Led驅(qū)動(dòng)裝置及其控制電路和輸出電流檢測(cè)電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種LED驅(qū)動(dòng)裝置及其控制電路和輸出電流采樣電路。LED驅(qū)動(dòng)裝置包括至少一個(gè)開(kāi)關(guān)管，通過(guò)控制信號(hào)控制至少一個(gè)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷調(diào)節(jié)LED燈的平均電流大小。LED輸出電流采樣電路包括開(kāi)關(guān)電流采樣電路，耦接至少一個(gè)開(kāi)關(guān)和邏輯地之間，采樣流過(guò)至少一個(gè)開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)電流，并輸出采樣信號(hào)；電流估算電路，耦接開(kāi)關(guān)電流采樣電路，接收采樣信號(hào)，并根據(jù)采樣信號(hào)估算LED平均電流的大小。該輸出電流采樣電路通過(guò)采集開(kāi)關(guān)管電流直接估算LED燈的平均電流大小，避免直接采集LED燈的電流。
【專利說(shuō)明】LED驅(qū)動(dòng)裝置及其控制電路和輸出電流檢測(cè)電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開(kāi)的實(shí)施例涉及一種電子電路，尤其涉及一種LED驅(qū)動(dòng)裝置和控制電路及輸出電流檢測(cè)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在LED通用照明應(yīng)用中，常采用交流-直流(AC-DC)電源供電的LED驅(qū)動(dòng)方案，該方案包括隔離型和非隔離型。
[0003]在隔離型LED驅(qū)動(dòng)電路中，如圖1所示的反激變換器(FLYBACK) LED驅(qū)動(dòng)電路，交流輸入電壓\c通過(guò)整流電路后轉(zhuǎn)換為直流電壓\c，直流電壓Vdc通過(guò)反激變換器進(jìn)行電壓變換，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)LED燈。這里的LED燈可以是單顆LED，或者多顆LED組成的LED串，又或是由多個(gè)LED串組成的LED陣列。在LED驅(qū)動(dòng)控制中，需要對(duì)LED燈的平均電流Imi進(jìn)行恒流控制，但是由于變壓器的隔離作用，采樣副邊平均電流Im需要光耦等成本高昂的器件。
[0004]在非隔離型LED驅(qū)動(dòng)電路中，如圖2所示的降壓變換器(BUCK)LED驅(qū)動(dòng)電路，由于LED燈是由交流輸入電壓Vac整流后的直流信號(hào)Vdc直接供電，因此LED燈上的電壓很高，直接采集LED燈的平均電流Imi不可行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種LED驅(qū)動(dòng)裝置和控制電路及輸出電流檢測(cè)電路
[0006]根據(jù)一些實(shí)施例，提供了一種用于LED驅(qū)動(dòng)裝置的控制電路，其中，該LED驅(qū)動(dòng)裝置包括整流電路和開(kāi)關(guān)電路，整流電路接收交流輸入電壓信號(hào)，并對(duì)交流輸入電壓信號(hào)進(jìn)行整流并產(chǎn)生直流電壓信號(hào)，開(kāi)關(guān)電路包括至少一個(gè)開(kāi)關(guān)管，所述開(kāi)關(guān)電路接收直流電壓信號(hào)，通過(guò)控制信號(hào)控制至少一個(gè)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷調(diào)節(jié)LED燈的平均電流，其中，控制電路包括:開(kāi)關(guān)電流采樣電路，耦接在所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)和邏輯地之間，采樣流過(guò)所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)的電流，并輸出第一米樣信號(hào)；電流估算電路，具有輸入端和輸出端，電流估算電路的輸入端接收第一采樣信號(hào)，并將第一采樣信號(hào)轉(zhuǎn)換為表征LED平均電流的反饋信號(hào)；誤差放大電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，第一輸入端稱接電流估算電路的輸出端，接收反饋信號(hào)，第二輸入端接收參考信號(hào)，誤差放大電路將反饋信號(hào)和參考信號(hào)的差值放大，并在輸出端輸出誤差信號(hào)；比較電路，具有第一輸入端、第二輸入端以及輸出端，第一輸入端耦接誤差放大電路的輸出端，接收誤差信號(hào)；第二輸入端耦接采樣電路，接收采樣信號(hào)，比較電路比較采樣信號(hào)和誤差信號(hào)的值，并在輸出端輸出比較信號(hào)；過(guò)零檢測(cè)電路，采樣電感電流，輸出第二采樣信號(hào)，并將第二采樣信號(hào)與過(guò)零閾值比較，輸出過(guò)零比較信號(hào)；邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，第一輸入端I禹接比較電路的輸出端，接收比較信號(hào)，第二輸入端耦接過(guò)零檢測(cè)電路，接收過(guò)零比較信號(hào)，邏輯電路對(duì)比較信號(hào)和過(guò)零比較信號(hào)做邏輯運(yùn)算，并在輸出端輸出控制信號(hào)控制至少一個(gè)開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷。
