[发明专利]一种市电输入LED恒流驱动器

说明书

技术领域

本发明属于LED的市电照明领域，具体涉及一种市电输入照明LED恒流驱动器。

背景技术

LED由于寿命长、光电转换效率高、节能环保、响应时间短等众多优点，成为了照明领域关注的焦点，近年来发展异常迅速。在LED照明应用日趋广泛的同时，LED驱动电路也面临更大的挑战，如必须能够处理越来越大的电流。因为很小的电压波动会引起LED电流的较大变化，因此为防止LED损坏，则需要专门的驱动电路来控制LED阵列中每个LED的电流保持恒定。此外由于LED照明需要调光或更复杂的控制属性，为此必须提供多种控制策略。

传统的恒压驱动方式，如图1所示，存在稳压精度不够和稳流能力较差的缺点。由于LED为电流敏感型器件，正常工作时，稳压电源很小的电压变化会引起LED电流的较大变化。随着LED电流的变化，LED的亮度会明亮不一致，同时也会因为LED组里面某个LED的损坏使得整体的电流变大，容易导致整个LED组损坏和寿命缩短，因而这种驱动电路急需改良。

为了克服恒压驱动方式的弊端，现在广泛采用恒流驱动方式。如图2所示，目前的恒流驱动器普遍采用的控制策略：检测LED中的电流，并将其作为反馈信号，误差放大器A11对电流检测器F11输出的电流反馈电压Vcs与带隙基准电压源U13输出的基准电压Vref的差值进行放大，并将差值放大信号送入脉冲宽度(PWM)调制器U11，PWM调制器U11根据差值信号的幅值产生对应脉冲宽度调制信号，开关驱动器U12根据脉冲宽度调制信号来控制开关Q11的导通关断，使电感L11充放电，来保持流经LED中平均电流的恒定。但，此种策略跟踪能力差，容易导致LED中的电流在目标值附近振荡，稳定能力差。

发明内容

为了解决上述问题，提出本发明，并且本发明的目的是提供一种电路结构简单、稳定性好、成本低、稳流精度高和转换效率高的新型LED恒流驱动器。

为了能够实现上述目的，本发明采取如下技术方案：一种市电输入LED恒流驱动器包括：电源转换器，把输入的市电经过全桥整流、滤波变成直流电；电流控制器，通过控制开关的导通关断时间，使电感充放电，来保持流经LED电路中的电流恒定。

根据本发明的一方面，电源转换器包括：整流桥，把输入的交流电压转换成直流电压；两个并联的电解电容，对直流电压进行滤波，滤除直流电压中的交流成分，保持输出电压的稳定。

电流控制器包括：电流检测器、振荡器、误差放大器、积分器、比较器、锁存器、开关驱动器、开关、二极管、电感、带隙基准电压源；其中积分器，对误差放大器输出的差值信号进行积分，输出锯齿波电压信号；

电流控制器各部分连接关系为：电流检测器的一端与开关的源极连接，另一端接地；开关的栅极接开关驱动器的输出端，开关的漏极接二极管的阳极和电感的第一端，二极管的阴极接负载LED组的阳极，电感的第二端接负载LED组的阴极，误差放大器的同相输入端接基准电压，反相输入端接电流检测器的输出反馈电压，输出端接积分器的输入，积分器的输出接比较器的反向输入端，比较器的同向输入端接电流检测器的输出反馈电压，锁存器的复位端接比较器的输出，置位端接振荡器产生的时钟信号，同相输出端接开关驱动器。

本发明的有益效果为：根据以上技术方案提出的LED恒流驱动器，以改进的Buck驱动电路为基础，设计了新的电流控制方法-I²控制方法，利用检测信号与参考信号的差值积分来调节脉冲信号的宽度，使得稳态时单个周期开关导通期间电压Vcs的平均值等于基准电压Vref，消除平均电流的稳态误差，从而精确平均电流。具有比普通电流控制电路更好的调节性能，控制的作用更明显。

附图说明

图1示出了传统的恒压驱动方式的构造；

图2示出了目前LED恒流驱动器普遍采用的控制结构的构造；

图3示出了本发明提出的LED恒流驱动器的主要结构示意图。

具体实施方式

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。以下将详细描述本发明的一种示例性实施例。

一种市电输入LED恒流驱动器包括：电源转换器，把输入的市电经过全桥整流、滤波变成直流电；电流控制器，通过控制开关的导通关断时间，使电感充放电，来保持流经LED电路中的电流恒定。

根据本发明的一方面，电源转换器包括：整流桥，把输入的交流电压转换成直流电压；两个并联的滤波电容，对直流电压进行滤波，滤除直流电压中的交流成分，保持输出电压的稳定。