直接獲取采樣電流的非隔離降壓型led驅(qū)動電路及工作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種直接獲取采樣電流的非隔離降壓型LED驅(qū)動電路及工作方法，包括：設(shè)有開關(guān)管的控制模塊，該開關(guān)管的一端作為電壓輸出端連接至儲能單元的輸入端，所述控制模塊的電流采樣端從儲能單元中續(xù)流管的陰極獲取電流采樣信號，通過判斷該電流采樣信號的大小以控制所述開關(guān)管的斷開、導(dǎo)通或保持；本發(fā)明在采樣過程中無需通過采樣電阻進行電壓采樣，節(jié)約了元器件，降低了生產(chǎn)成本；通過滯回電壓比較子單元通過正向閾值電壓、負(fù)向閾值電壓實現(xiàn)了對開關(guān)管的控制，實現(xiàn)了對后續(xù)儲能單元的充放電；通過滯回電壓比較子單元使控制模塊的結(jié)構(gòu)得到精簡，無需內(nèi)部的脈沖控制單元來實現(xiàn)開關(guān)管的通斷。
【專利說明】直接獲取采樣電流的非隔離降壓型LED驅(qū)動電路及工作方 法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種LED驅(qū)動電路，尤其涉及一種直接獲取采樣電流的非隔離降壓型 LED驅(qū)動電路。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著LED (Light-Emitting Diode)的工藝不斷改進，LED作為照明光源已經(jīng)呈現(xiàn)出 光效高、壽命長、響應(yīng)快和環(huán)保等特點，已開始在多個照明領(lǐng)域取代傳統(tǒng)光源。雖然單顆LED 的功率容量已達10W，但在需要大面積和高照度的照明場合，采用單顆LED的照明方案仍然 不能滿足要求。為解決這一問題，常將LED采用并聯(lián)、串聯(lián)和混聯(lián)的方式進行連接，通過非 隔離降壓型LED驅(qū)動電路對LED進行驅(qū)動，傳統(tǒng)的非隔離降壓型LED驅(qū)動電路的采樣電壓 往往是通過采樣電阻分壓得到，這樣的設(shè)計使電路生產(chǎn)的成本提高，電路設(shè)計也趨于復(fù)雜。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種直接獲取采樣電流的非隔離降壓型LED驅(qū)動電路，該 LED驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)更加簡單，有效降低了制作成本。
[0004] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種直接獲取采樣電流的非隔離降壓型 LED驅(qū)動電路，包括：設(shè)有開關(guān)管的控制模塊，該開關(guān)管的一端作為電壓輸出端連接至儲能 單元的輸入端，所述控制模塊的電流采樣端從儲能單元中續(xù)流管的陰極獲取電流采樣信 號，通過判斷該電流采樣信號的大小以控制所述開關(guān)管的斷開、導(dǎo)通或保持。
[0005] 進一步，所述控制模塊還包括：比較單元，該比較單元包括：適于將電流采樣信號 轉(zhuǎn)為電壓采樣信號的采樣電阻，該采樣電阻的一端與所述電流采樣端相連，其另一端接地； 所述采樣電阻的一端還與滯回電壓比較子單元相連，該滯回電壓比較子單元適于通過其同 相端輸入所述電壓采樣信號，所述滯回電壓比較子單元的輸出端通過一反相器與所述開關(guān) 管的控制端相連，該滯回電壓比較子單元適于根據(jù)采樣電壓的變化控制所述開關(guān)管的斷 開、導(dǎo)通或保持。
[0006] 進一步，所述滯回電壓比較子單元包括：比較器，該比較器的反相端輸入一基準(zhǔn)電 壓，所述電壓采樣信號通過輸入電阻接入比較器的同相端，該同相端還與一反饋電阻的一 端相連，所述比較器的輸出端與一輸出電阻的一端相連，該輸出電阻的另一端與所述反饋 電阻的另一端以及雙向穩(wěn)壓管的一端相連，以作為所述滯回電壓比較子單元的輸出端。
