一种led驱动电路和led电源
阅读说明：本技术 一种led驱动电路和led电源 (LED drive circuit and LED power ) 是由 周辉志 于 2019-08-30 设计创作，主要内容包括：本发明属于电源技术领域,提供了一种LED驱动电路和LED电源。LED驱动电路连接LED模组,LED驱动电路包括：第一采样模块、第二采样模块、基准电压生成模块、反馈模块、控制模块以及电压转换模块。第一采样模块用于根据驱动电源生成电压采样信号；第二采样模块用于根据所述驱动电源生成电流采样信号；基准电压生成模块用于根据所述电压采样信号生成第一基准电压；反馈模块用于根据所述第一基准电压和所述电流采样信号生成反馈信号；控制模块用于根据所述反馈信号生成控制信号；电压转换模块用于根据控制信号将输入电压转换为驱动电源以驱动所述LED模组。(The invention belongs to the technical field of power supplies, and provides an LED driving circuit and an LED power supply. LED drive circuit connects the LED module, and LED drive circuit includes: the device comprises a first sampling module, a second sampling module, a reference voltage generating module, a feedback module, a control module and a voltage conversion module. The first sampling module is used for generating a voltage sampling signal according to the driving power supply; the second sampling module is used for generating a current sampling signal according to the driving power supply; the reference voltage generating module is used for generating a first reference voltage according to the voltage sampling signal; the feedback module is used for generating a feedback signal according to the first reference voltage and the current sampling signal; the control module is used for generating a control signal according to the feedback signal; the voltage conversion module is used for converting the input voltage into a driving power supply according to the control signal so as to drive the LED module.)
技术领域
本发明属于电源技术领域，尤其涉及一种LED驱动电路和LED电源。
背景技术
不同的LED光源的正向电压(Forward Voltage，VF)存在较大的差异，相同组合的LED光源，不同批次、或不同生产厂家VF也会存在很大偏差。因此在使用普通恒流电源时，会导致在同一批次LED整灯，其输入功率会有很大差异；不同组合的LED光源串联、并联关系下，LED的VF则会有更大的差异，需要使用多种电流规格的电源产品来满足需求，这样需要客户准备多款规格的电源，导致成本增加；选择电源时也存在困难，需要专业人员通过测试设备，才能实现LED和相对应的电源的匹配。
目前市场上都是使用微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)来做恒功率设计，MCU两个引脚来检测电源驱动电压和输出电流值，通过MCU乘法运算，输出相应脉冲宽度调制(Pulse width modulation，PWM)信号给控制环路，来实现输出恒功率调整，因此电路需要增加MCU及其供电电路，导致线路复杂化，而且需要懂得数字电路和模拟电路的人员才能实现电源开发，设计开发难度很高，且该电源使用的器件数量增加，相应的成本也会极大增加。
因此，传统的恒功率驱动技术方案中存在电路开发难度高、成本增加的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种LED驱动电路和LED电源，旨在解决传统的恒功率驱动技术方案中存在的电路开发难度高、成本增加的问题。
一种LED驱动电路，连接LED模组，所述LED驱动电路包括：
用于根据驱动电源生成电压采样信号的第一采样模块；
用于根据所述驱动电源生成电流采样信号的第二采样模块；
与所述第一采样模块连接，用于根据所述电压采样信号生成第一基准电压的基准电压生成模块；
与所述第二采样模块和所述基准电压生成模块连接，用于根据所述第一基准电压和所述电流采样信号生成反馈信号的反馈模块；
与所述反馈模块连接，用于根据所述反馈信号生成控制信号的控制模块；
与所述控制模块连接，用于根据控制信号将输入电压转换为驱动电源以驱动所述LED模组的电压转换模块。
