CN219124396U

CN219124396U - 灯具及其驱动电源、控制电路

Info

Publication number: CN219124396U
Application number: CN202223273078.XU
Authority: CN
Inventors: 王宗友; 尹经修; 戴平
Original assignee: Shenzhen Sosen Electronics Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Sosen Electronics Co Ltd
Priority date: 2022-12-07
Filing date: 2022-12-07
Publication date: 2023-06-02
Anticipated expiration: 2032-12-07

Abstract

本实用新型公开了一种灯具及其驱动电源、控制电路，该控制电路用于控制LED光源，且包括：用于根据外部的输入信号生成调光控制信号的调光模块；用于对输出电压进行采样以生成电压采样信号的电压采样模块；用于在根据调光控制信号确定处于调光开启状态下时根据电压采样信号生成补偿信号，以及，在根据调光控制信号确定处于调光关断状态下时将补偿信号置为无效信号的补偿模块；用于根据电压采样信号、补偿信号及调光控制信号控制输出电流的驱动模块。实施本实用新型的技术方案，在调光开启时，即使负载变化范围较大，依然能达到良好的负载调整率；在调光关断时，补偿模块还可将补偿信号置为无效信号，即，不进行补偿，从而达到关断驱动模块的目的。

Description

灯具及其驱动电源、控制电路

技术领域

本实用新型涉及电源领域，尤其涉及一种灯具及其驱动电源、控制电路。

背景技术

对于家用照明、工业类控制、通讯类控制等应用中的LED灯具，用户都对LED光源的恒定输出有较高的要求，以LED照明灯具为例，消费者希望LED光源保持恒定的输出。目前，市面上大部分的驱动芯片都是通过对输出电压进行采样，并结合限流电阻的采样电流，经芯片内部进行处理后来调整开关管的通断，进而控制驱动电源的恒流输出。

另外，目前的灯具制造商所配置的LED光源的负载范围变化很大，在负载变化较大时，为了使光源的寿命与色温不会因过流或欠流而受影响，驱动电源必须在不同的负载与工作环境下均保持很高的恒流精度，即，驱动电源必须具备良好的负载调整率，而良好的负载调整率也是衡量一款驱动电源在输出电压或负载发生变化时保持恒定输出电流能力与可靠性的重要指标之一

因此，当输出负载变化范围较大时，所采样的输出电压会跟随输出电压的变化而变化，而负载调整率也随之会发生很大的变化，因此，很难在输出负载变化范围较大情况下，保持负载调准率良好。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的在输出负载变化范围较大时负载调准率较差的技术缺陷，提供一种灯具及其驱动电源、控制电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种控制电路，用于控制LED光源，包括：

用于根据外部的输入信号生成调光控制信号的调光模块；

用于对输出电压进行采样以生成电压采样信号的电压采样模块；

用于在根据所述调光控制信号确定处于调光开启状态下时根据所述电压采样信号生成补偿信号，以及，在根据所述调光控制信号确定处于调光关断状态下时将所述补偿信号置为无效信号的补偿模块；

用于根据所述电压采样信号、所述补偿信号及所述调光控制信号控制输出电流的驱动模块。

优选地，所述驱动模块包括：

用于根据所述电压采样信号、所述补偿信号及所述调光控制信号产生PWM信号的驱动控制器；

用于根据所述PWM信号对输入电压进行变换并向所述LED光源提供输出电压的BUCK单元。

优选地，所述补偿模块包括：二极管D1、二极管D4、二极管D2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C2、开关管Q1和开关管Q2，其中，所述二极管D1的正极连接所述电压采样模块的输出端，所述二极管D1的负极分别连接所述二极管D4的正极及所述电阻R4的第一端，所述二极管D4的负极依次通过相串联的电阻R1、电阻R2、电阻R3接地，所述电阻R2与所述电阻R3的连接点分别连接所述电阻R5的第一端，所述电阻R5的第二端连接所述驱动控制器的线性调光端，所述二极管D2的正极连接所述驱动控制器的PWM调光端，所述二极管D2的负极分别连接所述电容C2的第一端及所述开关管Q1的控制端，所述开关管Q1的第一端分别连接所述电阻R4的第二端及所述开关管Q2的控制端，所述开关管Q2的第一端连接所述电阻R1与所述电阻R2的连接点，所述开关管Q2的第二端、所述开关管Q1的第二端及所述电容C2的第二端分别接地。

