一种调光LED驱动器转让专利
申请号 : CN201911044390.1
文献号 : CN110913530B
文献日 : 2021-08-27
发明人 : 毛昭祺 , 王纪周 , 柯乃泉
申请人 : 杭州优特电源有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种调光LED驱动器,包括DC‑DC电路、DC控制电路、Boost主电路和Boost控制电路,所述Boost主电路的输入端连接电源,所述Boost主电路输出母线电压Vbus,所述Boost主电路的输出端连接所述DC‑DC电路的输入端,所述DC‑DC电路的输出端与LED灯连接,所述Boost控制电路和所述DC控制电路均具有电源接入端,所述Boost主电路包含电感N1和开关管S1,其特征在于,
还包括:辅助电源电路、第二绕组N2和反馈切换电路;
所述第二绕组N2与电感N1耦合,所述第二绕组N2通过与电感N1耦合从所述Boost主电路获取能量,所述辅助电源电路将所述第二绕组N2获得的交流电整流并输出电压Vcc;所述辅助电源电路的输出端与所述Boost控制电路的电源接入端以及所述DC控制电路的电源接入端连接;
所述反馈切换电路用于采样所述母线电压Vbus、采样所述辅助电源电路的输出端的电压Vcc以及接收调光信号Vdim,所述反馈切换电路在所述调光信号Vdim为调灭信号Vdim‑off时,将所述辅助电源电路的输出端的电压Vcc的采样信号输出给所述Boost控制电路,所述反馈切换电路在所述调光信号Vdim为非调灭信号时,将所述母线电压Vbus采样信号输出给所述Boost控制电路;
所述DC控制电路的输出端连接所述DC‑DC电路的控制端,所述DC控制电路的输入端连接调光信号Vdim,所述DC控制电路响应调光信号Vdim并控制DC‑DC电路的输出;
所述Boost控制电路的输出端连接所述Boost主电路的开关管S1的控制端,所述Boost控制电路的输入端连接所述反馈切换电路的输出端,所述Boost控制电路用于根据所述反馈切换电路输出的信号,产生输出给所述开关管S1的驱动信号;
所述Boost控制电路包括电压反馈单元和驱动控制单元,所述电压反馈单元将接收的采样信号与设定的电压基准信号进行比较,比较之后将差值进行放大后输出反馈信号给所述驱动控制单元,所述驱动控制单元根据接收的反馈信号生成驱动信号,并输出到开关管S1的控制端。
2.根据权利要求1所述的一种调光LED驱动器,其特征在于,所述Boost主电路还包括二极管D1和输出电容C1,所述电感N1的一端与开关管S1的第一端和二极管D1的阳极连接,所述电感N1的另一端作为Boost主电路的输入正端,所述开关管S1的第二端作为Boost主电路的输入负端,所述输出电容C1连接在二极管D1的阴极和开关管S1的第二端之间,所述输出电容C1的两端作为Boost主电路的输出端。
3.根据权利要求1所述的一种调光LED驱动器,其特征在于,所述反馈切换电路包括第一采样电路、第二采样电路、切换开关SW和开关控制电路,所述第一采样电路采样所述母线电压Vbus,所述第二采样电路采样所述辅助电源电路的输出端的电压Vcc,所述切换开关SW的第一端与所述Boost控制电路连接,所述切换开关SW的第二端设有两个触点,两个所述触点分别与第一采样电路的输出端以及第二采样电路的输出端连接,所述切换开关SW的控制端与开关控制电路的输出端连接,所述开关控制电路的输入端接收调光信号Vdim。
4.根据权利要求2所述的一种调光LED驱动器,其特征在于,所述辅助电源电路包括电容C2、电容C3、二极管D2和二极管D3,所述电容C2的第一端与第二绕组N2的一端连接,所述电容C2的第二端分别与二极管D2的阳极以及二极管D3的阴极连接,所述二极管D3的阳极分别与第二绕组N2的另一端以及电容C3的第一端连接,所述二极管D2的阴极与电容C3的第二端连接,所述电容C3的两端作为辅助电源电路的输出端输出电压Vcc。
