專利名稱：Led驅動電路和包括該led驅動電路的照明裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種LED驅動電路以及包括該LED驅動電路的照明裝置，具體地，涉及一種能夠以簡單的電路結構和低成本獲得較高功率因數(PF)值和穩定發光強度的LED驅動電路以及包括該LED驅動電路的照明裝置。
背景技術：
近年來，發光二極管(LED)由于其具有發光效率高、壽命長、高亮度、節能、環保和堅固耐用等特點而被廣泛地用于照明裝置中。但是由于傳統的開關電源LED驅動電路的使用，給電力系統注入了越來越多的諧波，致使電網中的諧波污染日益嚴重，從而影響到電網供電質量和用戶使用的安全性。有源功率因數校正(APFC)技術是提高電子產品的功率因數、減少電網污染和降低諧波干擾的有效方法。因此，在提倡“綠色電網”和“綠色照明”的今天，有源功率因數校正技術已成為研究的熱點。在現有技術領域中，常用的有源功率因數校正電路包括升壓型(Boost)、降壓型(Buck)、升降壓型(Buck-Boost)、正激型(Forward)以及反激型(Flyback)功率因數校正電路。在LED照明領域中，現有的LED驅動器實現方案通常是由有源功率因數校正電路和專門的驅動電路構成的，這種現有的技術方案實現較復雜并且成本較高，并且還可能存在燈光閃爍的問題。

發明內容
在下文中給出了關于本發明的簡要概述，以便提供關于本發明的某些方面的基本理解。但是，應當理解，這個概述并不是關于本發明的窮舉性概述。它并不是意圖用來確定本發明的關鍵性部分或重要部分，也不是意圖用來限定本發明的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出關于本發明的某些概念，以此作為稍后給出的更詳細描述的前序。因此，鑒于上述情形，本發明的目的是提供一種能夠在實現功率因數校正的同時維持穩定發光強度的LED驅動電路。該LED驅動電路能夠提高電路的功率因數值，并且不需要單獨設置專門的驅動電路或功率因數校正電路，從而電路實現較簡單，大大降低了成本。此外，在該LED驅動電路中增加了對負載輸出的監測，從而能夠根據負載輸出狀態而相應地調整功率因數校正電路，使得電路輸出保持恒定，消除了 LED發光裝置的閃爍，提高了用戶使用的舒適性。根據本發明的實施例，提供了一種LED驅動電路，其包括:功率因數校正電路，被配置成對電路的功率因數進行校正；一個或多個LED負載；反饋電路，被配置成將關于一個或多個LED負載的反饋信號提供到功率因數校正控制器；以及功率因數校正控制器，被配置成基于反饋電路提供的反饋信號，控制功率因數校正電路，以維持功率因數校正電路的輸出恒定。根據本發明的優選實施例，反饋電路可以包括:信號檢測模塊，被配置成檢測關于一個或多個LED負載的信號；以及信號轉換模塊，被配置成將所檢測到的信號轉換為反饋信號。
根據本發明的優選實施例，功率因數校正電路可以是升壓型功率因數校正電路。
根據本發明的優選實施例，一個或多個LED負載可以串聯連接在功率因數校正電路的輸入與輸出之間。
根據本發明的優選實施例，一個或多個LED負載可以串聯連接在功率因數校正電路的輸出與地之間。
根據本發明的優選實施例，反饋電路還可以包括:電阻器，連接在一個或多個LED負載與信號轉換模塊之間，用于以來自一個或多個LED負載的電能為信號轉換模塊供電。
根據本發明的另一實施例，還提供了一種照明裝置，其包括如上所述的LED驅動電路。


本發明可以通過參考下文中結合附圖所給出的詳細描述而得到更好的理解，其中在所有附圖中使用了相同或相似的附圖標記來表示相同或者相似的部件。所述附圖連同下面的詳細說明一起包含在本說明書中并形成說明書的一部分，用來進一步舉例說明本發明的優選實施例和解釋本發明的原理和優點。
圖1是示出根據本發明的實施例的LED驅動電路的功能配置的框圖2是示出圖1中的反饋電路的功能配置的框圖；以及
圖3是示出根據本發明的實施例的LED驅動電路的具體實現的電路圖。
具體實施方式
在下文中將結合附圖對本發明的示范性實施例進行描述。為了清楚和簡明起見，在說明書中并未描述實際實施方式的所有特征。然而，應該了解，在開發任何這種實際實施例的過程中必須做出很多特定于實施方式的決定，以便實現開發人員的具體目標，例如，符合與系統及業務相關的那些限制條件，并且這些限制條件可能會隨著實施方式的不同而有所改變。此外，還應該了解，雖然開發工作有可能是非常復雜和費時的，但對得益于本公開內容的本領域技術人員來說，這種開發工作僅僅是例行的任務。