优选地，所述BUCK单元包括滤波电感；所述电压采样模块包括第一分压单元、第二分压单元、电容C4及用于感应所述滤波电感的电压的辅助绕组，所述辅助绕组的第一端接地，所述辅助绕组的第二端依次通过相串联的所述第一分压单元、所述第二分压单元接地，所述辅助绕组的第二端还连接所述二极管D1的正极，所述第一分压单元与所述第二分压单元的连接端连接所述驱动控制器的电压反馈端。

优选地，所述调光模块包括调光控制器、开关管Q9、开关管Q10、电阻R7、电阻R249、电阻R248、电阻R250、电阻R405、电阻R12、电阻R19、电容C25及光耦，其中，调光控制器的输出端连接所述电阻R7的第一端，所述电阻R7的第二端连接所述开关管Q9的控制端，所述电阻R249及所述电容C25并联在所述电阻R7的第二端与地之间，所述开关管Q9的第一端连接通过电阻R248接高电平，所述开关管Q9的第二端接地，所述开关管Q10的控制端分别连接所述开关管Q9的第一端及所述电阻R250的第一端，所述开关管Q10的第二端及所述电阻R250的第二端分别接地，所述开关管Q10的第一端通过电阻R405连接所述光耦的负输入端，所述光耦的正输入端接高电平，所述光耦的正输出端通过所述电阻R12接高电平，所述光耦的负输出端接地，所述电阻R19连接在所述光耦的正输出端与负输出端之间，所述光耦的正输出端还分别连接所述二极管D2的正极及所述驱动控制器的PWM调光端。

优选地，所述驱动模块包括：

用于对输出电流进行采样并送入所述驱动控制器以进行恒流控制及过流保护的第一采样单元；和/或，

用于对电源电压进行采样并送入所述驱动控制器以进行过压保护的第二采样单元；和/或

用于对环境温度进行采样并送入所述驱动控制器以进行过热保护的第三采样单元。

本实用新型还构造一种驱动电源，包括供电电路，还包括以上所述的控制电路。

优选地，所述供电电路包括依次连接的AC输入模块、EMI模块及PFC模块。

本实用新型还构造一种灯具，包括LED光源，还包括以上所述的驱动电源。

实施本实用新型的技术方案，在调光开启时，由于补偿模块可向驱动模块提供与输出电压有关的补偿信号，所以，驱动模块在控制输出电流时，除了根据电压采样信号、调光控制信号外，还会根据补偿信号对输出电流进行调整，因此，即使负载变化范围较大，依然能达到良好的负载调整率；在调光关断时，补偿模块还可将补偿信号置为无效信号，即，不进行补偿，从而达到关断驱动模块的目的。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型控制电路实施例一的逻辑结构图；

图2A是本实用新型控制电路实施例二的部分电路图；

图2B是本实用新型控制电路实施例二的部分电路图；

图2C是本实用新型控制电路实施例二的部分电路图；

图2D是本实用新型控制电路实施例二的部分电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1是本实用新型控制电路实施例一的逻辑结构图，该实施例的控制电路用于控制光源的发光，且包括有：调光模块10、驱动模块20、电压采样模块30、补偿模块40，其中，调光模块10用于根据外部的输入信号生成调光控制信号，该调光控制信号包括开启信号、关断信号、亮度调整信号；电压采样模块30用于对输出电压进行采样以生成电压采样信号；补偿模块40用于在根据所述调光控制信号确定处于调光开启状态下时根据所述电压采样信号生成补偿信号，以及，在根据所述调光控制信号确定处于调光关断状态下时将所述补偿信号置为无效信号；驱动模块20用于根据所述电压采样信号、所述补偿信号及所述调光控制信号控制输出电流。

在该实施例的技术方案中，通过增加补偿模块来向驱动模块引入补偿信号，这样，驱动模块在控制输出电流时，除了根据电压采样信号、调光控制信号外，还会根据补偿信号对输出电流进行调整，因此，即使负载变化范围较大，依然能达到良好的负载调整率，而且，当调光关断时，补偿模块还可将补偿信号置为无效信号，即，不进行补偿，从而达到关断驱动模块的目的。

