用于線性led驅(qū)動(dòng)電源的功率調(diào)整電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于線性LED驅(qū)動(dòng)電源的功率調(diào)整電路，包括：檢測電路，其輸入端連接到檢測點(diǎn)和第二參考電壓，并配置為當(dāng)判定所述檢測點(diǎn)的電壓和第二參考電壓滿足預(yù)定關(guān)系時(shí)輸出第一信號(hào)，所述檢測點(diǎn)的電壓與施加到所述LED的電壓成線性比例；控制電路，其輸入端連接到所述檢測電路的輸出端，且其輸出端連接到所述第一MOS管的柵極，并配置為當(dāng)從所述檢測電路接收到所述第一信號(hào)時(shí)控制關(guān)斷所述第一MOS管。本發(fā)明當(dāng)輸入電壓高于閾值時(shí)通過控制電路關(guān)斷MOS管，以減小高電壓輸入時(shí)的功率損耗；同時(shí)，通過改變補(bǔ)償電路的參考電壓，增大低電壓輸入時(shí)的電流，減小高電壓輸入時(shí)的電流，以滿足用戶對線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率的要求。
【專利說明】用于線性LED驅(qū)動(dòng)電源的功率調(diào)整電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及集成電路領(lǐng)域，特別涉及一種用于線性LED驅(qū)動(dòng)電源的功率調(diào)整電 路。

【背景技術(shù)】
[0002] 線性LED驅(qū)動(dòng)電源的結(jié)構(gòu)如圖1所示，AC交流輸入信號(hào)經(jīng)過整流電路轉(zhuǎn)換為輸入 電壓。LED負(fù)載與M0S管Q1以及CS采樣電阻R1串接在一起。該電路特點(diǎn)是，功率隨輸入 電壓的變化而變化。當(dāng)從M0S管Q1的漏極加入電壓補(bǔ)償時(shí)可以一定程度地改善輸入功率 隨輸入電壓變化的情況，但通常還會(huì)有10%以上的功率變化。
[0003] 隨著輸入電壓的升高，電路的損耗也會(huì)大大增加，導(dǎo)致電路在高壓輸入時(shí)效率降 低，發(fā)熱嚴(yán)重。這使得用戶使用該電路時(shí)要加大線性電路芯片的散熱面積，增加了系統(tǒng)成本 和設(shè)計(jì)難度。因此，需要設(shè)計(jì)功率補(bǔ)償電路對線性LED驅(qū)動(dòng)電源進(jìn)行功率補(bǔ)償，以減少功率 消耗，以提升高電壓輸入時(shí)的電路效率。
[0004] 另外，為了滿足用戶對線性調(diào)整率的要求，需要在低電壓輸入時(shí)增大電流，在高電 壓輸入時(shí)減小電流。因此，需要設(shè)計(jì)電流補(bǔ)償電路。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為此，本發(fā)明提供了一種用于線性LED驅(qū)動(dòng)電源的功率調(diào)整電路，所述線性LED驅(qū) 動(dòng)電源包括第一 M0S管，其特征在于，所述第一 M0S管與LED和電容的并聯(lián)電路相串聯(lián)，所 述功率調(diào)整電路包括：檢測電路，其輸入端連接到檢測點(diǎn)和第二參考電壓，并配置為當(dāng)判定 所述檢測點(diǎn)的電壓和第二參考電壓滿足預(yù)定關(guān)系時(shí)輸出第一信號(hào)，所述檢測點(diǎn)的電壓與施 加到所述LED的電壓成線性比例；控制電路，其輸入端連接到所述檢測電路的輸出端，且其 輸出端連接到所述第一 M0S管的柵極，并配置為當(dāng)從所述檢測電路接收到所述第一信號(hào)時(shí) 控制關(guān)斷所述第一 M0S管。
[0006] 進(jìn)一步地，所述功率調(diào)整電路還包括：補(bǔ)償電路，其連接到所述第一 M0S管和所述 控制電路，并配置為在所述控制電路控制關(guān)斷所述第一 M0S管期間，利用第一參考電壓來 補(bǔ)償流過所述LED的電流，所述第一參考電壓與所述LED的電壓相關(guān)。
