为负载提供正负高压的同时降低驱动电路功耗 主动笔及触控面板专利 汇顶科技取得驱动电路 (负载要获得最大功率,必须要求())

专利摘要显示，一种驱动电路、主动笔及触控面板，驱动电路用于向电容性负载提供驱动电压，包括：第一正负电压出现电路、至少一个第二正负电压出现电路和开关电路，第一正负电压出现电路和至少一个第二正负电压出现电路经过开关电路衔接与负载衔接；第一正负电压出现电路用于输入第一正电压和第一负电压，第二正负电压出现电路用于输入第二正电压和第二负电压，第一正电压大于第二正电压，第一负电压小于第二负电压，开关电路用于断开和闭合，以使驱动电路向负载提供在第一正电压和第一负电压之间阶梯式上升和降低的驱动电压。该驱动电路可以为负载提供正负高压的同时，降低驱动电路的功耗。

LED驱动器的缺乏

LED驱动电源存在缺乏的要素：　(1) 消费LED照明及相关产品的公司的技术人员对开关电源的了解不够，做出的电源是可以正常任务，但一些关键性的评价及电磁兼容的思索不够，还是有一定得隐患；　(2) 大部分LED电源消费企业都是从普通的开关电源转型过去做LED电源，对LED的特点及经常使用看法还不够；　(3) 关于LED的规范简直没有，大部分都是参考开关电源和电子整流器的规范；　(4) 大部分LED电源没有一致，所以量大部分都比拟小。 推销量小，多少钱就偏高，而且元器件供应商也不太配合；　(5) LED电源的稳如泰山性：宽电压输入，高平和高温任务，过温、过压维护等疑问都没有逐一处置；　首先是驱动电路全体寿命，尤其是关键器件如：电容在高温下的寿命直接影响到电源的寿命；　其次是LED驱动器应应战更高的转换效率，尤其是在驱动大功率LED时更是如此，由于一切未作为光输入的功率都作为热量耗散，电源转换效率的过低，影响了LED节能效果的发扬；在功率较小（1-5W）的运行场所，恒流驱动电源本钱所占的比重曾经接近1/3，曾经接近了光源的本钱，一定水平上影响了市场推行。 一、设计特征1、作环境温度高(75度)2、高能效3、合EU CoC/CEC 2008/动力之星2.0要求，带载形式效率高(可达86%，要求为79.6%);在265VAC输入时的空载输入功率< 250 mW，要求为300 mW4、滞过热关断维护5、载断开维护6、足ENB传导EMI限制，EMI裕量>8 dB微伏二、任务原理图所示为一个典型的20 V、14 W恒压(CV)、恒流(CV)输入的电源电路。 LED阵列的光输入量与所流经的电流量成正比。 因此，LED驱动器应具有恒流输入，而不是恒压输入。 在本设计中，DC输入未与AC输入隔离，因此LED阵列和外壳应与用户安保地隔分开来。 AC输入由BR1、C1和C2启动整流和滤波。 电感L1与C1和C2一同构成一个π形滤波器，并提供EMI滤波。 保险丝F1在出现严重缺点时提供维护。 为使电源在空载下正常任务而不受损坏，经常使用齐纳二极管VR2启动恒压调整并使电压坚持在约21 V。 经过检测电流检测电阻R7上的压降来成功恒流特性。 并联稳压器IC U3与R9、R8和R8A一同来在运算加大器U2的反向输入端生成0.07 V的准确电压参考。 到达设定电流时，R7上的电压将超越参考电压，这样会使运算加大器的输入增大。 此时会正向偏置D4，驱动Q1的基极，进而将电流从U1的EN/UV引脚拉出。 电容C7和电阻R11提供环路补偿。 经常使用运算加大器的限流方式使电流采样电压最小化，从而降低了损耗，使效率最高。 只需EN/UV引脚拉出的电流超越115 μA，U1中的MOSFET都会以逐周期的方式被制止(开/关控制)。 经过调整使能与制止开关周期的比例，反应环路可以调理输入电压或电流。 开/关控制方式同时优化了不同负载状况下的转换器效率，使之契合能效规范。 由于环境温度高，U1将在降低的电流限流点形式下启动任务。 这样可以提高电源的全体效率并改善其散热性能。 初级箝位(D1、VR1、C3及R3)将最大峰值漏极电压控制在外部MOSFET的700 V BVDSS击穿电压之下。 电阻R23减小高频漏感振荡，从而降低EMI。 次级侧的输入经过二极管D2、D3和C6启动整流和滤波。 三、设计要点1、要选择加快二极管而不能选择超快二极管，经过恢复部分漏感能量来提高效率。 2、容C3用于改善EMI性能。 3、择电阻R10，用于在最低输入电压为6 V时向U3提供1 mA的供电电流。 4、U1可选电流限流点支持对电流限流点和器件大小启动优化选择，以顺应环境温度。 例如，为了降低耗散，可以经过将C3从1μF更改为0.1 μF来在相反设计中经常使用TNY280GN器件。 或许，在散热性能较高的环境中，可以经过将C3从1μF更改为10μF来经常使用TNY278GN器件。 5、源在LED灯串电压介于6 V至20 V之间时均可正确任务。 但由于输入电流恒定不变，灯串电压越低，输入功率就越低。 虽然在输入电压或许高于也或许低于输入电压时，峰值电流形式控制的非延续升降压转换器是LED驱动器的一个不错选择。 