进一步地，在一个可选实施例中，驱动模块包括驱动控制器及BUCK单元，其中，驱动控制器用于根据所述电压采样信号、所述补偿信号及所述调光控制信号产生PWM信号；BUCK单元用于根据所述PWM信号对输入电压进行变换并向LED光源提供输出电压。

进一步地，驱动控制器为带过流保护、过压保护、过热保护的恒流驱动芯片，例如为型号为BP2879的芯片，而且，驱动模块还包括：第一采样单元、第二采样单元、第三采样单元，其中，第一采样单元用于对输出电流进行采样并送入所述驱动控制器以进行恒流控制及过流保护；第二采样单元用于对电源电压进行采样并送入所述驱动控制器以进行过压保护；第三采样单元用于对环境温度进行采样并送入所述驱动控制器以进行过热保护。

下面结合图2A至图2D说明本实用新型控制电路的电路结构：

在该实施例中，如图2A、2B所示，驱动控制器U2为型号是BP2879的控制器，且其具有PWM调光控制端(PWM)、线性调光端(DIM)、电压反馈端(FB)、过压保护端(CTRL)、电源端(VCC)、控制端(GATE)、电流采样端(CS)及接地端(GND)。其中，驱动控制器U2的电源端连接电源电压(Vcc)，驱动控制器U2的过压保护端通过电阻R245连接该电源电压(Vcc)，驱动控制器U2的控制端通过电阻R321、R322连接MOS管Q301的栅极(G)，MOS管Q301的源极(C)通过电阻R15接地，MOS管Q301的漏极通过二极管D305接输入电压的正端(BUCK)。输入电压(BUCK)的正端还连接共模电感LF3的第一输入端，共模电感LF3的第二输入端通过滤波电感L2-A、电感BC302连接MOS管Q301的漏极。共模电感LF3的第一输出端连接LED光源的正端(V+)，共模电感LF3的第二输出端连接LED光源的负端(V-)。电阻R26的第一端连接MOS管Q301的源极，电阻R26的第二端分别连接电阻R18的第一端及电阻R6的第一端，电阻R18的第二端连接驱动控制器U2的电流采样端(CS)，电阻R6的第二端通过可调电阻VR1接地。另外，热敏电阻RT102的第一端通过电阻R22、电阻R315连接电源电压(Vcc)，热敏电阻RT102的第二端接地，电阻R22与电阻R315的连接点分别连接三端稳压管U1的控制端及电阻R317的第一端，三端稳压管U1的阳极接地，三端稳压管U1的阴极分别连接稳压二极管ZD1的阴极及电阻R336的第一端，电阻R336的第二端接电源电压(Vcc)。电阻R317的第二端连接MOS管Q3的漏极，MOS管Q3的源极接地，MOS管Q3的栅极分别接稳压二极管ZD1的阳极及MOS管Q4的栅极，MOS管Q4的源极接地，MOS管Q4的漏极通过电阻R313接驱动控制器U2的线性调光端(DIM)。

在该实施例中，如图2A所示，电压采样模块包括第一分压单元、第二分压单元、电容C4及用于感应所述滤波电感的电压的辅助绕组L2-B，而且，第一分压单元包括电阻R16，第二分压单元由串联的电阻R20、R17组成，辅助绕组L2-B的第一端接地，辅助绕组L2-B的第二端依次通过相串联的电阻R16、R20、R17接地，辅助绕组L2-B的第二端还连接补偿模块，电阻R16与电阻R20的连接点连接驱动控制器U2的电压反馈端(FB)。