[0007] 優(yōu)選地，所述補(bǔ)償電路包括第一運(yùn)算放大器，其中，所述第一運(yùn)算放大器的同相輸 入端接收所述第一參考電壓，所述第一運(yùn)算放大器的反相輸入端連接到所述第一 M0S管的 源極/漏極并通過第一電阻接地，所述第一運(yùn)算放大器的輸出端連接到所述第一 M0S管的 柵極并連接到所述控制電路的輸出端。
[0008] 優(yōu)選地，所述控制電路包括第二M0S管，所述第二M0S管的柵極連接到所述檢測電 路的輸出端，所述第二M0S管的漏極/源極連接到所述第一 M0S管的柵極并連接到所述補(bǔ) 償電路的輸出端，所述第二M0S管的源極/漏極接地。
[0009] 進(jìn)一步地，所述檢測電路包括比較電路和分壓電路，所述比較電路包括第二運(yùn)算 放大器，其中，所述第二運(yùn)算放大器的反相輸入端接收所述第二參考電壓，所述分壓電路連 接在所述第二運(yùn)算放大器的同相輸入端和所述檢測點(diǎn)之間。
[0010] 優(yōu)選地，所述分壓電路包括串聯(lián)在所述檢測點(diǎn)和地端之間的第二電阻和第三電 阻；所述第二運(yùn)算放大器的同相輸入端接收所述第二電阻上的壓降或所述第三電阻上的壓 降。
[0011] 本發(fā)明的用于線性LED驅(qū)動(dòng)電源的功率調(diào)整電路，通過檢測電路對輸入電壓進(jìn)行 檢測，當(dāng)輸入電壓高于閾值時(shí)通過控制電路控制關(guān)斷線性LED驅(qū)動(dòng)電源的M0S管，以減小高 電壓輸入時(shí)的功率損耗；同時(shí)，通過改變補(bǔ)償電路的參考電壓，增大低電壓輸入時(shí)的電流， 減小高電壓輸入時(shí)的電流，以滿足用戶對線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率的要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中線性LED驅(qū)動(dòng)電源的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013] 圖2為本發(fā)明的用于線性LED驅(qū)動(dòng)電源的功率調(diào)整電路應(yīng)用于現(xiàn)有技術(shù)的線性 LED驅(qū)動(dòng)電源的示意圖；
[0014] 圖3為本發(fā)明的用于線性LED驅(qū)動(dòng)電源的功率調(diào)整電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖4為應(yīng)用本發(fā)明的用于線性LED驅(qū)動(dòng)電源的功率調(diào)整電路時(shí)的電壓示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明的用于線性LED驅(qū)動(dòng)電源的功率調(diào)整電 路作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的限定。
[0017] 如圖3所示，在優(yōu)選的實(shí)施方式中，本發(fā)明的用于線性LED驅(qū)動(dòng)電源的功率調(diào)整電 路包括用于檢測輸入電壓的檢測電路、用于控制線性LED驅(qū)動(dòng)電源的M0S管Q1截止和導(dǎo)通 的控制電路、以及用于對LED的電流進(jìn)行補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償電路。
