一种分段LED驱动电路的恒功率反馈结构.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410350335.6

申请日:

2014.07.22

公开号:

CN104219832A

公开日:

2014.12.17

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

专利权质押合同登记的生效IPC(主分类):H05B 37/02登记号:2017990000765登记生效日:20170817出质人:易美芯光(北京)科技有限公司质权人:北京中关村科技融资担保有限公司发明名称:一种分段LED驱动电路的恒功率反馈结构申请日:20140722授权公告日:20170426|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):H05B 37/02申请日:20140722|||公开

IPC分类号:

H05B37/02

主分类号:

H05B37/02

申请人:

易美芯光(北京)科技有限公司

发明人:

冯向光; 吕国柱; 孙国喜; 范振灿

地址:

100176 北京市大兴区经济技术开发区科创十四街99号汇龙森科技园2号楼4层

优先权:

专利代理机构:

北京和信华成知识产权代理事务所(普通合伙) 11390

代理人:

李金鲍

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内容摘要

本发明公开了一种分段LED驱动电路的恒功率反馈结构,通过积分电路对市电进行采样,所述积分电路产生的电压对LED的反馈电流进行补偿,设置合适的补偿系数即可获得LED近似的恒功率。本发明维持原有LED驱动电路的高功率因素基本不变;合理调整电路参数,可以在交流电发生波动15%时,功率波动不超过5%;交流电发生波动20%波动,功率波动不超过10%;合理调整电路参数,可以在恒功率工作电压范围内,效率相对损失不超过3%。

权利要求书

1.  一种分段LED驱动电路的恒功率反馈结构,通过积分电路对市电进行采样,所述积分电路产生的电压对LED的反馈电流进行补偿,设置合适的补偿系数即可获得LED近似的恒功率,
其中,所述积分采样电路包括OP1、N0、R0、R1、R2、D0和C0,所述电容C0正端电压为积分后的直流电压,该积分电路在5个周期后达到稳态值的90%,此电压值反映了输入交流电压AC的平均功率;并联在D0上的电阻R2为一损耗电阻,当交流电压AC下降时,积分电容C0上多余电荷通过R2释放,从而反馈到AC平均功率的降低。

2.
  根据权利要求1所述的结构,其特征在于,所述反馈结构还包括OP2,所述OP2为误差放大电路,它完成了误差电压到输出补偿电流的转换,

3.
  根据权利要求2所述的结构,其特征在于,在所述OP2中,PD信号为积分采样输出,误差放大部分将PD信号与参考电压Vref进行差分放大,获得电流输出信号OUT。