[0007]根據(jù)一些實(shí)施例，所述電流估算電路包括:電壓轉(zhuǎn)換電路，具有輸入端和輸出端，所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端作為電流估算電路的輸入端，接收第一采樣信號(hào)，并將第一采樣信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一電壓信號(hào)；濾波電路，具有輸入端和輸出端，所述濾波電路的輸出端作為電流估算電路的輸出端，所述濾波電路的輸入端接收第一電壓信號(hào)，并對(duì)第一電壓信號(hào)濾波，輸出表征LED平均電流的反饋信號(hào)。
[0008]根據(jù)一些實(shí)施例，所述電壓轉(zhuǎn)換電路包括緩沖器、第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)、電容、第一電阻以及第二電阻，其中，緩沖器具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，緩沖器的第一輸入端通過(guò)第一開(kāi)關(guān)耦接至電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端，緩沖器的第二輸入端通過(guò)第二開(kāi)關(guān)和電阻連接至地，緩沖器的輸出端耦接至電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端；第一開(kāi)關(guān)具有第一端、第二端和控制端，第一開(kāi)關(guān)的第一端耦接電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端，第一開(kāi)關(guān)的第二端耦接緩沖器的第一輸入端，第一開(kāi)關(guān)的控制端接收控制信號(hào)，使得第一開(kāi)關(guān)在至少一個(gè)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)導(dǎo)通，在至少一個(gè)開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)關(guān)斷；第二開(kāi)關(guān)具有第一端、第二端和控制端，第二開(kāi)關(guān)的第一端耦接緩沖器的第二輸入端，第二開(kāi)關(guān)的第二端耦接第二電阻，第二開(kāi)關(guān)的控制端耦接收控制信號(hào)，使得第二開(kāi)關(guān)在至少一個(gè)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)導(dǎo)通，在至少一個(gè)開(kāi)關(guān)斷時(shí)關(guān)斷；第一電容，耦接在緩沖器的第一輸入端和邏輯地之間；第一電阻，耦接在緩沖器的第二輸入端和緩沖器的輸出端之間；第二電阻，耦接在第二開(kāi)關(guān)的第二端和邏輯地之間；
[0009]根據(jù)一些實(shí)施例，所述濾波電路包括:第二電容，耦接至濾波電路的輸入端和邏輯地之間；第三電阻，耦接在濾波電路的輸入端和輸出端之間。
[0010]根據(jù)一些實(shí)施例，本發(fā)明提供了一種LED驅(qū)動(dòng)裝置，其中，LED驅(qū)動(dòng)裝置包括如上所述的控制電路。
[0011]根據(jù)一些實(shí)施例，本發(fā)明提供了一種用于LED驅(qū)動(dòng)電路的電流檢測(cè)電路，其中，LED驅(qū)動(dòng)電路包括至少一個(gè)開(kāi)關(guān)管，通過(guò)控制信號(hào)控制至少一個(gè)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷調(diào)節(jié)LED燈的平均電流大小，其中，所述電流采樣電路包括:開(kāi)關(guān)電流采樣電路，耦接在所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)和邏輯地之間，采樣流過(guò)所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)的電流，并輸出第一采樣信號(hào)；電流估算電路，耦接開(kāi)關(guān)電流采樣電路，接收第一采樣信號(hào)，并將第一采樣信號(hào)轉(zhuǎn)換為表征LED平均電流的反饋信號(hào)。
[0012]根據(jù)一些實(shí)施例，其中電流估算電路包括:電壓轉(zhuǎn)換電路，具有輸入端和輸出端，所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端作為電流估算電路的輸入端，接收第一采樣信號(hào)，并將第一采樣信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一電壓信號(hào)；濾波電路，具有輸入端和輸出端，所述濾波電路的輸出端作為電流估算電路的輸出端，所述濾波電路的輸入端接收第一電壓信號(hào)，并對(duì)第一電壓信號(hào)濾波，輸出表征LED平均電流的反饋信號(hào)。
[0013]根據(jù)一些實(shí)施例，其中所述電壓轉(zhuǎn)換電路包括緩沖器、第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)、電容、第一電阻以及第二電阻，其中，緩沖器具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，緩沖器的第一輸入端通過(guò)第一開(kāi)關(guān)耦接至電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端，緩沖器的第二輸入端通過(guò)第二開(kāi)關(guān)和電阻連接至地，緩沖器的輸出端耦接至電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端；第一開(kāi)關(guān)具有第一端、第二端和控制端，第一開(kāi)關(guān)的第一端耦接電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