直接获取采样电流的非隔离降压型led驱动电路及工作方法
【专利摘要】本发明涉及一种直接获取采样电流的非隔离降压型LED驱动电路及工作方法，包括：设有开关管的控制模块，该开关管的一端作为电压输出端连接至储能单元的输入端，所述控制模块的电流采样端从储能单元中续流管的阴极获取电流采样信号，通过判断该电流采样信号的大小以控制所述开关管的断开、导通或保持；本发明在采样过程中无需通过采样电阻进行电压采样，节约了元器件，降低了生产成本；通过滞回电压比较子单元通过正向阈值电压、负向阈值电压实现了对开关管的控制，实现了对后续储能单元的充放电；通过滞回电压比较子单元使控制模块的结构得到精简，无需内部的脉冲控制单元来实现开关管的通断。
【专利说明】直接获取采样电流的非隔离降压型LED驱动电路及工作方 法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种LED驱动电路，尤其涉及一种直接获取采样电流的非隔离降压型 LED驱动电路。
【背景技术】
[0002] 随着LED (Light-Emitting Diode)的工艺不断改进，LED作为照明光源已经呈现出 光效高、寿命长、响应快和环保等特点，已开始在多个照明领域取代传统光源。虽然单颗LED 的功率容量已达10W，但在需要大面积和高照度的照明场合，采用单颗LED的照明方案仍然 不能满足要求。为解决这一问题，常将LED采用并联、串联和混联的方式进行连接，通过非 隔离降压型LED驱动电路对LED进行驱动，传统的非隔离降压型LED驱动电路的采样电压 往往是通过采样电阻分压得到，这样的设计使电路生产的成本提高，电路设计也趋于复杂。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种直接获取采样电流的非隔离降压型LED驱动电路，该 LED驱动电路的结构更加简单，有效降低了制作成本。
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种直接获取采样电流的非隔离降压型 LED驱动电路，包括：设有开关管的控制模块，该开关管的一端作为电压输出端连接至储能 单元的输入端，所述控制模块的电流采样端从储能单元中续流管的阴极获取电流采样信 号，通过判断该电流采样信号的大小以控制所述开关管的断开、导通或保持。
[0005] 进一步，所述控制模块还包括：比较单元，该比较单元包括：适于将电流采样信号 转为电压采样信号的采样电阻，该采样电阻的一端与所述电流采样端相连，其另一端接地； 所述采样电阻的一端还与滞回电压比较子单元相连，该滞回电压比较子单元适于通过其同 相端输入所述电压采样信号，所述滞回电压比较子单元的输出端通过一反相器与所述开关 管的控制端相连，该滞回电压比较子单元适于根据采样电压的变化控制所述开关管的断 开、导通或保持。
[0006] 进一步，所述滞回电压比较子单元包括：比较器，该比较器的反相端输入一基准电 压，所述电压采样信号通过输入电阻接入比较器的同相端，该同相端还与一反馈电阻的一 端相连，所述比较器的输出端与一输出电阻的一端相连，该输出电阻的另一端与所述反馈 电阻的另一端以及双向稳压管的一端相连，以作为所述滞回电压比较子单元的输出端。
[0007] 为了解决上述技术问题，在上述技术方案的基础上，本发明还提供了一种直接获 取采样电流的非隔离降压型LED驱动电路的工作方法，包括：所述控制模块的电流采样端 从储能单元中续流管的阴极获取电流采样信号，通过判断该电流采样信号的大小以控制所 述开关管的断开、导通或保持。
[0008] 进一步，所述控制模块还包括：比较单元，该比较单元包括：适于将电流采样信号 转为电压采样信号的采样电阻，以及适于根据所述电压采样信号的变化控制开关管的断 开、导通或保持的滞回电压比较子单元；所述滞回电压比较子单元通过其同相端输入所述 电压采样信号，所述滞回电压比较子单元的输出端通过一反相器与所述开关管的控制端相 连。