但是，采用这种升降压转换器来设计驱 动器时，LED电压的变化会改动LED电流，LED开路将造成输入端发生过高的电压，从而损坏转换器。 本文将详细讨论这种用于LED的转换器设计，并给出多种克制其固有缺陷的方法。 发光二极管(LED)的运行已有很多年，随着最新技术的提高，它们正逐渐成为照明市场中强有力的竞争者。 新的高亮度LED具有很长的寿命(约10万小时)和很高的效率(约30流明/瓦)。 过去三十多年来，LED的光输入亮度每l8～24个月便会翻一番，而且这种增长势头还会继续下去，这种趋向称为Haitz定律，相当于LED的摩尔定律。 从电气过去说，LED与二极管相似，它们也是单导游电(虽然它们的反向阻断才干并不太好，高的反向电压很容易损坏(LED)，并具有与惯例二极管相似的低灵活阻抗V-I特性。 另外，LED普通都有安保导通时的额外电流(高亮度LED的额外电流普通为350mA或700mA)。 经过额外电流时，LED正向压降的差异或许比拟大，通常350mA白光LED的压降在3～4V之间。 驱动LED要求受控的DC电流。 为了使LED的经常使用寿命长些，LED电流中的纹波必需很低，由于高纹波电流会使LED发生较大的阻性功耗，降低LED经常使用寿命。 LED驱动电路要求更高效率，由于总体效率不只取决于LED自身，也与驱动电路有关。 而任务于电流控制形式的开关转换器是满足LED运行 的高功率及高效率要求的理想驱动方案。 驱动多个LED也要求细心思索。 图1是LED的串并联衔接电路。 其中图1(a)为LED的并联衔接电路。 图1(h)是LED的串联衔接电路。 由于各个LED的灵活阻抗和正向压降不相反，因此，假设没有外部均流电路(如电流镜像)，就无法能保证流过LED上的电流相反;此外，由于一个LED 出现缺点将使LED串断开，从而致使一切LED电流在剩下的LED串之间分配，这将造成LED串上的电流增大，从而或许损坏LED。 因此，出于上方两个要素，设计时普通不用如图1(a)那样的并联LED电路。 因此，更好的做法是将LED串联起来。 但该方法的缺陷是，假设一个LED 出现缺点，则整个LED串将中止任务。 让剩下的LED串继续任务的一个简易方法是将一个齐纳二极管(其额外电压大于LED的最高电压)与每个(或每组) LED并联，如图1(b)所示。 这样，任何一个LED出现缺点后，其电流都会流到相应的齐纳二极管上，LED串的其他部分仍可正常任务。 基本的单阶开关转换器可分为三类：降压转换器、升压转换器和升降压转换器。 当LED串的电压低于输入电压时，降压转换器图2(a)是理想的选 择;当输入电压总是低于串输入电压时，则经常使用升压转换器比拟适宜图2(b);当输入电压或许高于也或许低于输入电压时(由输入或输入变化惹起)，则采用升降压转换器图2(c)比拟适宜。 升压转换器的缺陷是，输入电压的任何瞬变(可使输入电压升高并超越输入电压)都会造成LED高端过很大电流(由于负载的低灵活阻抗)，从而损坏LED。 升降压转换器也可替代升压转换器，由于输入电压的瞬变不会影响LED电流。 升降压转换器的任务原理关于低电压运行中的LED驱动器，升降压转换器是一种不错的选择。 其要素有它们可用高于和低于输入电压的电压来驱动LED串(升压和降压)、效率很高(很容易抵达85%以上)、非延续任务形式可抑制输入电压的变化(提供优秀的线电压调理)、峰值电流控制形式支持转换器调理LED电流，而无需复杂的补偿(简化设计)、很容易成功线性和PWM LED亮度调理、开关晶体管失效不会损坏LED等等。 图2给出了降压、升压和升降压转换器与LED串的衔接电路。 但是，这种方法仍有缺陷：一是峰值电流受控疑问，由于采用非延续电流形式的升降压转换器是一种功率恒定的转换器。 因此，LED串电压的任何变化都会惹起LED电流的相应改动;另一个疑问是LED开路形态会在电路中发生损坏转换器的高电压;此外，还要求额外的电路将恒定功率转换器转变为恒定电流转换器，并要求在无负载状况下维护转换器。 图3所示为详细的升降压转换器运行电路，该控制器内置了用于设定开关频率的振荡器。 在开关周 期之初，Q1导通。 由于输入电压VIN加在电感上，电感电流(iL(t))末尾从零(初始稳如泰山形态)末尾上升。 当感应电流上升至预先设定的电流值 (ipk)时，Q1封锁。 开关导通时期(ton)由下式确定：ton=ipkL/VIN此时，存储在电感内的总能量(J)为：J=Li2pk/2这样，虽然此时开关会封锁，但流经电感的电流并不会终止。 这会使二极管D1导通，并在电感两端发生输入电压(-Vo)，这个负电压会造成电感电流迅速降低。 经过一定时期tOFF后，电感电流趋于零。 此时期可经过下列公式来计算：tOFF=ipkL/VO为使转换器任务在非延续导通形式下，开关导通时期与电感电流降低时期的总和必需小于或等于开关周期TS，以便确保在下一个开关周期时，电感电流能够从零末尾。 