在其中一个实施例中，还包括：
与所述电压转换模块连接，用于根据输入的市电电源生成输入电压的输入模块。
在其中一个实施例中，所述输入模块包括：
用于对所述市电进行低通滤波处理的低通滤波单元；
与所述低通滤波单元连接，用于根据低通滤波处理后的所述市电生成所述输入电压的整流滤波单元。
在其中一个实施例中，所述第一采样模块包括：第一采样电阻和第二采样电阻；
所述第一采样电阻的第一端为所述第一采样模块的驱动电源输入端，所述第一采样电阻的第二端通过所述第二采样电阻接地，所述第一采样电阻和所述第二采样电阻的共接端为所述第一采样模块的电压采样信号输出端。
在其中一个实施例中，所述第二采样模块包括：第三采样电阻、第四采样电阻以及第五采样电阻；
所述第三采样电阻的第一端为所述第二采样模块的驱动电源输入端，所述第三采样电阻的第二端连接所述LED模组，所述第四采样电阻的第一端连接所述第三采样电阻的第一端，所述第五采样电阻的第一端连接第三采样电阻的第二端，所述第四采样电阻的第二端和所述第五采样电阻的第二端为所述第二采样模块的电流采样信号输出端。
在其中一个实施例中，所述基准电压生成模块包括：第一运算放大器、第一电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻以及第六电阻；
所述第一运算放大器的正相端为所述基准电压生成模块的第二基准电压输入端，所述第一运算放大器的反相端为所述基准电压生成模块的电压采样信号输入端，所述第一运算放大器的输出端连接所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端通过所述第二电阻连接第二基准电压，所述第一电阻的第二端通过所述第三电阻连接所述第四电阻的第一端，所述第四电阻的第一端通过所述第五电阻接地，所述第四电阻的第二端通过所述第一电容接地，所述第四电阻的第二端连接所述第六电阻的第一端，所述第六电阻的第二端为所述基准电压生成模块的第一基准电压输出端。
在其中一个实施例中，所述反馈模块包括：第二运算放大器；
所述第二运算放大器的正相端为所述反馈模块的第一基准电压输入端，所述第二运算放大器的反相端和所述二运算放大器的正相端为所述反馈模块的电流采样信号输入端，所述第二运算放大器的输出端为所述反馈模块的反馈信号输出端。
在其中一个实施例中，还包括：
与所述输入模块连接，用于根据所述输入电压生成辅助电压的辅助电源模块；
所述控制模块具体根据所述辅助电压和所述反馈信号生成控制信号；所述辅助电源模块包括：电源转换芯片、第一变压器；
第一变压器的原边线圈的第一端为所述辅助电源模块的输入电压输入端，所述电源转换芯片的控制端连接所述第一变压器的原边线圈的第二端，所述第一变压器的副边线圈的第一端为所述辅助电源模块的辅助电压输出端，所述第一变压器的副边线圈的第二端接地。
在其中一个实施例中，所述控制模块包括控制单元、光电隔离管以及第一二极管；
所述第一二极管的负极为所述控制模块的反馈信号输入端，所述第一二极管的正极连接所述光电隔离管的发光器的负极，所述光电隔离管的发光器的正极为所述控制模块的辅助电压输入端，所述光电隔离管的受光端的第一端连接所述控制单元的反馈端，所述光电隔离管的受光端的第二端接地。
此外，还提供了一种LED电源，与所述LED模组，所述LED电源包括：上述的LED驱动电路。
上述的LED驱动电路，通过第一采样模块对驱动电源进行采样并生成电压采样信号，反馈模块根据该电压采样信号生成第一基准电压，同时通过第二采样模块对驱动电源进行采样生成电流采样信号，基准电压生成模块根据所述电压采样信号生成第一基准电压，反馈模块根据第一基准电压和电流采样信号生成反馈信号，控制模块根据反馈信号生成控制信号，控制电压转换模块将输入电压转换为驱动电源以驱动LED模组；当更换负载时，驱动电源的功率发生变化，通过电压采样信号和电流采样信号检测驱动电源的电压变化和驱动电源的电流变化，并根据驱动电源的电压变化和驱动电源的电流变化生成反馈信号，实现电路恒功率输出，提高电源适应性，电路简单、降低开发难度，降低电源成本。
附图说明
图1为本发明实施例提供的LED驱动电路的结构示意图；
图2为图1所示的LED驱动电路中输入模块的结构示意图；
图3为图1所示的LED驱动电路的部分示例电路原理图；
图4为LED驱动电路中辅助电源模块的的示例电路原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1示出了本发明实施例提供的LED驱动电路的结构示意图。如图1所示，LED驱动电路连接LED模组2，LED驱动电路包括：第一采样模块10、第二采样模块20、基准电压生成模块30、反馈模块40、控制模块50以及电压转换模块60。第一采样模块10用于根据驱动电源生成电压采样信号；第二采样模块20用于根据驱动电源生成电流采样信号；基准电压生成模块30与第一采样模块10连接，用于根据电压采样信号生成第一基准电压；反馈模块40与第二采样模块20和基准电压生成模块30连接，用于根据第一基准电压和电流采样信号生成反馈信号；控制模块50与反馈模块40连接，用于根据反馈信号生成控制信号；电压转换模块60与控制模块50连接，用于根据控制信号将输入电压转换为驱动电源以驱动LED模组。
在本实施例中，通过第一采样模块10对驱动电源进行采样并生成电压采样信号，反馈模块40根据该电压采样信号生成第一基准电压，同时通过第二采样模块20对驱动电源进行采样生成电流采样信号，基准电压生成模块30根据电压采样信号生成第一基准电压，反馈模块40根据第一基准电压和电流采样信号生成反馈信号，控制模块50根据反馈信号生成控制信号，控制电压转换模块60将输入电压转换为驱动电源以驱动LED模组，当更换负载时，驱动电源的功率发生变化，通过电压采样信号和电流采样信号检测驱动电源的电压变化和驱动电源的电流变化，并根据驱动电源的电压变化和驱动电源的电流变化生成反馈信号，实现电路恒功率输出，提高电源适应性，电路简单、降低开发难度，降低电源成本。
