[發明專利]動態線性控制LED驅動電路

有效

• 申請號: 201310046424.7
• 申請日: 2013-02-06
• 公開（公告）號: CN103108470A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 廖偉明;鄭曰;胡小波
• 申請（專利權）人: 深圳市芯飛凌半導體有限公司
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 深圳市瑞方達知識產權事務所(普通合伙) 44314
• 代理人: 張約宗;張秋紅

技術領域

本發明涉及LED驅動，尤其涉及一種動態線性控制LED驅動電路。

背景技術

隨著綠色照明的普及，發光二極管（LED：Light?Emitting?Diode）照明得到了飛速的發展。LED驅動電源普遍都是采用了開關電源來實現。線性的驅動電源因為效率的問題，都被工程師們摒棄。圖1是傳統的LED線性驅動電路的示意圖，如圖1所示，整流橋110由4個高壓二極管組成，濾波電容101把市電信號（通常為正弦的交流電壓）整流為直流電壓?？刂菩酒?05的供電模塊包括分壓電阻102、鉗位二極管103、以及控制芯片的去耦電容104，供電模塊可以從約300VDC的輸入電壓中分出約10V的電壓給驅動芯片工作?？刂菩酒?05的主要功能是穩定LED的驅動電流，無論輸入電壓如何變化，或是無論LED負載106如何變化，其通過LED的驅動電流都是恒定不變的。

其中，LED負載106就是本驅動的負載LED燈串，它需要恒定的電流來驅動，電流的大小由LED的種類來定，一般高亮度的LED驅動電流為300mA。驅動電源的驅動開關107一般為功率MOSFET。驅動電流的檢測電阻108的阻值決定了驅動電流的大小。

圖1中的線性驅動電源的原理是：控制芯片采樣54節點處的電壓，通過調整53節點處的電壓來保證54節點處為恒定的電壓，從而通過LED的驅動電流為恒定值：I_led=Vcs/Rcs；其中，I_led為通過LED負載106的驅動電流，Vcs為控制芯片CS管腳的電壓，即節點504處的電壓。

這種線性恒流驅動的電路的優點就是電路簡單，成本低，電磁干擾低，但是有一個致命的弱點：效率差，壽命受限制。

圖2示出了圖1中節點50、51、53和54處的電壓的波形圖，如圖2所示，節點50處為輸入的市電信號的電壓Vac，全球的市電信號的電壓范圍為90VAC～265VAC。節點51處是經過濾波后的線電壓（也稱之為線性電壓）Vline，其大小為節點54處是由控制芯片105決定的基準電壓Vcs，一般為0.5V左右的電壓。節點53處為控制芯片105的驅動電壓Vout。其工作的效率η＝V_led×I_led/(V_led×I_led+I_led×Vd)，V_led為LED負載106的壓降，I_led為LED的驅動電流，Vd為功率開關管107漏端的電壓，即節點52處的電壓。例如，可以為輸出電壓為100V，輸出電流為50mA的5W的高壓LED方案。

實際應用中，圖1中的驅動電路在90VAC的效率高達78％，但是在135VAC的輸入電壓時，效率只有52％，如果全電壓范圍工作，在265VAC時效率低至30％，系統根本無法工作。因此，上述驅動電路在單電壓（90Vac～136Vac）的范圍內可以勉強工作。但是其低效率的損耗都是集中在功率開關管107。功率開關管的散熱和壽命對線性LED驅動電源提出了很高的要求。因此，需要一種解決效率和壽命的線性恒流驅動方案。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于針對現有技術中線性控制LED驅動電路的效率低的缺陷，提供一種動態線性控制LED驅動電路。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：本發明提供了一種動態線性控制LED驅動電路，包括：

整流模塊，用于將輸入的市電信號轉換為線性驅動電壓信號，以輸出給LED負載；

采樣模塊，用于獲取流過所述LED負載的驅動電流；

反饋模塊，用于獲取所述線性驅動電壓信號；

恒流控制模塊，用于根據所述驅動電流生成恒流調節信號，以及用于根據所述線性電壓信號生成恒流控制信號；

恒流驅動模塊，用于根據所述恒流調節信號和所述恒流控制信號來控制所述負載電流為恒流。

在依據本發明實施例的動態線性控制LED驅動電路中，

所述整流模塊包括整流橋，所述整流橋的共陰極端連接所述LED負載的正極端，所述整流橋的共陽極端接地，所述整流橋的另外兩端接所述市電信號；

所述恒流驅動模塊包括功率開關管，所述功率開關管的柵極連接所述恒流控制模塊的輸出端，漏極連接所述LED負載的負極端；

所述采樣模塊包括采樣電阻，所述采樣電阻的第一端連接所述功率開關管的源極以及連接所述恒流控制模塊的第一輸入端，第二端接地；以使得所述恒流控制模塊根據所述采樣電阻兩端的電壓大小生成用于控制所述功率開關管的柵極電壓大小的所述恒流調節信號，并從所述輸出端輸出至所述功率開關管的柵極，以將所述采樣電阻兩端的電壓控制為恒定電壓；