電源供應(yīng)不足等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種新型的led驅(qū)動(dòng)電路，以解決現(xiàn)有技術(shù)中控制電路電源供應(yīng)不足，以及功率器件的驅(qū)動(dòng)較慢的問題。

依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的led驅(qū)動(dòng)電路，用以驅(qū)動(dòng)一led負(fù)載，包括:

包括第一電感和功率器件的功率級(jí)電路，所述功率器件的第一功率端和第二功率端分別耦接至輸入電壓和地電位；

分別與所述第一電感耦合的第二電感和第三電感；所述第二電感和所述第三電感的一端均連接至地電位；

第一濾波電路，耦接在所述第三電感的另一端和所述功率器件的控制端和所述輔助開關(guān)的第二功率端的公共連接點(diǎn)之間；

第二濾波電路，耦接在所述第二電感的另一端和地電位之間；

電流檢測電路，連接在所述功率器件的第二功率端和地電位之間，以生成第一檢測信號(hào)；

控制電路，包括驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生電路和輔助開關(guān)；

所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生電路用以根據(jù)所述第一檢測信號(hào)和表征所述第二電感兩端的電壓的第二檢測信號(hào)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)；

所述輔助開關(guān)的第一功率端耦接至地電位，第二功率端耦接至所述功率器件的控制端，控制端接收所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

優(yōu)選的，所述電流檢測電路包括電阻，所述電阻兩端的電壓作為所述第一檢測信號(hào)。

優(yōu)選的，所述控制電路包括控制芯片，所述第一濾波電路和所述第二濾波電路的輸出信號(hào)同時(shí)為所述控制芯片提供供應(yīng)電壓。

優(yōu)選的，所述第一濾波電路和所述第二濾波電路包括rc濾波電路或者電容濾波電路。

優(yōu)選的，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生電路包括輸出電流計(jì)算電路，電流誤差計(jì)算電路和占空比計(jì)算電路；其中，

所述輸出電流計(jì)算電路用以產(chǎn)生表征所述led驅(qū)動(dòng)電路的輸出電流的第一信號(hào)；

所述電流誤差計(jì)算電路用以計(jì)算所述第一信號(hào)和對應(yīng)的表征所述led驅(qū)動(dòng)電路的期望輸出電流的信號(hào)之間的誤差，以獲得一誤差信號(hào)；

所述占空比計(jì)算電路用以根據(jù)所述誤差信號(hào)調(diào)節(jié)所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比。

優(yōu)選的，所述輸出電流計(jì)算電路包括峰值電流產(chǎn)生電路和電感電流持續(xù)時(shí)間檢測電路；其中，

所述峰值電流產(chǎn)生電路用以檢測流過所述第一電感的電感電流的峰值，以產(chǎn)生峰值信號(hào)；

所述電感電流持續(xù)時(shí)間檢測電路用以檢測流過所述第一電感的電感電流不為零值的時(shí)間長度，以獲得持續(xù)時(shí)間信號(hào)。

優(yōu)選的，所述峰值電流發(fā)生電路包括采樣保持電路，用以接收所述第一檢測信號(hào)，所述第一檢測信號(hào)的峰值作為所述峰值信號(hào)。

優(yōu)選的，所述電感電流持續(xù)時(shí)間檢測電路連接至所述第二電感和所述第一濾波電路的公共連接點(diǎn)之間，用以根據(jù)所述第二電感兩端的電壓來產(chǎn)生所述持續(xù)時(shí)間信號(hào)。

優(yōu)選的，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生電路包括峰值電流限制電路，用以接收所述第一檢測信號(hào)；當(dāng)所述第一檢測信號(hào)大于一基準(zhǔn)值時(shí)，所述控制信號(hào)關(guān)斷所述功率器件。

優(yōu)選的，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生電路包括邏輯和驅(qū)動(dòng)電路，用以接收所述占空比計(jì)算電路的輸出信號(hào)和所述峰值電路限制電路的輸出信號(hào)，以產(chǎn)生所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的led驅(qū)動(dòng)電路，利用功率器件和輔助開關(guān)的交替導(dǎo)通來實(shí)現(xiàn)主電路的正常工作，完成對輸入電壓的轉(zhuǎn)換；同時(shí)利用第三電感能夠?qū)铀俟β势骷膶?dǎo)通和關(guān)斷動(dòng)作；另外，第二電感和第三電感通過第一濾波電路和第二濾波電路能夠同時(shí)為控制電路提供電源供應(yīng)，保證電路的穩(wěn)定性和可靠性，同時(shí)，也提高了工作效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1a所示為采用現(xiàn)有技術(shù)的一種可控硅調(diào)光電路的原理框圖；

