线性LED驱动系统及驱动方法技术方案

本发明专利技术提供一种线性LED驱动系统及驱动方法，包括：LED模块正极连接输入电压，负极经第一功率开关管、电流检测模块接地；参考信号控制模块得到控制信号；参考信号产生模块接收控制信号，当输入电压小于预设电压时参考信号保持在第一电平，大于预设电压时由第一电平逐渐降低至第二电平，并在输入电压回落至预设电压时重新上升且不大于第一电平；运算放大模块连接参考信号及电流检测信号，输出端连接第一功率开关管的控制端。本发明专利技术提高系统效率；无需检测输入电压，避免电网影响；系统优化；适于可控硅调光应用；结构简单，外围控制系统可以实现最简化。

【技术实现步骤摘要】
线性LED驱动系统及驱动方法
本专利技术涉及LED驱动领域，特别是涉及一种线性LED驱动系统及驱动方法。
技术介绍
通常情况下，单段线性LED驱动中整体的效率由LED导通电压与输入电压决定，满足：其中，VLED为LED导通电压，VIN为输入电压。如图1所示为常见的单段线性LED驱动结构1，交流输入电压ACIN经过整流模块11转化为输入电压VIN，串联LED的正极连接于整流模块11的输出端，串联LED的负极连接恒流控制芯片12，恒流控制芯片12的采样端经由采样电阻13接地，可调电容和电阻模块14并联于整流模块11的两端。由于串联LED数目是固定的，因此在输入电压VIN超过LED正向压降VLED时多余的电压由LED下方的恒流控制管(设置于恒流控制芯片12中，图中未显示)承担，VIN-VLED就是恒流控制管上的电压；输入电压VIN越高，系统的效率Eff就越低。现有技术中通过检测输入电压VIN来控制输出电流ILED，当输入电压VIN过高时相应降低输出电流ILED，从而减小高压时的导通损耗，并且通过环路来恒定输出电流，保持输出功率恒定。如图2所示，由于市电电网经常会受到外界影响，工作波形不是一个稳定的正弦波，因此在检测输入电压过高时相应降低输出电流，如果此时输入电压VIN有尖峰干扰或者不稳定，就会影响到输出电流ILED的值，从而影响环路控制，造成LED闪烁。因此，如何在确保提高LED驱动系统效率的同时避免电网对控制信号的影响、提高LED发光稳定性，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LED驱动系统及驱动方法，用于解决现有技术中高效率LED驱动系统易受电网影响，导致LED发光不稳定等问题。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LED驱动系统，所述线性LED驱动系统至少包括：LED模块、第一功率开关管、电流检测模块、参考信号控制模块、参考信号产生模块及运算放大模块；所述LED模块的正极连接输入电压，负极经由所述第一功率开关管及所述电流检测模块接地；所述参考信号控制模块连接所述LED模块的输出端，获取第一检测信号，基于所述第一检测信号得到相应的调整参考信号的控制信号；所述参考信号产生模块连接于所述参考信号控制模块的输出端，基于所述参考信号控制模块输出的控制信号调整所述参考信号的电平；当所述输入电压小于预设电压时所述参考信号保持在第一电平，当所述输入电压大于所述预设电压时所述参考信号由第一电平逐渐降低至第二电平，并在所述输入电压回落至所述预设电压时所述参考信号重新上升且不大于第一电平；所述运算放大模块的输入端分别连接所述参考信号及所述第一功率开关管及所述电流检测模块的连接节点，将所述参考信号与第二检测信号进行比较，输出端连接所述第一功率开关管的控制端，进而调整流经所述LED模块的电流，以使得所述第二检测信号等于所述参考信号；其中，所述预设电压大于所述LED模块的导通电压。可选地，所述参考信号产生模块包括采样单元、设定电压产生单元及比较单元；所述采样单元连接所述LED模块的输出端，对所述LED模块的负极电压进行采样，得到采样电压；所述设定电压产生单元输出设定电压；所述比较单元的输入端分别连接所述采样单元及所述设定电压产生单元的输出端，将所述采样电压与所述设定电压进行比较，得到所述控制信号，以控制所述参考信号的电平升降。更可选地，所述设定电压产生单元包括设定电压产生电路及第一设置电阻；所述第一设置电阻的一端连接所述设定电压产生电路，另一端接地；所述设定电压产生电路基于所述第一设置电阻输出对应的设定电压。