专利名称：Led驱动电源及其功率管的开启方法
技术领域：
本发明涉及LED领域及电源领域，尤其涉及LED驱动电源及其功率管的开启方法。
背景技术：
开关电源是LED驱动电源的主要方式，对于外界电源为交流电源的情况，LED驱动 电源常用有非隔离降压拓扑结构和隔离反激拓扑结构，以将输入的交流电源输入的信号转 换为能够驱动LED的电源信号。目前LED驱动电源有多种结构，但大多数均包括功率管控制器、功率管及电阻，其 中功率管和电阻串联，功率管流出的电流流入电阻，并通过电阻进一步流出。其中功率管控 制器按照自身内部振荡器的固定频率来控制功率管开启，且在每次开启后，在所述电阻上 的压降达到预定值时，关闭功率管。但是上述方案常由于是以固定频率来控制功率管开启，因此存在严重的电磁干扰 (EMI)等问题。
发明内容
本发明提供了 LED驱动电源及其功率管的开启方法，以解决EMI等问题。本发明提供了 LED驱动电源，包括功率管控制器、功率管及压降器，所述压降器与 功率管串联，流出功率管的电流流入压降器，其特征在于，所述功率管控制器，具体包括功 率管电流采集模块，用于采集流过功率管的电流；功率管开启模块，用于在所述采集模块采 集到的电流为零时，启动功率管；功率管关闭模块，用于在所述压降器上的压降达到预定值 时，关闭功率管。本发明提供了 LED驱动电源的功率管开启控制方法，包括步骤采集流过功率管 的电流；在采集到的电流为零时，开启功率管。本发明通过提供的上述方案使得功率管开启的时间可变，从而避免了现有技术以 固定频率即固定时间开启功率管导致的EMI问题。
图1为本发明第一实施例的驱动电源结构示意图；图2是本发明第二实施例的驱动电源结构示意图；图3是本发明实施例中驱动电源的信号波形示意图。
具体实施例方式由于现有方案的EMI问题主要由固定频率控制功率管引起，因此本实施例提出下 述方案来变动功率管开启时间，从而避免了 EMI等问题。本实施例提供的驱动电源包括包括功率管控制器、功率管及压降器，所述压降器 与功率管串联，流出功率管的电流流入压降器，其特征在于，所述功率管控制器，具体包括功率管电流采集模块，用于采集流过功率管的电流；功率管开启模块，用于在所述采集模块 采集到的电流为零时，启动功率管；功率管关闭模块，用于在所述压降器上的压降达到预定 值时，关闭功率管。另一实施例提供的LED驱动电源的功率管开启控制方法，包括步骤采集流过功 率管的电流；在采集到的电流为零时，开启功率管。通过上述方案即可实现功率管开启时间的变动，从而避免了 EMI等问题。下面通过具体电路结构实施例来阐述上述方案以图1为例，虚线框为本发明的LED驱动电源装置，虚线框左边方框为电源的输 入，输入可以是全球通用交流电压(85V 265VAC)，虚线框右边方框为电源的输出，特别针 对LED灯具，本装置的作用就是将交流输入电源转换为适合驱动LED灯具的电流源。在虚线框代表的本装置中，B1为整流桥；C为输入电容；L1为电感；D1为续流二 极管；Q1为功率开关管；R1为电流检测电阻；C1为临界模式降压结构控制器；在本装置中， D1、L1、Q1构成降压拓扑结构；图3表示了系统工作原理图VQ1为功率管开关管控制信号，高电平时，Q1导通，低 电平时，Q1关断；ipk为电感电流最大值；iu为电感电流；iavg为电感电流平均值U参 考电压值；VK1为电流检测电阻上的压降；当VQ1为高电平时，Q1导通，D1截止，输入电源通
过LED负载、L1、Q1、R1构成放电通路，电感电流iu增大，电流增大斜率约为^^电感
L ？
储能，当R1上压降VK1达到VMf时，通过控制器C1使VQ1变为低电平，从而关断Q1，这个阶 段为电感储能阶段，对于不同的\，电感电流增大的斜率不同，VE1达到Vref的时间不同，如 图中的Tom和TQN2的区别；Q1关断以后，LED负载、LI、D1组成放电回路，电感电流下降，电
流下降斜率约为|电流下降到0所需时间为与输入电压Ve无关，这个阶 L ,yo ,
段为电感释能阶段，控制器C1检测到电感电流下降到0的时刻，并将VQ1在这一时刻变为高
电平，从而重新开启Q1，又进入电感储能阶段，如此往复，形成驱动LED负载的脉冲电流源。
流过LED负载的电流即为流过电感的电流，平均值iavg为在应用中可以通过设定R1的
丄 ？
值改变LED负载的电流。整个电源装置的输入为交流电压，经过整流后Ve电压会波动，导 致电感电流上升斜率不同，从而Q1的导通时间1 不同，工作频率不固定，这种固定功率管 关断时间，调节功率管导通时间的变频开关工作方式，优化了整个系统的EMI性能。在本装 置中，电感的充放电充当电流源的作用，可以省去大的输出电容，从而提高了整个装置的寿 命。图2是另一实施例的方案，与上述方案的不同之处在于功率管Q1、R1在系统中的位置， 基本原理是一样的，但是控制器C1需要检测R1上的压降。本实施例应用临界模式降压拓扑开关电源结构作为驱动LED照明灯具所需的恒 流源电源，避免了现有方案需要采用电解电容作为输出电容，从而降低电源寿命的问题，提 供了电源寿命。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精 神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围 之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
一种LED驱动电源，包括功率管控制器、功率管及压降器，所述压降器与功率管串联，流出功率管的电流流入压降器，其特征在于，所述功率管控制器，具体包括功率管电流采集模块，用于采集流过功率管的电流；功率管开启模块，用于在所述采集模块采集到的电流为零时，启动功率管；功率管关闭模块，用于在所述压降器上的压降达到预定值时，关闭功率管。
2.如权利要求1所述的LED驱动电源，其特征在于，所述压降器为电阻。
3.如权利要求1所述的LED驱动电源，其特征在于，所述驱动电源采用非隔离降压拓扑 结构或者隔离反激结构。
4.如权利要求1所述的LED驱动电源，其特征在于，所述LED驱动电源输出的信号为电 流信号。
5.如权利要求1所述的LED驱动电源，其特征在于，还包括检测电感，其电流流过功率 管，所述功率管电流采集模块通过采集检测电感上的电流来采集流过功率管的电流。
6.一种LED驱动电源的功率管开启控制方法，其特征在于，包括步骤 采集流过功率管的电流；在采集到的电流为零时，开启功率管。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括步骤 在功率管连接的压降器上的压降达到预定值时，关闭功率管。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述压降器为电阻。
9.如权利要求6所述的方法去，其特征在于，所述LED驱动电源输出的信号为电流信号。
全文摘要
本发明提供了LED驱动电源及其功率管的开启方法，以解决EMI等问题，其中LED驱动电源，包括功率管控制器、功率管及压降器，所述压降器与功率管串联，流出功率管的电流流入压降器，其特征在于，所述功率管控制器，具体包括功率管电流采集模块，用于采集流过功率管的电流；功率管开启模块，用于在所述采集模块采集到的电流为零时，启动功率管；功率管关闭模块，用于在所述压降器上的压降达到预定值时，关闭功率管。
文档编号H05B37/02GK101861022SQ201010186708
公开日2010年10月13日 申请日期2010年5月27日 优先权日2010年5月27日
发明者何媛, 周署根, 程玉华, 金宁 申请人:上海北京大学微电子研究院