端，第一開(kāi)關(guān)的第二端耦接緩沖器的第一輸入端，第一開(kāi)關(guān)的控制端接收控制信號(hào)，使得第一開(kāi)關(guān)在至少一個(gè)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)導(dǎo)通，在至少一個(gè)開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)關(guān)斷；第二開(kāi)關(guān)具有第一端、第二端和控制端，第二開(kāi)關(guān)的第一端耦接緩沖器的第二輸入端，第二開(kāi)關(guān)的第二端耦接第二電阻，第二開(kāi)關(guān)的控制端耦接控制信號(hào)，使得第二開(kāi)關(guān)在至少一個(gè)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)導(dǎo)通，在至少一個(gè)開(kāi)關(guān)斷時(shí)關(guān)斷；第一電容，耦接在緩沖器的第一輸入端和邏輯地之間；第一電阻，耦接在緩沖器的第二輸入端和緩沖器的輸出端之間；第二電阻，耦接在第二開(kāi)關(guān)的第二端和邏輯地之間；
[0014]根據(jù)一些實(shí)施例，其中濾波電路包括:第二電容，耦接至濾波電路的輸入端和邏輯地之間；第三電阻，耦接在濾波電路的輸入端和輸出端之間。
[0015]根據(jù)一些實(shí)施例，其中開(kāi)關(guān)電流采樣電路包括采樣電阻。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1所示為現(xiàn)有的反激變換器LED驅(qū)動(dòng)電路拓?fù)洹?br> [0017]圖2所示為現(xiàn)有的降壓變換器LED驅(qū)動(dòng)電路拓?fù)洹?br> [0018]圖3所示為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的LED驅(qū)動(dòng)電路示意框圖。
[0019]圖4所示為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的LED驅(qū)動(dòng)電路原理圖。
[0020]圖5所示為根據(jù)本發(fā)明圖4所示實(shí)施例中各項(xiàng)參數(shù)的波形圖。
[0021]在所有附圖中,相同的標(biāo)號(hào)表示具有相同、相似或相應(yīng)的特征或功能。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面將詳細(xì)描述本公開(kāi)的具體實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的實(shí)施例只用于舉例說(shuō)明，并不用于限制本公開(kāi)。相反，本公開(kāi)意在涵蓋由所附權(quán)利要求所界定的本公開(kāi)精神和范圍內(nèi)所定義的各種備選方案、修改方案和等同方案。在以下描述中，為了提供對(duì)本公開(kāi)的透徹理解，闡述了大量特定細(xì)節(jié)。然而，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)，本公開(kāi)同樣可以實(shí)施。在其他一些實(shí)施例中，為了便于凸顯本公開(kāi)的主旨，對(duì)于眾所周知的方案、流程、元器件以及電路或方法未作詳細(xì)的描述。
[0023]圖3所示為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的LED驅(qū)動(dòng)電路100的示意框圖。圖3所示LED驅(qū)動(dòng)電路100工作在臨界導(dǎo)通工作模式，包括整流電路70、開(kāi)關(guān)電路60以及控制電路。
[0024]整流電路70接收交流電壓信號(hào)\c,并將交流電壓信號(hào)Vac整流，輸出直流電壓信號(hào) Vdc。
[0025]開(kāi)關(guān)電路60包括至少一個(gè)開(kāi)關(guān)管Ml，開(kāi)關(guān)電路60接收直流電壓信號(hào)VDC，并通過(guò)該至少一個(gè)開(kāi)關(guān)管Ml的導(dǎo)通與關(guān)斷調(diào)節(jié)LED燈的平均電流I.。在圖3所示實(shí)施例中，示意的是開(kāi)關(guān)電路60將直流電壓信號(hào)VD。轉(zhuǎn)換為輸出電壓信號(hào)Votjt進(jìn)而驅(qū)動(dòng)LED燈,在其他實(shí)施例中，LED燈也可與直流電壓信號(hào)VD。直接相連。在一個(gè)實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)電路60為一個(gè)非隔離型降壓變換器；在另一個(gè)實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)電路60為一個(gè)隔離型降壓變換器；在其他實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)電路60也可以是其他合適的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0026]控制電路包括對(duì)開(kāi)關(guān)管Ml的電流進(jìn)行采樣的開(kāi)關(guān)電流采樣電路(未示出)、電流估算電路10、誤差放大電路20、比較電路30、過(guò)零檢測(cè)電路40以及邏輯電路50。開(kāi)關(guān)電流采樣電路采樣開(kāi)關(guān)管Ml的電流，并通過(guò)電流估算電路10將開(kāi)關(guān)管電流Is等效為L(zhǎng)ED燈的平均電流I.?？刂齐娐吠ㄟ^(guò)控制開(kāi)關(guān)管電流Is，就可實(shí)現(xiàn)對(duì)LED燈的平均電流Imi的恒流控制。
