一种自适应输出电流去纹波电路及其去纹波方法技术

本发明专利技术提供一种自适应输出电流去纹波电路及其去纹波方法，包括：检测LED负载的负端电压，小于设定电压时，第一恒流源关闭，第二恒流源开启，第二恒流源对补偿电容放电，补偿电压减小，输出电流减小，LED负载的负端电压增大；当LED负载的负端电压大于设定电压时，第一恒流源开启，第二恒流源关闭，第一恒流源对补偿电容充电，补偿电压增大，输出电流增大，LED负载的负端电压减小。本发明专利技术只检测输出纹波电压的最低值，适合可控硅调光和线性输出的去纹波应用；本发明专利技术的过热保护不影响前级系统的工作，不会出现闪烁影响体验，可单独控制MOSFET的热损耗。

An adaptive output current ripple circuit and its ripple elimination method

The invention provides an adaptive output current de ripple circuit and a ripple method, including: detecting the negative end voltage of the LED load, when the voltage is less than the set voltage, the first constant current source is closed, the second constant current source is opened, the second constant current source is compensated for the compensation capacitor discharge, the compensation voltage is reduced, the output current is reduced, and the negative end of the load of the load is reduced. Pressure increases; when the negative end voltage of the LED load is greater than the set voltage, the first constant current source opens, the second constant current source is closed, the first constant current source charges the compensation capacitance, the compensation voltage increases, the output current increases, and the negative end voltage of the LED load is reduced. The invention only detects the lowest value of the output ripple voltage, and is suitable for the application of SCR and linear output. The overheat protection of the invention does not affect the work of the front stage system, does not have the scintillation influence experience, and can control the heat loss of the MOSFET alone.