在此，還需要說明的一點是，為了避免因不必要的細節而模糊了本發明，在附圖中僅僅示出了與根據本發明的方案密切相關的裝置結構和/或處理步驟，而省略了與本發明關系不大的其它細節。
以下將參照附圖1-3來描述本發明的優選實施例。
首先，將參照圖1描述根據本發明的實施例的LED驅動電路的功能框圖。如圖1所示，LED驅動電路可以包括功率因數校正電路101、一個或多個LED負載102、反饋電路103以及功率因數校正控制器104。
具體地，功率因數校正電路101可以被配置成對電路的功率因數進行校正。功率因數校正電路101可以是現有技術領域中公知的升壓型功率因數校正電路，但是本發明并不限于此，本領域技術人員可根據實際需要而選擇不同類型的功率因數校正電路，例如降壓型、升降壓型、正激型或反激型功率因數校正電路，并依據本發明的原理相應地改變各電路部件之間的連接和方向，從而實現相應的技術效果。
優選地，一個或多個LED負載102可以串聯連接在功率因數校正電路的輸入與輸出之間，或者也可以連接在功率因數校正電路的輸出與地電勢之間。其中，LED負載102的連接方式取決于功率因數校正電路的類型，例如，在升壓型功率因數校正電路的情況下，由于功率因數校正電路的輸出電壓高于輸入電壓，因此，LED負載的陽極端連接到功率因數校正電路的輸出端，而陰極端連接到功率因數校正電路的輸入端。反饋電路103可以被配置成將關于一個或多個LED負載102的反饋信號提供到功率因數校正控制器104。反饋信號可以是關于負載輸出的電流或電壓信號。功率因數校正控制器104可以被配置成基于反饋電路103提供的反饋信號，控制功率因數校正電路101，以維持功率因數校正電路101的輸出恒定，從而使得LED負載102能夠以恒定的亮度發光，消除了閃爍等現象，提高了用戶使用的舒適性。以下將參照圖2詳細描述反饋電路103的功能配置。如圖2所示，反饋電路103可以包括信號檢測模塊201和信號轉換模塊202。具體地，信號檢測模塊201可以被配置成檢測關于一個或多個LED負載的信號。該信號可以是關于負載輸出的電流或電壓信號。信號轉換模塊202可以被配置成將信號檢測模塊201所檢測到的關于一個或多個LED負載的電流或電壓信號轉換為功率因數校正控制器可使用的反饋信號。優選地，反饋電路103還可以包括電阻器203，該電阻器可以連接在一個或多個LED負載與信號轉換模塊202之間，用于以來自負載輸出的電能為信號轉換模塊202供電。這種設計簡化了信號轉換模塊的供電，并且實現較簡單，從而進一步降低了成本。接下來，將參照圖3詳細描述根據本發明的優選實施例的LED驅動電路的具體示例性實現。需要指出的是，以下電路實現僅是示例性的，對本領域技術人員來說，根據本實用新型的構思和理念，可以容易地根據實際情況而對以下示例性實現做出各種修改、變化以及變型。 如圖3中的虛線方框所示，電感器L1、二極管Dl以及開關元件Ql構成了升壓型功率因數校正電路U4。該升壓型功率因數校正電路U4為本領域公知的電路結構，在此不再對其進行詳細描述。其中，開關元件Ql可以是金屬氧化物半導體場效應管(MOSFET)、絕緣柵雙極晶體管(IGBT)、雙極結型晶體管(BJT)等，在此不做限制。優選地，升壓型功率因數校正電路U4將直流輸入電壓升高到例如400V(此電壓為用于LED驅動的功率因數校正電路的典型輸出電壓值)。此外，與其它類型的功率因數校正電路相比，升壓型功率因數校正電路具有調節簡單、開關元件的驅動簡單以及PF值較高的優點。一個或多個LED負載串聯連接在功率因數校正電路的輸入與輸出之間，如圖3所示，即連接在輸入點I與輸出點2之間。在該優選實施例中，由于功率因數校正電路為升壓型，因此輸出點2處的電壓高于輸入點I處的電壓，因此LED的陽極端連接到輸出點2，而陰極端連接到輸入點I。由于輸出點2與輸入點I之間總是存在壓降，因此容易實現對LED負載的驅動，從而不需要設置額外的驅動電路就可以實現對LED負載的驅動，并且同時實現了對功率因數的校正，因而簡化了電路結構。此外，LED負載的這種連接配置還實現了對功率因數校正電路的輸入與輸出(即點I與點2)之間的電壓的箝位，從而有利于穩定輸出點2處的電壓。替選地，一個或多個LED負載也可以連接在功率因數校正電路的輸出點2與地之間。
在該優選實施例中，反饋電路可以由信號檢測模塊U3、信號轉換模塊Ul以及電阻器R2構成。
具體地，可以通過電阻器Rl來檢測LED負載的輸出電流，并將該電流信號提供給信號檢測模塊U3。作為示例，信號檢測模塊U3可以由LMV431來實現。由于Rl是作為負載輸出的電流取樣電阻，因此采用LMV431能夠實現恒流，從而使得對負載輸出的檢測更為準確。