更可选地，所述设定电压产生单元包括第一跨导运算放大器、第一补偿电路及第一电容；所述第一跨导运算放大器的输入端分别连接所述第二检测信号及第一预设值，输出端连接所述第一补偿电路；所述第一电容的一端连接所述第一补偿电路，另一端接地；所述第一补偿电路的输出端输出所述设定电压。更可选地，所述参考信号产生模块包括第一电流源、第二电流源、电流源设置单元、第二电容、第二参考电压产生单元及加法器；所述第一电流源的一端连接第一参考电压，另一端经由所述第二电流源接地，所述第一电流源及所述第二电流源的使能端分别连接所述控制信号及其反信号；所述电流源设置单元连接所述第一电流源及所述第二电流源的控制端，控制流经所述第一电流源及所述第二电流源的电流大小；所述第二电容的一端连接所述第一电流源与所述第二电流源的连接节点，另一端接地；所述参考电压产生单元产生第二参考电压，所述第二参考电压限制流经所述LED模块的最小电流；所述加法器的输入端分别连接所述第一电流源与所述第二电流源的连接节点及所述第二参考电压，将所述第二电容上的电压与所述第二参考电压求和得到所述参考信号。更可选地，所述第一参考电压基于第一参考电压产生单元产生，所述第一参考电压产生单元包括第二跨导运算放大器、第二补偿电路及第三电容；所述第二跨导运算放大器的输入端分别连接所述第二检测信号及第二预设值，输出端连接所述第二补偿电路；所述第三电容的一端连接所述第二补偿电路，另一端接地；所述第二补偿电路输出所述第一参考电压。更可选地，所述参考信号产生模块还包括电流变化速度设定单元，所述电流变化速度设定单元包括第二设置电阻，所述第二设置电阻的一端连接所述电流源设置单元，另一端接地。更可选地，所述参考信号产生模块还包括最小电流设定单元，所述最小电流设定单元包括第三设置电阻，所述第三设置电阻的一端连接所述参考电压产生单元，另一端接地。可选地，所述线性LED驱动系统还包括第四电容及第一电阻，所述第四电容及所述第一电阻分别并联于所述LED模块的两端，所述第四电容为所述线性LED驱动系统中各模块供电。可选地，所述线性LED驱动系统还包括泄流模块，所述泄流模块的一端连接于所述LED模块的正极，另一端连接所述第一功率开关管及所述电流检测模块的连接节点，当所述LED模块未导通时，所述输入电压产生的电流从所述泄流模块泄放。更可选地，所述泄流模块包括二极管、第二功率开关管、运算放大器及第二电阻，所述二极管的正极连接所述输入电压，负极连接所述LED模块的正极；所述第二功率开关管的一端连接所述二极管的正极，另一端经由所述第二电阻连接所述第一功率开关管及所述电流检测模块的连接节点；所述运算放大器的输入端分别连接所述第二功率开关管与所述第二电阻的连接节点以及与流经所述LED模块的最小电流对应的参考电压，输出端连接所述第二功率开关管的控制端。更可选地，所述线性LED驱动系统还包括相角检测模块，所述相角检测模块连接所述二极管的正极，用于检测调光相位角，并基于所述调光相位角调整流经所述LED模块的峰值电流及平均电流，并在检测到所述调光相位角后控制所述泄流模块工作。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LED驱动方法，所述线性LED驱动方法至少包括：检测LED模块的负极电压，基于所述LED模块的负极电压产本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线性LED驱动系统，其特征在于，所述线性LED驱动系统至少包括：/nLED模块、第一功率开关管、电流检测模块、参考信号控制模块、参考信号产生模块及运算放大模块；/n所述LED模块的正极连接输入电压，负极经由所述第一功率开关管及所述电流检测模块接地；/n所述参考信号控制模块连接所述LED模块的输出端，获取第一检测信号，基于所述第一检测信号得到相应的调整参考信号的控制信号；/n所述参考信号产生模块连接于所述参考信号控制模块的输出端，基于所述参考信号控制模块输出的控制信号调整所述参考信号的电平；当所述输入电压小于预设电压时所述参考信号保持在第一电平，当所述输入电压大于所述预设电压时所述参考信号由第一电平逐渐降低至第二电平，并在所述输入电压回落至所述预设电压时所述参考信号重新上升且不大于第一电平；/n所述运算放大模块的输入端分别连接所述参考信号及所述第一功率开关管及所述电流检测模块的连接节点，将所述参考信号与第二检测信号进行比较，输出端连接所述第一功率开关管的控制端，进而调整流经所述LED模块的电流，以使得所述第二检测信号等于所述参考信号；/n其中，所述预设电压大于所述LED模块的导通电压。/n...