【技术实现步骤摘要】
一种自适应输出电流去纹波电路及其去纹波方法
本专利技术涉及电路设计领域，特别是涉及一种自适应输出电流去纹波电路及其去纹波方法。
技术介绍
通常在高功率因素(PF，PowerFactor)的应用中，由于输出电容的限制，输出电流有工频的交流成分存在，在有些场合下会导致闪烁，需要增加去纹波电路来滤除工频成分。如图1所示为传统的MOSFET去纹波电路，包括串联后并联于输出端的电阻R1和电容C1，正相输出端Vo+通过晶体管Q1连接LED的正端LED+，反相输出端Vo-连接LED的负端LED-；二极管D1的正极连接正相输出端Vo+、负极连接稳压二极管Z1的负极，稳压二极管Z1的正极连接电容C1的上极板，电容C1的上极板经过电阻R2后连接晶体管Q1的栅极，稳压二极管Z2的正极连接LED的正端LED+、负极连接晶体管Q1的栅极。图1中的MOSFET去纹波电路的损耗与晶体管Q1的阈值电压Vth有关，通常阈值电压Vth>2V，因此在大电流的应用下系统整体损耗比较大。如图2所示为现有的去纹波芯片方案，前级输出端包括输出驱动和滤波电容CIN，去纹波芯片的VIN端连接前级输出端，VIN端和LED端之间连接LED灯串，VSP端连接接地电阻RSP，VC端通过电容CC后接地。该方案可以做到自适应输出电流去纹波，整体效率也比较高，但是存在几个缺点，一是控制电流的范围有限，自身内部有限流，并且在小电流状态下没有去纹波效果；二是前级输出的纹波电压有限制，在输出纹波电压超过一定值时无法实现去纹波功能，不支持线性输出的去纹波应用。如图3所示为现有的另一种去纹波芯片方案，电阻R3和电容C2串联后并联于前级输出端，LED灯串的正端连接于前级输出端，晶体管Q2的漏端连接于LED灯串的负端，电阻R4连接于晶体管Q2的源端和地之间；去纹波芯片的VCC端连接电容C2的上极板，GATE端连接晶体管Q2的栅端、CS端连接晶体管Q2的源端、COMP端通过电容C3接地，GND端接地。该方案增加了电流设置电阻R4，扩大了电流应用范围，并且纹波电压不再有限制，但是有个缺点就是不支持可控硅调光应用，也不支持线性输出的去纹波应用，大大限制了该方案的应用场合。综上所述，目前的方案在可控硅调至最暗时无法实现去纹波功能，并且不能应用在线性输出需要去纹波的场合(线性输出的纹波电压很大)，因此，如何提出一种新的去纹波电路和方法，同时提高效率、扩大电流应用范围、支持可控硅调光应用、支持线性输出的去纹波应用，已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种自适应输出电流去纹波电路及其去纹波方法，用于解决现有技术中去纹波方案效率低、电流应用范围小、不支持可控硅调光应用、不支持线性输出的去纹波应用等问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种自适应输出电流去纹波电路，所述自适应输出电流去纹波电路至少包括：正端连接于前级电路输出端的LED负载；漏端连接于所述LED负载的负端的去纹波恒流控制管，通过调整流经所述去纹波恒流控制管的电流大小来去除输出电流的纹波；连接于所述去纹波恒流控制管的源端的反馈模块，用于将所述输出电流转换为反馈电压并反馈至驱动模块；连接于前级电路输出端的电源模块，藉由输出电压产生电源电压及参考电压；连接于所述LED负载的负端的采样模块，对所述LED负载的负端电压进行采样得到采样电压；第一输入端和第二输入端分别连接所述采样模块和所述电源模块的输出端的第一运算放大器，用于将所述采样电压与所述参考电压进行比较；串联于电源电压与地之间的第一恒流源和第二恒流源，受所述第一运算放大器的控制，所述第一恒流源和所述第二恒流源之间连接一接地的补偿电容，当所述采样电压小于所述参考电压时，所述第一运算放大器控制所述第二恒流源开启，对所述补偿电容进行放电；当所述采样电压大于所述参考电压时，所述第一运算放大器控制所述第一恒流源开启，对所述补偿电容进行充电；所述驱动模块连接于所述补偿电容上极板和所述采样模块的输出端，输出的驱动电压控制所述去纹波恒流控制管的栅端，当所述补偿电容上的补偿电压下降时，所述驱动电压减小，进而减小所述输出电流，增大所述LED负载的负端电压；当所述补偿电压上升时，所述驱动电压增大，进而增大所述输出电流，减小所述LED负载的负端电压。优选地，前级电路包括功率校正电路的LED输出模块或线性驱动模块。优选地，所述反馈模块包括一端连接所述去纹波恒流控制管输出端，另一端接地的反馈电阻；所述采样模块包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端连接所述LED负载的负端、另一端连接所述第二电阻，所述第二电阻的另一端接地。优选地，所述驱动模块包括补偿电压模块及第二运算放大器，所述补偿电压模块连接于所述补偿电容的上极板，对所述补偿电压进行积分，进而实现在不同工频周期内的输出电流平均值恒定；所述第二运算放大器的第一输入端和第二输入端分别连接所述反馈模块和所述补偿电压模块的输出端，根据所述反馈电压与所述补偿电压产生所述驱动电压。更优选地，所述自适应输出电流去纹波电路还包括延迟模块，所述延迟模块连接于所述第一运算放大器的输出端，当所述采样电压大于所述参考电压的时间超过设定时间时，将所述驱动模块强制拉高，进而加快所述输出电流的响应时间。优选地，所述自适应输出电流去纹波电路还包括分压电阻和滤波电容，所述分压电阻连接于前级电路输出端与所述电源模块输入端之间，所述滤波电容的上极板连接所述电源模块的输入端、下极板接地。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术还提供一种上述自适应输出电流去纹波电路的去纹波方法，所述自适应输出电流去纹波电路的去纹波方法至少包括：检测LED负载的负端电压，当所述LED负载的负端电压小于设定电压时，第一恒流源关闭，第二恒流源开启，补偿电容通过所述第二恒流源放电，补偿电压减小，去纹波恒流控制管栅极的驱动电压减小，流经所述去纹波恒流控制管的电流减小，所述LED负载的负端电压增大；当所述LED负载的负端电压大于所述设定电压时，所述第一恒流源开启，所述第二恒流源关闭，所述补偿电容通过所述第一恒流源充电，所述补偿电压增大，所述去纹波恒流控制管栅极的驱动电压增大，流经所述去纹波恒流控制管的电流增大，所述LED负载的负端电压减小。优选地，在开始阶段，输出端电压逐渐升高，若所述LED负载的负端电压大于所述设定电压的时间超过设定时间时，则强制增大输出电流，拉低LED负载的负端电压，快速响应前级电路的输出；其中，所述设定时间大于工频周期的时间。优选地，通过改变反馈电阻的阻值来设定去纹波恒流控制管的最大输出电流，进而扩大电流应用范围，反馈电阻的阻值与去纹波恒流控制管的最大输出电流满足如下关系：Iout_max＝(VDD-Vth_Q1)/Rcs其中，Iout_max为去纹波恒流控制管的最大输出电流，VDD为电源电压，Vth_Q1为去纹波恒流控制管的导通阈值电压，Rcs为反馈电阻。优选地，为确保去纹波恒流控制管始终工作于饱和区，所述设定电压满足如下关系：Vset>Iout*(Rcs+RDS(on)_Q1)其中，Vset为设定电压，Iout为输出电流，Rcs为反馈电阻，RDS(on)_Q1为去纹波恒流控制管的导通电阻。优选地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自适应输出电流去纹波电路，其特征在于，所述自适应输出电流去纹波电路至少包括：正端连接于前级电路输出端的LED负载；漏端连接于所述LED负载的负端的去纹波恒流控制管，通过调整流经所述去纹波恒流控制管的电流大小来去除输出电流的纹波；连接于所述去纹波恒流控制管的源端的反馈模块，用于将所述输出电流转换为反馈电压并反馈至驱动模块；连接于前级电路输出端的电源模块，藉由输出电压产生电源电压及参考电压；连接于所述LED负载的负端的采样模块，对所述LED负载的负端电压进行采样得到采样电压；第一输入端和第二输入端分别连接所述采样模块和所述电源模块的输出端的第一运算放大器，用于将所述采样电压与所述参考电压进行比较；串联于电源电压与地之间的第一恒流源和第二恒流源，受所述第一运算放大器的控制，所述第一恒流源和所述第二恒流源之间连接一接地的补偿电容，当所述采样电压小于所述参考电压时，所述第一运算放大器控制所述第二恒流源开启，对所述补偿电容进行放电；当所述采样电压大于所述参考电压时，所述第一运算放大器控制所述第一恒流源开启，对所述补偿电容进行充电；所述驱动模块连接于所述补偿电容上极板和所述采样模块的输出端，输出的驱动电压控制所述去纹波恒流控制管的栅端，当所述补偿电容上的补偿电压下降时，所述驱动电压减小，进而减小所述输出电流，增大所述LED负载的负端电压；当所述补偿电压上升时，所述驱动电压增大，进而增大所述输出电流，减小所述LED负载的负端电压。...