[0007] 為了解決上述技術(shù)問題，在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提供了一種直接獲 取采樣電流的非隔離降壓型LED驅(qū)動電路的工作方法，包括：所述控制模塊的電流采樣端 從儲能單元中續(xù)流管的陰極獲取電流采樣信號，通過判斷該電流采樣信號的大小以控制所 述開關(guān)管的斷開、導(dǎo)通或保持。
[0008] 進一步，所述控制模塊還包括：比較單元，該比較單元包括：適于將電流采樣信號 轉(zhuǎn)為電壓采樣信號的采樣電阻，以及適于根據(jù)所述電壓采樣信號的變化控制開關(guān)管的斷 開、導(dǎo)通或保持的滯回電壓比較子單元；所述滯回電壓比較子單元通過其同相端輸入所述 電壓采樣信號，所述滯回電壓比較子單元的輸出端通過一反相器與所述開關(guān)管的控制端相 連。
[0009] 進一步，所述滯回電壓比較子單元包括：比較器，該比較器的反相端輸入一基準(zhǔn)電 壓，所述電壓采樣信號通過輸入電阻接入比較器的同相端，該同相端還與一反饋電阻的一 端相連，所述比較器的輸出端與一輸出電阻的一端相連，該輸出電阻的另一端與所述反饋 電阻的另一端以及雙向穩(wěn)壓管的一端相連，以作為所述滯回電壓比較子單元的輸出端；設(shè) 定所述滯回電壓比較子單元的正向閾值電壓、負(fù)向閾值電壓；即，所述電壓采樣信號從負(fù) 向閾值電壓開始升高時，所述滯回電壓比較子單元輸出低電平，控制開關(guān)管導(dǎo)通，當(dāng)所述電 壓采樣信號超過正向閾值電壓值時，該滯回電壓比較子單元輸出高電平，控制開關(guān)管關(guān)閉； 或，所述電壓采樣信號從正向閾值電壓開始下降時，所述滯回電壓比較子單元輸出高電平， 控制開關(guān)管關(guān)斷，當(dāng)所述電壓采樣信號等于負(fù)向閾值電壓值時，該滯回電壓比較子單元輸 出低電平，控制開關(guān)管導(dǎo)通。
[0010] 本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點：（1)本發(fā)明優(yōu)化了控制模塊 的外圍電路，節(jié)約了元器件，降低了生產(chǎn)成本；（2)通過滯回電壓比較子單元通過正向閾值 電壓、負(fù)向閾值電壓實現(xiàn)了對開關(guān)管的控制，實現(xiàn)了對后續(xù)儲能單元的充放電；(3)通過滯 回電壓比較子單元使控制模塊的結(jié)構(gòu)得到精簡，無需內(nèi)部的脈沖控制單元來實現(xiàn)開關(guān)管的 通斷。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)的具體實施例并結(jié)合附圖， 對本發(fā)明作進一步詳細的說明，其中
[0012] 圖1是非隔離降壓型LED驅(qū)動電路的電路原理圖；
[0013] 圖2是比較單元的電路原理圖；
[0014] 圖3是滯回電壓比較子單元的波形圖。
[0015] 其中，電流米樣信號Ικ、電壓米樣信號U^；、米樣電阻1?5、比較器A1、基準(zhǔn)電壓％、輸 入電阻R 2、反饋電阻馬、輸出電阻&、輸出電阻、雙向穩(wěn)壓管z、正向閾值電壓uTH1、負(fù)向閾 值電壓U TH2、續(xù)流管VD。

【具體實施方式】
[0016] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明了，下面結(jié)合【具體實施方式】并參 照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。應(yīng)該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本發(fā) 明的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不必要地混淆本 發(fā)明的概念。
