线电压检测电路、系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种线电压检测电路、系统及方法。本发明专利技术实施例提供的线电压检测电路包括：线电压检测模块，用于基于整流器的输出信号来生成检测信号；调制控制模块，其一输入端连接至线电压检测模块的输出端；栅极驱动器，其输入端连接至调制控制模块的输出端；以及第一晶体管，其栅极连接至栅极驱动器的输出端，其源极连接至调制控制模块的另一输入端，其漏极用于连接至开关电源架构的输出端。根据本发明专利技术实施例提供的上述技术方案，可以利用调制控制模块在系统线电压低于预设阈值之后，自适应地调节并且减小LED驱动电流，从而可以避免开关长时间处于导通状态而产生损坏。

Line voltage detection circuit, system and method

【技术实现步骤摘要】
线电压检测电路、系统及方法
本专利技术涉及电力电子
，具体地，本专利技术涉及一种线电压检测电路、系统及方法。
技术介绍
在发光二极管(LightEmittingDiode，LED)照明系统中，由于电网设计和装配条件的不同，尤其在欠发达地区中电网电压的波动范围大，使得系统容易产生控制异常，成为系统损坏的隐患。在线电压波动并降低的过程中，系统会通过增大功率开关的导通时间，增大能量的输入，维持LED输出恒定的电流，然而过长的导通时间，会增加功率开关损坏的风险，降低系统的使用寿命。一般地，为了防止控制芯片和LED系统损坏，控制芯片通常检测系统线电压变化，在线电压降低到一定值后，控制芯片将进入线电压欠压保护状态，并关断系统；在线电压增大到一定值后，控制芯片将进入线电压过压保护状态，并关断系统。但是这种监测到线电压过低直接关闭系统的控制方式会因线电压系统反复重启而产生LED闪烁问题。
技术实现思路
为了解决现有技术中的一个或多个技术问题，本专利技术实施例提供了一种线电压检测电路、系统及方法，能够在系统线电压低于预设阈值之后，自适应地调节并且减小LED驱动电流，从而可以避免开关长时间处于导通状态而产生损坏。一方面，本专利技术实施例提供一种线电压检测电路，包括：线电压检测模块，用于基于整流器的输出信号来生成检测信号；调制控制模块，其一输入端连接至线电压检测模块的输出端；栅极驱动器，其输入端连接至调制控制模块的输出端；以及第一晶体管，其栅极连接至栅极驱动器的输出端，其源极连接至调制控制模块的另一输入端，其漏极用于连接至开关电源架构的输出端。根据本专利技术实施例提供的线电压检测电路，调制控制模块包括脉冲宽度调制控制模块或者脉冲频率调制控制模块；并且其中，脉冲宽度调制控制模块包括线性脉冲宽度调制控制模块或幂指数型脉冲宽度调制控制模块，脉冲频率调制控制模块包括线性脉冲频率调制控制模块或幂指数型脉冲频率调制控制模块。根据本专利技术实施例提供的线电压检测电路，线性脉冲宽度调制控制模块包括电阻、第一比较器和第一逻辑单元，电阻的两端均连接至线电压检测模块的输出端，电阻的一端连接至第一比较器的正端，第一比较器的负端用于连接至第一晶体管的源极，第一逻辑单元用于基于第一比较器的输出信号(OCP)和第一准谐振检测信号来生成第一调制控制信号。根据本专利技术实施例提供的线电压检测电路，幂指数型脉冲宽度调制控制模块包括第二晶体管、电容、第二比较器、与非门、与门、第三比较器和第二逻辑单元，第二晶体管的栅极用于接收第二准谐振检测信号，第二晶体管的漏极、电容的上极板和比较器的负端均连接至线电压检测模块的输出端，第二晶体管的源极和电容的下极板接地，第二比较器的正端用于接收基准电压，与非门用于对第二比较器的输出信号(MT)和检测时间信号(Tdect)进行与非操作，与门用于对与非门的输出信号和第二准谐振检测信号进行与操作，第二逻辑单元用于基于与门的输出信号和第三比较器的输出信号来输出第二调制控制信号；其中，第三比较器的输出信号是通过将正常工作模式下的过流保护阈值电压与第一晶体管的源极电压进行比较而得到的。另一方面，本专利技术实施例提供了一种线电压检测方法，包括：监测线电压；在线电压从第一预设阈值开始下降直至达到第二预设阈值的过程中，使得LED驱动电流从正常工作模式下的LED驱动电流逐渐减小；其中，第一预设阈值大于第二预设阈值。