线性高功率因素恒流无频闪LED驱动电路及方法技术

技术编号:19127011 阅读:14 留言:0更新日期:2018-10-10 08:21
本发明专利技术提供一种线性高功率因素恒流无频闪LED驱动电路及方法,包括LED负载;在输入电压小于充电电容上的电压时向LED负载恒流放电的充电电容;控制充电电容的充放电量保持平衡的充电控制模块,以及对LED负载的输出电流恒流的自适应去纹波模块。输入电压小于充电电容上的电压时,充电电容向LED负载放电,自适应去纹波模块控制LED负载的输出电流恒流;输入电压大于充电电容上的电压时,输入电压对充电电容充电,同时为LED负载供电,自适应去纹波模块控制LED负载的输出电流恒流。本发明专利技术具有高功率因数;输出电流无频闪;效率高;输入电压变化时输出电流仍可保持恒定;输入电压过低时,输出电流会自适应下降,不会有工频闪烁;在可控硅调光应用时无频闪等优点。

【技术实现步骤摘要】
线性高功率因素恒流无频闪LED驱动电路及方法
本专利技术涉及LED恒流控制领域,特别是涉及一种线性高功率因素恒流无频闪LED驱动电路及方法。
技术介绍
LED是一种能发光的半导体电子元件,这种电子元件早期只能发出低光度的红光,随着技术的不断进步,现在已发展到能发出可见光、红外线及紫外线的程度,光度也有了很大的提高。LED具有效率高、寿命长、不易破损、开关速度高、高可靠性等传统光源不及的优点,已被广泛应用于指示灯、显示器及照明领域。通常情况下,在线性LED驱动电路中,为了消除LED的频闪,会在整流桥后加一个大电解电容来滤波以实现LED的无频闪。如图1所示,交流电压AC通过整流桥后转化为输入电压VIN,并向LED灯段供电,所述LED灯段由n个LED灯串联形成。LED灯段的输出端连接恒流控制芯片1,通过恒流控制芯片1内的恒流控制管的开关实现恒流控制,电容C1和电阻R1并联于输入电压的两端,用于消除LED的频闪,电阻R2连接所述恒流控制芯片1的采样端REXT。但是,该线性LED驱动电路的系统功率因数会比较低。为了提高功率因数,在需要高功率因数的场合,整流桥后不会增加滤波电容。如图2所示,交流电压AC通过整流桥后转化为输入电压VIN,不经过滤波直接向LED灯段供电,所述LED灯段受恒流控制芯片1控制实现恒流,LED灯段的输出端通过电容C2接地。但是,该线性LED驱动电路在交流电压的谷底阶段无法导通,因此,在交流电压的谷底阶段,LED会出现工频闪烁问题。为了解决工频闪烁的问题,现有技术中通过去纹波电路实现无频闪问题。如图3所示,交流电压AC通过整流桥后转化为输入电压VIN,输入电压VIN为LED灯段供电,LED灯段的输出端连接一去纹波电路2,电容C3和电阻R3并联于LED灯段的输入端和去纹波电路2输出端之间,恒流控制芯片1连接在去纹波电路2的输出端。该去纹波电路2会增加额外的损耗,降低系统的效率,在输入位120V交流电的情况下,输出125VLED时,实际案例中效率约降低4%左右,而且输出电流随着输入电压的变化无法实现恒流。因此,如何同时解决线性LED驱动中功率因数低、LED存在工频闪烁、效率低等问题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线性高功率因素恒流无频闪LED驱动电路及方法,用于解决现有技术中线性LED驱动中功率因数低、LED存在工频闪烁、效率低等问题。为实现上述目的及其他相关目的,本专利技术提供一种线性高功率因素恒流无频闪LED驱动电路,所述线性高功率因素恒流无频闪LED驱动电路至少包括:LED负载,连接于电压输入模块的输出端;充电电容,其上极板连接于所述LED负载的正端,用于在输入电压小于所述充电电容上的电压时向所述LED负载恒流放电;充电控制模块,连接于所述充电电容的下极板,用于控制所述充电电容的充电电流,以使得所述充电电容的充放电量保持平衡;自适应去纹波模块,连接于所述LED负载的负端,用于对所述LED负载的输出电流进行去纹波处理,以实现所述LED负载的恒流输出。