[0018] 其中，檢測電路的輸入端連接到檢測點(diǎn)和參考電壓VMf2，并配置為當(dāng)判定檢測點(diǎn) 的電壓VH和參考電壓V, ef2滿足預(yù)定關(guān)系時(shí)輸出信號(hào)，檢測點(diǎn)的電壓VH與施加到LED的電 壓\ED(即圖2所示的節(jié)點(diǎn)E的電壓）成線性比例。控制電路的輸入端連接到檢測電路的 輸出端，其輸出端連接到M0S管Q1的柵極，并配置為當(dāng)從檢測電路接收到檢測電路輸出的 信號(hào)時(shí)控制關(guān)斷M0S管Q1。因此，當(dāng)檢測電路檢測到檢測點(diǎn)的電壓VH和參考電壓V, ef2滿 足預(yù)定關(guān)系時(shí)，控制電路控制M0S管Q1截止，以減小高電壓輸入時(shí)的功率損耗。
[0019] 具體地，檢測電路包括分壓電路和比較電路。其中，分壓電路包括串聯(lián)在檢測點(diǎn)VH 和地端GND之間的電阻R2和R3。比較電路包括運(yùn)算放大器U2,其反相輸入端連接到參考 電壓VMf2，同相輸入端連接到如圖3所示的節(jié)點(diǎn)A，其輸出端連接到控制電路。優(yōu)選地，節(jié)點(diǎn) A為電阻R2和R3之間的點(diǎn)，即運(yùn)算放大器U2的檢測電壓為電阻R3上的壓降?？梢岳斫獾?是，檢測電壓也可以是電阻R2上的壓降。
[0020] 具體地，補(bǔ)償電路包括運(yùn)算放大器U1，其同相輸入端連接到參考電壓VMfl，反相輸 入端連接到M0S管Q1的源極并通過電阻R1接地，其輸出端連接至M0S管Q1的柵極。補(bǔ)償 電路通過控制其參考電壓，來補(bǔ)償流過LED的電流大小。
[0021] 具體地，控制電路包括M0S管Q2, M0S管Q2的漏極連接到運(yùn)算放大器U1的輸出 端，即節(jié)點(diǎn)B，其源極接地，其柵極連接到運(yùn)算放大器U2的輸出端，即檢測電路的輸出端。
[0022] 檢測電路的運(yùn)算放大器U2用作比較器，當(dāng)節(jié)A的電壓VA大于參考電壓V, ef2時(shí)，運(yùn) 算放大器U2輸出控制邏輯電平，使得MOS管Q2的柵極電壓升高，當(dāng)其柵源電壓大于臨界電 壓時(shí)，M0S管Q2導(dǎo)通。由于M0S管的導(dǎo)通電阻較小，M0S管Q2導(dǎo)通導(dǎo)致補(bǔ)償電路中節(jié)點(diǎn)B 通過導(dǎo)通的M0S管Q2接地，節(jié)點(diǎn)B的電壓降低，從而導(dǎo)致M0S管Q1的柵源電壓小于臨界電 壓，M0S管Q1截止。
[0023] 如圖2所示，在輸入電壓較低M0S管Q1導(dǎo)通時(shí)，LED通過AC電源供電。在輸入電 壓較高M(jìn)0S管Q1被關(guān)斷即截止后，LED通過電容C1的放電維持導(dǎo)通。在電容C1放電期間， 檢測點(diǎn)電壓VH及節(jié)點(diǎn)A的電壓V A均持續(xù)線性地降低，直至節(jié)點(diǎn)A的電壓VA小于參考電壓 Vref2時(shí)，運(yùn)算放大器U2控制M0S管Q2關(guān)斷，節(jié)點(diǎn)B的電壓重新升高，導(dǎo)致M0S管Q1的柵源 電壓大于臨界電壓，M0S管Q1導(dǎo)通，LED重新由整流電路輸出的電壓V IN供電。因此，可以 保持整個(gè)線性LED驅(qū)動(dòng)電源運(yùn)行過程中，LED燈都可以持續(xù)被點(diǎn)亮。
[0024] 電路設(shè)計(jì)時(shí)，可通過設(shè)置分壓電阻R2和R3的值即設(shè)置分壓比，也可以通過設(shè)置參 考電壓V Mf2的值，來控制輸出邏輯電平的輸出門限，即控制檢測門限，從而保證整個(gè)電路達(dá) 到功率損耗的要求。
[0025] 本發(fā)明的用于線性LED驅(qū)動(dòng)電源的功率調(diào)整電路，在實(shí)現(xiàn)功率補(bǔ)償時(shí)，通過上述 電路及其工作機(jī)制，在輸入電壓升高達(dá)到預(yù)定的參考電壓時(shí)，控制M0S管Q1關(guān)斷，以減少高 電壓輸入時(shí)的功率損耗。