根据本专利技术实施例提供的线电压检测方法，还包括：在线电压从第二预设阈值继续下降直至达到零的过程中，使得LED驱动电流维持在能够使得负载保持最低亮度的最小电流值；其中，负载为LED照明装置。根据本专利技术实施例提供的线电压检测方法，还包括：在线电压从第二预设阈值继续下降直至达到第三预设阈值的过程中，使得LED驱动电流维持在能够使得负载保持最低亮度的最小电流值；当线电压达到第三预设阈值时，关断LED驱动电流；以及在线电压从第三预设阈值上升至第四预设阈值的过程中，使得LED驱动电流从零变为能够使得负载保持最低亮度的最小电流值；其中，第二预设阈值大于第三预设阈值，并且第四预设阈值大于第三预设阈值小于第二预设阈值，负载为LED照明装置。根据本专利技术实施例提供的线电压检测方法，还包括：当线电压达到第二预设阈值时，关断LED驱动电流。根据本专利技术实施例提供的线电压检测方法，使得LED驱动电流从正常工作模式下的LED驱动电流逐渐减小，包括：使得LED驱动电流从正常工作模式下的LED驱动电流逐渐线性地减小；或者使得LED驱动电流从正常工作模式下的LED驱动电流逐渐幂指数地减小。根据本专利技术实施例提供的线电压检测方法，若LED驱动电流从正常工作模式下的LED驱动电流逐渐线性地减小，则通过调整过流保护阈值电压来限制LED驱动电流。根据本专利技术实施例提供的线电压检测方法，若LED驱动电流从正常工作模式下的LED驱动电流逐渐幂指数地减小，则通过调整第一晶体管的关断时间来限制LED驱动电流。根据本专利技术实施例提供的线电压检测方法，在低功率因子的降压架构LED照明系统中，若LED驱动电流从正常工作模式下的LED驱动电流逐渐线性地减小，则在准谐振工作模式下，LED驱动电流的计算公式如下：或者其中，IPK为线电压检测电路设置的电感峰值电流，TON为第一晶体管的导通时间，TDEM为电感的退磁时间，TOFF为第一晶体管的关断时间，Vth_ocp为过流保护阈值电压，RS为LED照明系统的外接电阻，为正常工作模式下的过流保护阈值电压，Vin_pk为线电压的峰值电压，Vin_avg为线电压的平均电压，R为调制控制模块中的电阻值。根据本专利技术实施例提供的线电压检测方法，在高功率因子的降压架构LED照明系统中，若LED驱动电流从正常工作模式下的LED驱动电流逐渐线性地减小，则在准谐振工作模式下，LED驱动电流的计算公式如下：ILED＝(Vref|VIN_NOM-IFAC×R)÷R＝(Vref|VIN_NOM-K×Vin_pk×R)÷R或者ILED＝(Vref|VIN_NOM-IFAC×R)÷R＝(Vref|VIN_NOM-K×Vin_avg×R)÷R其中，Vref|VIN_NOM为正常工作模式下的基准电压，Vin_pk为线电压的峰值电压，Vin_avg为线电压的平均电压，R为调制控制模块中的电阻。根据本专利技术实施例提供的线电压检测方法，在降压架构LED照明系统中，若LED驱动电流从正常工作模式下的LED驱动电流逐渐幂指数地减小，则在非连续导通工作模式下，LED驱动电流的计算公式如下：ILED＝0.5×IPK×[(TON+TDEM)÷(TON+TOFF)]＝0.5×(Vth_ocp÷RS)×[(TON+TDEM)÷(TON+TDEM+TFAC)]＝0.5×(Vth_ocp÷RS)×{1-Vref×C/[(TON+TDEM)×(IDC-K×Vin_pk)+Vref×C]}或者ILED＝0.5×IPK×本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线电压检测电路，应用于LED照明系统，其特征在于，包括：/n线电压检测模块，用于基于整流器的输出信号来生成检测信号；/n调制控制模块，其一输入端连接至所述线电压检测模块的输出端；/n栅极驱动器，其输入端连接至所述调制控制模块的输出端；以及/n第一晶体管，其栅极连接至所述栅极驱动器的输出端，其源极连接至所述调制控制模块的另一输入端，其漏极用于连接至开关电源架构的输出端。/n