5.根据权利要求2所述的一种调光LED驱动器,其特征在于,所述辅助电源电路包括电容C22、电容C33、二极管D22和二极管D33,所述二极管D22的阳极分别与二极管D33的阴极以及第二绕组N2的一端连接,所述二极管D22的阴极与电容C22的第一端连接,所述电容C22的第二端分别与第二绕组N2的另一端以及电容C33的第一端连接,所述电容C33的第二端与二极管D33的阳极连接,所述电容C22的第一端以及电容C33的第二端作为辅助电源电路的输出端输出电压Vcc。
6.根据权利要求3所述的一种调光LED驱动器,其特征在于,所述第一采样电路包括采样电阻R1和采样电阻R2,所述采样电阻R1的一端作为第一采样电路的输入正端与Boost主电路的输出端正极连接,所述采样电阻R1的另一端与采样电阻R2的一端连接,所述采样电阻R1与采样电阻R2的连接端作为第一采样电路的输出端,所述第一采样电路的输出端与切换开关SW的触点连接,所述采样电阻R2的另一端作为第一采样电路的输入负端与Boost主电路的输出端负极连接。
7.根据权利要求3所述的一种调光LED驱动器,其特征在于,所述第二采样电路包括采样电阻R11和采样电阻R22,所述采样电阻R11的一端作为第二采样电路的输入正端与辅助电源电路的输出端正极连接,所述采样电阻R11的另一端与采样电阻R22的一端连接,所述采样电阻R11与采样电阻R22的连接端作为第二采样电路的输出端,所述第二采样电路的输出端与切换开关SW的触点连接,所述采样电阻R22的另一端作为第二采样电路的输入负端与辅助电源电路的输出端负极连接。
说明书 :
一种调光LED驱动器
技术领域
背景技术
驱动器来供给直流电的,因此,调节LED灯的亮度可以通过调节LED驱动器的输出电流来实
现。
零,这个状态称为Dim‑off状态,Dim‑off状态指示调光过程中的一个状态,Dim‑off之后还
需要LED驱动器能够从输出为零调整为恢复输出电流的状态。为了满足Dim‑off功能,现有
的LED驱动器采用独立辅助源的方案,存在电路成本高且电路较为复杂的问题。
路15以及独立辅助电源电路14连接,独立辅助电源电路14与DC‑DC控制电路15连接,DC‑DC
控制电路15与DC‑DC主电路13连接,DC‑DC主电路13与LED灯连接,独立辅助电源从LED驱动
器的输入端Vin处获取能量,经过转换后产生辅助电源Vcc,将辅助电源Vcc供给各个控制电
路。调光信号Vdim输入到LED驱动器的控制电路中,驱动器根据该调光信号进行调节输出给
LED灯的电流。当调光信号Vdim为Dim‑off信号时,DC控制电路将控制DC‑DC电路停止工作;
进一步,由于后级的DC‑DC电路停止工作,使前级PFC主电路负载变得很轻近似空载,使PFC
主电路转换的能量也极低。而独立辅助电源电路并不受Vdim信号的影响,因此在Dim‑off状
态下,独立辅助源持续工作,使调光信号从Dim‑off信号切换为其他调光信号时,各控制电
路能够快速的恢复工作,从而实现了Dim‑off功能。但独立辅助电源实现Dim‑off功能的方
案,电路复杂且成本高。
发明内容
能,同时维持LED驱动器正常工作。
和反馈切换电路,所述Boost主电路的输入端连接电源,所述Boost主电路输出母线电压
Vbus,所述Boost主电路的输出端连接所述DC‑DC电路的输入端,所述DC‑DC电路的输出端与
LED灯连接,所述Boost控制电路和所述DC控制电路均具有电源接入端,所述Boost主电路包