[0027]在一個(gè)實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)電流采樣電路耦接開(kāi)關(guān)管Ml和邏輯地GND之間，采樣流過(guò)開(kāi)關(guān)管Ml的開(kāi)關(guān)電流,并輸出開(kāi)關(guān)電流米樣信號(hào)Ves。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)在開(kāi)關(guān)管Ml和邏輯地GND之間串聯(lián)連接一個(gè)采樣電阻，采樣開(kāi)關(guān)電流Is，進(jìn)而得到開(kāi)關(guān)電流采樣信號(hào)Vcs。[0028]電流估算電路10具有輸入端和輸出端，輸入端耦接開(kāi)關(guān)電路60，接收開(kāi)關(guān)電流采樣信號(hào)ves，該開(kāi)關(guān)電流采樣信號(hào)Ves代表流過(guò)開(kāi)關(guān)管Ml的電流，電流估算電路10通過(guò)對(duì)開(kāi)關(guān)電流采樣信號(hào)Ves的處理，在輸出端輸出代表LED燈的平均電流Imi的反饋信號(hào)FB。在一個(gè)實(shí)施例中，上述的開(kāi)關(guān)電流采樣電路和輸出電路電流估算電路10可以構(gòu)成輸出電流檢測(cè)電路，用于檢測(cè)LED驅(qū)動(dòng)電路的輸出電流。
[0029]誤差放大電路20具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端。第一輸入端稱接電流估算電路10的輸出端，接收反饋信號(hào)FB ;第二輸入端接收參考信號(hào)REF，其中參考信號(hào)REF表征期望的LED燈平均電流Im ;誤差放大電路20將反饋信號(hào)FB和參考信號(hào)REF的差值放大，并在輸出端輸出誤差信號(hào)EA。
[0030]比較電路30具有第一輸入端、第二輸入端以及輸出端。其第一輸入端I禹接誤差放大電路20的輸出端，接收誤差信號(hào)EA ;第二輸入端接收開(kāi)關(guān)電流采樣信號(hào)Vk ；比較電路30比較開(kāi)關(guān)電流采樣信號(hào)Vk和誤差信號(hào)EA的值，并在輸出端輸出比較信號(hào)CA。當(dāng)開(kāi)關(guān)電流采樣信號(hào)Ves大于誤差信號(hào)EA時(shí)，開(kāi)關(guān)管Ml關(guān)斷。
[0031]過(guò)零檢測(cè)電路40接收開(kāi)關(guān)電路60中電感電流的采樣信號(hào)CS2，并將采樣信號(hào)CS2與閾值比較，在輸出端輸出過(guò)零比較信號(hào)ZCD，用于判斷電感電流的過(guò)零點(diǎn)，當(dāng)電感電流等于零時(shí)，過(guò)零比較信號(hào)Z⑶開(kāi)始導(dǎo)通開(kāi)關(guān)管Ml。在一個(gè)實(shí)施例中，比如在具有變壓器的隔離型LED驅(qū)動(dòng)電路中，變壓器具有第一繞組和第二繞組，過(guò)零檢測(cè)電路通過(guò)在變壓器上拉出一組輔助繞組作為第三繞組感測(cè)第一繞組電流，并通過(guò)過(guò)零比較器將采樣的第一繞組電流值和過(guò)零閾值比較，從而得到過(guò)零比較信號(hào)ZCD。在另一個(gè)實(shí)施例中，比如在非隔離BUCK型LED驅(qū)動(dòng)電路中，過(guò)零檢測(cè)電路通過(guò)在電感器上拉出一組輔助繞組作為第三繞組感測(cè)流過(guò)電感器的電流，并通過(guò)過(guò)零比較器將采樣的流過(guò)電感器的電感電流值和過(guò)零閾值比較，從而得到過(guò)零比較信號(hào)Z⑶。
[0032]邏輯電路50具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端,邏輯電路50的第一輸入端率禹接比較電路30的輸出端，接收比較信號(hào)CA ;邏輯電路50的第二輸入端耦接過(guò)零檢測(cè)電路40，并接收過(guò)零比較信號(hào)Z⑶；邏輯電路50對(duì)比較信號(hào)CA和過(guò)零比較信號(hào)Z⑶做邏輯運(yùn)算，并在輸出端輸出控制信號(hào)CTRL用于控制開(kāi)關(guān)管Ml的導(dǎo)通和關(guān)斷，進(jìn)而調(diào)節(jié)LED燈的平均
電流Iled。
[0033]圖4所示為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的LED驅(qū)動(dòng)電路200的電路原理圖。在如圖4所示實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)電路為一個(gè)非隔離降壓(BUCK)型變換電路，包括電感器L、電容器CD、二極管D以及開(kāi)關(guān)管Ml。但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在其他實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)電路可以包括其他電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，比如隔離型反激(FLYBACK)變換電路等。
[0034]如圖4所示，整流電路70包括四個(gè)整流二極管，接收交流電壓信號(hào)\c，并將交流電壓信號(hào)Vac整流，輸出直流電壓信號(hào)VDC。在其他實(shí)施例中，整流電路70也可以包括其他數(shù)目的整流二極管，例如兩個(gè)。
[0035]如在圖4所示實(shí)施例中，控制電路包括對(duì)開(kāi)關(guān)管Ml的電流進(jìn)行采樣的開(kāi)關(guān)電流采樣電路、電流估算電路、誤差放大電路、比較電路、過(guò)零檢測(cè)電路以及邏輯電路。