【技术特征摘要】
1.一种自适应输出电流去纹波电路，其特征在于，所述自适应输出电流去纹波电路至少包括：正端连接于前级电路输出端的LED负载；漏端连接于所述LED负载的负端的去纹波恒流控制管，通过调整流经所述去纹波恒流控制管的电流大小来去除输出电流的纹波；连接于所述去纹波恒流控制管的源端的反馈模块，用于将所述输出电流转换为反馈电压并反馈至驱动模块；连接于前级电路输出端的电源模块，藉由输出电压产生电源电压及参考电压；连接于所述LED负载的负端的采样模块，对所述LED负载的负端电压进行采样得到采样电压；第一输入端和第二输入端分别连接所述采样模块和所述电源模块的输出端的第一运算放大器，用于将所述采样电压与所述参考电压进行比较；串联于电源电压与地之间的第一恒流源和第二恒流源，受所述第一运算放大器的控制，所述第一恒流源和所述第二恒流源之间连接一接地的补偿电容，当所述采样电压小于所述参考电压时，所述第一运算放大器控制所述第二恒流源开启，对所述补偿电容进行放电；当所述采样电压大于所述参考电压时，所述第一运算放大器控制所述第一恒流源开启，对所述补偿电容进行充电；所述驱动模块连接于所述补偿电容上极板和所述采样模块的输出端，输出的驱动电压控制所述去纹波恒流控制管的栅端，当所述补偿电容上的补偿电压下降时，所述驱动电压减小，进而减小所述输出电流，增大所述LED负载的负端电压；当所述补偿电压上升时，所述驱动电压增大，进而增大所述输出电流，减小所述LED负载的负端电压。2.根据权利要求1所述的自适应输出电流去纹波电路，其特征在于：前级电路包括功率校正电路的LED输出模块或线性驱动模块。3.根据权利要求1所述的自适应输出电流去纹波电路，其特征在于：所述反馈模块包括一端连接所述去纹波恒流控制管输出端，另一端接地的反馈电阻；所述采样模块包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端连接所述LED负载的负端、另一端连接所述第二电阻，所述第二电阻的另一端接地。4.根据权利要求1所述的自适应输出电流去纹波电路，其特征在于：所述驱动模块包括补偿电压模块及第二运算放大器，所述补偿电压模块连接于所述补偿电容的上极板，对所述补偿电压进行积分，进而实现在不同工频周期内的输出电流平均值恒定；所述第二运算放大器的第一输入端和第二输入端分别连接所述反馈模块和所述补偿电压模块的输出端，根据所述反馈电压与所述补偿电压产生所述驱动电压。5.根据权利要求1或4所述的自适应输出电流去纹波电路，其特征在于：所述自适应输出电流去纹波电路还包括延迟模块，所述延迟模块连接于所述第一运算放大器的输出端，当所述采样电压大于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘军，吴泉清，王兆坤，
申请(专利权)人：华润矽威科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31