[發明專利]功率開關型LED驅動電路的恒流控制方法及其電路

無效

• 申請號: 200910046165.1
• 申請日: 2009-02-13
• 公開（公告）號: CN101808444A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發明（設計）人: 王桂蘭
• 申請（專利權）人: 王桂蘭
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陸嘉

技術領域

本發明涉及功率開關型LED驅動電路的恒流控制方法及其電路。

背景技術

眾所周知，隨著發光二極管(LED)制造技術的迅猛發展，LED光源因其高效、可靠、持久、節能環保等特點已被廣泛應用于背光、汽車照明以及通用照明等各個領域。LED本身是恒流型器件，也就是說需要恒定的電流來驅動以保持穩定可靠地發光。而在實際應用當中大部分電能提供源為恒壓源，因此需要特定的LED驅動電路以恒流的形式從電源提取電能并供給LED。

目前主流的LED驅動電路主要分為兩類：線性電流型和開關電流型。線性電流型的LED驅動電路結構如圖1所示，電路產生一個線性直流恒流源直接同LED串聯，通過控制直流恒流源的電流來控制LED的驅動電流。這樣的控制方式在中華人民共和國專利200710193834.9等文獻中均有提及。線性電流型驅動電路的主要優點是控制精度較高、電流紋波小、系統相對簡單可靠。但是，因其效率相對較差，其在大功率LED驅動系統中的應用受到了嚴重的限制。

相較線性電流型LED驅動電路，開關電流型LED驅動電路有顯著的效率優勢。其電路原理結構圖如圖2所示。借助儲能器件電感和受控的開關，驅動電路可將LED中的平均電流控制恒定。當然，開關電流型電路相對而言較為復雜，控制精度和電流紋波也往往不如線性電流型電路。但隨著電路設計技術的不斷進步，這些劣勢不斷縮小，使開關電流型電路已成為LED驅動特別是大功率LED驅動中的主流方案。

傳統的開關電流型LED驅動電路是以峰值電流檢測的方式來控制電流的。例如，中華人民共和國專利200510124707.4提到的美國SuperTex公司產品HV9910作為市場上大功率LED驅動產品的代表便是以峰值電流檢測的方式工作。盡管峰值電流檢測電路較為簡單可靠，但其控制精度較差，特別是負載調整率(Load?Regulation)低一直是其最大缺點，并給產品的應用帶來許多不便。針對此問題，各公司已提出一些相應的解決方案，如峰值、谷值電流同時檢測，來提高電流精度和負載調整率。但是，這些方案往往較為復雜。由于需要更多的外圍器件，增加了系統成本降低了系統的可靠性，同時復雜的方案在應用方面也給客戶帶來了較大的障礙。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種功率開關型LED驅動電路的恒流控制方法及實施該方法的電路，其能夠在不增加電路器件的復雜度的條件下提高電流控制精度和負載調整率。

本發明提供了一種功率開關型LED驅動電路的恒流控制方法，該功率開關型LED驅動電路用于驅動LED燈組，該方法包括：

設定與LED燈組的恒定平均電流值相對應的基準電壓值及功率開關的持續關斷時間T2；

開啟功率開關，采集與LED燈組的工作電流相對應的感應電壓，并將該感應電壓與基準電壓值進行比較；

累計功率開關從開啟時至感應電壓達到基準電壓值時的持續開啟時間Ta；

累計功率開關從LED燈組的感應電壓達到基準電壓值時起的持續開啟時間Tb，當Tb＝Ta時，關斷功率開關；

從功率開關關斷時起對功率開關的持續關斷時間計時，達到設定的持續關斷時間T2后，開啟功率開關。

本發明還提供了一種非峰值電流檢測的LED驅動電路，用于驅動LED燈組，該LED驅動電路包括儲能電感、續流二極管、功率開關、電流檢測電路、功率開關控制電路以及電源，LED燈組的正極與電源的正極相連，負極與儲能電感的第一端相連，儲能電感的第二端與功率開關的漏極相連；續流二極管的正極與功率開關的漏極相連，負極與LED燈組的正極相連；電流檢測電路的輸入端與功率開關的源極相連，輸出端與功率開關控制電路的輸入端相連，功率開關控制電路的輸出端與功率開關的柵極相連，電流檢測電路包括LED工作電流取樣電路和電壓比較電路，功率開關控制電路包括開啟控制電路、關斷控制電路及柵驅動電路；其中：

LED工作電流取樣電路，與功率開關的源極相連，用于采集與LED燈組的工作電流相對應的感應電壓；

電壓比較電路，將感應電壓與基準電壓值進行比較，并根據比較結果控制所述開啟控制電路；

開啟控制電路，累計功率開關從開啟時至所述感應電壓達到基準電壓值時的持續開啟時間Ta，并累計功率開關從LED燈組的感應電壓達到基準電壓值時起的持續開啟時間Tb；當Tb＝Ta時，通過柵驅動電路關斷功率開關，同時觸發關斷控制電路開始計時；

關斷控制電路，用于設定功率開關的關斷時間T2，并從功率開關關斷時起對功率開關的持續關斷時間計時，達到設定的持續關斷時間T2后，通過柵驅動電路開啟功率開關；