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1、(10)申请公布号 CN 104105267 A (43)申请公布日 2014.10.15 C N 1 0 4 1 0 5 2 6 7 A (21)申请号 201410362104.7 (22)申请日 2014.07.28 H05B 37/02(2006.01) (71)申请人鹰星精密工业（深圳）有限公司 地址 518000 广东省深圳市宝安区福永街道 凤凰第三工业区腾丰三路4号A、B幢 (72)发明人张树刚 陈炎 张佳 陈建 (74)专利代理机构深圳市嘉宏博知识产权代理 事务所 44273 代理人孙强 (54) 发明名称 一种高效率低成本的非隔离LED恒流驱动器 (57) 摘要 本发明涉及一。
2、种高效率低成本的非隔离LED 恒流驱动器，其包括负载电路、控制电路以及电感 电路，其中，该控制电路包括占空比控制电路以及 运算放大器，该控制电路通过采样该电感电路的 电流作为该控制电路的反馈信号,之后与该控制 电路的基准电压比较后，所产生的误差信号传送 给该占空比控制电路来控制该负载电路的功率开 关的导通和关段以达到控制输出电流的作用，该 负载电路包括输入电压端、该功率开关、半导体二 极管、输出电容以及LED负载，该电感电路通过电 感串联阻抗采样的方式实现对该负载电路的恒流 控制。 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明。
3、专利申请 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 (10)申请公布号 CN 104105267 A CN 104105267 A 1/2页 2 1.一种高效率低成本的非隔离LED恒流驱动器，其特征在于：包括负载电路、控制电路 以及电感电路，其中，该控制电路包括占空比控制电路以及运算放大器，该控制电路通过采 样该电感电路的电流作为该控制电路的反馈信号,之后与该控制电路的基准电压比较后， 所产生的误差信号传送给该占空比控制电路来控制该负载电路的功率开关的导通和关段 以达到控制输出电流的作用， 该负载电路包括输入电压端、该功率开关、半导体二极管、输出电容以及LED负载，该 电感电路通过电感串联阻抗采样。
4、的方式实现对该负载电路的恒流控制。 2.如权利要求1所述的一种高效率低成本的非隔离LED恒流驱动器，其特征在于：该 电感电路包括电感L电路、第一调节电阻、第二调节电阻以及匹配电容，其中，该电感L电路 等效为一个直流阻抗为DCR的电阻和一个电感值为L的理想电感，该直流阻抗为DCR的电 阻与该电感值为L的理想电感串联连接。 3.如权利要求2所述的一种高效率低成本的非隔离LED恒流驱动器，其特征在于：该 直流阻抗为DCR的电阻由电感绕制过程中所用导线产生，该电感值为L的理想电感的电感 值L为该电感电路本身所需要的电感量，利用该第一调节电阻与该第二调节电阻的比例来 改变该控制电路的该反馈信号的幅度以达。
5、到调节该负载电路输出电流的作用，利用该匹配 电容与该第一调节电阻和该第二调节电阻的时间常数达到阻抗匹配的作用。 4.如权利要求3所述的一种高效率低成本的非隔离LED恒流驱动器，其特征在于：在S 域中，首先，该电感L电路两端的电压由电感电流以及电感的阻抗决定： 其中，VL（S）为该电感L电路两端的电压，IL（S）为该电感L电路的电感电流，L为该电感 L电路的电感值，DCR为该电感L电路的电感的阻抗， 其次，该匹配电容两端的电压由分压网络决定： 其中，Vsen（S）为该控制电路的该反馈信号，VL（S）为该电感L电路两端的电压，R1 为该第一调节电阻的阻值，R2为该第二调节电阻的阻值，C1为该匹配电。
6、容的电容值，IL（S） 为该电感L电路的电感电流，DCR为该电感L电路的电感的阻抗， 另外，两个时间常数相等： 其中，L为该电感L电路的电感值，DCR为该电感L电路的电感的阻抗，R1为该第一调 节电阻的阻值，R2为该第二调节电阻的阻值，C1为该匹配电容的电容值， 最后，该反馈信号由以下关系决定: 权 利 要 求 书CN 104105267 A 2/2页 3 其中，Vsen（S）为该控制电路的该反馈信号，IL（S）为该电感L电路的电感电流，R1 为该第一调节电阻的阻值，R2为该第二调节电阻的阻值，DCR为该电感L电路的电感的阻 抗， 利用该直流阻抗为DCR的电阻作为采样电阻，同时利用该第一调节电。