應理解，此處的LMV431僅是信號檢測模塊的示例性實現而非限制，本領域技術人員也可以替代地采用其它電子器件，只要其能夠實現對負載信號的檢測即可。
信號轉換模塊Ul在這里可以通過光耦器件來實現，其將LMV431檢測到的負載輸出電流信號轉換為相應的反饋信號，并將轉換后的反饋信號提供到功率因數校正控制器U2。
應理解，此處通過光耦器件來實現信號轉換模塊僅是示例性的，本領域技術人員也可以采用其它電子器件，只要其能夠實現信號轉換功能即可。
另外，在該實施例中，如圖3所示，電阻器R2連接在多個LED負載之間的點8與光耦器件之間，其以來自負載輸出的電能為光耦器件供電，從而簡化了光耦器件的供電方式，使得電路實現更為簡單。
功率因數校正控制器U2可以根據所接收的反饋信號控制開關元件Ql的導通或關斷，從而調節輸出點2的電壓，使其穩定在例如400V，進而能夠獲得LED的恒定發光強度，消除了 LED的閃爍現象。
根據以上實施例，該LED驅動電路將功率因數校正與LED驅動功能集成在一個電路中，從而可以以簡單的電路結構以及較低的成本在實現較高PF值的同時實現對LED發光裝置的驅動，并且通過功率因數校正控制器基于反饋電路提供的關于負載狀態的信號而控制功率因數校正電路的開關元件導通或關斷，以維持功率因數校正電路的輸出恒定，從而消除了發光裝置的閃爍現象，改善了用戶體驗。
盡管以上結合圖3描述了根據本發明的優選實施例的LED驅動電路的具體實現，但是應理解，圖3所示的電路結構及所使用的電子部件僅是示例性的而非限制，本領域技術人員可根據本發明所教導的原理而根據實際需要對以上電路結構進行各種變型、替換坐寸ο
另外，還應該指出的是，上述系列功能和裝置也可以通過軟件和/或固件實現。在通過軟件和/或固件實現的情況下，從存儲介質或網絡向具有專用硬件結構的計算機安裝構成該軟件的程序，該計算機在安裝有各種程序時，能夠執行各種功能。
本領域技術人員應理解，在不背離本發明的范圍的情況下，除了這里具體描述的之外，本發明能夠進行變化和修改。對于本領域技術人員來說明顯的所有這種變化和修改應被視為落入本發明的精神和范圍內。應理解，本發明包括所有這樣的變化和修改。本發明還單獨地或共同包括說明書中引用的或指出的所有步驟和特征、以及所述步驟或特征的任意兩個或更多的任意和所有組合。
權利要求
1.一種LED驅動電路，包括: 功率因數校正電路，被配置成對電路的功率因數進行校正； 一個或多個LED負載； 反饋電路，被配置成將關于所述一個或多個LED負載的反饋信號提供到功率因數校正控制器；以及 功率因數校正控制器，被配置成基于所述反饋電路提供的反饋信號，控制所述功率因數校正電路，以維持所述功率因數校正電路的輸出恒定。
2.根據權利要求1所述的LED驅動電路，其中，所述反饋電路包括: 信號檢測模塊，被配置成檢測關于所述一個或多個LED負載的信號；以及 信號轉換模塊，被配置成將所檢測到的信號轉換為所述反饋信號。
3.根據權利要求1所述的LED驅動電路，其中，所述功率因數校正電路是升壓型功率因數校正電路。
4.根據權利要求1所述的LED驅動電路，其中，所述一個或多個LED負載串聯連接在所述功率因數校正電路的輸入與輸出之間。
5.根據權利要求1所述的LED驅動電路，其中，所述一個或多個LED負載串聯連接在所述功率因數校正電路的輸出與地之間。
6.根據權利要求2所述的LED驅動電路，其中，所述反饋電路還包括: 電阻器，連接在所述一個或多個LED負載與所述信號轉換模塊之間，用于以來自所述一個或多個LED負載的電能為所述信號轉換模塊供電。
7.一種照明裝置，包括如權利要求1-6中任一項所述的LED驅動電路。
全文摘要
本發明提供了一種LED驅動電路以及包括該LED驅動電路的照明裝置，該LED驅動電路包括功率因數校正電路，被配置成對電路的功率因數進行校正；一個或多個LED負載；反饋電路，被配置成將關于一個或多個LED負載的反饋信號提供到功率因數校正控制器；以及功率因數校正控制器，被配置成基于反饋電路提供的反饋信號，控制功率因數校正電路，以維持功率因數校正電路的輸出恒定。根據本發明的技術方案，能夠在以較簡單的電路結構和較低的成本實現較高功率因數值的同時實現對LED發光裝置的驅動，并且能夠獲得穩定的發光強度。
文檔編號H05B37/02GK103200727SQ20121000356
公開日2013年7月10日 申請日期2012年1月6日 優先權日2012年1月6日
發明者賈輝, 戴雪維, 劉亞平, 米德爾·謝科 申請人:歐司朗股份有限公司