[0026] 另一方面，在補(bǔ)償電路中，可以通過調(diào)整參考電壓VMfl的值來調(diào)整流過LED的電 流。比如，當(dāng)提高參考電壓V Mfl時(shí)，能夠提高運(yùn)算放大器U1輸出端即節(jié)點(diǎn)B的電壓，使得流 過M0S管Q1和電阻R1的電流增大，即增大了流過LED的電流。同理，可通過降低參考電壓 VMfl來減小流過LED的電流。整個(gè)電路從而實(shí)現(xiàn)電流補(bǔ)償。
[0027] 加入電流補(bǔ)償之后，可以在需要的電流較小時(shí)減小電流，需要的電流較大時(shí)增大 電流，從而使得該線性LED驅(qū)動(dòng)電源的用戶可以自由地配置燈珠數(shù)，并能夠?qū)⒕€性調(diào)整率 和負(fù)載調(diào)整率控制在要求的范圍內(nèi)。例如，當(dāng)輸入電壓為180VAC?264VAC、輸出的LED燈 珠數(shù)為60?70pcs時(shí)，其LED燈珠的電壓約為210VDC，線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率范圍可以 很各易控制在10 %以內(nèi)。
[0028] 參照圖4,為應(yīng)用本發(fā)明的用于線性LED驅(qū)動(dòng)電源的功率調(diào)整電路時(shí)的電壓示意 圖。其中，V IN為AC電源提供的輸入電壓經(jīng)整流電路整流之后的波形，即圖2所示的節(jié)點(diǎn)D 的電壓波形；'ED為施加到LED的電壓，即圖2所示的節(jié)點(diǎn)E的電壓波形。
[0029] 當(dāng)輸入電壓VIN大于第二門限VTH2(即LED燈的點(diǎn)亮電壓門限）時(shí)，LED燈點(diǎn)亮，開 始形成輸入電流和施加到LED的電壓。當(dāng)輸入電壓V IN繼續(xù)增大達(dá)到第一門限VTH1時(shí)， 節(jié)點(diǎn)A的電壓VA大于參考電壓V, ef2，運(yùn)算放大器U2輸出高電平，此時(shí)通過M0S管Q2的導(dǎo)通 使得M0S管Q1關(guān)斷，LED開始由電容C1放電維持點(diǎn)亮。
[0030] 在電容C1放電維持LED點(diǎn)亮期間，施加到LED的電壓、檢測點(diǎn)電壓VH、以及節(jié) 點(diǎn)A的電壓V A均持續(xù)線性地降低。輸入電壓VIN增大到峰值后開始降低，當(dāng)輸入電壓VIN降 低到小于第一門限V TH1時(shí)，節(jié)點(diǎn)A的電壓VA小于參考電壓VMf2，運(yùn)算放大器U2輸出低電平， 控制關(guān)斷M0S管Q2從而使得M0S管Q1導(dǎo)通，此時(shí)電壓的值為第三門限V TH3。
[0031] 此后，LED又轉(zhuǎn)變?yōu)榭?AC電源的供電維持點(diǎn)亮。由于此時(shí)AC電源對電容Cl充電， 因此施加到LED的電壓持續(xù)線性地增大，而此時(shí)輸入電壓VIN不斷減小。當(dāng)輸入電壓V IN 減小到小于第二門限VTH2時(shí)，開始啟動(dòng)補(bǔ)償電路的功能對電流進(jìn)行補(bǔ)償。通過提高參考電 壓VMfl，來提高運(yùn)算放大器U1的輸出端即節(jié)點(diǎn)B的電壓，從而使得流過LED的電流增大，從 而使的施加到LED的電壓Vynj -直保持大于第二門限VTH2。
[0032] 在上述電流補(bǔ)償?shù)倪^程中，輸入電壓VIN先減小到零然后又開始增大。當(dāng)輸入電壓 V IN大于第二門限VTH2時(shí)，M0S管Q1又一次關(guān)斷，LED又一次開始由電容C1放電維持點(diǎn)亮。
[0033] 如此往復(fù)，在整個(gè)線性LED驅(qū)動(dòng)電源運(yùn)行過程中，LED燈都可以持續(xù)被點(diǎn)亮，并且 在輸入電壓高于第一門限時(shí)關(guān)斷M0S管Q1，以減少功率損耗。
