专利名称：Led驱动电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及LED技术领域,更具体地说,涉及一种LED驱动电路。
背景技术：
随着电子行业的日趋成熟，电子行业的竞争也越来越激烈，电子产品的生产厂家只有对产品成本进行严格控制，才能在市场上立足，获取利益。另外，由于能源的短缺，业界需要具有更高效率、更完善的保护功能的电源方案。图I为一种传统的LED驱动电路100的电路图，是一种利用迟滞型降压式变换(buck)的电路，交流电源经过整流电路后从电路100的电源输入端VBUSl输入直流电。如图I所示，电路100包括控制电路、降压变换单元以及电阻Rsenl，其中，降压变换单元包括 开关管Q1、电感LI以及第一二极管Doutl。开关管Ql由控制电路控制其导通或者截止。由于控制电路和负载LED无法处于同一电势，导致控制电路无法直接检测到LED上的负载电流。导致传统的LED驱动电路100有如下缺点首先，控制电路只能以斩波的形式控制输出LED的电流，对输出LED的电流的控制比较粗糙，当输出、输入电压在较大范围内变化时，经过负载LED的电流也会跟着变化；其次，由于米取斩波的方式来控制输出负载LED的电流,因此，输出负载LED的电流会受到电感的误差、开关管和输出二极管的寄生参数的影响，导致批量误差比较大。再次，由于采用了斩波的方式，该电路必须工作在连续模式下才能保证负载电流得到近似的控制。最后，由于该电路为buck结构,其只可以应用于输入电压比输出电压高的场合。图2为对图I所示的传统的LED驱动电路100进行改进后的LED驱动电路200的电路图，电路200利用了 buckboost结构，并在电路中设置了电流检测电路K0。电流检测电路KO可直接检测通过负载LED的电流，并将检测值通过采样端口 IFBl发送到控制电路以实现相应的控制。电路200弥补了电路100电流检测的不足，但是却增加了整个电路的复杂程度，导致了成本的增加。
实用新型内容本实用新型针对现有技术的上述缺陷，提供一种电路结构简单且能够实现对输出负载LED的电流的精确控制的LED驱动电路。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种LED驱动电路，包括从前级整流电路接收直流电输入的电源输入端，所述驱动电路还包括与负载串联的采样电阻；漏极与所述电源输入端连接、源极与所述采样电阻连接的开关管；并联在所述采样电阻与负载串联整体两端、在所述开关管导通时为负载供电的第一电容；一输出端连接所述开关管的源极、另一输出端接所述驱动电路的地，在所述开关管导通时充电、在所述开关管截止时为负载供电的变压电路；与所述电源输入端连接以接收电源输入，并通过检测所述采样电阻的电压值以控制所述开关管导通或截止，以及与所述变压电路连接、当所述变压电路输入其中的电压值过高时控制所述开关管截止以实现过压保护的控制电路；以及正极与所述变压电路接地的输出端连接，负极与所述第一电容、采样电阻和负载并联的整体连接的第一二极管。本实用新型的LED驱动电路，所述控制电路包括用于将其连接于所述采样电阻和负载的节点、以获取所述采样电阻的电压值的采样端口。本实用新型的LED驱动电路，所述驱动电路还包括正极连接所述电源输入端、负极连接所述控制电路的参考地的第二电容。本实用新型的LED驱动电路，所述控制电路还包括供电端口和开关管驱动端口， 其中，所述控制电路通过所述供电端口与所述电源输入端连接、通过所述开关管驱动端口与所述开关管的栅极连接。本实用新型的LED驱动电路，所述控制电路包括过压保护端口和接地端；所述变压电路包括第一电感、与所述第一电感电磁耦合的第二电感、第一电阻和第二电阻，其中，所述第一电感的一端连接所述开关管的源极、另一端接所述驱动电路的地，所述第二电感的一端连接于所述第一电感和所述开关管的节点、另一端通过所述第二电阻连接所述控制电路的所述端口，所述第一电阻并联于所述第二电感和第二电阻串联整体的两端；所述控制电路的所述接地端连接于所述第一电感和所述开关管的节点；所述第一电感和所述开关管的节点为所述控制电路的参考地。本实用新型的LED驱动电路，还包括连接于所述电源输入端和所述控制电路的所述端口之间的第三电阻。本实用新型的LED驱动电路，还包括正极连接于所述第二电感和所述第二电阻的节点、负极连接于所述第三电阻和所述第二电容的节点的第二二极管。优选地，所述驱动电路还包括连接于所述开关管的源极和所述采样电阻之间的第四电阻。进一步优选地，所述控制电路还包括连接于所述开关管的源极和所述第四电阻的节点的控制端口。优选地，所述驱动电路还包括正极接所述电源输入端、负极接所述驱动电路的地