含电感N1和开关管S1;所述第二绕组N2与电感N1耦合,所述第二绕组N2通过与电感N1耦合
从所述Boost主电路获取能量,所述辅助电源电路将所述第二绕组N2获得的交流电整流并
输出电压Vcc;所述辅助电源电路的输出端与所述Boost控制电路的电源接入端以及所述DC
控制电路的电源接入端连接;所述反馈切换电路用于采样所述母线电压Vbus、采样所述辅
助电源电路的输出端的电压Vcc以及接收调光信号Vdim,所述反馈切换电路在所述调光信
号Vdim为调灭信号Vdim‑off时,将所述辅助电源电路的输出端的电压Vcc的采样信号输出
给所述Boost控制电路,所述反馈切换电路在所述调光信号Vdim为非调灭信号时,将所述母
线电压Vbus采样信号输出给所述Boost控制电路;所述DC控制电路的输出端连接所述DC‑DC
电路的控制端,所述DC控制电路的输入端连接调光信号Vdim,所述DC控制电路响应调光信
号Vdim并控制DC‑DC电路的输出;所述Boost控制电路的输出端连接所述Boost主电路的开
关管S1的控制端,所述Boost控制电路的输入端连接所述反馈切换电路的输出端,所述
Boost控制电路用于根据所述反馈切换电路输出的信号,产生输出所述开关管S1的驱动信
号。通过Boost主电路接入电源,输出电压Vbus,同时通过第二绕组N2和电感N1耦合使辅助
电源电路获得能量,实现辅助电源的功能,反馈切换电路在调灭信号Vdim‑off时,将辅助电
源电路输出的电压Vcc采样信号输给Boost控制电路,Boost控制电路根据Vcc的变化来控制
Boost主电路的输出功率,维持Dim‑off状态下辅助电源电路的正常工作,同时,在非调灭信
号状态时,通过反馈切换电路将Boost主电路的输出电压Vbus作为Boost控制电路的输入信
号,使Boost控制电路根据Vbus的变化来调节Boost主电路的输出,维持LED驱动器的正常工
作。
入正端,所述开关管S1的第二端作为Boost主电路的输入负端,所述输出电容C1连接在二极
管D1的阴极和开关管S1的第二端之间,所述输出电容C1的两端作为Boost主电路的输出端。
电流经Boost主电路的电感N1,传递到电容C1,使输出电容C1作为储能元件,将能量存储后
进行输出,输出的电压为Vbus,二极管D1防止电流反向流入电感N1。使电流从Boost主电路
的输出端流出。
出反馈信号给所述驱动控制单元,所述驱动控制单元根据接收的反馈信号生成驱动信号,
并输出到开关管S1的控制端。电压反馈单元接收辅助电源电路输出的电压信号和反馈切换
电路输出的采样信号,根据接收到的电压信号和采样信号分别与电压基准信号进行比较,
使Boost主电路的输出信号以及辅助电源电路的输出电压随反馈信号的变化而变化。
助电源电路的输出端的电压Vcc,所述切换开关SW的第一端与所述Boost控制电路连接,所
述切换开关SW的第二端设有两个触点,两个所述触点分别与第一采样电路的输出端以及第
二采样电路的输出端连接,所述切换开关SW的控制端与开关控制电路的输出端连接,所述
开关控制电路的输入端接收调光信号Vdim。当调光信号Vdim为调灭信号Vdim‑off时,控制
切换开关SW接通第一端与第二采样电路的触点,当Vdim为非调灭信号时,控制切换开关SW
接通第一端与第一采样电路的触点,保障LED驱动器在调灭信号Vdim‑off状态或非调灭信
号时的正常工作。
及二极管D3的阴极连接,所述二极管D3的阳极分别与第二绕组N2的另一端以及电容C3的第
一端连接,所述二极管D2的阴极与电容C3的第二端连接,所述电容C3的两端作为辅助电源
电路的输出端输出电压Vcc。电容C2、电容C3、二极管D2和二极管D3连接后构成倍压整流电
路,使Vcc的幅值与Vbus成比例,假设Boost主电路的输入电压为Vin,输出电压为Vbus,则