理想上，在输入电压最小和输入电压最大的状况下，(tON+tOFF)可取得最大值。 因此，确保在这些电压下转换器任务于非延续导通形式可保证在任何状况下都能满足下式所列的条件： tON+tOFF≤Ts转换器从输入端取得的功率(Pin)电感中的能量与开关频率f的乘积：即：Pin=fsLi2pk/2假定LED串的电压(VO)恒定且效率为100%，那么LED的电流(iLED)为：iLED=PIN/VLED=Li2pkfs/2V在峰值电流控制形式下，ipk通常是一个固定值。 因此，LED电流完全独立(通常上)于输入电压。 在固定的ipk下，输入电压的上升(降低)会惹起晶体管的导通时期成正比例增加(参与)，这将提供很好的线电压调理。 在实践运行中，从控制IC检测到电流峰值到GATE引脚实践关断之间的延迟会惹起 输入功率变化。 导通时期较短会由于延迟时期而出现更多误差，由于延迟时期将会占导通时期相当大的部分。 实践上，LED电流与LED串的电压成正比。 一个标称输入为20 V和350 mA的电路，将在10V输入电压时发生700 mA的电流，这显然不是希冀的结果。 但是，经过使开关频率与输入电压成正比，上述公式提供了一种将恒定功率转换器转换为恒定电压转换器的方法。 假定fs=KVO，其中K是常数，那么有：iLED=kLi2pk/2这样，iLED将独立于输入和输入电压。 回扫转换器的另一个缺陷是它易受输入开路形态的影响。 当LED开路时，存储在电感内的能量在每次开关导通时期的最后都会被转移到输入电容里。 这样，缺少电容放电的负载将造成电容两端的电压逐渐上升，最后超越器件的标称值并损坏功率级。 因此，可经过参与额外电路来提供输入电压反应及过压维护。 输入电压反应图4是一个可成功过压维护和LED开路维护的额外电路。 实践上，很多峰值电流形式控制器IC都具有公用的RT引脚。 与该引脚相连的电阻可用来设 置外部电流，其外部电流用来给振荡器电容(可以是外部或外部)充电。 振荡器电容上的斜坡电压控制开关频率，这样，开关频率与RT引脚的输入电流成正比。 电阻越小(大)，电流就越大(小)，开关频率也就越高(低)。 基于这一原理，可应用输入电压反应来调整开关频率。 在图4所示电路中，电阻R3和R4构成一个分压器。 R4上的电压减去晶体管Q2基极和发射极之间的压降(Vbe)就是R5上的电压。 因此，流经R5的电流(IR5)为：该电流是应用婚配的晶体管对从控制IC的引脚RT取得的。 图4中的电阻R2用于启动转换器。 在启动形态下，输入电压为零，因此IR5也为零。 由于没有来自控制器RT引脚的电流，所以转换器无法启动。 参与电阻R2可以在启动形态下取得一小部分电流，并使R2的大小满足：IR5>>V(RT)/R2其中V(RT)是控制器RT引脚上的电压。 满足该条件可确保转换器的启动，并将R2带来的误差降至最低。 如选R3=R4，则有：IR5>>VO/2R5这里假定输入电压比Q2的基极-发射极压降大得多。 这样，依据以上各公式便可以失掉输入LED电流为：iLED=KICLi2pk/(2×2R5)这样，LED电流将不再选择于输入或输入电压。 采用电阻R6、晶体管Q3和齐纳二极管D2可参与过压维护性能。 在LED开路形态下，当开关导通时，电感存储能量，当开关封锁时，该能量转移到输入电容上。 由于没有足够的负载供电容放电，输入电压在每个周期都会逐渐升高。 当电压升高到超越齐纳二极管的导通电压时，由D2和R6组成的齐纳二极管分支电路末尾导通。 这也提供了一条经过Q3基极电流的途径，使Q3导通。 此时，电阻R4实践上被短路。 因此，Q2的基极发射极的PN结将封锁，造成R5上的电流为零。 这将中止控制器的外部振荡直到输入电压降到齐纳二极管电压以下，以上环节继续启动。 这种猝发形式可将LED开路形态下的平均功率降至最小。 这种过压维护方法将强迫控制IC进入低频、低功率的任务形式。 齐纳二极管电阻分支电路上的电流必需能在R6上发生足够大的电压，以便为晶体管基极-发射极之间的PN结提供偏置。 完毕语在带有输入电流反应的开关LED驱动器中，普通还要求反应补偿来稳如泰山转换器，并调理电流以到达希冀的电流值。 这些反应方案的瞬态照应性能是有限的，无法满足LED的PWM亮度调理所要求的加快开/关瞬态照应。 但是，本文所描画的转换器并不要求任何反应补偿。 该控制方案所用的独一反应信息是经过传感电阻取得流经MOSFET的峰值电流。 由于转换器在每个周期都存储所需的能量，所以它可以对瞬态做出即时照应。 因此它可以很简易地与PWM亮度调理方案 一同任务。 升降压转换器是低直流电压输入LED驱动器的有效处置方案，无论输入电压高于还是低于输入电压，它都可以驱动LED串。 此外，还可在转换器中增 加小型而昂贵的额外电路以克制负载调理和无负载形态下的疑问。 该转换器易于成功，且在峰值电流形式控制时无需启动反应补偿没计。 它所具有的开环特性也使之成为那些要求PWM亮度调理的运行中的理想选择。

