LED驱动装置及其控制电路和控制方法制造方法及图纸

本申请公开了LED驱动装置及其控制电路和控制方法。该LED驱动控制电路包括：导通时间控制电路，用于根据锯齿波信号和第一参考电压产生第一控制信号；电流均值获取电路，用于根据电流采样信号产生反映输出电流平均值的平均电流信号；比例叠加电路，用于将所述平均电流信号和锯齿波信号按比例相叠加以产生叠加信号；比较电路，用于将所述叠加信号和第二参考电压相比较以产生第二控制信号；或门，用于根据所述第一控制信号和所述第二控制信号产生复位信号；置位信号产生电路，用于产生置位信号；以及RS触发器，用于根据所述复位信号和所述置位信号产生开关控制信号。该LED驱动控制电路可以省去调节环的补偿网络、实现较高的功率因数、在应用于可控硅调光时无需泄放电路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种LED驱动装置及其控制电路和控制方法。
技术介绍
众所周知，LED是电流型元件。为了保持LED输出的光通量恒定，现有技术通常采用闭环控制的控制电路来实现LED驱动装置的输出电流恒定。此外，为了降低驱动装置对电网的谐波污染，控制电路还需要实现高功率因数。图1所示为一种现有技术的LED驱动控制电路的简化原理图。图1所示电路为浮地型Buck型高功率因数LED驱动装置。如图1所示，输入交流电压Vac经整流桥B1整流及电容Cin滤波后，得到一个整流后的母线电压Vin。该母线电压Vin是正弦半波信号。LED驱动控制电路100包括滤波器101、误差放大器U1、补偿网络102和PFC控制电路103。流经电感L的电流经电阻Rsen采样和滤波器101滤波之后得到与LED电流成比例的电压信号，该信号与设定的电流基准VDC比较之后，二者之间的误差经电流型误差放大器U1和补偿网络102放大得到误差调节信号Vcomp。PFC控制电路103接收Vcomp信号以及变压器T的辅助绕组Ws输出的电感L电流过零信号，经内部信号产生电路产生主功率管Q1的驱动信号Vg来驱动Q1导通和断开。该LED驱动控制电路的输出电流调节过程如下。当输出电流增加，流经电感L的电流经电阻Rsen采样和滤波器101滤波之后得到与LED电流成比例的电压信号增大，经误差放大之后得到的Vcomp信号减小，在PFC控制电路103产生的驱动信号Vg的占空比减小，调节输出电流下降。当输出电流减小，流经电感L的电流经电阻Rsen采样和滤波器101滤波之后得到与LED电流成比例的电压信号减小，经误差放大之后得到的Vcomp信号增大，在PFC控制电路103产生的驱动信号Vg的占
空比增大，调节输出电流下降，由于相对于输出电流的变化以负反馈的方式调节驱动信号Vg的占空比，因此可以维持输出电流恒定。此外，由于整流桥后的电压信号Vin为正弦半波信号，在PFC控制电路103的控制下，该浮地型Buck型高功率因数LED驱动装置可自动实现高功率因数。然而，图1所示现有技术的LED驱动装置存在缺点。一方面，恒流及高PFC控制复杂，补偿网络102需要较大电容。该较大电容不仅增加电路成本，而且容易受到环境因数如湿度影响，导致输出电流波动。另一方面，如果将该LED驱动装置直接应用于LED可控硅调光，则需要额外增加泄放电路，否则容易出现闪灯现象。上述LED泄放电路例如包括电阻和电容，用于在LED灯施加极低电流时，将可控硅电流维持为大于阈值电压，从而防止可控硅过早断开。然而，泄放电路增加电路成本、体积及损耗。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种新型的LED驱动装置及其控制电路和控制方法，以克服现有LED驱动控制电路的成本高、控制复杂及带可控硅调光时存在的不足。根据本专利技术的一方面，提供一种LED驱动控制电路，用于控制主电路的功率开关管，将交流输入电压转变为直流输出电压，并实现输入高功率因数和输出电流恒流控制，所述LED驱动控制电路包括：导通时间控制电路，用于根据锯齿波信号和第一参考电压产生第一控制信号；电流均值获取电路，用于根据电流采样信号产生反映输出电流平均值的平均电流信号；比例叠加电路，用于将所述平均电流信号和锯齿波信号按比例相叠加以产生叠加信号；比较电路，用于将所述叠加信号和第二参考电压相比较以产生第二控制信号；或门，用于根据所述第一控制信号和所述第二控制信号产生复位信号；置位信号产生电路，用于产生置位信号；以及RS触发器，用于根据所述复位信号和所述置位信号产生开关控制信号。优选地，还包括开关驱动电路，用于根据所述开关控制信号产生栅
