[发明专利]LED驱动器和具有该LED驱动器的LED照明装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED驱动器。此外，本发明还涉及一种具有该LED驱动器的LED照明装置。

背景技术

LED光源作为冷光源具有光色纯正、光束集中、显色指数高、温度特性好，并具有电量消耗低、性能稳定、寿命长、无污染、使用简单等优点。为了对LED光源进行驱动，市场上出现了大量的不同类型AC-DC LED驱动器，其中包括单级的PFC驱动器，两级的PWM驱动器，传统的线性驱动器以及用于LED链的开关单元等等。但是它们分别具有不同的优缺点。例如，单级PFC驱动器结构简单、成本低廉、能够提供良好的功率因数，但是其具有较大的纹波电流。两级PWM驱动器能够提供高的功率因数和低的纹波电流，但是其结构复杂、成本高，并且电磁干扰源具有两个高频，抗干扰能力较差。传统的线性驱动器的结构简单、成本低廉，但其效率较低并且功率因数也较低。而用于LED链的开关单元的结构最为简单、成本最低、能够提供良好的功率因数，在高电压的应用方案中具有良好的效率，并且抗干扰能力很强，但是其产生非常高的纹波电流。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种LED驱动器，该LED驱动器集合了现有技术中的驱动器的所有优点，其结构简单、成本低廉、具有高的功率因数和效率，抗干扰能力更强，并且其产生较小的纹波电流。此外本发明还涉及一种具有上述类型的LED驱动器的LED照明装置。

本发明的第一个目的通过一种LED驱动器由此实现，即该LED驱动器用于驱动彼此串联的第一负载组和至少一个第二负载组，该LED驱动器包括：为第一负载组和第二负载组提供预期的工作电压的PFC-AC/DC转换电路；开关控制单元；以及至少一个开关单元，其中，开关单元与各自的第二负载组并联，开关控制单元根据表征流过负载支路的负载电流的第一采样电压向开关单元输出第一控制信号，以调整开关单元导通状态，从而改变流过第二负载组的电流。根据本发明的LED驱动器采用了PFC-AC/DC转换电路和开关单元的组合方式，通过PFC-AC/DC转换电路能够获得具有高的功率因数的输出电压。在根据本发明的设计方案中，PFC-AC/DC转换电路可以是任意类型的PFC电路。例如BUCK PFC。PFC-AC/DC转换电路可以通过传统的PFC控制IC或者MCU来控制。通过这种方式，可以获得高的功率因数。PFC-AC/DC转换电路的输出电压为直流。通过PFC电路控制的电压平均值具有很高的精度。然而，在该直流源中不可避免地会有交流部分存在，根据LED光源的V-I特性，di/dv非常高，对于小的dv，电流的变化非常剧烈，这将导致高的纹波电流。通过控制根据本发明的LED驱动器中的开关单元的导通状态可以对流过第二负载组的电流进行调整，从而改变流过负载组的电流，以达到消除纹波电流的目的。

根据本发明的设计方案提出，PFC-AC/DC转换电路包括输出所述工作电压的功率因数校正部分和反馈控制单元，反馈控制单元根据利用第一采样电压获得的第二参考电压和功率因数校正部分当前输出的工作电压获得的第二采样电压产生第二控制信号，功率因数校正部分根据所述第二控制信号输出预期的工作电压。根据本发明的PFC-AC/DC转换电路可以是任意类型的PFC电路，但是一些控制模式不能很好地控制PFC电路，例如，一些DCM PFC电路仅仅固定了在每个工作周期中的占空比，并且每个线性周期调整一次PFC输出平均电压。其结构非常简单，但是输出的PFC平均电压并不是很精确。PFC输出电压的较大的容差将影响LED电流。因此PFC-AC/DC转换电路输出的工作电压是一个非常关键的参数。通过根据本发明的LED驱动器中的PFC-AC/DC转换电路能够很好地将输出的工作电压控制在一个可接受的合理范围内，从而使消除纹波电流成为可能。

根据本发明的一个优选的设计方案提出，开关控制单元包括第一运算放大器，其同相输入端接入预设的第一参考电压，反相输入端接入第一采样电压，输出端连接至开关单元，根据第一采样电压和预设的第一参考电压计算出的作为第一控制信号的控制电压调整开关单元的导通状态。通过改变开关单元的导通状态可以对流过第二负载组的电流进行调整，从而改变负载组上的电压，进而改变流过负载组的电流，以达到消除纹波电流的目的。