Boost电路的电感N1电压为正负两个电压,其中一个电压幅值为Vin,另一个电压幅值为
Vbus‑Vin,同时,第二绕组N2的电压也同上,具有正电压和负电压,并且幅值分别为Vin和
Vbus‑Vin。第二绕组N2经过倍压整流之后,倍压整流电路将两个电压叠加,整流输出的电压
Vcc与两个电压的和成比例,两个电压的和为Vin+(Vbus‑Vin),也即Vbus。因此,倍压整流电
路的输出电压Vcc与Boost电路的输出电压Vbus成比例关系。
D22的阴极与电容C22的第一端连接,所述电容C22的第二端分别与第二绕组N2的另一端以
及电容C33的第一端连接,所述电容C33的第二端与二极管D33的阳极连接,所述电容C22的
第一端以及电容C33的第二端作为辅助电源电路的输出端输出电压Vcc。
的另一端与采样电阻R2的一端连接,所述采样电阻R1与采样电阻R2的连接端作为第一采样
电路的输出端,所述第一采样电路的输出端与切换开关SW的触点连接,所述采样电阻R2的
另一端作为第一采样电路的输入负端与Boost主电路的输出端负极连接。通过采用电阻R1
和采样电阻R2对Boost主电路输出电压Vbus进行采样,电路简单,节约成本。
阻R11的另一端与采样电阻R22的一端连接,所述采样电阻R11与采样电阻R22的连接端作为
第二采样电路的输出端,所述第二采样电路的输出端与切换开关SW的触点连接,所述采样
电阻R22的另一端作为第二采样电路的输入负端与辅助电源电路的输出端负极连接。通过
电阻R11和采样电阻R22对辅助电源电路的输出电源电压Vcc进行采样,节约成本。
反馈切换电路,通过切换采样信号,在调光信号为调灭信号Vdim‑off时,将辅助电源电路的
输出电压Vcc采样信号输出给Boost控制电路,控制Boost主电路以维持Dim‑off状态下的辅
助电源电路的工作。
附图说明
第二采样电路,12.PFC主电路,13.DC‑DC主电路,14.独立电源电路,15.DC‑DC控制电路,
16.PFC控制电路。
具体实施方式
输入端连接电源,Boost主电路8输出母线电压Vbus,Boost主电路8的输出端连接所述DC‑DC
电路4的输入端,DC‑DC电路4的输出端与LED灯7连接,Boost控制电路10和所述DC控制电路5
均具有电源接入端,Boost主电路8包含电感N1和开关管S1,第二绕组N2与电感N1耦合,第二
绕组N2通过与电感N1耦合从Boost主电路8获取能量,辅助电源电路1将第二绕组N2获得的
交流电整流并输出电压Vcc;辅助电源电路1的输出端与所述Boost控制电路10的电源接入
端以及DC控制电路5的电源接入端连接;反馈切换电路用于采样母线电压Vbus、采样辅助电
源电路1的输出端的电压Vcc以及接收调光信号Vdim,反馈切换电路在调光信号Vdim为调灭
信号Vdim‑off时,将辅助电源电路1的输出端的电压Vcc的采样信号输出给Boost控制电路
10,反馈切换电路在调光信号Vdim为非调灭信号时,将母线电压Vbus采样信号输出给Boost
控制电路10;DC控制电路5的输出端连接DC‑DC电路4的控制端,DC控制电路5的输入端连接
调光信号Vdim,DC控制电路5响应调光信号Vdim并控制DC‑DC电路4的输出;Boost控制电路
10的输出端连接Boost主电路8的开关管S1的控制端,Boost控制电路10的输入端连接反馈
切换电路的输出端,Boost控制电路10用于根据反馈切换电路输出的信号,产生输出给开关
管S1的驱动信号。
端作为Boost主电路8的输入负端,输出电容C1连接在二极管D1的阴极和开关管S1的第二端
之间,输出电容C1的两端作为Boost主电路8的输出端。
