LED驱动电路及其驱动方法技术

本公开涉及一种LED驱动电路及驱动方法，该驱动电路包括：整流电路，接收包含导通角的相控调光信号，并输出与该相控调光信号相对应的一整流信号；变换器，包括一可控开关，输入端耦接至该整流电路，且输出端耦接一LED；以及控制器，具有一第一输入端、一第二输入端和一输出端，该第一输入端用于接收该整流信号，该第二输入端用于接收一第一采样信号，该输出端根据该整流信号以及该采样信号来输出一控制信号，其中，该可控开关接收来自该控制器的该控制信号，从而执行导通与断开操作，以控制该LED所需的电流。本公开的LED驱动电路启动无闪烁，能够实现LED负载的宽范围线性调光且无需死负载，能够简化电路结构，减少电路元器件数量。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及LED驱动
，尤其涉及一种应用于LED调光的LED驱动电路及其驱动方法。
技术介绍
传统的调光手段是用双向可控硅的相控调光器对白炽灯进行亮度调节，通过改变交流正弦波的导通角来改变加到灯电压的有效值，改变白炽灯电流，从而改变白炽灯的亮度。LED是新型节能照明光源，产生相同光亮所需的电能远比白炽灯小，与节能灯和白炽灯相比，具有体积小、高寿命等优点。LED的亮度与流过的电流直接相关，在照明应用中，都需要一个驱动器将市电转换成恒定电流输出或者恒定电压输出用来驱动LED。在相控调光场合，一般采用相控调光器和LED驱动电路构成LED调光电路。但是由于LED与白炽灯在特性上存在本质差别，如果将LED(包含驱动器)直接取代白炽灯而不作特殊设计，会导致LED不能正常工作或者出现以下问题：LED闪烁，旋转可控硅调光器旋钮时LED亮度不能做到全调光范围线性变化，甚至不能调光。图1示出常用相控调光器的内部电路结构示意图，如图所示，由于相控调光器中双向可控硅的导通需要一个维持电流，因此为了实现LED调光，在很多LED驱动器中都需要增加一个固定负载，也称死负载或者Bleeder电阻，用于在导通期间维持其最小导通电流，从而保证能够准确检出相角信号，进行调光控制。例如，美国国家半导体公司LM3445方案，如图2所示的LED调光电路。但额外增加固定负载会造成比较大的损耗，导致LED驱动器的效率降低。现有的LED驱动器采用PFC(功率因数校正)方案。通过PFC控制技术，在相控调光器导通期间，驱动器的输入电流与输入电压同相且幅值成比例，这种LED驱动器可以利用输出负载作为调光器的负载，从而可以省去用于提供双向可控硅的导通维持电流的死负载。其中PFC控制可以采用恒定导通时间或者乘法器来控制驱动器的输入电流的波形，实现PFC功能。LED驱动器是通过采样驱动器的输入电压的导通角度，经过滤波后将其转化成直流信号，该信号大小与相控调光器输出的调光信号的导通角度大小成正比。将该信号作为基准与输出电流采样信号比较，输出反馈环节的误差信号，控制输出电流大小。然而，这种调光方式存在开机闪烁现象和无法宽范围调光的问题。具体而言，在相控调光器导通角度较小的情况下进行开机时，电压相角采样经过滤波转换成相对应的基准存在一定的迟滞时间，在迟滞时间内的基准不能快速准确反映电压相角变化，从而导致迟滞时间内的电流基准偏高，输出电流偏大，就会出现闪烁现象。另一方面，通过采样输入电压的导通角度作为基准，还存在基准采样线路复杂、元器件数量多的问题。
技术实现思路
本公开的实施例旨在提供一种限功率调光的LED驱动电路及其驱动方法，以解决现有相控调光方案存在的问题。为实现上述目的，本公开的实施例提供了一种LED驱动电路，包括：一整流电路，接收一包含导通角的相控调光信号，并输出与该相控调光信号相对应的一整流信号；一变换器，包括一可控开关，该变换器的输入端耦接至该整流电路，且该变换器的输出端耦接一LED；以及一控制器，具有一第一输入端、一第二输入端和一输出端，该控制器的该第一输入端用于接收该整流信号，该控制器的该第二输入端用于接收来自该LED的一第一采样信号，该第一采样信号反映流经该LED的电流，该控制器的输出端根据该整流信号以及该第一采样信号来输出一控制信号，其中，该可控开关接收来自该控制器的该控制信号，从而执行导通与断开操作，以控制该LED所需的电流。本公开的实施例还提供一种LED驱动方法，应用于驱动LED的一LED驱动电路，该LED驱动电路包括：一整流电路、具有一可控开关的一变换器、一控制器，该变换器的输入端耦接至该整流电路且该变换器的输出端耦接至该LED，该控制器耦接至该整流电路、该LED和该变换器的该可控开关；该LED驱动方法包括：该整流电路接收一包含导通角的相控调光信号，并输出与所述相控调光信号相对应的一整流信号；该变换器接收该整流信号，并输出一负载功率至该LED；对流经该LED的电流进行采样，以产生一第一采样信号；该控制器接收该整流信号和该采样信号，并输出一控制信号；以及该可控开关接收该控制信号，从而执行导通与断开操作，以控制该LED电流。由上述技术方案可知，本公开的实施例至少部分可实现以下有益效果：采用限功率方式的LED驱动电路，启动无闪烁，能够实现LED负载的宽范围线性调光；电路无需死负载，能够简化电路结构，减少电路元器件数量。附图说明图1示出常用相控调光器的内部电路结构示意图；图2示出LM3445调光器的内部电路结构示意图；图3示出根据本公开的LED驱动电路一实施例的示意框图；图4示出根据本公开的LED驱动电路一实施例的示意电路图；图5示出根据本公开的LED驱动电路另一实施例的示意电路图；图6示出图11实施例中调节器的示意电路图；图7示出图11实施例中过零检测电路的示意电路图；图8示出LED的灯载V-I特性示意图；图9示出根据本公开的LED驱动电路再一实施例的的示意电路图；图10示出图9实施例中调节器的示意电路图；图11示出根据本公开的LED驱动方法一实施例的流程图；图12示出图11实施例中步骤S1102的具体流程示意图；图13示出根据本公开的LED驱动方法另一实施例的流程图；图14示出图13实施例中步骤S1308的具体流程示意图；以及图15和图16分别示出图4实施例中整流电路的两个示意电路图。具体实施方式下面将结合以上说明书附图详细描述本公开的具体实施例，这些附图中类似的元件都尽可能用相同的附图标记来表示。应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本公开。本实施例的LED驱动电路是采用限功率方式实现相控调光的LED驱动方案，以克服单级PFC相控调光技术的不足。如图8所示，由LED的V-I特性可以看出，LED电压基本不随电流变化而变化；换言之，LED的电流变化很大而其电压基本不变，可以认为在一定电流范围内LED是恒压工作的。因此，针对LED负载的调光，本实施例所采用的限功率调光方式也就是限电流调光，亦即通过控制流经LED的电流来控制LED的调光。图3示出根据本公开的LED驱动电路一实施例的示意框图，如图所示，本实施例的LED驱动电路，包括：整流电路103、变换器104和控制器105。其中，整流电路103接收包含导通角的相控调光信号，并输出与该相控调光信号相对应的一整流信号；变换器104耦接至整流电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED驱动电路，包括：一整流电路，接收一包含导通角的相控调光信号，并输出与该相控调光信号相对应的一整流信号；一变换器，包括一可控开关，该变换器的输入端耦接至该整流电路，且该变换器的输出端耦接一LED；以及一控制器，具有一第一输入端、一第二输入端和一输出端，该控制器的该第一输入端用于接收该整流信号，该控制器的该第二输入端用于接收来自该LED的一第一采样信号，该第一采样信号反映流经该LED的电流，该控制器的输出端根据该整流信号以及该第一采样信号来输出一控制信号，其中，该可控开关接收来自该控制器的该控制信号，从而执行导通与断开操作，以控制该LED所需的电流。