[〇〇34] 以上【具體實(shí)施方式】僅為本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，不能用于限定本發(fā)明，本發(fā)明 的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和保護(hù)范圍內(nèi)，對本 發(fā)明做出各種修改或等同替換，這些修改或等同替換也應(yīng)視為落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于線性LED驅(qū)動(dòng)電源的功率調(diào)整電路，所述線性LED驅(qū)動(dòng)電源包括第一 MOS 管，其特征在于，所述第一 M0S管與LED和電容的并聯(lián)電路相串聯(lián)，所述功率調(diào)整電路包 括： 檢測電路，其輸入端連接到檢測點(diǎn)和第二參考電壓，并配置為當(dāng)判定所述檢測點(diǎn)的電 壓和第二參考電壓滿足預(yù)定關(guān)系時(shí)輸出第一信號(hào)，所述檢測點(diǎn)的電壓與施加到所述LED的 電壓成線性比例； 控制電路，其輸入端連接到所述檢測電路的輸出端，且其輸出端連接到所述第一 M0S 管的柵極，并配置為當(dāng)從所述檢測電路接收到所述第一信號(hào)時(shí)控制關(guān)斷所述第一 M0S管。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于線性LED驅(qū)動(dòng)電源的功率調(diào)整電路，其特征在于，所述功 率調(diào)整電路還包括： 補(bǔ)償電路，其連接到所述第一 M0S管和所述控制電路，并配置為在所述控制電路控制 關(guān)斷所述第一 M0S管期間，利用第一參考電壓來補(bǔ)償流過所述LED的電流，所述第一參考電 壓與所述LED的電壓相關(guān)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于線性LED驅(qū)動(dòng)電源的功率調(diào)整電路，其特征在于，所述補(bǔ) 償電路包括第一運(yùn)算放大器，其中， 所述第一運(yùn)算放大器的同相輸入端接收所述第一參考電壓， 所述第一運(yùn)算放大器的反相輸入端連接到所述第一 M0S管的源極/漏極并通過第一電 阻接地， 所述第一運(yùn)算放大器的輸出端連接到所述第一 M0S管的柵極并連接到所述控制電路 的輸出端。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于線性LED驅(qū)動(dòng)電源的功率調(diào)整電路，其特征在于，所述 控制電路包括第二M0S管，所述第二M0S管的柵極連接到所述檢測電路的輸出端，所述第二 M0S管的漏極/源極連接到所述第一 M0S管的柵極并連接到所述補(bǔ)償電路的輸出端，所述第 二M0S管的源極/漏極接地。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于線性LED驅(qū)動(dòng)電源的功率調(diào)整電路，其特征在于，所述檢 測電路包括比較電路和分壓電路，所述比較電路包括第二運(yùn)算放大器，其中， 所述第二運(yùn)算放大器的反相輸入端接收所述第二參考電壓，所述分壓電路連接在所述 第二運(yùn)算放大器的同相輸入端和所述檢測點(diǎn)之間。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于線性LED驅(qū)動(dòng)電源的功率調(diào)整電路，其特征在于，所述分 壓電路包括串聯(lián)在所述檢測點(diǎn)和地端之間的第二電阻和第三電阻； 所述第二運(yùn)算放大器的同相輸入端接收所述第二電阻上的壓降或所述第三電阻上的 壓降。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK104093257SQ201410373738
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】全勝利, 魏曉東, 張勇, 李軍 申請人:上海貝嶺股份有限公司