说明书

一种分段LED驱动电路的恒功率反馈结构
技术领域
本发明涉及LED照明领域,具体涉及一种LED照明领域的电源类集成电路设计。
背景技术
LED芯片以其高效,高集成度,以及高寿命在新型节能光源领域得到广泛应用。在LED光源中,电源驱动是比较关键的技术。由于对LED应用的高集成度以及低成本要求,无电感电容等储能器件的LED驱动方案在市场中占的份额越来越大,在未来的应用中会成为主流LED驱动方案。但在这类方案中,如果市电发生电压波动,LED的电流也随之波动,从而导致LED发光功率波动。图1所示了一个典型的分段LED驱动电路,其中LED灯串直接由220V市电经整流桥供电,这样当市电供电电压发生波动,这种基于R1/R2/R3恒流反馈控制LED灯串的电流不变,但由于加于LED灯串的电压发生变化,于是发光功率也随之发送波动。
发明内容
鉴于此,本发明的目的是提供一种分段LED驱动电路的恒功率反馈结构,用以解决市电波动对LED功率的影响,需要设计功率补偿电路,当电压低的时候LED电流高,反之,当电压高时LED电流低,这样使得LED接近于恒功率工作。
具体地,本发明提供了一种分段LED驱动电路的恒功率反馈结构,通 过积分电路对市电进行采样,所述积分电路产生的电压对LED的反馈电流进行补偿,设置合适的补偿系数即可获得LED近似的恒功率,
其中,所述积分采样电路包括OP1、N0、R0、R1、R2、D0和C0,所述电容C0正端电压为积分后的直流电压,该积分电路在5个周期后达到稳态值的90%,此电压值反映了输入交流电压AC的平均功率;并联在D0上的电阻R2为一损耗电阻,当交流电压AC下降时,积分电容C0上多余电荷通过R2释放,从而反馈到AC平均功率的降低。
进一步地,所述反馈结构还包括OP2,所述OP2为误差放大电路,它完成了误差电压到输出补偿电流的转换,
进一步地,在所述OP2中,PD信号为积分采样输出,误差放大部分将PD信号与参考电压Vref进行差分放大,获得电流输出信号OUT。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。具体而言,本发明维持原有LED驱动电路的高功率因素基本不变;合理调整电路参数,可以在交流电发生波动15%时,功率波动不超过5%;交流电发生波动20%波动,功率波动不超过10%;合理调整电路参数,可以在恒功率工作电压范围内,效率相对损失不超过3%。
附图说明
图1为现有技术中一个典型的分段LED驱动电路。
图2为本发明恒功率补偿电路原理图。
图3为本发明恒功率补偿电路加入LED驱动电路的电路图。
图4为本发明一个典型的电路设计实例。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的分段LED驱动电路的恒功率反馈结构的具体实施方式做详细说明。
图2示出了功率补偿电路,Rs3和Rs4为交流电压采样电阻。积分采样电路包括OP1、N0、R0、R1、R2、D0和C0;OP2为误差放大电路。电容C0正端电压为积分后的直流电压,该积分电路在5个周期后可以达到稳态值的90%,此电压值反映了输入交流电压AC的平均功率。并联在D0上的电阻R2为一损耗电阻,当交流电压AC下降时,积分电容C0上多余电荷通过R2释放,从而反馈到AC平均功率的降低。OP2为误差放大电路,它完成了误差电压到输出补偿电流的转换,图4为OP2的一种实现实例。由于OP2的偏置电压为取自AC的交流信号,使得输出补偿电流波形亦为交流波形。这个交流补偿模式可以使得获得恒功率补偿的同时维持LED驱动电路的高功率因素。
图3示出了恒功率补偿模块应用于分段控制LED驱动电路中的情形,恒功率补偿输入取自LED灯串的电压,输出叠加到驱动电路的采样输入,这样叠加后的采样将补偿了市电的波动,从而获得接近的LED恒功率。
图4示出了一个电路具体实施的实例。其中PD信号为积分采样输出,误差放大部分将PD信号与参考电压Vref进行差分放大,获得电流输出信号OUT。在具体应用中,可以根据系统反馈强度要求,合理调整各MOS管尺寸比例,从而获得所需输出电流误差强度。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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资源描述

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1、10申请公布号CN104219832A43申请公布日20141217CN104219832A21申请号201410350335622申请日20140722H05B37/0220060171申请人易美芯光(北京)科技有限公司地址100176北京市大兴区经济技术开发区科创十四街99号汇龙森科技园2号楼4层72发明人冯向光吕国柱孙国喜范振灿74专利代理机构北京和信华成知识产权代理事务所普通合伙11390代理人李金鲍54发明名称一种分段LED驱动电路的恒功率反馈结构57摘要本发明公开了一种分段LED驱动电路的恒功率反馈结构,通过积分电路对市电进行采样,所述积分电路产生的电压对LED的反馈电流进行补偿,。

2、设置合适的补偿系数即可获得LED近似的恒功率。本发明维持原有LED驱动电路的高功率因素基本不变;合理调整电路参数,可以在交流电发生波动15时,功率波动不超过5;交流电发生波动20波动,功率波动不超过10;合理调整电路参数,可以在恒功率工作电压范围内,效率相对损失不超过3。51INTCL权利要求书1页说明书2页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页附图2页10申请公布号CN104219832ACN104219832A1/1页21一种分段LED驱动电路的恒功率反馈结构,通过积分电路对市电进行采样,所述积分电路产生的电压对LED的反馈电流进行补偿,设置合适的。

3、补偿系数即可获得LED近似的恒功率,其中,所述积分采样电路包括OP1、N0、R0、R1、R2、D0和C0,所述电容C0正端电压为积分后的直流电压,该积分电路在5个周期后达到稳态值的90,此电压值反映了输入交流电压AC的平均功率;并联在D0上的电阻R2为一损耗电阻,当交流电压AC下降时,积分电容C0上多余电荷通过R2释放,从而反馈到AC平均功率的降低。2根据权利要求1所述的结构,其特征在于,所述反馈结构还包括OP2,所述OP2为误差放大电路,它完成了误差电压到输出补偿电流的转换,3根据权利要求2所述的结构,其特征在于,在所述OP2中,PD信号为积分采样输出,误差放大部分将PD信号与参考电压VRE。

