[实用新型]新型三线制大功率LED驱动器

说明书

(一)技术领域

本实用新型涉及一种大功率LED驱动器。主要用于大功率LED的驱动。属电子产品技术领域。

(二)背景技术

在本实用新型作出以前，以往用于台灯式的大功率LED的驱动器的应用框图如图1所示。客户在目前的应用中，其“控制开关”与大功率LED负载是串联使用的，同时LED负载的个数又是不定的，可能是一个、两个，也可能是三个。其会产生以下问题：

LED负载不确定。当点亮一颗LED时，驱动器仅需输出3.5V，当需要点亮3颗LED时，驱动器则需要输出10.5V(3.5V*3)，这样需要驱动器能根据负载的个数自动调整输出电压。为确保能有效驱动3颗LED，驱动器的最大输出电压一般设计到12V。在图1的应用中，最大的问题是：“控制开关”(与负载是串联的)接到了驱动器的次级(输出端)。由于驱动器一直是接在电网上，不管“控制开关”是否打开，驱动器是一直工作的；当“控制开关”没有闭合之前，驱动器是不知道负载有几颗LED的，但为了能确保能驱动3颗LED，其输出只能工作在最大输出电压状态，即12V输出。这样当负载为一颗LED时，“控制开关”闭合时驱动器就存在一个“输出由12V降低到3.5V”的转换过程，尽管此过程很短，但对于LED来说，每次“控制开关”的闭合，都存在一次由电压转换引起的大电流冲击(上述转换过程)。

常规二线制驱动器的工作原理如图2所示，属于隔离反激式电源。该产品有两根输出线。其核心控制电路U1采用了Power Integrations的功率转换控制芯片TNY276，U2为线性光耦，D1为11V的稳压管，D6为肖特基整流管，R1为输出电流取样电阻。产品在实际应用过程中存在着以下两种工作模式：

1、“恒压”模式

当输出回路的电流低于“预定值”(如：对于单颗1W的大功率LED为350mA，对于单颗3W的LED则为700mA)包括当开关“S1”断开时，本电路工作于“恒压”模式。输出电压由“D1”稳压值、“U2”正向压降(约为1V)及电阻“R8”上的压降所确定，一般情况下“R8”的阻值很小，其压降基本可忽略，因此本电路此时的输出基本上为12V(因D1为11V稳压管)。

2、“恒流限压”模式

随着输出电流的上升，电流取样电阻“R1”上的压降随之上升，该压降通过电阻“R7”反馈到光耦“U2”的1脚(1脚为内部二极管正端，2脚为内部二极管负端)，光耦“U2”中的1、2脚的电流增大，引起光耦“U2”中的3、4脚间的阻值下降，该阻值的下降又引起U1的1脚的“拉出电流”增大，当达到阈值时(115uA)，U1中的MOSFET(金属氧化物半导体场效应管)将关闭，从而令输出电压下降。当输出电流上升到“预定值”时，就达到了一个“动态平衡”状态，从而实现“恒流”目的。此时的输出电压与“D1”及光耦的正向压降不再有关，产品此时的工作方式像个电流源，处于“恒流限压”模式，输出电压仅与输出负载有关，若此时的负载为一颗LED，输出电压为3.5V左右(单颗LED的正向导通压降，不同厂家的LED略有不同)，若负载为三颗LED，输出则为10.5V左右。

控制开关“S1”断开时，产品工作在“恒压模式”，此时的输出电压为12V；当“S1”闭合时，产品将转换到“恒流限压模式”，在此过程中由于存在着一个输出电压由“高电位向低电位”的转换，而我们的负载LED，其正向特性类似于一个正向导通的PN结，微小的电压变化将引起剧烈的电流变化，LED的“寿命”与其通过的过量“大”电流存在着紧密的联系，因此尽管这个“转换过程”很短，每当“S1”由断开向闭合转换时，都将形成一次大电流“冲击”，当负载为一颗LED时，这种情况将最为恶劣！这些就是“问题”的由来。

以往的解决方案有以下几种：

第一种、采用信号检测的方式解决。若能够检测到相关信号，说明“冲击”已经发生，而且信号的检测与输出电压的转换都需要时间，因此该方案是不可行的。

第二种、根据使用的LED的实际个数来确定驱动器的输出电压，如：光源是一颗LED的驱动器输出就是3.5V；两颗的，输出为7V。一款驱动器只能对应一款光源负载，以降低冲击强度。该方案只能减弱冲击，不能完全避免。

(三)发明内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种能有效避免控制开关闭合时产生电流冲击问题的新型三线制大功率LED驱动器。