在其中一个实施例中，LED驱动电路还包括输入模块70，输入模块70与电压转换模块60连接，用于根据输入的市电电源生成输入电压。在其中一个实施例中，输入模块70包括低通滤波单元71和整流滤波单元72，低通滤波单元71用于对市电进行低通滤波处理；整流滤波单元72与低通滤波单元71连接，用于根据低通滤波处理后的市电生成输入电压。
如图2所示，在其中一个实施例中，基准电压生成模块30包括第一运算放大器U1、第一电容C1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5以及第六电阻R6；第一运算放大器U1的正相端为基准电压生成模块30的第二基准电压输入端，第一运算放大器U1的反相端为基准电压生成模块30的电压采样信号输入端，第一运算放大器U1的输出端连接第一电阻R1的第一端，第一电阻R1的第二端通过第二电阻R2连接第二基准电压，第一电阻R1的第二端通过第三电阻R3连接第四电阻R4的第一端，第四电阻R4的第一端通过第五电阻R5接地，第四电阻R4的第二端通过第一电容C1接地，第四电阻R4的第二端连接第六电阻R6的第一端，第六电阻R6的第二端为基准电压生成模块30的第一基准电压输出端。
在其中一个实施例中，反馈模块40包括第二运算放大器U2；第二运算放大器U2的正相端为反馈模块40的第一基准电压输入端，第二运算放大器U2的反相端和二运算放大器的正相端为反馈模块40的电流采样信号输入端，第二运算放大器U2的输出端为反馈模块40的反馈信号输出端。
在其中一个实施例中，控制模块50包括控制单元、光电隔离管U3以及第一二极管D1；第一二极管D1的负极为控制模块50的反馈信号输入端，第一二极管D1的正极连接光电隔离管U3的发光器的负极，光电隔离管U3的发光器的正极为控制模块50的辅助电压输入端，光电隔离管U3的受光端的第一端连接控制单元的反馈端，光电隔离管U3的受光端的第二端接地。其中，控制单元包括开关电源芯片，电源转换模块包括变压器。
在其中一个实施例中，第一采样模块10包括第一采样电阻R7和第二采样电阻R8；第一采样电阻R7的第一端为第一采样模块10的驱动电源输入端，第一采样电阻R7的第二端通过第二采样电阻R8接地，第一采样电阻R7和第二采样电阻R8的共接端为第一采样模块10的电压采样信号输出端。
在其中一个实施例中，第二采样模块20包括第三采样电阻R9、第四采样电阻R10以及第五采样电阻R11；第三采样电阻R9的第一端为第二采样模块20的驱动电源输入端，第三采样电阻R9的第二端连接LED模组2，第四采样电阻R10的第一端连接第三采样电阻R9的第一端，第五采样电阻R11的第一端连接第三采样电阻R9的第二端，第四采样电阻R10的第二端和第五采样电阻R11的第二端为第二采样模块20的电流采样信号输出端。
如图3所示，在其中一个实施例中，LED驱动电路还包括辅助电源模块80，该辅助电源模块80与输入模块10连接，用于根据输入电压生成辅助电压。在其中一个实施例中，辅助电源模块80包括电源转换芯片U4、第一变压器T1；第一变压器T1的原边线圈的第一端为辅助电源模块80的输入电压输入端，电源转换芯片U4的控制端LX连接第一变压器T1的原边线圈的第二端，第一变压器T1的副边线圈的第一端为辅助电源模块80的辅助电压输出端，第一变压器T1的副边线圈的第二端接地。
此外，还提供了一种LED电源，连接LED模组2，LED电源包括：上述的LED驱动电路。
以下结合电路原理对图2进行说明：
不同的LED光源的正向电压存在较大差异，在接入LED驱动电路的LED模组2发生变化时，LED驱动电路输出的驱动电源也会发生变化，从而无法满足恒功率输出的需求。
故在本实施例中，当接入LED驱动电路的LED模组2发生变化时，通过第一采样电阻R7和第二采样电阻R8对驱动电压进行采样，生成电压采样信号，第一运算放大器U1根据该电压采样信号生成第一基准电压，并通过第一电容C1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5以及第六电阻R6输出至第二运算放大器U2的正相端，第二运算放大器U2根据第一基准电压和电流采样信号生成反馈信号，并通过光电隔离管U3输出至控制模块50的反馈端，控制模块50根据反馈信号输出控制信号，控制电压转换模块生成恒功率的驱动电源。
具体来说，当LED模组2发生变化导致驱动电源由第一负载变更为第二负载时，驱动电源的电压由原始驱动电压U1变化为非稳态驱动电压U2’，驱动电源的电流由原始驱动电流I1变化为非稳态驱动电流I2’，第一采样模块10和第二采样模块20分别对非稳态驱动电压U2’和非稳态驱动电流I2’进行采样，分别生成电压采样信号和电流采样信号，第一运算放大器U1根据电压采样信号生成对应的第一基准电压，第二运算放大器U2则根据第一基准电压和电流采样信号生成反馈信号，控制模块50则根据反馈信号生成变化后的控制信号，控制电压转换单元的输出新的驱动电源，其中，新的驱动电源的目标驱动电压U2和和目标新的驱动电源的目标驱动电流I2的乘积(即新的驱动电源的功率)等于原始驱动电压U1和原始驱动电流I1的乘积(即第一负载时驱动电源的功率)，从而实现电路的恒功率输出，提高电源适应性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。