优选地,所述充电控制模块包括:第一功率开关管、第一运算放大器、充电电流限流单元、跨导放大器、第一补偿电容、第一采样电阻、额定电流设定单元及第一电阻;所述第一功率开关管的漏端连接所述充电电容的下极板,所述第一功率开关管的源端经由所述第一采样电阻接地,所述第一功率开关管的栅端连接所述第一运算放大器的输出端,通过调整流经所述第一功率开关管的电流来控制所述充电电流的大小;所述额定电流设定单元的一端连接所述第一电阻,另一端连接所述跨导放大器的第一输入端,用于设定LED负载的输出电流的额定电流;所述跨导放大器的第二输入端连接所述自适应去纹波模块,用于将LED负载的输出电流与所述额定电流进行比较,并输出第一补偿电压;所述第一补偿电容的上极板连接所述跨导放大器的输出端,所述第一补偿电容的下极板接地,用于对所述第一补偿电压进行积分;所述第一运算放大器的第一输入端经由所述充电电流限流单元连接所述第一补偿电容的上极板,所述第一运算放大器的第二输入端连接所述第一功率开关管的源端,用于将所述第一补偿电压与所述第一功率开关管的源端电压进行比较,以调节所述充电电流的大小;所述充电电流限流单元用于限定所述充电电流的峰值电流。优选地,所述自适应去纹波模块包括:第二功率开关管、第二运算放大器、第二采样电阻、第二补偿电容及补偿电压产生单元;所述第二功率开关管的漏端连接所述LED负载的负端,所述第二功率开关管的源端经由所述第二采样电阻接地,所述第二功率开关管的栅端连接所述第二运算放大器的输出端,通过调整流经所述第二功率开关管的电流来控制LED负载的输出电流的大小;所述补偿电压产生单元的输入端连接所述第二功率开关管的漏端或源端,用于产生第二补偿电压;所述第二补偿电容连接于所述补偿电压产生单元的输出端,用于对所述第二补偿电压进行积分;所述第二运算放大器的第一输入端连接所述补偿电压产生单元的输出端,所述第二运算放大器的第二输入端连接所述第二功率开关管的源端,用于将所述第二补偿电压与所述第二功率开关管的源端电压进行比较,以调节所述LED负载的输出电流的大小,进而实现恒流输出。优选地,所述线性高功率因素恒流无频闪LED驱动电路还包括工作电压产生模块,所述工作电压产生模块的一端连接所述电压输入模块的输出端,另一端接地,用于为所述线性高功率因素恒流无频闪LED驱动电路中的各模块提供工作电压;所述工作电压产生模块包括工作电压产生单元及储能电容,所述工作电压产生单元的输入端连接所述电压输入模块的输出端,所述工作电压产生单元的输出端经由所述储能电容接地。优选地,所述线性高功率因素恒流无频闪LED驱动电路还包括泄放模块,所述泄放模块连接于所述电压输入模块的输出端和地之间,用于限定所述LED负载的输出电流的最小值,防止可控硅调光过程中电流不足引起所述LED负载的闪烁。更优选地,所述泄放模块包括线性LED驱动单元及第二电阻;所述线性LED驱动单元的输出端连接于电压输入模块的输出端,所述线性LED驱动单元的采样端接地,并通过所述第二电阻连接所述线性LED驱动单元的参考地。为实现上述目的及其他相关目的,本专利技术提供上述线性高功率因素恒流无频闪LED驱动电路的驱动方法,所述线性高功率因素恒流无频闪LED驱动方法至少包括:当输入电压小于充电电容上的电压时,所述充电电容向LED负载放电,并由自适应去纹波模块控制所述LED负载的输出电流恒流输出;当所述输入电压大于所述充电电容上的电压时,所述输入电压对所述充电电容充电,同时为所述LED负载供电,所述自适应去纹波模块控制所述LED负载的输出电流恒流输出。优选地,在所述充电电容充电的过程中,所述充电控制模块将所述LED负载的输出电流与设定的额定电流进行比较,当所述LED负载的输出电流大于所述额定电流时,控制所述充电电流相应减小;当所述LED负载的输出电流小于所述额定电流时,控制所述充电电流相应增大;通过控制所述充电电容的充电电流大小来实现所述充电电容的充电电量与放电电量在一个工频周期内平衡。更优选地,所述输入电压的幅值越大,所述充电电容的充电时间越长,充电电流越小;所述输入电压的幅值越小,所述充电电容的本文档来自技高网
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线性高功率因素恒流无频闪LED驱动电路及方法