LED灯驱动电源

无法以。

led电源大少数是恒流源，也就是说电源的输入电流是恒定的，而电压在一定范围内变化。 假设，用3w的电源去驱动5w的灯，由于电源会吧电流恒定在3w的任务电流上，那么灯就达不到正常亮度。 假设反过去，就有或许烧灯。

普通的，恒流源的输入参数会标输入电流和输入电压范围，可以用输入电流乘以这个范围，会得出来一个功率，观察经常使用的灯能否在这个功率范围之内，其次，再观察灯的任务电压在不在输入电压范围之内。 假设两个值都在，电源就可以用。

扩展资料

LED驱动电源是把电源供应转换为特定的电压电流以驱动LED发光的电源转换器，通常状况下：LED驱动电源的输入包括高压工频交流（即市电）、高压直流、高压直流、高压高频交流（如电子变压器的输入）等。

而LED驱动电源的输入则大少数为可随LED正向压降值变化而改动电压的恒定电流源。

恒流式：

a、恒流驱动电路输入的电流是恒定的，而输入的直流电压却随着负载阻值的大小不同在一定范围内变化，负载阻值小，输入电压就低，负载阻值越大，输入电压也就越高；

b、恒流电路不怕负载短路，但严禁负载完全开路。

c、恒流驱动电路驱动LED是较为理想的，但相对而言多少钱较高。

d、应留意所经常使用最大接受电流及电压值，它限制了LED的经常使用数量。

参考资料

LED驱动电源-网络百科