7、阻以及该第二调 节电阻达到调节该负载电路输出电流Io的作用， 其中，VREF为该控制电路的该基准电压，R1为该第一调节电阻的阻值，R2为该第二调 节电阻的阻值，DCR为该电感L电路的电感的阻抗。 权 利 要 求 书CN 104105267 A 1/4页 4 一种高效率低成本的非隔离 LED 恒流驱动器 技术领域 0001 本发明涉及一种LED恒流驱动器，特别是指一种非隔离LED恒流驱动器。 背景技术 0002 目前，在非隔离型的LED恒流驱动器的设计中越来越多的采用了降压型的拓扑结 构（Buck），这是由于Buck电路具有相对较好的转换效率，同时其电路结构简单为设计节省 了成本。 0003 如。
8、图1所示，传统的降压型换器在结构上一般由输入电压Vin、功率开关S1、半导 体二极管D1、电感L、输出电容Cout和采样电阻Rsen组成。控制电路通过采样电阻Rsen采 样流经电感L的电流作为控制回路的反馈信号，之后与一个固定的基准电压VREF比较后， 所产生的误差信号送给占空比控制电路来控制功率开关S1的导通和关段以达到控制输出 电流的目的。 0004 对于传统的降压型换器，其输出的平均电流Io与电感的平均电流相等，所以采样 电阻的选择由以下关系决定： 其中，Rsen为采样电阻，VREF为固定的基准电压，Io为输出的平均电流。 0005 但是这种设计的存在的缺陷主要由两个：一是由于采样电阻与。
9、电感串联，所以电 感电流会在采样电阻上产生较大的导通损耗降低效率；二是由于采样电阻的存在，所以系 统设计的成本也会相应的增加，而此是为传统技术的主要缺点。 发明内容 0006 本发明提供一种高效率低成本的非隔离LED恒流驱动器，其能够节省成本同时能 够提高整体系统的转换效率，而此为本发明的主要目的。 0007 本发明所采取的技术方案是：一种高效率低成本的非隔离LED恒流驱动器，包括 负载电路、控制电路以及电感电路，其中，该控制电路包括占空比控制电路以及运算放大 器，该控制电路通过采样该电感电路的电流作为该控制电路的反馈信号,之后与该控制电 路的基准电压比较后，所产生的误差信号传送给该占空比控制。
10、电路来控制该负载电路的功 率开关的导通和关段以达到控制输出电流的作用。 0008 该负载电路包括输入电压端、该功率开关、半导体二极管、输出电容以及LED负 载，该电感电路通过电感串联阻抗采样的方式实现对该负载电路的恒流控制。 0009 该电感电路包括电感L电路、第一调节电阻、第二调节电阻以及匹配电容，其中， 该电感L电路等效为一个直流阻抗为DCR的电阻和一个电感值为L的理想电感，该直流阻 抗为DCR的电阻与该电感值为L的理想电感串联连接。 0010 该直流阻抗为DCR的电阻由电感绕制过程中所用导线产生，该电感值为L的理想 说 明 书CN 104105267 A 2/4页 5 电感的电感值L为该。
11、电感电路本身所需要的电感量，利用该第一调节电阻与该第二调节电 阻的比例来改变该控制电路的该反馈信号的幅度以达到调节该负载电路输出电流的作用， 利用该匹配电容与该第一调节电阻和该第二调节电阻的时间常数达到阻抗匹配的作用。 0011 在S域中，首先，该电感L电路两端的电压由电感电流以及电感的阻抗决定： 其中，VL（S）为该电感L电路两端的电压，IL（S）为该电感L电路的电感电流，L为该电感 L电路的电感值，DCR为该电感L电路的电感的阻抗。 0012 其次，该匹配电容两端的电压由分压网络决定： 其中，Vsen（S）为该控制电路的该反馈信号，VL（S）为该电感L电路两端的电压，R1 为该第一调节电阻。
12、的阻值，R2为该第二调节电阻的阻值，C1为该匹配电容的电容值，IL（S） 为该电感L电路的电感电流，DCR为该电感L电路的电感的阻抗。 0013 另外，两个时间常数相等： 其中，L为该电感L电路的电感值，DCR为该电感L电路的电感的阻抗，R1为该第一调 节电阻的阻值，R2为该第二调节电阻的阻值，C1为该匹配电容的电容值。 0014 最后，该反馈信号由以下关系决定: 其中，Vsen（S）为该控制电路的该反馈信号，IL（S）为该电感L电路的电感电流，R1 为该第一调节电阻的阻值，R2为该第二调节电阻的阻值，DCR为该电感L电路的电感的阻 抗。 0015 利用该直流阻抗为DCR的电阻作为采样电阻，同。