的第三电容。本实用新型的LED驱动电路具有以下有益效果与负载LED串联设置有采样电阻，控制电路通过检测采样电阻的电压的变化相应地控制开关管开启或者关闭以控制流经负载LED的平均电流的大小，使得不能直接检测电流值的控制电路实现了对流经负载LED的平均电流的精确检测以及控制，进而减小了输出负载LED的电流的误差；再者，本实用新型的LED驱动电路能够适用于输入电压比输出电压高、或者输入电压比输出电压低的应用场合，适用范围广；此外，本实用新型的LED驱动电路的整体结构简单、生产成本低。另外，本实用新型的LED驱动电路中设置的第一电容以及第二电容实现了对控制电路以及负载的闻效的同步整流。
图I为一种传统的LED驱动电路100的电路图；图2为对图I所示的传统的LED驱动电路100进行改进后的LED驱动电路200的电路图；图3为本实用新型的LED驱动电路第一实施例的电路图；图4为本实用新型的LED驱动电路第四实施例的电路图；图5为本实用新型的LED驱动电路的第四实施例在刚启动时的电流流向图；图6为本实用新型的LED驱动电路的第四实施例在开关管Q导通时的电流流向图；图7为本实用新型的LED驱动电路的第四实施例在开关管Q受控制截止后的电流流向图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步的解释说明。其中，标号相同的构件具有相同或者相似的功能。图3为本实用新型的LED驱动电路第一实施例的电路图，如图3所示，在本实施例中，本实用新型的LED驱动电路包括从前级整流电路接收直流电输入的电源输入端VBUS ；与负载串联的采样电阻Rsen ;漏极与电源输入端VBUS连接、源极与采样电阻Rsen连接的开关管Q ;并联在采样电阻Rsen与负载串联整体两端、在开关管Q导通时为负载供电的第一电容Cout ;—输出端连接开关管Q的源极、另一输出端接驱动电路的地，在开关管Q导通时充电、在开关管Q截止时为负载供电的变压电路K2 ;与电源输入端VBUS连接以接收电源输入，并通过检测采样电阻Rsen的电压值以控制开关管Q导通或截止，以及与变压电路K2连接、当变压电路K2输入其中的电压值过高时控制开关管Q截止以实现过压保护的控制电路Kl ；以及，正极与变压电路K2接地的输出端连接，负极与第一电容Cout、采样电阻Rsen和负载并联的整体连接的第一二极管Dout。在本实施例中，交流电源经常规的整流电路后输出直流电，从电源输入端VBUS输入本实用新型的LED驱动电路。在本实施例中，控制电路Kl还包括采样端口 IFB，控制电路Kl通过采样端口 IFB连接于采样电阻Rsen和负载LED的节点，以获取采样电阻Rsen的电压值。控制电路Kl还包括供电端口 Vcc和开关管驱动端口⑶，其中，控制电路Kl通过供电端口 Vcc与电源输入端VBUS连接、通过开关管驱动端口 GD与所述开关管Q的栅极连接。在本实施例中，LED驱动电路刚启动时，开关管Q以及第一二极管Dout截止，直流电从电源输入端VBUS输入为整个电路供电。控制电路Kl启动后，通过采样端口 IFB检测采样电阻Rsen的电压值，由于此时通过负载LED的电流为零，因此检测到的采样电阻Rsen的电压值为零，控制电路Kl通过开关管驱动端口 GD输出一定占空比以驱动开关管Q导通。应当注意的是，控制电路Kl内设置有第一阀值，控制电路Kl将从采样端口 IFB检测到的采样电阻Rsen的电压值与第一阀值比较，当采样电阻Rsen的电压值比第一阀值小时，输出一定占空比驱动开关管Q导通。