如图2C所述，调光模块包括调光控制器U402、开关管Q9、开关管Q10、电阻R7、电阻R249、电阻R248、电阻R250、电阻R405、电阻R12、电阻R19、电容C25及光耦。其中，外部的输入信号(DIM+、DIM-)接入调光控制器U402的调光端(DIM)及设置端(FSET)，调光控制器的输出端(OUT)连接电阻R7的第一端，电阻R7的第二端连接开关管(该实施例为三极管)Q9的控制端(基极)，电阻R249及电容C25并联在电阻R7的第二端与地之间，开关管Q9的第一端(集电极)连接通过电阻R248接调光控制器U402的电源端(HVCC)，即，接高电平，开关管Q9的第二端(发射极)接地，开关管(该实施例为三极管)Q10的控制端(基极)分别连接开关管Q9的第一端及电阻R250的第一端，开关管Q10的第二端(发射极)及电阻R250的第二端分别接地，开关管Q10的第一端(集电极)通过电阻R405连接光耦OT402的负输入端，光耦OT402的正输入端接高电平，光耦OT402的正输出端通过电阻R12接电源电压(Vcc)，即，接高电平，光耦OT402的负输出端接地，电阻R19连接在光耦OT402的正输出端(P)与负输出端之间，光耦OT402的正输出端还分别连接驱动控制器U2的PWM调光端(PWM)。

如图2D所示，补偿模块包括：二极管D1、二极管D4、二极管D2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C1、电容C2、开关管Q1和开关管Q2，其中，二极管D1的正极连接电压采样模块的输出端，二极管D1的负极分别连接二极管D4的正极及电阻R4的端，二极管D4的负极依次通过相串联的电阻R1、电阻R2、电阻R3接地，电阻R2与电阻R3的连接点分别连接电阻R5的端及电容C1的端，电阻R5的端连接驱动控制器的线性调光端，电容C1的端接地，二极管D2的正极连接驱动控制器的PWM调光端，二极管D2的负极分别连接电容C2的端及开关管(该实施例为三极管)Q1的控制端(基极)，开关管Q1的第一端(发射极)分别连接电阻R4的第二端及开关管(该实施例为三极管)Q2的控制端，开关管Q2的第一端连接电阻R1与电阻R2的连接点，开关管Q2的第二端、开关管Q1的第二端及电容C2的端分别接地。

最后需说明的是，上述实施例中的三极管、MOS管等也可用其它类型的开关管替换，起限流、滤波作用的电阻在其它实施例中可省去，起滤波作用的电容、电感也可省去。

下面说明该实施例的控制电路的工作原理：

当调光控制器U402接收到外部输入的开启信号后，调光控制器U402的输出端(OUT)输出一定占空比的PWM信号，该信号经电阻R7后控制开关管Q9间断导通，进而控制开关管Q10间断导通，光耦OT402也间断导通，这样，P点处为一定占空比的PWM信号。当调光控制器U402接收到外部输入的关断信号后，调光控制器U402的输出端(OUT)输出低电平信号，该信号使得开关管Q9截止、开关管Q10导通、光耦OT402导通，P点处的电压为低电平。

另外，在调光开启时，驱动控制器U2的控制端(CS)通过输出PWM信号来控制开关管Q301通断，进而对输入电压(BUCK)进行相应的转换，以向LED光源输出相应的电压。而且，驱动控制器U2的控制端(CS)所输出的PWM信号的占空比与以下信号有关：

1.输出电流的采样信号

电阻R6可对输出电流进行采样，并将其转换成电压信号后送入驱动控制器U2的电流采样端(CS)；

2.输出电压的采样信号

辅助绕组L2-B可感应滤波电感L2-A的电压，该感应电压经电阻R16、R20、R17分压后送入驱动控制器U2的电流反馈端(FB)；

3.PWM调光信号

当调光控制器U402开启后，用户可向调光控制器U402输入调光信号(例如，亮度调高、调低)，调光控制器U402的输出端(OUT)便可输出相应占空比的PWM信号，例如，占空比越大，代表亮度越高；占空比越小，代表亮度越低；

4.补偿信号

将辅助绕组L2-B上的电压(B点处的电压)送入补偿模块，而在补偿模块中，由于P点处的PWM信号经电容C2后变为稳定的高电平信号，所以，开关管Q1导通，开关管Q2不导通，此时，D点处的电压仅随B点处的电压的变化而变化，当D点处的电压变高时，B点处的电压也变高；当D点处的电压变低时，B点处的电压也变低。然后，将该D点处的电压送入驱动控制器U2的线性补偿端(DIM)，这样，驱动控制器U2便可根据该补偿信号，并结合其它三个信号(输出电压的采样信号、输出电流的采样信号、PWM调光信号)来调整其控制端所输出的PWM信号的占空比。所以，即使负载变化范围较大，由于引入了随输出电压变化而变化的补偿信号，所以，可达到良好的负载调整率。