[0009] 进一步，所述滞回电压比较子单元包括：比较器，该比较器的反相端输入一基准电 压，所述电压采样信号通过输入电阻接入比较器的同相端，该同相端还与一反馈电阻的一 端相连，所述比较器的输出端与一输出电阻的一端相连，该输出电阻的另一端与所述反馈 电阻的另一端以及双向稳压管的一端相连，以作为所述滞回电压比较子单元的输出端；设 定所述滞回电压比较子单元的正向阈值电压、负向阈值电压；即，所述电压采样信号从负 向阈值电压开始升高时，所述滞回电压比较子单元输出低电平，控制开关管导通，当所述电 压采样信号超过正向阈值电压值时，该滞回电压比较子单元输出高电平，控制开关管关闭； 或，所述电压采样信号从正向阈值电压开始下降时，所述滞回电压比较子单元输出高电平， 控制开关管关断，当所述电压采样信号等于负向阈值电压值时，该滞回电压比较子单元输 出低电平，控制开关管导通。
[0010] 本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：（1)本发明优化了控制模块 的外围电路，节约了元器件，降低了生产成本；（2)通过滞回电压比较子单元通过正向阈值 电压、负向阈值电压实现了对开关管的控制，实现了对后续储能单元的充放电；(3)通过滞 回电压比较子单元使控制模块的结构得到精简，无需内部的脉冲控制单元来实现开关管的 通断。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图， 对本发明作进一步详细的说明，其中
[0012] 图1是非隔离降压型LED驱动电路的电路原理图；
[0013] 图2是比较单元的电路原理图；
[0014] 图3是滞回电压比较子单元的波形图。
[0015] 其中，电流米样信号Ικ、电压米样信号U^；、米样电阻1?5、比较器A1、基准电压％、输 入电阻R 2、反馈电阻馬、输出电阻&、输出电阻、双向稳压管z、正向阈值电压uTH1、负向阈 值电压U TH2、续流管VD。
【具体实施方式】
[0016] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合【具体实施方式】并参 照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发 明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本 发明的概念。
[0017] 实施例1
[0018] 如图1所示，一种直接获取采样电流的非隔离降压型LED驱动电路，包括：设有开 关管的控制模块，该开关管的一端作为电压输出端连接至储能单元的输入端，所述控制模 块的电流采样端从储能单元中续流管VD的阴极获取电流采样信号，通过判断该电流采 样信号I es的大小以控制所述开关管的断开、导通或保持。
[0019] 所示控制模块还包括：比较单元，该比较单元包括：适于将电流采样信号Ικ转为 电压采样信号U K的采样电阻R5，该采样电阻馬的一端与所述电流采样端相连，其另一端接 地；所述采样电阻R 5的一端还与滞回电压比较子单元相连，该滞回电压比较子单元适于通 过其同相端输入所述电压采样信号υκ，所述滞回电压比较子单元的输出端通过一反相器与 所述开关管的控制端相连，该滞回电压比较子单元适于根据采样电压的变化控制所述开关 管的断开、导通或保持。
[0020] 所述滞回电压比较子单元包括：比较器Α1，该比较器Α1的反相端输入一基准电压 UK，所述电压采样信号Ucs通过输入电阻接入比较器Α1的同相端，该同相端还与一反馈电阻 馬的一端相连，所述比较器A1的输出端与一输出电阻1? 4的一端相连，该输出电阻R4的另一 端与所述反馈电阻R3的另一端以及双向稳压管Z的一端相连，以作为所述滞回电压比较子 单元的输出端。
[0021] 实施例2
[0022] 在实施例1基础上，本发明还提供一种所述的直接获取采样电流的非隔离降压型 LED驱动电路的工作方法，包括：所述控制模块的电流采样端从储能单元中续流管VD的阴 极获取电流采样信号L，通过判断该电流采样信号L的大小以控制所述开关管的断开、导 通或保持。
[0023] 所述控制模块还包括：比较单元，该比较单元包括：适于将电流采样信号Ics转为 电压采样信号U K的采样电阻，以及适于根据所述电压采样信号的变化控制开关管的断 开、导通或保持的滞回电压比较子单元；所述滞回电压比较子单元通过其同相端输入所述 电压采样信号，所述滞回电压比较子单元的输出端通过一反相器与所述开关管的控制端相 连。