[0036]在圖4所示實(shí)施例中，LED燈具有第一端和第二端，其第一端耦接整流電路70的輸出端，接收直流電壓信號(hào)VD。，其第二端耦接電感L的一端；電容Cd的第一端耦接LED燈的第一端，電容Cd的第二端耦接電感L的另一端；二極管D的陰極耦接LED燈的第一端，二極管的陽(yáng)極耦接電感L的另一端；開(kāi)關(guān)管Ml為一個(gè)金屬半導(dǎo)體氧化物場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)，具有源極、漏極和柵極，其漏極耦接二極管D的陽(yáng)極，其源極耦接至邏輯地GND，其柵極耦接至邏輯電路的輸出端，接收控制信號(hào)CTRL。
[0037]在圖4所示實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)電流采樣電路包括一個(gè)采樣電阻Rs，該采樣電阻Rs串聯(lián)連接在開(kāi)關(guān)管Ml和邏輯地GND之間，采樣電阻Rs的一端與開(kāi)關(guān)管Ml的源極耦接形成節(jié)點(diǎn)CS，開(kāi)關(guān)電流采樣信號(hào)Ves表示節(jié)點(diǎn)CS的電壓，即:VCS=RSXIS。
[0038]在圖4所示實(shí)施例中，電流估算電路10具有輸入端11和輸出端12，電流估算電路10的輸入端11耦接節(jié)點(diǎn)CS，接收開(kāi)關(guān)電流采樣信號(hào)Ves ;電流估算電路10對(duì)開(kāi)關(guān)電流采樣信號(hào)Ves處理，并在輸出端12輸出表征LED燈的平均電流信號(hào)Im的反饋信號(hào)FB，反饋信號(hào)FB和LED燈的平均電流信號(hào)Im成線性比例關(guān)系，在一個(gè)實(shí)施例中，F(xiàn)B=2X ImXRs。
[0039]電流估算電路10包括電壓轉(zhuǎn)換電路110和濾波電路120。電壓轉(zhuǎn)換電路110具有輸入端13和輸出端14，電壓轉(zhuǎn)換電路110的輸入端13耦接電流估算電路10的輸入端11和節(jié)點(diǎn)CS，接收表征開(kāi)關(guān)管Ml的電流Is的開(kāi)關(guān)電流采樣信號(hào)Vffi，并將開(kāi)關(guān)電流采樣信號(hào)Vcs進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在電壓轉(zhuǎn)換電路110的輸出端14輸出電壓信號(hào)VEQ。濾波電路120具有輸入端15和輸出端16，濾波電路120的輸入端15耦接電壓轉(zhuǎn)換電路110的輸出端14，濾波電路120的輸出端16耦接電流估算電路10的輸出端12。濾波電路120的輸入端15接收電壓信號(hào)Veq，并對(duì)電壓信號(hào)Veq進(jìn)行濾波，在濾波電路120的輸出端16輸出用于反饋環(huán)路的反饋信號(hào)FB，即反饋信號(hào)FB等于電壓信號(hào)Veq的平均值，此時(shí)，反饋信號(hào)FB表征LED燈的平均電流信號(hào)Im的。在圖4所示實(shí)施例中，電壓轉(zhuǎn)換電路110包括第一開(kāi)關(guān)S1、第二開(kāi)關(guān)S2、第一電容Cl、緩沖器12、第一電阻Rl以及第二電阻R2。
[0040]緩沖器12具有第一輸入端121、第二輸入端122以及輸出端123，緩沖器12的第一端121通過(guò)第一開(kāi)關(guān)SI耦接電壓轉(zhuǎn)換電路110的輸入端13和電流估算電路的輸入端11 ;緩沖器12的第二輸入端122通過(guò)第一電阻Rl耦接緩沖器12的輸出端123 ;緩沖器12的輸出端123耦接電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端14和濾波電路120的輸入端15。在一個(gè)實(shí)施例中，緩沖器包括一個(gè)運(yùn)算放大器。
[0041]第一開(kāi)關(guān)SI具有第一端101和第二端102以及控制端，第一開(kāi)關(guān)SI的第一端101耦接電壓轉(zhuǎn)換電路110的輸入端13和電流估算電路的輸入端11 ;第一開(kāi)關(guān)SI的第二端102耦接緩沖器12的第一輸入端121 ;第一開(kāi)關(guān)SI的控制端耦接觸發(fā)器FFl的輸出端53，接收控制信號(hào)CTRL，使得第一開(kāi)關(guān)SI在開(kāi)關(guān)管Ml導(dǎo)通時(shí)導(dǎo)通，在開(kāi)關(guān)管Ml關(guān)斷時(shí)關(guān)斷。第一電容Cl耦接在緩沖器12的第一輸入端121和邏輯地GND之間。在第一開(kāi)關(guān)SI導(dǎo)通的情況下，緩沖器的第一輸入端121接收開(kāi)關(guān)電流米樣信號(hào)Ves,同時(shí),第一電容Cl被充電到開(kāi)關(guān)電流米樣信號(hào)Ves的最大值Va ;在第一開(kāi)關(guān)SI關(guān)斷的情況下,緩沖器12的第一輸入端121接收第一電容Cl提供的電壓Va。
[0042]第二開(kāi)關(guān)S2具有第一端131和第二端132以及控制端，第二開(kāi)關(guān)S2的第一端131耦接緩沖器12的第二輸入端122 ;第二開(kāi)關(guān)S2的第二端132耦接第二電阻R2的一端；第二開(kāi)關(guān)S2的控制端耦接耦接觸發(fā)器FFl的輸出端53，接收控制信號(hào)CTRL，使得第二開(kāi)關(guān)S2在開(kāi)關(guān)管Ml導(dǎo)通時(shí)導(dǎo)通，在開(kāi)關(guān)管Ml關(guān)斷時(shí)關(guān)斷。第二電阻R2耦接在第二開(kāi)關(guān)S2的第二端132和邏輯地GND之間，第一電阻Rl耦接在緩沖器12的第二輸入端122和輸出端123之間。在第二開(kāi)關(guān)S2導(dǎo)通的情況下，電壓轉(zhuǎn)換電路110輸出端14的電壓信號(hào)Veq等于開(kāi)關(guān)電流采樣信號(hào)Ves的兩倍，即VEQ=2Ves ;在第二開(kāi)關(guān)S2關(guān)斷的情況下，電壓轉(zhuǎn)換電路110輸出端14的電壓Veq等于第一電容Cl上的電壓Va，即Veq=Vci。