【技术特征摘要】
1.一种线电压检测电路，应用于LED照明系统，其特征在于，包括：
线电压检测模块，用于基于整流器的输出信号来生成检测信号；
调制控制模块，其一输入端连接至所述线电压检测模块的输出端；
栅极驱动器，其输入端连接至所述调制控制模块的输出端；以及
第一晶体管，其栅极连接至所述栅极驱动器的输出端，其源极连接至所述调制控制模块的另一输入端，其漏极用于连接至开关电源架构的输出端。


2.根据权利要求1所述的线电压检测电路，其特征在于，所述调制控制模块包括脉冲宽度调制控制模块或者脉冲频率调制控制模块；并且
其中，所述脉冲宽度调制控制模块包括线性脉冲宽度调制控制模块或幂指数型脉冲宽度调制控制模块，所述脉冲频率调制控制模块包括线性脉冲频率调制控制模块或幂指数型脉冲频率调制控制模块。


3.根据权利要求2所述的线电压检测电路，其特征在于，所述线性脉冲宽度调制控制模块包括电阻、第一比较器和第一逻辑单元，所述电阻的两端均连接至所述线电压检测模块的输出端，所述电阻的一端连接至所述第一比较器的正端，所述第一比较器的负端用于连接至所述第一晶体管的源极，所述第一逻辑单元用于基于所述第一比较器的输出信号(OCP)和第一准谐振检测信号来生成第一调制控制信号。


4.根据权利要求2所述的线电压检测电路，其特征在于，所述幂指数型脉冲宽度调制控制模块包括第二晶体管、电容、第二比较器、与非门、与门、第三比较器和第二逻辑单元，所述第二晶体管的栅极用于接收第二准谐振检测信号，所述第二晶体管的漏极、所述电容的上极板和所述比较器的负端均连接至所述线电压检测模块的输出端，所述第二晶体管的源极和所述电容的下极板接地，所述第二比较器的正端用于接收基准电压，所述与非门用于对所述第二比较器的输出信号(MT)和检测时间信号(Tdect)进行与非操作，所述与门用于对所述与非门的输出信号和所述第二准谐振检测信号进行与操作，所述第二逻辑单元用于基于所述与门的输出信号和所述第三比较器的输出信号来输出第二调制控制信号；
其中，所述第三比较器的输出信号是通过将正常工作模式下的过流保护阈值电压与所述第一晶体管的源极电压进行比较而得到的。


5.一种线电压检测方法，应用于LED照明系统，其特征在于，包括：
监测所述线电压；
在所述线电压从第一预设阈值开始下降直至达到第二预设阈值的过程中，使得LED驱动电流从正常工作模式下的LED驱动电流逐渐减小；
其中，所述第一预设阈值大于所述第二预设阈值。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述线电压从所述第二预设阈值继续下降直至达到零的过程中，使得所述LED驱动电流维持在能够使得负载保持最低亮度的最小电流值；
其中，所述负载为LED照明装置。


7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述线电压从所述第二预设阈值继续下降直至达到第三预设阈值的过程中，使得所述LED驱动电流维持在能够使得负载保持最低亮度的最小电流值；
当所述线电压达到所述第三预设阈值时，关断所述LED驱动电流；以及
在所述线电压从所述第三预设阈值上升至第四预设阈值的过程中，使得所述LED驱动电流从零变为能够使得负载保持最低亮度的最小电流值；
其中，所述第二预设阈值大于所述第三预设阈值，并且所述第四预设阈值大于所述第三预设阈值小于所述第二预设阈值，所述负载为LED照明装置。


8.根据权利要求5或7所述的方法，其特征在于，还包括：
当所述线电压达到所述第二预设阈值时，关断所述LED驱动电流。


9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述使得LED驱动电流从正常工作模式下的L...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟向坤，刘拓夫，朱力强，
申请(专利权)人：昂宝电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31