[0017] 實施例1
[0018] 如圖1所示，一種直接獲取采樣電流的非隔離降壓型LED驅(qū)動電路，包括：設(shè)有開 關(guān)管的控制模塊，該開關(guān)管的一端作為電壓輸出端連接至儲能單元的輸入端，所述控制模 塊的電流采樣端從儲能單元中續(xù)流管VD的陰極獲取電流采樣信號，通過判斷該電流采 樣信號I es的大小以控制所述開關(guān)管的斷開、導(dǎo)通或保持。
[0019] 所示控制模塊還包括：比較單元，該比較單元包括：適于將電流采樣信號Ικ轉(zhuǎn)為 電壓采樣信號U K的采樣電阻R5，該采樣電阻馬的一端與所述電流采樣端相連，其另一端接 地；所述采樣電阻R 5的一端還與滯回電壓比較子單元相連，該滯回電壓比較子單元適于通 過其同相端輸入所述電壓采樣信號υκ，所述滯回電壓比較子單元的輸出端通過一反相器與 所述開關(guān)管的控制端相連，該滯回電壓比較子單元適于根據(jù)采樣電壓的變化控制所述開關(guān) 管的斷開、導(dǎo)通或保持。
[0020] 所述滯回電壓比較子單元包括：比較器Α1，該比較器Α1的反相端輸入一基準(zhǔn)電壓 UK，所述電壓采樣信號Ucs通過輸入電阻接入比較器Α1的同相端，該同相端還與一反饋電阻 馬的一端相連，所述比較器A1的輸出端與一輸出電阻1? 4的一端相連，該輸出電阻R4的另一 端與所述反饋電阻R3的另一端以及雙向穩(wěn)壓管Z的一端相連，以作為所述滯回電壓比較子 單元的輸出端。
[0021] 實施例2
[0022] 在實施例1基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提供一種所述的直接獲取采樣電流的非隔離降壓型 LED驅(qū)動電路的工作方法，包括：所述控制模塊的電流采樣端從儲能單元中續(xù)流管VD的陰 極獲取電流采樣信號L，通過判斷該電流采樣信號L的大小以控制所述開關(guān)管的斷開、導(dǎo) 通或保持。
[0023] 所述控制模塊還包括：比較單元，該比較單元包括：適于將電流采樣信號Ics轉(zhuǎn)為 電壓采樣信號U K的采樣電阻，以及適于根據(jù)所述電壓采樣信號的變化控制開關(guān)管的斷 開、導(dǎo)通或保持的滯回電壓比較子單元；所述滯回電壓比較子單元通過其同相端輸入所述 電壓采樣信號，所述滯回電壓比較子單元的輸出端通過一反相器與所述開關(guān)管的控制端相 連。
[0024] 所述滯回電壓比較子單元包括：比較器A1，該比較器A1的反相端輸入一基準(zhǔn)電壓 UK，所述電壓采樣信號Ucs通過輸入電阻R2接入比較器A1的同相端，該同相端還與一反饋電 阻R 3的一端相連，所述比較器A1的輸出端與一輸出電阻R4的一端相連，該輸出電阻R4的 另一端與所述反饋電阻R 3的另一端以及雙向穩(wěn)壓管Z的一端相連，以作為所述滯回電壓比 較子單元的輸出端。
[0025] 設(shè)定所述滯回電壓比較子單兀的負(fù)向閾值電壓UTH2、正向閾值電壓UTH1 ;
[0026] S卩，所述電壓采樣信號UK從負(fù)向閾值電壓UTH2開始升高時，所述滯回電壓比較子 單元輸出低電平，控制開關(guān)管導(dǎo)通，當(dāng)所述電壓采樣信號化超過正向閾值電壓值時，該滯 回電壓比較子單元輸出高電平，控制開關(guān)管關(guān)閉；
[0027] 或，所述電壓采樣信號UK從正向閾值電壓UTH1開始下降時，所述滯回電壓比較子 單元輸出高電平，控制開關(guān)管關(guān)斷，當(dāng)所述電壓采樣信號％ 3等于負(fù)向閾值電壓值時，該滯 回電壓比較子單元輸出低電平，控制開關(guān)管導(dǎo)通。

【權(quán)利要求】