[0043]濾波電路120包括第二電容CO和第三電阻RO。第二電容CO耦接在濾波電路120的輸入端15和邏輯地GND之間，第三電阻RO耦接在濾波電路120的輸入端15和輸出端16之間。濾波電路120接收電壓轉(zhuǎn)換電路110輸出的電壓信號(hào)Veq，對(duì)其濾波，并在輸出端16輸出代表電壓信號(hào)Veq平均值的反饋信號(hào)FB。在另外的一些實(shí)施例中，濾波電路120具有其他形式的結(jié)構(gòu)。比如，在一個(gè)實(shí)施例中，濾波電路120包括由多個(gè)電阻和多個(gè)電容組成的濾波電路網(wǎng)絡(luò)，在另一個(gè)實(shí)施例中，第二電容CO和第三電阻RO的值大小可調(diào)。
[0044]繼續(xù)參見(jiàn)圖4，在圖4所示實(shí)施例中，誤差放大電路包括誤差放大器COMl，誤差放大器COMl具有第一輸入端21、第二輸入端22和輸出端23。第一輸入端21接收參考信號(hào)REF，其中參考信號(hào)REF表征期望的LED燈平均電流Imi ;其第二輸入端耦接電流估算電路10的輸出端12，接收反饋信號(hào)FB ;誤差放大器COMl將反饋信號(hào)FB和參考信號(hào)REF的差值放大，并在輸出端23輸出誤差信號(hào)EA。
[0045]在圖4所示實(shí)施例中，比較電路包括比較器COM2，比較器COM2具有第一輸入端31、第二輸入端32以及輸出端33。其第一輸入端31耦接誤差放大器COMl的輸出端，接收誤差放大信號(hào)EA ;第二輸入端耦接節(jié)點(diǎn)CS，接收開(kāi)關(guān)電流采樣信號(hào)Vk ;比較器COM2比較開(kāi)關(guān)電流采樣信號(hào)Vk和誤差信號(hào)EA的值，并在輸出端輸出比較信號(hào)CA。當(dāng)開(kāi)關(guān)電流采樣信號(hào)Vcs大于誤差信號(hào)EA時(shí),開(kāi)關(guān)管Ml關(guān)斷。
[0046]在圖4所示實(shí)施例中，過(guò)零檢測(cè)電路包括電感電流采樣電路和過(guò)零比較器COM3。電感電流采樣電路采樣電感電流，并提供電感電流采樣信號(hào)CS2。過(guò)零比較器COM3具有第一輸入端41、第二輸入端42以及輸出端43。其第一輸入端41接收電感電流米樣信號(hào)CS2 ；第二輸入端42接收過(guò)零閾值信號(hào)`VTH;過(guò)零比較器COM3的輸出端43輸出過(guò)零比較信號(hào)Z⑶。當(dāng)檢測(cè)到電感電流采樣信號(hào)CS2等于過(guò)零閾值信號(hào)Vth時(shí)，過(guò)零比較信號(hào)Z⑶用于導(dǎo)通開(kāi)關(guān)管Ml。在圖4所示實(shí)施例中，電感電流采樣電路包括輔助繞組Lp和分壓電阻器。
[0047]在圖4所示實(shí)施例中，邏輯電路包括觸發(fā)器FF1，觸發(fā)器FFl具有第一輸入端51、第二輸入端52和輸出端53，觸發(fā)器FFl的第一輸入端51耦接比較器COM2的輸出端33，接收比較信號(hào)CA ;觸發(fā)器FFl的第二輸入端52耦接過(guò)零比較器COM3，接收過(guò)零比較信號(hào)Z⑶；觸發(fā)器FFl對(duì)比較信號(hào)CA和過(guò)零比較信號(hào)Z⑶做邏輯運(yùn)算，并在輸出端53輸出控制信號(hào)CTRL用于控制開(kāi)關(guān)管Ml的導(dǎo)通和關(guān)斷，進(jìn)而調(diào)節(jié)LED燈的平均電流1_。
[0048]圖5所示為根據(jù)本發(fā)明圖4所示實(shí)施例中各項(xiàng)參數(shù)的波形圖。如圖5所示，當(dāng)控制信號(hào)CTRL為邏輯高時(shí)，也即是主開(kāi)關(guān)管Ml導(dǎo)通期間，電壓轉(zhuǎn)換電路110中的第一開(kāi)關(guān)SI和第二開(kāi)關(guān)S2均導(dǎo)通，開(kāi)關(guān)電流采樣信號(hào)Vffi線性上升至最大值Va，電壓轉(zhuǎn)換電路110輸出端14的電壓Veq等于開(kāi)關(guān)電流采樣信號(hào)的兩倍，即2、；當(dāng)控制信號(hào)CTRL為邏輯低時(shí)，也即是主開(kāi)關(guān)管Ml關(guān)斷期間，電壓轉(zhuǎn)換電路110中的第一開(kāi)關(guān)SI和第二開(kāi)關(guān)S2關(guān)斷，開(kāi)關(guān)電流采樣信號(hào)^等于零，電壓轉(zhuǎn)換電路110輸出端14的電壓Veq等于電流估算電路10的輸入電壓信號(hào)L的最大值Va。電壓信號(hào)Veq經(jīng)過(guò)濾波電路120濾波后，Veq的平均電壓等于開(kāi)關(guān)電流采樣信號(hào)的峰值Va。也即反饋信號(hào)FB等于開(kāi)關(guān)電流采樣信號(hào)Vk的峰值Vci，F(xiàn)B=Ipeak X Rs=2 X Iled X Rs O
[0049]設(shè)置參考信號(hào)REF=2 X Iled X Rs,則反饋信號(hào)FB跟隨參考信號(hào)REF，根據(jù)平均電流信號(hào)Imi的需要，通過(guò)設(shè)置不同的參考信號(hào)REF，直接采集開(kāi)關(guān)管電流就可以控制LED燈的平均電流Imi。
[0050]在另一個(gè)實(shí)施例中，如果在LED燈驅(qū)動(dòng)運(yùn)用中，其輸出功率要求高于25W，LED驅(qū)動(dòng)器則面臨著功率因數(shù)校正(PFC)的問(wèn)題。則在圖4所示實(shí)施例中，還需要加入一個(gè)乘法器，乘法器接收輸入電壓的米樣信號(hào)和誤差放大器COMl的輸出信號(hào)EA,并對(duì)兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行乘運(yùn)算，產(chǎn)生一個(gè)與輸入電壓VD。同步的基準(zhǔn)信號(hào)，使得輸入電流跟蹤輸入電壓，實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正的功能。
