[發(fā)明專利]一種基于無輔助繞組結(jié)構(gòu)的反激式LED恒流驅(qū)動器

有效

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• 申請日: 2014-05-23
• 公開（公告）號: CN103986335A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 冷亞輝;奚劍雄;何樂年;朱勤為;黃飛明
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué);無錫硅動力微電子股份有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H05B37/02
• 代理公司: 杭州天勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于LED驅(qū)動控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于無輔助繞組結(jié)構(gòu)的反激式LED恒流驅(qū)動器。

背景技術(shù)

目前，LED恒流驅(qū)動器多采用反激式電路結(jié)構(gòu)，利用原邊反饋控制技術(shù)，即通過對變壓器原邊信號的檢測實現(xiàn)對輸出電流的控制。圖1是傳統(tǒng)的反激LED驅(qū)動器的電路圖，交流電經(jīng)過二極管整流橋整流濾波后由第一電容C1濾波，產(chǎn)生直流電壓。變壓器有三個繞組，分別為原邊繞組，副邊繞組和輔助繞組。原邊繞組接于前述直流電源與功率開關(guān)管M1漏極之間，副邊繞組接于電路輸出側(cè)續(xù)流二極管陽極與輸出參考地之間。輔助繞組接于電阻分壓網(wǎng)絡(luò)分壓電阻Rf1一端和原邊電路參考地之間，分壓網(wǎng)絡(luò)分壓結(jié)果送入恒流控制單元中的消磁時間檢測電路。恒流控制單元包含三個部分：消磁時間檢測電路，峰值電流檢測電路和恒流邏輯控制電路。

傳統(tǒng)原邊反饋反激式LED恒流驅(qū)動器正常工作時，峰值電流檢測電路檢測流經(jīng)變壓器原邊繞組的峰值電流I_p,pk，消磁時間檢測電路檢測電路的消磁時間T_DEM，恒流邏輯控制電路根據(jù)前述檢測到的原邊繞組電流值和消磁時間計算高壓MOS管的開關(guān)周期T。依據(jù)變壓器特性，原邊繞組的峰值電流I_p,pk與副邊繞組的峰值電流I_s,pk的關(guān)系：I_s,pk＝NI_p,pk；根據(jù)輸出端的安秒平衡原理，可以得到輸出電流I_o與變壓器副邊繞組峰值電流的關(guān)系：I_O＝0.5(T_DEM/T)I_s,pk。從而，得到輸出電流的控制表達(dá)式：I_O＝0.5N(T_DEM/T)I_p,pk。只要控制(T_DEM/T)I_p,pk為定值，則可以得到恒定的輸出電流。其中，消磁時間T_DEM和原邊峰值電流I_p,pk通過對應(yīng)檢測電路測量得到，周期T通過恒流控制邏輯計算得到，從而保證輸出電流恒定。

但現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)如圖1所示的反激LED驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)存在一些缺點(diǎn)。為了獲得消磁時間T_DEM，需要在變壓器中添加輔助繞組，通過輔助繞組感應(yīng)電路工作狀態(tài)，并且在系統(tǒng)中添加分壓電阻Rf1和Rf2，實現(xiàn)電壓分壓以適應(yīng)集成電路內(nèi)部的耐壓要求。由于輔助繞組和分壓網(wǎng)絡(luò)無法集成到集成電路內(nèi)部，對于整個系統(tǒng)而言使得系統(tǒng)的成本和體積都將有較大的增加。同時，集成電路通過額外的反饋引腳來獲得采樣信號，較大地提高了集成電路制造和封裝的成本，同時也降低了系統(tǒng)的抗干擾能力，使得系統(tǒng)的可靠性受到影響。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于無輔助繞組結(jié)構(gòu)的反激式LED恒流驅(qū)動器，使得LED驅(qū)動器無需輔助繞組和電阻反饋網(wǎng)絡(luò)，簡化了LED恒流驅(qū)動電源的設(shè)計，相應(yīng)的減少系統(tǒng)的成本。

一種基于無輔助繞組結(jié)構(gòu)的反激式LED恒流驅(qū)動器，包括：整流橋、輸入濾波電容、輸出濾波電容、功率開關(guān)管、采樣電阻、續(xù)流二極管、反激式變壓器和恒流控制單元；其中：整流橋的交流側(cè)接交流電源，直流側(cè)正極與輸入濾波電容的一端和功率開關(guān)管的輸入端相連；功率開關(guān)管的輸出端與采樣電阻的一端相連，控制端與恒流控制單元相連；恒流控制單元還與采樣電阻兩端連接；反激式變壓器的原邊繞組同名端與采樣電阻的另一端相連，原邊繞組異名端與輸入濾波電容的另一端和整流橋的直流側(cè)負(fù)極相連，副邊繞組同名端與輸出濾波電容的一端相連并接地，副邊繞組異名端與續(xù)流二極管的陽極相連；續(xù)流二極管的陰極與輸出濾波電容的另一端相連，輸出濾波電容兩端并聯(lián)LED。

所述的恒流控制單元，包括：

消磁時間檢測電路，用于采集功率開關(guān)管的控制端信號，并使之與內(nèi)部基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，檢測得到續(xù)流二極管續(xù)流結(jié)束時控制端信號所產(chǎn)生的跳變沿并以此作為消磁定時信號；

峰值電流檢測電路，用于采集采樣電阻兩端的電壓，根據(jù)該電壓通過計算判斷反激式變壓器的原邊電流是否達(dá)到峰值，從而輸出峰值檢測信號；

恒流邏輯控制電路，以峰值檢測信號作為起始以消磁定時信號作為結(jié)束進(jìn)行定時生成消磁時間T_DEM，進(jìn)而根據(jù)消磁時間T_DEM通過恒流比例關(guān)系確定控制端信號的周期，并根據(jù)峰值檢測信號確定控制端信號關(guān)斷電平的起始時間，從而生成控制端信號以驅(qū)動功率開關(guān)管。