4、F进行差分放大,获得电流输出信号OUT。权利要求书CN104219832A1/2页3一种分段LED驱动电路的恒功率反馈结构技术领域0001本发明涉及LED照明领域,具体涉及一种LED照明领域的电源类集成电路设计。背景技术0002LED芯片以其高效,高集成度,以及高寿命在新型节能光源领域得到广泛应用。在LED光源中,电源驱动是比较关键的技术。由于对LED应用的高集成度以及低成本要求,无电感电容等储能器件的LED驱动方案在市场中占的份额越来越大,在未来的应用中会成为主流LED驱动方案。但在这类方案中,如果市电发生电压波动,LED的电流也随之波动,从而导致LED发光功率波动。图1所示了一个典型的分段。

5、LED驱动电路,其中LED灯串直接由220V市电经整流桥供电,这样当市电供电电压发生波动,这种基于R1/R2/R3恒流反馈控制LED灯串的电流不变,但由于加于LED灯串的电压发生变化,于是发光功率也随之发送波动。发明内容0003鉴于此,本发明的目的是提供一种分段LED驱动电路的恒功率反馈结构,用以解决市电波动对LED功率的影响,需要设计功率补偿电路,当电压低的时候LED电流高,反之,当电压高时LED电流低,这样使得LED接近于恒功率工作。0004具体地,本发明提供了一种分段LED驱动电路的恒功率反馈结构,通过积分电路对市电进行采样,所述积分电路产生的电压对LED的反馈电流进行补偿,设置合适的补。

6、偿系数即可获得LED近似的恒功率,0005其中,所述积分采样电路包括OP1、N0、R0、R1、R2、D0和C0,所述电容C0正端电压为积分后的直流电压,该积分电路在5个周期后达到稳态值的90,此电压值反映了输入交流电压AC的平均功率;并联在D0上的电阻R2为一损耗电阻,当交流电压AC下降时,积分电容C0上多余电荷通过R2释放,从而反馈到AC平均功率的降低。0006进一步地,所述反馈结构还包括OP2,所述OP2为误差放大电路,它完成了误差电压到输出补偿电流的转换,0007进一步地,在所述OP2中,PD信号为积分采样输出,误差放大部分将PD信号与参考电压VREF进行差分放大,获得电流输出信号OUT。

7、。0008本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。具体而言,本发明维持原有LED驱动电路的高功率因素基本不变;合理调整电路参数,可以在交流电发生波动15时,功率波动不超过5;交流电发生波动20波动,功率波动不超过10;合理调整电路参数,可以在恒功率工作电压范围内,效率相对损失不超过3。附图说明0009图1为现有技术中一个典型的分段LED驱动电路。0010图2为本发明恒功率补偿电路原理图。说明书CN104219832A2/2页40011图3为本发明恒功率补偿电路加入LED驱动电路的电路图。0012图4为本发明一个典型的电路设计实例。具体实施方式0013下面结合附图对本发明提供的分段LED驱。

8、动电路的恒功率反馈结构的具体实施方式做详细说明。0014图2示出了功率补偿电路,RS3和RS4为交流电压采样电阻。积分采样电路包括OP1、N0、R0、R1、R2、D0和C0;OP2为误差放大电路。电容C0正端电压为积分后的直流电压,该积分电路在5个周期后可以达到稳态值的90,此电压值反映了输入交流电压AC的平均功率。并联在D0上的电阻R2为一损耗电阻,当交流电压AC下降时,积分电容C0上多余电荷通过R2释放,从而反馈到AC平均功率的降低。OP2为误差放大电路,它完成了误差电压到输出补偿电流的转换,图4为OP2的一种实现实例。由于OP2的偏置电压为取自AC的交流信号,使得输出补偿电流波形亦为交流。

9、波形。这个交流补偿模式可以使得获得恒功率补偿的同时维持LED驱动电路的高功率因素。0015图3示出了恒功率补偿模块应用于分段控制LED驱动电路中的情形,恒功率补偿输入取自LED灯串的电压,输出叠加到驱动电路的采样输入,这样叠加后的采样将补偿了市电的波动,从而获得接近的LED恒功率。0016图4示出了一个电路具体实施的实例。其中PD信号为积分采样输出,误差放大部分将PD信号与参考电压VREF进行差分放大,获得电流输出信号OUT。在具体应用中,可以根据系统反馈强度要求,合理调整各MOS管尺寸比例,从而获得所需输出电流误差强度。0017以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。说明书CN104219832A1/2页5图1图2说明书附图CN104219832A2/2页6图3图4说明书附图CN104219832A。

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