动控制单元2,驱动控制单元2根据接收的反馈信号生成驱动信号,并输出到开关管S1的控
制端。
Vcc,切换开关SW的第一端与Boost控制电路10连接,切换开关SW的第二端设有两个触点,两
个所述触点分别与第一采样电路9的输出端以及第二采样电路11的输出端连接,切换开关
SW的控制端与开关控制电路6的输出端连接,开关控制电路6的输入端接收调光信号Vdim。
的一端连接,采样电阻R1与采样电阻R2的连接端作为第一采样电路9的输出端,第一采样电
路9的输出端与切换开关SW的触点连接,采样电阻R2的另一端作为第一采样电路9的输入负
端与Boost主电路8的输出端负极连接。
电阻R22的一端连接,采样电阻R11与采样电阻R22的连接端作为第二采样电路11的输出端,
第二采样电路11的输出端与切换开关SW的触点连接,采样电阻R22的另一端作为第二采样
电路11的输入负端与辅助电源电路1的输出端负极连接。
阴极连接,二极管D3的阳极分别与第二绕组N2的另一端以及电容C3的第一端连接,二极管
D2的阴极与电容C3的第二端连接,电容C3的两端作为辅助电源电路1的输出端输出电压
Vcc。
将电压进行输出,输出母线电压Vbus,电压Vbus经过DC‑DC电路4进行调整后,供给LED灯7,
使LED灯7亮,第二绕组N2与电感N1进行耦合将能量传递给辅助电源电路1,同时辅助电源电
路1输出电压Vcc,辅助电源电路1为一倍压整流电路,使Vcc的幅值与Vbus成比例,假设
Boost主电路8的输入电压为Vin,输出电压为Vbus,则Boost主电路8的电感N1电压为正负两
个电压,其中一个电压幅值为Vin,另一个电压幅值为Vbus‑Vin,同理,第二绕组N2的电压也
同上,具有正电压和负电压,并且幅值分别为Vin和Vbus‑Vin。第二绕组N2经过倍压整流之
后,倍压整流电路将两个电压叠加,整流输出的电压Vcc与两个电压的和成比例,两个电压
的和为Vin+(Vbus‑Vin),也即Vbus。当调光信号Vdim为调灭信号Vdim‑off时,开光控制电路
6控制切换开关SW接通第一端与第二采样电路的触点,将辅助电源电路1的输出电压Vcc反
馈给电压反馈单元3,电压反馈单元3比较放大后传递给驱动控制单元2,驱动控制单元2输
出驱动信号给开关管S1,通过控制开关管S1的开闭调整Boost主电路8的输出电压Vbus,控
制Boost主电路8的输出功率,通过电感N1和第二绕组N2的电感耦合,控制辅助电源电路1的
功率,维持Dim‑off状态下辅助电源电路1的正常工作,防止出现Dim‑off状态下,各级主电
路在控制电路的控制下停止工作,导致转换功率低的情况,同时防止辅助电源Vcc出现能量
不足导致各控制电路无法正常工作的问题,保证了在Dim‑off状态下LED驱动器的正常工
作;当Vdim为非调灭信号时,控制开关电路控制切换开关SW接通第一端与第一采样电路9的
触点,对Boost主电路8的输出电压Vbus进行采样,并反馈到电压反馈单元3,经比较放大后
传递到驱动控制单元2,驱动控制单元2输出驱动信号,控制开关管S1的开合,控制Boost主
电路8的输出功率,维持LED驱动器在非Dim‑off状态下的正常工作。
一端连接,二极管D22的阴极与电容C22的第一端连接,电容C22的第二端分别与第二绕组N2
的另一端以及电容C33的第一端连接,电容C33的第二端与二极管D33的阳极连接,电容C22
的第一端以及电容C33的第二端作为辅助电源电路1的输出端输出电压Vcc。其余电路同实
施例一。在本实施例中,电容C22、电容C33、二极管D22和二极管D33连接形成的倍压整流电
路,将副边绕组N2的电压进行储存后输出电源电压Vcc,电路简单,且采样的电路元件少,成
本较低,适合大规模生产。