【技术保护点】
1.一种线性高功率因素恒流无频闪LED驱动电路,其特征在于,所述线性高功率因素恒流无频闪LED驱动电路至少包括:LED负载,连接于电压输入模块的输出端;充电电容,其上极板连接于所述LED负载的正端,用于在输入电压小于所述充电电容上的电压时向所述LED负载恒流放电;充电控制模块,连接于所述充电电容的下极板,用于控制所述充电电容的充电电流,以使得所述充电电容的充放电量保持平衡;自适应去纹波模块,连接于所述LED负载的负端,用于对所述LED负载的输出电流进行去纹波处理,以实现所述LED负载的恒流输出。

【技术特征摘要】
1.一种线性高功率因素恒流无频闪LED驱动电路,其特征在于,所述线性高功率因素恒流无频闪LED驱动电路至少包括:LED负载,连接于电压输入模块的输出端;充电电容,其上极板连接于所述LED负载的正端,用于在输入电压小于所述充电电容上的电压时向所述LED负载恒流放电;充电控制模块,连接于所述充电电容的下极板,用于控制所述充电电容的充电电流,以使得所述充电电容的充放电量保持平衡;自适应去纹波模块,连接于所述LED负载的负端,用于对所述LED负载的输出电流进行去纹波处理,以实现所述LED负载的恒流输出。2.根据权利要求1所述的线性高功率因素恒流无频闪LED驱动电路,其特征在于:所述充电控制模块包括:第一功率开关管、第一运算放大器、充电电流限流单元、跨导放大器、第一补偿电容、第一采样电阻、额定电流设定单元及第一电阻;所述第一功率开关管的漏端连接所述充电电容的下极板,所述第一功率开关管的源端经由所述第一采样电阻接地,所述第一功率开关管的栅端连接所述第一运算放大器的输出端,通过调整流经所述第一功率开关管的电流来控制所述充电电流的大小;所述额定电流设定单元的一端连接所述第一电阻,另一端连接所述跨导放大器的第一输入端,用于设定所述LED负载的输出电流的额定电流;所述跨导放大器的第二输入端连接所述自适应去纹波模块,用于将所述LED负载的输出电流与所述额定电流进行比较,并输出第一补偿电压;所述第一补偿电容的上极板连接所述跨导放大器的输出端,所述第一补偿电容的下极板接地,用于对所述第一补偿电压进行积分;所述第一运算放大器的第一输入端经由所述充电电流限流单元连接所述第一补偿电容的上极板,所述第一运算放大器的第二输入端连接所述第一功率开关管的源端,用于将所述第一补偿电压与所述第一功率开关管的源端电压进行比较,以调节所述充电电流的大小;所述充电电流限流单元用于限定所述充电电流的峰值电流。3.根据权利要求1所述的线性高功率因素恒流无频闪LED驱动电路,其特征在于:所述自适应去纹波模块包括:第二功率开关管、第二运算放大器、第二采样电阻、第二补偿电容及补偿电压产生单元;所述第二功率开关管的漏端连接所述LED负载的负端,所述第二功率开关管的源端经由所述第二采样电阻接地,所述第二功率开关管的栅端连接所述第二运算放大器的输出端,通过调整流经所述第二功率开关管的电流来控制所述LED负载的输出电流的大小;所述补偿电压产生单元的输入端连接所述第二功率开关管的漏端或源端,用于产生第二补偿电压;所述第二补偿电容连接于所述补偿电压产生单元的输出端,用于对所述第二补偿电压进行积分;所述第二运算放大器的第一输入端连接所述补偿电压产生单元的输出端,所述第二运算放大器的第二输入端连接所述第二功率开关管的源端,用于将所述第二补偿电压与所述第二功率开关管的源端电压进行比较,以调节所述LED负载的输出电流的大小,进而实现恒流输出。4.根据权利要求1所述的线性高功率因素恒流无频闪LED驱动电路,其特征在于:所述线性高功率因素恒流无频闪LED驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘军吴泉清吴传奎王兆坤
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

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