【技术特征摘要】
1.一种LED驱动电路，包括：
一整流电路，接收一包含导通角的相控调光信号，并输出与该相控调光
信号相对应的一整流信号；
一变换器，包括一可控开关，该变换器的输入端耦接至该整流电路，且
该变换器的输出端耦接一LED；以及
一控制器，具有一第一输入端、一第二输入端和一输出端，该控制器的
该第一输入端用于接收该整流信号，该控制器的该第二输入端用于接收来自
该LED的一第一采样信号，该第一采样信号反映流经该LED的电流，该控
制器的输出端根据该整流信号以及该第一采样信号来输出一控制信号，
其中，该可控开关接收来自该控制器的该控制信号，从而执行导通与断
开操作，以控制该LED所需的电流。
2.如权利要求1所述的LED驱动电路，其中，该整流信号包括该导通
角，当该导通角大于等于一设定角度时，该控制器输出该控制信号以使该第
一采样信号等于一第一电流基准；当该导通角小于该设定角度时，该控制器
输出该控制信号以使该第一采样信号与该导通角成同趋势的变化。
3.如权利要求2所述的LED驱动电路，其中，该控制器包括：
一第一运算放大器，接收该第一采样信号及该第一电流基准；
一信号传输电路，在该第一采样信号大于等于该第一电流基准时，该信
号传输电路允许输出一反馈信号，在该第一采样信号小于该第一电流基准
时，该信号传输电路禁止输出该反馈信号；
一调节器，当信号传输电路输出该反馈信号时，该调节器接收该反馈信
号及一参考信号，并输出与该反馈信号相对应的一第一调节信号；当信号传
输电路不输出该反馈信号时，该调节器接收该参考信号，并输出幅值为恒定
的一第二调节信号；
一乘法器，接收该整流信号以及该第一调节信号或该第二调节信号，并
根据一乘法系数输出一第二电流基准；以及
一开关驱动电路，接收反映流过该可控开关的开关电流的一第二采样信

\t号以及该第二电流基准，并输出该控制信号至该可控开关。
4.如权利要求3所述的LED驱动电路，其中，该信号传输电路为一隔
离电路或一非隔离电路。
5.如权利要求3所述的LED驱动电路，其中，该调节器包括：
一第二运算放大器，具有一第一输入端、接收该参考信号的一第二输入
端以及输出该调节信号的一输出端；
一反馈比例环节，包括耦接在该第一输入端与该输出端之间的第一电阻
以及串联耦接在该第一输入端与一参考地之间的第二电阻和第三电阻；且该
信号传输电路的输出端电性耦接于该第二电阻与该第三电阻的公共节点；以
及
一反馈闭环补偿电路，包括并联耦接在该第一电阻两端的第一电容以及
串联后并联耦接在该第一电阻两端的第二电容和第四电阻。
6.如权利要求3所述的LED驱动电路，其中，该开关驱动电路包括：
一电流采样单元，用于采样流经该可控开关的开关电流，并产生该反映
该开关电流的第二采样信号；
一第三运算放大器，用于接收该第二采样信号及该第二电流基准并输出
该控制信号；以及
一驱动单元，耦接至该可控开关的一控制端以及该第三运算放大器，并
根据该控制信号控制该可控开关的占空比，以控制该开关电流的幅值。
7.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈林伟，章兴华，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71