[0051]本領(lǐng)域的技術(shù)人員還應(yīng)理解，本公開(kāi)所示實(shí)施例中所用的術(shù)語(yǔ)是說(shuō)明和示例性、而非限制性的術(shù)語(yǔ)。由于本公開(kāi)能夠以多種形式具體實(shí)施而不脫離發(fā)明的精神或?qū)嵸|(zhì)，所以應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施例不限于任何前述的細(xì)節(jié)，而應(yīng)在隨附權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權(quán)利要求或其等效范圍內(nèi)的全部變化和改型都應(yīng)為隨附權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種用于LED驅(qū)動(dòng)裝置的控制電路，其中，該LED驅(qū)動(dòng)裝置包括整流電路和開(kāi)關(guān)電路，整流電路接收交流輸入電壓信號(hào)，并對(duì)交流輸入電壓信號(hào)進(jìn)行整流并產(chǎn)生直流電壓信號(hào)，開(kāi)關(guān)電路包括至少一個(gè)開(kāi)關(guān)管，所述開(kāi)關(guān)電路接收直流電壓信號(hào)，通過(guò)控制信號(hào)控制至少一個(gè)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷調(diào)節(jié)LED燈的平均電流，控制電路包括: 開(kāi)關(guān)電流采樣電路，耦接在所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)和邏輯地之間，采樣流過(guò)所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)的電流，并輸出第一采樣信號(hào)； 電流估算電路，具有輸入端和輸出端，電流估算電路的輸入端接收第一采樣信號(hào)，并將第一采樣信號(hào)轉(zhuǎn)換為表征LED平均電流的反饋信號(hào)； 誤差放大電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，第一輸入端稱接電流估算電路的輸出端，接收反饋信號(hào)，第二輸入端接收參考信號(hào)，誤差放大電路將反饋信號(hào)和參考信號(hào)的差值放大，并在輸出端輸出誤差信號(hào)； 比較電路，具有第一輸入端、第二輸入端以及輸出端，第一輸入端I禹接誤差放大電路的輸出端，接收誤差信號(hào)；第二輸入端耦接采樣電路，接收采樣信號(hào)，比較電路比較采樣信號(hào)和誤差信號(hào)的值，并在輸出端輸出比較信號(hào)； 過(guò)零檢測(cè)電路，采樣電感電流，輸出第二采樣信號(hào)，并將第二采樣信號(hào)與過(guò)零閾值比較，輸出過(guò)零比較信號(hào)； 邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，第一輸入端I禹接比較電路的輸出端，接收比較信號(hào)，第二輸入端耦接過(guò)零檢測(cè)電路，接收過(guò)零比較信號(hào)，邏輯電路對(duì)比較信號(hào)和過(guò)零比較信號(hào)做邏輯運(yùn)算，并在輸出端輸出控制信號(hào)控制至少一個(gè)開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷。
2.如權(quán)利要求1所述的控制電路，其中，電流估算電路包括: 電壓轉(zhuǎn)換電路，具有輸入端和輸出端，所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端作為電流估算電路的輸入端，接收第一米樣信號(hào)，并將第一米樣信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一電壓信號(hào)； 濾波電路，具有輸入端和輸出端，所述濾波電路的輸出端作為電流估算電路的輸出端，所述濾波電路的輸入端接收第一電壓信號(hào)，并對(duì)第一電壓信號(hào)濾波，輸出表征LED平均電流的反饋信號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述的控制電路，其中所述電壓轉(zhuǎn)換電路包括緩沖器、第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)、電容、第一電阻以及第二電阻，其中， 緩沖器具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，緩沖器的第一輸入端通過(guò)第一開(kāi)關(guān)率禹接至電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端，緩沖器的第二輸入端通過(guò)第二開(kāi)關(guān)和電阻連接至地，緩沖器的輸出端耦接至電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端； 第一開(kāi)關(guān)具有第一端、第二端和控制端，第一開(kāi)關(guān)的第一端耦接電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端，第一開(kāi)關(guān)的第二端耦接緩沖器的第一輸入端，第一開(kāi)關(guān)的控制端接收控制信號(hào)，使得第一開(kāi)關(guān)在至少一個(gè)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)導(dǎo)通，在至少一個(gè)開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)關(guān)斷； 