1. 一種直接獲取采樣電流的非隔離降壓型LED驅(qū)動電路，其特征在于包括：設(shè)有開關(guān) 管的控制模塊，該開關(guān)管的一端作為電壓輸出端連接至儲能單元的輸入端，所述控制模塊 的電流采樣端從儲能單元中續(xù)流管的陰極獲取電流采樣信號，通過判斷該電流采樣信號的 大小以控制所述開關(guān)管的斷開、導(dǎo)通或保持。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非隔離降壓型LED驅(qū)動電路，其特征在于，所述控制模塊還包 括：比較單元，該比較單元包括：適于將電流采樣信號轉(zhuǎn)為電壓采樣信號的采樣電阻，該采 樣電阻的一端與所述電流采樣端相連，其另一端接地；所述采樣電阻的一端還與滯回電壓 比較子單元相連； 所述滯回電壓比較子單元適于通過其同相端輸入所述電壓采樣信號，所述滯回電壓比 較子單元的輸出端通過一反相器與所述開關(guān)管的控制端相連，該滯回電壓比較子單元適于 根據(jù)采樣電壓的變化控制所述開關(guān)管的斷開、導(dǎo)通或保持。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的非隔離降壓型LED驅(qū)動電路，其特征在于，所述滯回電壓比較 子單元包括：比較器，該比較器的反相端輸入一基準(zhǔn)電壓，所述電壓采樣信號通過輸入電阻 接入比較器的同相端，該同相端還與一反饋電阻的一端相連，所述比較器的輸出端與一輸 出電阻的一端相連，該輸出電阻的另一端與所述反饋電阻的另一端以及雙向穩(wěn)壓管的一端 相連，以作為所述滯回電壓比較子單元的輸出端。
4. 一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接獲取采樣電流的非隔離降壓型LED驅(qū)動電路的工作 方法，其特征在于包括：所述控制模塊的電流采樣端從儲能單元中續(xù)流管的陰極獲取電流 采樣信號，通過判斷該電流采樣信號的大小以控制所述開關(guān)管的斷開、導(dǎo)通或保持；
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的工作方法，其特征在于，所述控制模塊還包括：比較單元，該 單元包括：適于將電流采樣信號轉(zhuǎn)為電壓采樣信號的采樣電阻，以及適于根據(jù)所述電壓采 樣信號的變化控制開關(guān)管的斷開、導(dǎo)通或保持的滯回電壓比較子單元； 所述滯回電壓比較子單元通過其同相端輸入所述電壓采樣信號，所述滯回電壓比較子 單元的輸出端通過一反相器與所述開關(guān)管的控制端相連。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的工作方法，其特征在于，所述滯回電壓比較子單元包括：比較 器，該比較器的反相端輸入一基準(zhǔn)電壓，所述電壓采樣信號通過輸入電阻接入比較器的同 相端，該同相端還與一反饋電阻的一端相連，所述比較器的輸出端與一輸出電阻的一端相 連，該輸出電阻的另一端與所述反饋電阻的另一端以及雙向穩(wěn)壓管的一端相連，以作為所 述滯回電壓比較子單元的輸出端； 設(shè)定所述滯回電壓比較子單元的正向閾值電壓、負(fù)向閾值電壓； 艮P，所述電壓采樣信號從負(fù)向閾值電壓開始升高時，所述滯回電壓比較子單元輸出低 電平，控制開關(guān)管導(dǎo)通，當(dāng)所述電壓采樣信號超過正向閾值電壓值時，該滯回電壓比較子單 元輸出高電平，控制開關(guān)管關(guān)閉； 或，所述電壓采樣信號從正向閾值電壓開始下降時，所述滯回電壓比較子單元輸出高 電平，控制開關(guān)管關(guān)斷，當(dāng)所述電壓采樣信號等于負(fù)向閾值電壓值時，該滯回電壓比較子單 元輸出低電平，控制開關(guān)管導(dǎo)通。
【文檔編號】H05B37/02GK104053289SQ201410326986
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月9日
【發(fā)明者】張永良, 唐振宇, 莫燕紅 申請人:浙江大學(xué)常州工業(yè)技術(shù)研究院