驱动电路和包括该驱动电路的照明装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于照明装置，特别是LED照明装置的驱动电路，以及包括该驱动电路的照明装置。
【背景技术】
[0002]随着照明装置的飞速发展，特别是高效低能的LED照明装置的发展，采用LED技术的各种灯具已经被广泛地应用在日常生活中的各个方面、例如室内照明或公共场所的照明。于是，使用者对LED照明设备的电性能、机械性能以及照明效果的要求也随之提高。目前，由于市场对于产品成本的要求，根据切相调光原理进行工作的LED驱动电路得到广泛应用。具有切相调光功能的LED驱动电路需要具有良好和高效的调光性能以及低廉的成本。现有技术的用于LED照明装置的调光驱动电路一般都会使用升压和降压的拓扑模式来进行设计。根据这样的结构所设计的驱动电路性能虽然能达到设计要求，但是具有该驱动电路的照明装置的材料成本较高，造成照明装置的价格高。
【发明内容】
[0003]为了解决上述的技术问题，本发明提出一种新型的用于照明装置的驱动电路和包括该驱动电路的照明装置。根据本发明的驱动电路结构设计简单，具有数量少的器件，能够符合应用高前向电压和低电流的LED设计的趋势，并且具有良好的和高效的调光性能，除此之外，该驱动电路根据其简单的电路结构而具有低廉的成本，使用该驱动电路的照明装置能够具有低廉的价格。
[0004]本发明的一个目的通过这样一种驱动电路来实现，即一种照明装置的驱动电路，驱动电路的输出端连接至照明装置的负载，驱动电路包括电源、连接至电源的输出端的升压控制单元、连接至升压控制单元的主控制单元和连接在主控制单元和负载之间的负载电流控制单元，负载电流控制单元包括开关单元，其中开关单元包括第一子开关单元，其中，第一子开关单元配置为根据主控制单元的调光控制信号而通断，开关单元还包括与第一子开关单元连接的第二子开关单元，其中，第二子开关单元配置为在第一子开关单元的导通的情况下导通，以断开第一子开关单元，从而保持经过第一子开关单元的电流的峰值和调整该电流的均值。根据本发明的驱动电路利用第一子开关单元和第二子开关单元的相互作用，即第一子开关单元的导通能够使得第二子开关被导通，而且第二子开关的导通能够使得第一子开关单元被关断，这样能够保持经过负载例如LED串的电流，而且还能够在不降低负载电压的情况下调节经过负载的电流的均值，使得负载总功率降低，以实现例如调节LED灯的光强度。
[0005]根据本发明的实施例，有利的是，主控制单元通过调整调光控制信号的占空比以调整均值。通过降低调光控制信号的占空比，流过负载的电流信号的占空比也得以被调整，使得该电流信号的均值也得以调整，从而利用高效率的信号控制方式来调整例如LED负载的光强度。
[0006]根据本发明的实施例，有利的是，第二子开关单元连接在第一子开关单元和地之间。一旦第二子开关单元被导通，该第二子开关单元能够使得第一子开关单元的驱动信号被接地，从而关断第一子开关单元，这样在例如流过负载或者第一子开关单元的电流信号超过预定值时，第二子开关单元能够被该电流信号驱动而导通，从而使得第一子开关单元被关断，从而形成第一子开关单元和第二子开关单元的相互作用。
[0007]优选的是，调光控制信号设置为PWM信号。PWM信号，即脉宽调制信号具有能够根据要求而调节的占空比，与恒流控制方式相比，驱动电路的控制效率会有较大的提升，能有效的节能和降低功耗。
[0008]根据本发明的实施例，优选的是，负载电流控制单元还包括电压检测单元，电压检测单元设置为检测负载的输出端的电压并反馈至主控制单元而调节升压控制单元的输出功率。电压检测单元检测负载的负端，即该负载连接地的一端的电压，而不是检测负载的正端，即负载与电源连接的一端，这样可避免LED的运行状况发生改变时，例如LED电压发生变化或者运行温度发生变化而导致的电压检测效率降低，以保证能以高效的方式检测负载的负端的电压。
[0009]根据本发明的实施例，优选的是，驱动电路还包括辅助电源单元，辅助电源单元连接至负载的输入端，并用于向主控制单元供电。该辅助电源单元能够作为主控制单元的辅助电源。
[0010]优选的是，电压检测单元包括第一电阻和第二电阻以及并联至第二电阻的第一电容，其中第一电阻的一端连接至负载和开关单元之间的节点上，第一电阻的另一端连接至主控制单元，并且第二电阻连接在第一电阻的另一端和地之间。根据该设计的电压检测单元具有简单的电路结构，并能有效地检测负载的电压信号，并将该电压信号反馈至主控制单元。