第二開(kāi)關(guān)具有第一端、第二端和控制端，第二開(kāi)關(guān)的第一端耦接緩沖器的第二輸入端，第二開(kāi)關(guān)的第二端耦接第二電阻，第二開(kāi)關(guān)的控制端耦接收控制信號(hào)，使得第二開(kāi)關(guān)在至少一個(gè)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)導(dǎo)通，在至少一個(gè)開(kāi)關(guān)斷時(shí)關(guān)斷； 第一電容，耦接在緩沖器的第一輸入端和邏輯地之間； 第一電阻，耦接在緩沖器的第二輸入端和緩沖器的輸出端之間；第二電阻，耦接在第二開(kāi)關(guān)的第二端和邏輯地之間。
4.如權(quán)利要求2所述的控制電路，其中濾波電路包括: 第二電容，耦接至濾波電路的輸入端和邏輯地之間； 第三電阻，耦接在濾波電路的輸入端和輸出端之間。
5.一種LED驅(qū)動(dòng)裝置，包括如權(quán)利要求1-4所述的控制電路。
6.一種用于LED驅(qū)動(dòng)電路的輸出電流檢測(cè)電路，其中，LED驅(qū)動(dòng)電路包括至少一個(gè)開(kāi)關(guān)管，通過(guò)控制信號(hào)控制至少一個(gè)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷調(diào)節(jié)LED燈的平均電流大小，其中，所述電流采樣電路包括: 開(kāi)關(guān)電流采樣電路，耦接在所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)和邏輯地之間，采樣流過(guò)所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)的電流，并輸出第一采樣信號(hào)； 電流估算電路，耦接開(kāi)關(guān)電流采樣電路，接收第一采樣信號(hào)，并將第一采樣信號(hào)轉(zhuǎn)換為表征LED平均電流的反饋信號(hào)。
7.如權(quán)利要求6所述的輸出電流檢測(cè)電路，其中電流估算電路包括: 電壓轉(zhuǎn)換電路，具有輸入端和輸出端，所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端作為電流估算電路的輸入端，接收第一米樣信號(hào)，并將第一米樣信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一電壓信號(hào)； 濾波電路，具有輸入端和輸出端，所述濾波電路的輸出端作為電流估算電路的輸出端，所述濾波電路的輸入端 接收第一電壓信號(hào)，并對(duì)第一電壓信號(hào)濾波，輸出表征LED平均電流的反饋信號(hào)。
8.如權(quán)利要求7所述的輸出電流檢測(cè)電路，其中所述電壓轉(zhuǎn)換電路包括緩沖器、第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)、電容、第一電阻以及第二電阻，其中， 緩沖器具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，緩沖器的第一輸入端通過(guò)第一開(kāi)關(guān)率禹接至電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端，緩沖器的第二輸入端通過(guò)第二開(kāi)關(guān)和電阻連接至地，緩沖器的輸出端耦接至電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端； 第一開(kāi)關(guān)具有第一端、第二端和控制端，第一開(kāi)關(guān)的第一端耦接電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端，第一開(kāi)關(guān)的第二端耦接緩沖器的第一輸入端，第一開(kāi)關(guān)的控制端接收控制信號(hào)，使得第一開(kāi)關(guān)在至少一個(gè)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)導(dǎo)通，在至少一個(gè)開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)關(guān)斷； 第二開(kāi)關(guān)具有第一端、第二端和控制端，第二開(kāi)關(guān)的第一端耦接緩沖器的第二輸入端，第二開(kāi)關(guān)的第二端耦接第二電阻，第二開(kāi)關(guān)的控制端耦接控制信號(hào)，使得第二開(kāi)關(guān)在至少一個(gè)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)導(dǎo)通，在至少一個(gè)開(kāi)關(guān)斷時(shí)關(guān)斷； 第一電容，耦接在緩沖器的第一輸入端和邏輯地之間； 第一電阻，耦接在緩沖器的第二輸入端和緩沖器的輸出端之間； 第二電阻，耦接在第二開(kāi)關(guān)的第二端和邏輯地之間。
9.如權(quán)利要求7所述的輸出電流檢測(cè)電路，其中濾波電路包括: 第二電容，耦接至濾波電路的輸入端和邏輯地之間； 第三電阻，耦接在濾波電路的輸入端和輸出端之間。
10.如權(quán)利要求6所述的輸出電流檢測(cè)電路，其中開(kāi)關(guān)電流采樣電路包括采樣電阻。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK103716965SQ201310745479
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】馮林, 陳躍東 申請(qǐng)人:成都芯源系統(tǒng)有限公司