13、时利用该第一调节电阻以及该第 二调节电阻达到调节该负载电路输出电流Io的作用。 0016 其中，VREF为该控制电路的该基准电压，R1为该第一调节电阻的阻值，R2为该第 二调节电阻的阻值，DCR为该电感L电路的电感的阻抗。 说 明 书CN 104105267 A 3/4页 6 0017 本发明的有益效果为：本发明的技术能够节省成本同时能够提高整体系统的转换 效率，具体而言，本发明节省了传统设计中需要的采样电阻，降低了成本并提高了系统转换 效率。 附图说明 0018 图1为传统技术的电路原理图。 0019 图2为本发明的电路原理图。 具体实施方式 0020 如图2所示，一种高效率低成本的非隔离L。
14、ED恒流驱动器，其包括负载电路10、控 制电路20以及电感电路30，其中，该控制电路20包括占空比控制电路以及运算放大器。 0021 该控制电路20通过采样该电感电路30的电流作为该控制电路20的反馈信号 Vsen,之后与该控制电路20的基准电压VREF比较后，所产生的误差信号传送给该占空比控 制电路来控制该负载电路10的功率开关S1的导通和关段以达到控制输出电流的作用。 0022 该负载电路10包括输入电压端Vin、该功率开关S1、半导体二极管D1、输出电容 Cout以及LED负载。 0023 该电感电路30通过电感串联阻抗采样的方式实现对该负载电路10的恒流控制。 0024 该电感电路30。
15、包括电感L电路、第一调节电阻R1、第二调节电阻R2以及匹配电容 C1，其中，该电感L电路等效为一个直流阻抗为DCR的电阻和一个电感值为L的理想电感。 0025 该直流阻抗为DCR的电阻与该电感值为L的理想电感串联连接。 0026 该直流阻抗为DCR的电阻由电感绕制过程中所用导线产生，该电感值为L的理想 电感的电感值L为该电感电路30本身所需要的电感量。 0027 利用该第一调节电阻R1与该第二调节电阻R2的比例来改变该控制电路20的该 反馈信号Vsen的幅度以达到调节该负载电路10输出电流的作用。 0028 利用该匹配电容C1与该第一调节电阻R1和该第二调节电阻R2的时间常数达到 阻抗匹配的作。
16、用。 0029 在S域中，首先，该电感L电路两端的电压由电感电流以及电感的阻抗决定： 其中，VL（S）为该电感L电路两端的电压，IL（S）为该电感L电路的电感电流，L为该电感 L电路的电感值，DCR为该电感L电路的电感的阻抗。 0030 其次，该匹配电容C1两端的电压由分压网络决定： 其中，Vsen（S）为该控制电路20的该反馈信号Vsen，VL（S）为该电感L电路两端的 电压，R1为该第一调节电阻R1的阻值，R2为该第二调节电阻R2的阻值，C1为该匹配电容 说 明 书CN 104105267 A 4/4页 7 C1的电容值，IL（S）为该电感L电路的电感电流，DCR为该电感L电路的电感的阻抗。
17、。 0031 另外，两个时间常数相等： 其中，L为该电感L电路的电感值，DCR为该电感L电路的电感的阻抗，R1为该第一调 节电阻R1的阻值，R2为该第二调节电阻R2的阻值，C1为该匹配电容C1的电容值。 0032 最后，该反馈信号Vsen由以下关系决定: 其中，Vsen（S）为该控制电路20的该反馈信号Vsen，IL（S）为该电感L电路的电感 电流，R1为该第一调节电阻R1的阻值，R2为该第二调节电阻R2的阻值，DCR为该电感L电 路的电感的阻抗。 0033 利用该直流阻抗为DCR的电阻作为采样电阻，同时利用该第一调节电阻R1以及该 第二调节电阻R2达到调节该负载电路10输出电流Io的作用。 0034 其中，VREF为该控制电路20的该基准电压VREF，R1为该第一调节电阻R1的阻值， R2为该第二调节电阻R2的阻值，DCR为该电感L电路的电感的阻抗。 说 明 书CN 104105267 A 1/1页 8 图1 图2 说 明 书 附 图CN 104105267 A 。