[0043]当开关管Q导通后，从电源输入端VBUS输入的直流电为变压电路K2充电，并将能量存储于其中，另一方面，第一电容Cout对负载LED放电，控制电路Kl通过采样端口 IFB实时检测采样电阻Rsen的电压值以实现对通过负载LED的平均电流的实时检测，当检测到采样电阻Rsen的电压值超过控制电路Kl内设置的第一阀值时，控制电路Kl通过开关管驱动端口⑶输出一定占空比以使开关管Q截止。当开关管Q截止后，变压电路K2为负载LED供电，此时，第一电容Cout在电路中的作用是滤波。再次，控制电路Kl将从采样端口 IF B检测到的采样电阻Rsen的电压值与第一阀值比较，当采样电阻Rsen的电压值比第一阀值小时，输出一定占空比驱动开关管Q导通。另外，在本实用新型的LED驱动电路的工作过程中，控制电路Kl还实时监测变压电路K2的电压值，当变压电路K2的电压值过高时，控制电路Kl输出一定占空比来控制开关管Q截止，实现了对负载LED的过压保护。同样地，通过在控制电路Kl内设置第二阀值，控制电路Kl将监测到的变压电路K2的电压值和第二阀值进行比较，若变压电路K2的电压值高于第二阀值时，输出一定占空比来控制开关管Q截止。在本实施例中，第一阀值和第二阀值不同。在本实用新型的LED驱动电路的第二实施例中，参见图4，LED驱动电路还包括正极连接电源输入端VBUS、负极连接控制电路Kl的参考地的第二电容Cvcc。在本实施例中，其余情况与第一实施例相同，在此不再赘述。在LED驱动电路刚启动时，开关管Q和第一二极管Dout截止，此时，从电源输入端VBUS输入的直流电为第二电容Cvcc充电，当第二电容Cvcc两端电压达到控制电路Kl所需电压时，控制电路Kl开始工作。另外，在开关管Q导通时，第二电容Cvcc起到了滤波的作用，此时，在第二电容Cvcc和第一电容Cout的共同作用下，实现了对控制电路Kl以及负载LED的高效地同步滤波整流。在本实用新型的LED驱动电路的第三实施例中，参见图4，控制电路Kl还包括过压保护端口 OVP和接地端GND ;变压电路K2包括第一电感Lm、与第一电感Lm电磁耦合的第二电感La、第一电阻RL和第二电阻RU,其中，第一电感Lm的一端连接开关管Q的源极、另一端接LED驱动电路的地，第二电感La的一端连接于第一电感Lm和开关管Q的节点、另一端通过第二电阻RU连接控制电路Kl的端口 0VP，第一电阻RL并联于第二电感La和第二电阻RU串联整体的两端；控制电路Kl的接地端GND连接于第一电感Lm和开关管Q的节点；第一电感Lm和开关管Q的节点为控制电路Kl的参考地。在本实施例中，LED驱动电路还包括连接于电源输入端VBUS和控制电路Kl的供电端口 VCC之间的第三电阻RS，以及正极连接于第二电感La和第二电阻RU的节点、负极连接于第三电阻RS和第二电容Cvcc的节点的第二二极管Da。在本实施例中，其余情况与第二实施例相同，再次不再赘述。在本实施例中，当开关管Q导通时，从电源输入端VBUS输入的直流电为变压电路K2的第一电感Lm充电，并将能量存储在第一电感Lm中；当开关管Q截止时，第一电感Lm释放存储其中的能量、为负载LED供电，同时第二二极管Da导通，第二电容Cvcc为第二电感La输出的感应电流滤波整流。另外，当开关管Q导通时，第二二极管Da处于截至状态，变压电路K2从控制电路Kl的过压保护端口 OVP输入的电压对整个控制过程不起作用；当开关管Q截止时，第二二极管Da导通，第二电感La输出的感应电流经第二电容Cvcc滤波后从控制电路Kl的供电端口 VCC输入控制电路Kl，为控制电路Kl充电。变压电路K2从控制电路Kl的过压保护端口 OVP输入的电压Vovp的表达式为