圖1b所示為圖1a所示的可控硅調(diào)光電路的工作波形圖；

圖2所示為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的led驅(qū)動(dòng)電路的原理框圖；

圖3所示為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的led驅(qū)動(dòng)電路中的控制電路的原理框圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的幾個(gè)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，但本發(fā)明并不僅僅限于這些實(shí)施例。本發(fā)明涵蓋任何在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。為了使公眾對本發(fā)明有徹底的了解，在以下本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中詳細(xì)說明了具體的細(xì)節(jié)，而對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細(xì)節(jié)的描述也可以完全理解本發(fā)明。

參考圖2，所示為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的led驅(qū)動(dòng)電路的原理框圖。在該實(shí)施例中，包括一功率級(jí)電路，控制電路201和外圍電路。其中，

該功率級(jí)電路包括功率器件q1，第一電感l(wèi)1，二極管do和輸出電容cout，以形成降壓型開關(guān)功率級(jí)電路。這里，功率器件q1，第一電感l(wèi)1，二極管do和輸出電容cout之間的連接方式不再贅述。

功率器件q1的第一功率端通過電阻r1耦接至輸入電壓vin的正端，第二功率端耦接至地電位。

控制電路201包括驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生電路202和輔助開關(guān)q2。輔助開關(guān)的第一功率端耦接至地電位，第二功率端耦接至功率器件q1的控制端。

外圍電路包括與第一電感l(wèi)1耦合的第二電感l(wèi)2和第三電感l(wèi)3，與第二電感l(wèi)2并聯(lián)連接的第一濾波電路，連接在第三電感l(wèi)3的第一端和功率器件q1的控制端和輔助開關(guān)q2的第二功率端的公共連接點(diǎn)之間的第二濾波電路。第一濾波電路和第二濾波電路可以為rc濾波電路或者電容濾波電路或者其他合適的電路。這里，第二濾波電路包括串聯(lián)連接在第二電感l(wèi)2的第一端和地電位之間的電阻r3和電容c1。第一濾波電路包括連接在第三電感l(wèi)3的第一端和地電位之間的電容c2。第二電感l(wèi)2和第三電感l(wèi)3的第二端分別連接至地電位。第一濾波電路和第二濾波電路的輸出端連接在一起，以給其他電路供電，例如控制電路201。另外，為了防止電流反向流入第二電感l(wèi)2和第三電感l(wèi)3，第二濾波電路和第三濾波電路的輸出端分別串聯(lián)連接二極管d1和二極管d2，二極管d1和二極管d2的陰極相互連接，并連接至需要供電的電路的輸入端，例如控制電路201的電源端vcc。

外圍電路還包括連接在功率器件q1的第二功率端和地電位之間的電流檢測電路，以生成第一檢測信號(hào)。在該實(shí)施例中，電流檢測電路包括電阻，電阻兩端的電壓作為所述第一檢測信號(hào)v1。當(dāng)開關(guān)器件q1處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，第一檢測電壓信號(hào)v1與流過第一電感l(wèi)1的電感電流成正比例關(guān)系，能夠表征流過第一電感l(wèi)1的電感電流。

驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生電路202用以根據(jù)第一檢測信號(hào)v1和表征第二電感l(wèi)2兩端的電壓的第二檢測信號(hào)v2產(chǎn)生相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。這里，第二檢測信號(hào)v2可以通過檢測連接在第二電感l(wèi)2和第一濾波電路之間的公共連接點(diǎn)上的電壓來獲得。在該實(shí)施例中，通過由電阻r4和電阻r5組成的分壓網(wǎng)絡(luò)來獲得。輔助開關(guān)q2接收驅(qū)動(dòng)信號(hào)vb。

當(dāng)初始啟動(dòng)時(shí)，輸入電壓vin通過電阻r1對功率器件q1的控制端進(jìn)行充電，功率器件q1開始進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)。此時(shí)，第三電感l(wèi)3兩端的感應(yīng)電壓通過第二濾波電路，即電阻r3和電容c1對功率器件q1的控制端也進(jìn)行充電，從而加速了功率器件q1的導(dǎo)通，此時(shí)輔助開關(guān)q2處于關(guān)斷狀態(tài)。而當(dāng)輔助開關(guān)q2導(dǎo)通時(shí)，功率器件q1的控制端的電壓被放電，在第二濾波電路，即電阻r3和電容c1的作用下，功率器件q1被加速關(guān)斷。