[0011]优选的是，第一子开关单元包括第一晶体管和第三电阻，其中，第三电阻的一端连接至第一晶体管的控制电极，另一端连接至主控制单元，并且第二子开关单元包括第二晶体管、第四电阻、第五电阻以及第一二极管，其中，第二晶体管的参考电极接地，第四电阻的一端连接至第二晶体管的控制电极，第四电阻的另一端连接至第一晶体管的参考电极和第一二极管的正极之间的节点上，并且第一二极管的负极通过第五电阻连接至地。根据该设计的第一子开关单元和第二子开关单元具有简单的电路结构，并具有低廉的成本，以高效率的方式保持流过负载以及第一子开关单元的参考电极和工作电极的电流信号的峰值和调节该电流信号的占空比和均值。
[0012]优选的是，第一晶体管为功率M0SFET，第二晶体管为三极管。来自主控制单元的调光控制信号直接用于驱动功率M0SFET，并通过三极管的导通来关断设计为第一晶体管的M0SFET，以实现高效率的调光和低廉的制造成本。
[0013]根据本发明的实施例优选的是，负载设置为包括至少一个LED的LED灯串。LED作为光源具有高效低能等优点，并且能在负载电流控制单元提供改变的占空比的电流信号的情况下，在不影响色温的情况下改变其发光亮度。
[0014]本发明的另一个目的通过这样一种照明装置来实现，其中，该照明装置包括根据以上所述的驱动电路。根据本发明的照明装置具有高效的调光效果，还具有简单的电路结构、数量少的器件和低廉的成本。
【附图说明】
[0015]附图构成本说明书的一部分，用于帮助进一步理解本发明。这些附图图解了本发明的实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。在附图中相同的部件用相同的标号表示。图中示出:
[0016]图1示出根据本发明的实施例的照明装置的功能框图示意图；
[0017]图2示出根据本发明的实施例的照明装置的电路结构示意图；
[0018]图3示出根据本发明的实施例的照明装置在未进入调光状态时的调光控制信号和LED的电流信号的波形示意图；以及
[0019]图4示出根据本发明的实施例的照明装置在进入调光状态时的调光控制信号和LED的电流信号的波形示意图。
【具体实施方式】
[0020]图1示出根据本发明的实施例的照明装置200的功能框图的示意图。根据本发明的照明装置200包括驱动电路100和连接至驱动电路100的输出端的负载4，其中驱动电路100包括电源1、连接至电源I的输出端的升压控制单元2、连接至升压控制单元2的主控制单元3以及连接在负载4和主控制单元3之间的负载电流控制单元5，以及负载4连接至驱动电路100的输出端。电源I可以例如包括EMI过滤器11和整流桥12。此外，在照明装置200中还设有连接至负载4，具体是连接在负载4的输入端或者正端(即负载4与电源I连接的一端)的辅助电源单元6，该辅助电源单元6用于向主控制单元3提供辅助电源或备用电源。其中，负载电流控制单元5还包括开关单元51和电压检测单元52，电压检测单元52能够将检测到的负载4的电压反馈至主控制单元3，而且升压控制单元2能够根据主控制单元3的控制信号而升高其输出功率，从而例如提高负载4的电压。开关单元51能够根据主控制单元3的调光控制信号而调节负载4的功率，从而在负载4设置为LED灯时，开关单元51能够调节LED灯的光强度，以实现调光的目的。
[0021]图2示出根据本发明的实施例的照明装置200的电路结构示意图。根据本发明的实施例，开关单元51包括第一子开关单元511和第二子开关单元512。第一子开关单元511包括设计为功率MOSFET的第一晶体管Ql和连接至功率MOSFET的控制电极即栅极的第三电阻R3。其中，第三电阻R3的另一端连接至主控制单元3。此处，该主控制单元3可设计为微控制器或者可编程控制器等类似处理器。第二子开关单元512包括连接至功率MOSFET的参考电极即源极的第一二极管Dl和第五电阻R5、连接至功率MOSFET的栅极的第二晶体管Q2和连接至该第二晶体管Q2的控制电极的第四电阻R4。其中，第二晶体管Q2设计为三极管，三极管的基极通过第四电阻R4连接至第一二极管Dl的正极和功率MOSFET的源极之间的节点上，三极管的集电极连接至功率MOSFET的栅极，三级管的发射极接地。为了补偿因为驱动电路100温度升高而导致的三极管基极电压升高，所以设置了与第五电阻R5串联的第一二极管D1。此处，为了根据