权利要求1.一种LED驱动电路，包括从前级整流电路接收直流电输入的电源输入端(VBUS)，其特征在于，所述驱动电路还包括 与负载串联的米样电阻(Rsen)； 漏极与所述电源输入端(VBUS)连接、源极与所述采样电阻(Rsen)连接的开关管(Q); 并联在所述采样电阻(Rsen)与负载串联整体两端、在所述开关管(Q)导通时为负载供电的第一电容(Cout)； 一输出端连接所述开关管(Q)的源极、另一输出端接所述驱动电路的地，在所述开关管(Q)导通时充电、在所述开关管(Q)截止时为负载供电的变压电路(K2)； 与所述电源输入端(VBUS)连接以接收电源输入，并通过检测所述采样电阻(Rsen)的电压值以控制所述开关管(Q)导通或截止，以及与所述变压电路(K2)连接、当所述变压电路(K2)输入其中的电压值过高时控制所述开关管(Q)截止以实现过压保护的控制电路(Kl);以及 正极与所述变压电路(K2)接地的输出端连接，负极与所述第一电容(Cout)、采样电阻(Rsen)和负载并联的整体连接的第一二极管(Dout)。
2.根据权利要求I所述的LED驱动电路，其特征在于，所述控制电路(Kl)包括用于将其连接于所述采样电阻(Rsen)和负载的节点、以获取所述采样电阻(Rsen)的电压值的采样端口(IFB)。
3.根据权利要求I所述的LED驱动电路，其特征在于，所述驱动电路还包括正极连接所述电源输入端(VBUS)、负极连接所述控制电路(Kl)的参考地的第二电容(Cvcc)。
4.根据权利要求2所述的LED驱动电路，其特征在于，所述控制电路(Kl)还包括供电端口(VCC)和开关管驱动端口(⑶)，其中，所述控制电路(Kl)通过所述供电端口(VCC)与所述电源输入端(VBUS)连接、通过所述开关管驱动端口(GD)与所述开关管(Q)的栅极连接。
5.根据权利要求4所述的LED驱动电路，其特征在于，所述控制电路(Kl)包括过压保护端口(OVP)和接地端口(GND)； 所述变压电路(K2)包括第一电感(Lm)、与所述第一电感(Lm)电磁耦合的第二电感(La)、第一电阻(RL)和第二电阻(RU)，其中，所述第一电感(Lm)的一端连接所述开关管(Q)的源极、另一端接所述驱动电路的地，所述第二电感(La)的一端连接于所述第一电感(Lm)和所述开关管(Q)的节点、另一端通过所述第二电阻(RU)连接所述控制电路(Kl)的所述过压保护端口(OVP)，所述第一电阻(RL)并联于所述第二电感(La)和第二电阻(RU)串联整体的两端； 所述控制电路(Kl)的所述接地端口(GND)连接于所述第一电感(Lm)和所述开关管(Q)的节点； 所述第一电感(Lm)和所述开关管(Q)的节点为所述控制电路(Kl)的参考地。
6.根据权利要求4或5所述的LED驱动电路，其特征在于，所述驱动电路还包括连接于所述电源输入端(VBUS)和所述控制电路(Kl)的所述供电端口( VCC)之间的第三电阻(RS)。
7.根据权利要求6所述的LED驱动电路，其特征在于，所述驱动电路还包括正极连接于所述第二电感(La)和所述第二电阻(RU)的节点、负极连接于所述第三电阻(RS)和所述第二电容(Cvcc)的节点的第二二极管(Da)。
8.根据权利要求I所述的LED驱动电路，其特征在于，所述驱动电路还包括连接于所述开关管(Q)的源极和所述采样电阻(Rsen)之间的第四电阻(RCS)。
9.根据权利要求8所述的LED驱动电路，其特征在于，所述控制电路(Kl)还包括连接于所述开关管(Q)的源极和所述第四电阻(RCS)的节点的控制端口(CS)。
10.根据权利要求I所述的LED驱动电路，其特征在于，所述驱动电路还包括正极接所述电源输入端(VBUS )、负极接所述驱动电路的地的第三电容(Cbus )。
专利摘要本实用新型提供了一种LED驱动电路，包括开关管、与负载串联的采样电阻、通过检测采样电阻的电压以输出占空比控制开关管导通或者截止的控制电路以及为控制电路提供电压值以使控制电路实现在运行过程中对负载进行过压保护的变压电路。本实用新型的LED驱动电路整体结构简单、生产成本低，并实现了对流经负载LED的电流的精确检测以及控制，减小了输出负载LED的电流的误差，且能够适用于输入电压比输出电压高、或者输入电压比输出电压低的应用场合，适用范围广。
文档编号H05B37/02GK202565523SQ201220133358
公开日2012年11月28日 申请日期2012年3月31日 优先权日2012年3月31日
发明者曾传兴 申请人:曾传兴