[实用新型]一种LED开关恒流驱动电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及LED驱动控制技术领域，特别是涉及一种LED开关恒流驱动电路。

背景技术

LED因具有效率高、寿命长、不易破损、开关速度高、可靠性高等传统光源不及的优点，已被广泛应用于指示灯、显示器及照明领域。

LED是一种低压直流条件下工作的半导体器件。对照明应用而言，外置电压需大于LED的正向驱动电压VF值，同时需要通过一个恒流控制电路使LED二极管工作在恒定的电流条件下，以实现照明的应用要求。当输入电压高于LED的VF时，一般会采用所谓的Buck降压电路使电压降至和VF一致而使之工作；反之，当输入电压低于LED的VF时，须采用Boost升压电路使电压和VF相匹配，从而实现正常的恒流控制工作。

如图1所示即为传统技术中常用的Buck开关架构的LED恒流驱动电路，控制开关管11导通和截止的驱动信号一般是PWM（脉宽调制）信号，当驱动信号使开关管11导通时，电容C开始充电，输出电压加在LED灯串12上。电容C在充电过程中电感L的电流逐渐增加，储存的能量也逐渐增加，此时续流二极管D反向截止。当驱动信号使开关管11截止时，开始释放能量，电感L中的电流开始减小，产生的感应电动势使续流二极管D导通，电流通过电感L、续流二极管D，构成回路给LED灯串12传递能量，LED灯串12上的电压低于输入电压。如图2所示即为传统技术中常用的Boost开关架构的LED恒流驱动电路，当驱动信号使开关管21导通时，电容C开始充电，输入电压流过电感L，二极管D防止电容C对地放电，电感L上的电流逐渐增大，随着电感电流增加，电感L里储存了一些能量。当驱动信号使开关管21截止时，由于电感L的电流保持特性，电感L开始缓慢的给电容C充电，电容C两端电压升高，此时LED灯串22上的电压高于输入电压了。但是Buck和Boost开关拓扑结构的LED恒流驱动电路需要使用电感、电容等储能器件，应用设计相对复杂，而且还影响灯具的使用寿命。

线性控制是有别于Buck和Boost开关拓扑的另外一种常见的拓扑，它避免使用电感，而是通过控制功率管的导通阻抗来使LED灯串的电流和电压保持在设定值。如图3所示，随输入电压的不断增大，流过LED灯串32的电流不断增大，当检测电阻Rcs上的电压大于参考电压Vref时，误差放大器33输出控制信号使功率管31的导通阻抗增大，流过LED灯串32的电流减小；当检测电阻Rcs上的电压小于参考电压Vref时，误差放大器33输出控制信号使功率管31的导通阻抗减小，流过LED灯串32的电流增大；通过这种功率管导通阻抗大小的调节使流过LED灯串的电流保持恒定。因为流过LED灯串的电流等于输入电流，所以线性控制的效率实际上就是LED灯串电压Vled与输入电压Vin的比值，特别是Vin与Vled的差值比较大的时候，该差值全部落在功率管上，功耗很大，因此这种线性控制的缺点是效率较低。

Buck和Boost开关拓扑结构的LED恒流驱动电路需要使用电感、电容等储能器件，应用设计相对复杂，而且还影响灯具的使用寿命。线性控制拓扑结构的LED恒流驱动电路设计相对简单，对灯具的使用寿命不产生影响，但是效率低是该拓扑结构的主要缺陷。这些是目前此类LED恒流驱动控制芯片的基本限制，如何设计出一种应用设计简单、对灯具寿命不产生影响，同时又具有比较高效率的LED恒流驱动电路成为现在LED驱动设计领域急需解决的问题。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种LED开关恒流驱动电路，用于解决现有技术中Buck和Boost开关拓扑结构的LED恒流驱动电路需要使用电感、电容等储能器件，应用设计相对复杂，影响灯具的使用寿命；线性控制的LED恒流驱动电路效率较低等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种LED开关恒流驱动电路，所述LED开关恒流驱动电路至少包括：

电压输入模块，用于提供可调输入电压；

LED模块，连接于所述电压输入模块；

功率管，连接于所述LED模块，通过调节该功率管的开关占空比可实现所述LED模块的恒流；

滤波器，连接于所述功率管的输出端，用于对所述功率管的输出信号进行滤波；

连接于所述滤波器输出端的误差放大器，用于将所述滤波器的输出电压和参考电压进行比较，并将比较结果放大输出；

脉冲宽度调制电路，连接于所述误差放大器输出端并与一振荡器相连，通过所述误差放大器的输出结果及所述振荡器共同作用产生PWM信号，用于调节所述功率管的开关信号的占空比；