极驱动信号。优选地，所述导通时间控制电路包括：第一参考电压源，用于提供第一参考电压；锯齿波发生电路，用于根据所述开关控制信号产生所述锯齿波信号；第一比较器，用于将所述锯齿波信号和第一参考电压相比较，以产生所述第一控制信号，其中，所述锯齿波信号与所述开关控制信号周期相同，并且在所述开关控制信号为高电平期间线性上升，在所述开关控制信号从高电平转变为低电平时陡降。优选地，所述比较电路包括：第二参考电压源，用于提供第二参考电压；以及第二比较器，用于将所述叠加信号和第二参考电压相比较，以产生所述第二控制信号。优选地，所述置位信号产生电路为过零检测电路。优选地，在所述交流输入电压的每个半工频周期中，当所述交流输入电压的电压值为第一电压范围时，所述或门选通所述第一控制信号作为复位信号；当所述交流输入电压的电压值为第二电压范围时，所述或门选通所述第二控制信号作为复位信号，其中所述第一电压范围小于所述第二电压范围。优选地，所述LED驱动控制电路用于与可控硅调光器组成LED驱动装置，从而实现可控硅调光。根据本专利技术的另一方面，提供一种LED驱动装置，包括：主电路，所述主电路包括功率开关管；以及上述的LED驱动控制电路，其中，所述LED驱动控制电路从所述主电路获取电流采样信号和过零检测信号，并且向所述功率开关管提供栅极驱动信号以控制其导通和断开。优选地，所述主电路的功率变换电路为选自以下拓扑中的任一种：浮地型Buck-Boost拓扑、实地型Buck-Boost拓扑、浮地型Buck拓扑、实地型Buck拓扑、Boost拓扑以及反激拓扑。优选地，所述主电路工作于以下模式中的任一种：临界连续电流模式、电流断续模式、电流连续模式。优选地，还包括：可控硅调光器，所述可控硅调光器与所述主电路串联连接。优选地，所述主电路还包括：整流桥和输入电容，所述整流桥的输
入端接收交流输入电压，输出端并联所述输入电容，从而在所述输入电容的两端产生母线电压；输出电容，所述输出电容的两端提供输出电压；变压器，所述变压器包括彼此耦合的原边绕组和副边绕组，原边绕组的同名端连接至参考地，异名端连接至所述输入电容的负端，副边绕组的同名端提供所述过零检测信号，异名端连接至参考地；采样电阻和续流二极管，所述采样电阻、所述续流二极管和所述输出电容依次串联连接在所述变压器的所述原边绕组的异名端和同名端之间，所述采样电阻的第一端连接至所述原边绕组的异名端，所述续流二极管的阴极和阳极分别连接至所述采样电阻的第二端和输出电容Co的正端，其中，所述功率开关管的漏极和源极连接在所述输入电容的正端和参考地之间，所述功率开关管在所述栅极驱动信号的控制下导通或断开，在所述采样电阻的第二端处提供电流采样信号。优选地，所述主电路还包括：整流桥和输入电容，所述整流桥的输入端接收交流输入电压，输出端并联所述输入电容，从而在所述输入电容的两端产生母线电压；输出电容，所述输出电容的两端提供输出电压；变压器，所述变压器包括彼此耦合的原边绕组和副边绕组，原边绕组的异名端连接至输入电容的正端，同名端经由所述功率开关管连接至参考地，副边绕组的同名端提供过零检测信号，异名端连接至参考地；以及续流二极管和采样电阻，所述续流二极管、所述输出电容和所述采样电阻依次串联连接在所述功率开关管的漏极和源极之间，所述续流二极管的阳极和阴极分别连接至所述功率开关管的漏极和所述输出电容的正端，所述采样电阻的第一端连接至所述功率开关管的源极，第二端连接至所述输出电容的负端，其中，所述功率开关管的漏极和源极分别与所述变压器的原边本