【技术特征摘要】
1.一种线性LED驱动系统，其特征在于，所述线性LED驱动系统至少包括：
LED模块、第一功率开关管、电流检测模块、参考信号控制模块、参考信号产生模块及运算放大模块；
所述LED模块的正极连接输入电压，负极经由所述第一功率开关管及所述电流检测模块接地；
所述参考信号控制模块连接所述LED模块的输出端，获取第一检测信号，基于所述第一检测信号得到相应的调整参考信号的控制信号；
所述参考信号产生模块连接于所述参考信号控制模块的输出端，基于所述参考信号控制模块输出的控制信号调整所述参考信号的电平；当所述输入电压小于预设电压时所述参考信号保持在第一电平，当所述输入电压大于所述预设电压时所述参考信号由第一电平逐渐降低至第二电平，并在所述输入电压回落至所述预设电压时所述参考信号重新上升且不大于第一电平；
所述运算放大模块的输入端分别连接所述参考信号及所述第一功率开关管及所述电流检测模块的连接节点，将所述参考信号与第二检测信号进行比较，输出端连接所述第一功率开关管的控制端，进而调整流经所述LED模块的电流，以使得所述第二检测信号等于所述参考信号；
其中，所述预设电压大于所述LED模块的导通电压。


2.根据权利要求1所述的线性LED驱动系统，其特征在于：所述参考信号产生模块包括采样单元、设定电压产生单元及比较单元；所述采样单元连接所述LED模块的输出端，对所述LED模块的负极电压进行采样，得到采样电压；所述设定电压产生单元输出设定电压；所述比较单元的输入端分别连接所述采样单元及所述设定电压产生单元的输出端，将所述采样电压与所述设定电压进行比较，得到所述控制信号，以控制所述参考信号的电平升降。


3.根据权利要求2所述的线性LED驱动系统，其特征在于：所述设定电压产生单元包括设定电压产生电路及第一设置电阻；所述第一设置电阻的一端连接所述设定电压产生电路，另一端接地；所述设定电压产生电路基于所述第一设置电阻输出对应的设定电压。


4.根据权利要求2所述的线性LED驱动系统，其特征在于：所述设定电压产生单元包括第一跨导运算放大器、第一补偿电路及第一电容；所述第一跨导运算放大器的输入端分别连接所述第二检测信号及第一预设值，输出端连接所述第一补偿电路；所述第一电容的一端连接所述第一补偿电路，另一端接地；所述第一补偿电路的输出端输出所述设定电压。


5.根据权利要求1～4任意一项所述的线性LED驱动系统，其特征在于：所述参考信号产生模块包括第一电流源、第二电流源、电流源设置单元、第二电容、第二参考电压产生单元及加法器；所述第一电流源的一端连接第一参考电压，另一端经由所述第二电流源接地，所述第一电流源及所述第二电流源的使能端分别连接所述控制信号及其反信号；所述电流源设置单元连接所述第一电流源及所述第二电流源的控制端，控制流经所述第一电流源及所述第二电流源的电流大小；所述第二电容的一端连接所述第一电流源与所述第二电流源的连接节点，另一端接地；所述参考电压产生单元产生第二参考电压，所述第二参考电压限制流经所述LED模块的最小电流；所述加法器的输入端分别连接所述第一电流源与所述第二电流源的连接节点及所述第二参考电压，将所述第二电容上的电压与所述第二参考电压求和得到所述参考信号。


6.根据权利要求5所述的线性LED驱动系统，其特征在于：所述第一参考电压基于第一参考电压产生单元产生，所述第一参考电压产生单元包括第二跨导运算放大器、第二补偿电路及第三电容；所述第二跨导运算放大器的输入端分别连接所述第二检测信号及第二预设值，输出端连接所述第二补偿电路；所述第三电容的一端连接所述第二补偿电...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘军，张识博，吴泉清，李亮，
申请(专利权)人：华润微集成电路无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32