[0024] 所述滞回电压比较子单元包括：比较器A1，该比较器A1的反相端输入一基准电压 UK，所述电压采样信号Ucs通过输入电阻R2接入比较器A1的同相端，该同相端还与一反馈电 阻R 3的一端相连，所述比较器A1的输出端与一输出电阻R4的一端相连，该输出电阻R4的 另一端与所述反馈电阻R 3的另一端以及双向稳压管Z的一端相连，以作为所述滞回电压比 较子单元的输出端。
[0025] 设定所述滞回电压比较子单兀的负向阈值电压UTH2、正向阈值电压UTH1 ;
[0026] S卩，所述电压采样信号UK从负向阈值电压UTH2开始升高时，所述滞回电压比较子 单元输出低电平，控制开关管导通，当所述电压采样信号化超过正向阈值电压值时，该滞 回电压比较子单元输出高电平，控制开关管关闭；
[0027] 或，所述电压采样信号UK从正向阈值电压UTH1开始下降时，所述滞回电压比较子 单元输出高电平，控制开关管关断，当所述电压采样信号％ 3等于负向阈值电压值时，该滞 回电压比较子单元输出低电平，控制开关管导通。
【权利要求】
1. 一种直接获取采样电流的非隔离降压型LED驱动电路，其特征在于包括：设有开关 管的控制模块，该开关管的一端作为电压输出端连接至储能单元的输入端，所述控制模块 的电流采样端从储能单元中续流管的阴极获取电流采样信号，通过判断该电流采样信号的 大小以控制所述开关管的断开、导通或保持。
2. 根据权利要求1所述的非隔离降压型LED驱动电路，其特征在于，所述控制模块还包 括：比较单元，该比较单元包括：适于将电流采样信号转为电压采样信号的采样电阻，该采 样电阻的一端与所述电流采样端相连，其另一端接地；所述采样电阻的一端还与滞回电压 比较子单元相连； 所述滞回电压比较子单元适于通过其同相端输入所述电压采样信号，所述滞回电压比 较子单元的输出端通过一反相器与所述开关管的控制端相连，该滞回电压比较子单元适于 根据采样电压的变化控制所述开关管的断开、导通或保持。
3. 根据权利要求2所述的非隔离降压型LED驱动电路，其特征在于，所述滞回电压比较 子单元包括：比较器，该比较器的反相端输入一基准电压，所述电压采样信号通过输入电阻 接入比较器的同相端，该同相端还与一反馈电阻的一端相连，所述比较器的输出端与一输 出电阻的一端相连，该输出电阻的另一端与所述反馈电阻的另一端以及双向稳压管的一端 相连，以作为所述滞回电压比较子单元的输出端。
4. 一种根据权利要求1所述的直接获取采样电流的非隔离降压型LED驱动电路的工作 方法，其特征在于包括：所述控制模块的电流采样端从储能单元中续流管的阴极获取电流 采样信号，通过判断该电流采样信号的大小以控制所述开关管的断开、导通或保持；
5. 根据权利要求4所述的工作方法，其特征在于，所述控制模块还包括：比较单元，该 单元包括：适于将电流采样信号转为电压采样信号的采样电阻，以及适于根据所述电压采 样信号的变化控制开关管的断开、导通或保持的滞回电压比较子单元； 所述滞回电压比较子单元通过其同相端输入所述电压采样信号，所述滞回电压比较子 单元的输出端通过一反相器与所述开关管的控制端相连。
6. 根据权利要求5所述的工作方法，其特征在于，所述滞回电压比较子单元包括：比较 器，该比较器的反相端输入一基准电压，所述电压采样信号通过输入电阻接入比较器的同 相端，该同相端还与一反馈电阻的一端相连，所述比较器的输出端与一输出电阻的一端相 连，该输出电阻的另一端与所述反馈电阻的另一端以及双向稳压管的一端相连，以作为所 述滞回电压比较子单元的输出端； 设定所述滞回电压比较子单元的正向阈值电压、负向阈值电压； 艮P，所述电压采样信号从负向阈值电压开始升高时，所述滞回电压比较子单元输出低 电平，控制开关管导通，当所述电压采样信号超过正向阈值电压值时，该滞回电压比较子单 元输出高电平，控制开关管关闭； 或，所述电压采样信号从正向阈值电压开始下降时，所述滞回电压比较子单元输出高 电平，控制开关管关断，当所述电压采样信号等于负向阈值电压值时，该滞回电压比较子单 元输出低电平，控制开关管导通。
【文档编号】H05B37/02GK104053289SQ201410326986
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年7月9日 优先权日:2014年7月9日
【发明者】张永良, 唐振宇, 莫燕红 申请人:浙江大学常州工业技术研究院