雖然在該實(shí)施例中，功率器件q1和輔助開關(guān)q2為雙極性晶體管，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，其他合適類型的晶體管也適用于本實(shí)施例，例如mosfet晶體管?？刂齐娐?01可以為一集成電路電路芯片時(shí)，第二電感l(wèi)2和第三電感l(wèi)3通過第一濾波電路和第二濾波電路共同為控制電路201提供電源供應(yīng)。

參考圖3，所示為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的led驅(qū)動(dòng)電路中的控制電路的原理框圖。

在該實(shí)施例中，控制電路包括輸出電流計(jì)算電路301，電流誤差計(jì)算電路304、占空比計(jì)算電路305和邏輯和驅(qū)動(dòng)電路308。

其中，輸出電流計(jì)算電路301用以產(chǎn)生表征led驅(qū)動(dòng)電路的輸出電流的第一信號(hào)iout；

電流誤差計(jì)算電路304用以計(jì)算第一信號(hào)iout和對應(yīng)的表征所述led驅(qū)動(dòng)電路的期望輸出電流的信號(hào)iref之間的誤差，以獲得一誤差信號(hào)verror；

占空比計(jì)算電路305用以根據(jù)誤差信號(hào)verror調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)信號(hào)vb的占空比，即調(diào)節(jié)輔助開關(guān)q2的導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間的比例，從而保證led驅(qū)動(dòng)電路的輸出電流與期望輸出電流一致。

進(jìn)一步的，輸出電流計(jì)算電路301包括峰值電流產(chǎn)生電路302和電感電流持續(xù)時(shí)間檢測電路303；其中，

峰值電流產(chǎn)生電路302用以檢測流過第一電感l(wèi)1的電感電流的峰值，以產(chǎn)生峰值信號(hào)。由于第一檢測信號(hào)v1可以表征流過第一電感l(wèi)1的電感電流，因此，峰值電流產(chǎn)生電路302根據(jù)接收到的第一檢測信號(hào)v1來產(chǎn)生該峰值信號(hào)。

峰值信號(hào)的獲得可以通過采樣保持電路來實(shí)現(xiàn)。在每一開關(guān)周期內(nèi)，在功率器件q1的導(dǎo)通狀態(tài)的最后時(shí)刻，采樣和保持該時(shí)刻的第一檢測信號(hào)v1，該時(shí)刻的數(shù)值作為所述峰值信號(hào)。

電感電流持續(xù)時(shí)間檢測電路303用以檢測流過第一電感l(wèi)1的電感電流不為零值的時(shí)間長度，以獲得持續(xù)時(shí)間信號(hào)。第二電感l(wèi)2與第一電感l(wèi)1相耦合，因此，電感電流持續(xù)時(shí)間檢測電路303可以根據(jù)第二檢測信號(hào)v2來獲得持續(xù)時(shí)間信號(hào)。

led驅(qū)動(dòng)電路的輸出電流可以通過峰值信號(hào)和持續(xù)時(shí)間信號(hào)的計(jì)算來間接獲得。

為了保證系統(tǒng)更好的工作性能，控制電路201中還可以包括峰值電流限制電路306和過壓限制電路307。

峰值電流限制電路通過接收到的第一檢測信號(hào)v1來間接判斷流過第一電感l(wèi)1的電感電流是否超過基準(zhǔn)值，當(dāng)?shù)谝粰z測信號(hào)v1大于該基準(zhǔn)值時(shí)，通過控制信號(hào)vb關(guān)斷功率器件q1。

過壓限制電路307通過接收到的第二檢測信號(hào)v2來間接判斷l(xiāng)ed負(fù)載開路時(shí)，電壓是否超過一最大值，當(dāng)?shù)诙z測信號(hào)v2大于該最大值時(shí)，通過控制信號(hào)vb關(guān)斷功率器件q1。

以上對依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的led驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行了詳盡描述，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員據(jù)此可以推知其他技術(shù)或者結(jié)構(gòu)以及電路布局、元件等均可應(yīng)用于所述實(shí)施例。

依照本發(fā)明的實(shí)施例如上文所述，這些實(shí)施例并沒有詳盡敘述所有的細(xì)節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的具體實(shí)施例。顯然，根據(jù)以上描述，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實(shí)施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，從而使所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員能很好地利用本發(fā)明以及在本發(fā)明基礎(chǔ)上的修改使用。本發(fā)明僅受權(quán)利要求書及其全部范圍和等效物的限制。