当调光关断时，由于调光控制器U402的输出端(OUT)输出低电平信号，该信号使得开关管Q9截止、开关管Q10导通、光耦OT402导通，P点处的电压为低电平。而在补偿模块中，由于P点的电压为低电平，所以，开关管Q1截止，开关管Q2导通，此时，电阻R1、R2连接点处的电压被拉低，从而使得D点处的电压为低电平。而当D点处的电压为低电平时，驱动控制器U2彻底关断。

本实用新型还构造一种驱动电源，该驱动电源包括供电电路以及以上所述的控制电路。

优选地，供电电路包括依次连接的AC输入模块、EMI模块及PFC模块。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims

1.一种控制电路，用于控制LED光源，其特征在于，包括：

用于根据外部的输入信号生成调光控制信号的调光模块；

2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述驱动模块包括：

3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述补偿模块包括：二极管D1、二极管D4、二极管D2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C2、开关管Q1和开关管Q2，其中，所述二极管D1的正极连接所述电压采样模块的输出端，所述二极管D1的负极分别连接所述二极管D4的正极及所述电阻R4的第一端，所述二极管D4的负极依次通过相串联的电阻R1、电阻R2、电阻R3接地，所述电阻R2与所述电阻R3的连接点分别连接所述电阻R5的第一端，所述电阻R5的第二端连接所述驱动控制器的线性调光端，所述二极管D2的正极连接所述驱动控制器的PWM调光端，所述二极管D2的负极分别连接所述电容C2的第一端及所述开关管Q1的控制端，所述开关管Q1的第一端分别连接所述电阻R4的第二端及所述开关管Q2的控制端，所述开关管Q2的第一端连接所述电阻R1与所述电阻R2的连接点，所述开关管Q2的第二端、所述开关管Q1的第二端及所述电容C2的第二端分别接地。

4.根据权利要求3所述的控制电路，其特征在于，所述BUCK单元包括滤波电感；所述电压采样模块包括第一分压单元、第二分压单元、电容C4及用于感应所述滤波电感的电压的辅助绕组，所述辅助绕组的第一端接地，所述辅助绕组的第二端依次通过相串联的所述第一分压单元、所述第二分压单元接地，所述辅助绕组的第二端还连接所述二极管D1的正极，所述第一分压单元与所述第二分压单元的连接端连接所述驱动控制器的电压反馈端。

5.根据权利要求3所述的控制电路，其特征在于，所述调光模块包括调光控制器、开关管Q9、开关管Q10、电阻R7、电阻R249、电阻R248、电阻R250、电阻R405、电阻R12、电阻R19、电容C25及光耦，其中，调光控制器的输出端连接所述电阻R7的第一端，所述电阻R7的第二端连接所述开关管Q9的控制端，所述电阻R249及所述电容C25并联在所述电阻R7的第二端与地之间，所述开关管Q9的第一端连接通过电阻R248接高电平，所述开关管Q9的第二端接地，所述开关管Q10的控制端分别连接所述开关管Q9的第一端及所述电阻R250的第一端，所述开关管Q10的第二端及所述电阻R250的第二端分别接地，所述开关管Q10的第一端通过电阻R405连接所述光耦的负输入端，所述光耦的正输入端接高电平，所述光耦的正输出端通过所述电阻R12接高电平，所述光耦的负输出端接地，所述电阻R19连接在所述光耦的正输出端与负输出端之间，所述光耦的正输出端还分别连接所述二极管D2的正极及所述驱动控制器的PWM调光端。

6.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述驱动模块包括：

7.一种驱动电源，包括供电电路，其特征在于，还包括权利要求1-6任一项所述的控制电路。

8.根据权利要求7所述的驱动电源，其特征在于，所述供电电路包括依次连接的AC输入模块、EMI模块及PFC模块。

9.一种灯具，包括LED光源，其特征在于，还包括权利要求1-8任一项所述的驱动电源。