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED驱动控制电路，用于控制主电路的功率开关管，将交流输入电压转变为直流输出电压，所述LED驱动控制电路包括：导通时间控制电路，用于根据锯齿波信号和第一参考电压产生第一控制信号；电流均值获取电路，用于根据电流采样信号产生反映输出电流平均值的平均电流信号；比例叠加电路，用于将所述平均电流信号和锯齿波信号按比例叠加以产生叠加信号；比较电路，用于将所述叠加信号和第二参考电压相比较以产生第二控制信号；或门，用于根据所述第一控制信号和所述第二控制信号输出复位信号；置位信号产生电路，用于产生置位信号；以及RS触发器，用于根据所述复位信号和所述置位信号产生开关控制信号。

【技术特征摘要】
1.一种LED驱动控制电路，用于控制主电路的功率开关管，将交流输入电压转变为直流输出电压，所述LED驱动控制电路包括：导通时间控制电路，用于根据锯齿波信号和第一参考电压产生第一控制信号；电流均值获取电路，用于根据电流采样信号产生反映输出电流平均值的平均电流信号；比例叠加电路，用于将所述平均电流信号和锯齿波信号按比例叠加以产生叠加信号；比较电路，用于将所述叠加信号和第二参考电压相比较以产生第二控制信号；或门，用于根据所述第一控制信号和所述第二控制信号输出复位信号；置位信号产生电路，用于产生置位信号；以及RS触发器，用于根据所述复位信号和所述置位信号产生开关控制信号。2.根据权利要求1所述的LED驱动控制电路，还包括开关驱动电路，用于根据所述开关控制信号产生栅极驱动信号。3.根据权利要求1所述的LED驱动控制电路，其中，所述导通时间控制电路包括：第一参考电压源，用于提供第一参考电压；锯齿波发生电路，用于根据所述开关控制信号产生所述锯齿波信号；第一比较器，用于将所述锯齿波信号和第一参考电压相比较，以产生所述第一控制信号，其中，所述锯齿波信号与所述开关控制信号周期相同，并且在所述开关控制信号为高电平期间线性上升，在所述开关控制信号从高电平转变为低电平时陡降。4.根据权利要求1所述的LED驱动控制电路，其中，所述比较电路包括：第二参考电压源，用于提供第二参考电压；以及第二比较器，用于将所述叠加信号和第二参考电压相比较，以产生所述第二控制信号。5.根据权利要求1所述的LED驱动控制电路，其中，所述置位信号产生电路为过零检测电路。6.根据权利要求1所述的LED驱动控制电路，其中，在所述交流输入电压的每个半工频周期中，当所述交流输入电压的电压值为第一电压范围时，所述或门选通所述第一控制信号作为复位信号；当所述交流输入电压的电压值为第二电压范围时，所述或门选通所述第二控制信号作为复位信号，其中所述第一电压范围小于所述第二电压范围。7.根据权利要求1所述的LED驱动控制电路，用于与可控硅调光器组成LED驱动装置，从而实现可控硅调光。8.一种LED驱动装置，包括：主电路，所述主电路包括功率开关管；以及LED驱动控制电路，其中，所述LED驱动控制电路包括：导通时间控制电路，用于根据锯齿波信号和第一参考电压产生第一控制信号；电流均值获取电路，用于根据电流采样信号产生反映输出电流平均值的平均电流信号；比例叠加电路，用于将所述平均电流信号和锯齿波信号按比例叠加以产生叠加信号；比较电路，用于将所述叠加信号和第二参考电压相比较以产生第二控制信号；或门，用于根据所述第一控制信号和所述第二控制信号输出复位信号；置位信号产生电路，用于产生置位信号；以及RS触发器，用于根据所述复位信号和所述置位信号产生开关控制信号，所述LED驱动控制电路从所述主电路获取电流采样信号和过零检
\t测信号，并且向所述功率开关管提供栅极驱动信号以控制其导通和断开。9.根据权利要求7所述的LED驱动装...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢小高，陈华捷，
申请(专利权)人：杭州士兰微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33