本發(fā)明涉及電源領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種紋波消除電路、紋波消除方法及應(yīng)用其的LED電路。

背景技術(shù)：

目前，LED燈負(fù)載一般是通過LED驅(qū)動(dòng)電路將交流輸入電源轉(zhuǎn)換為直流電源來進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的，如圖1所示，LED驅(qū)動(dòng)電路輸出帶有正弦紋波的直流電，C01為輸出電容，當(dāng)需要減小LED驅(qū)動(dòng)電路輸出信號(hào)的紋波時(shí)，則需要C01為大的電解電容，成本高不利于電路集成。當(dāng)LED驅(qū)動(dòng)電路帶有功率因數(shù)校正功能時(shí)，則輸出的直流電的紋波會(huì)更大。

眾所周知，LED燈負(fù)載的電壓和電流為帶有工頻紋波的直流電壓和直流電流，LED上的紋波信號(hào)會(huì)造成LED燈的閃爍，從而對(duì)人眼造成傷害，因此在實(shí)際應(yīng)用中，LED負(fù)載的電流或電壓往往要求濾除該直流電所帶有的正弦紋波。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提出了紋波消除電路、紋波消除方法及應(yīng)用其的LED電路，通過第一調(diào)整控制電路獲得輸入電壓信號(hào)中的交流分量，然后根據(jù)所述交流分量信號(hào)控制與負(fù)載串聯(lián)的第一調(diào)整管的功率端電壓，以使得通過負(fù)載的電壓為不帶紋波的直流電壓信號(hào)。

第一方面，依據(jù)本發(fā)明的一種紋波消除電路，用于消除輸入到負(fù)載的紋波，所述紋波消除電路包括：

第一調(diào)整管，與所述負(fù)載串聯(lián)連接；

第一調(diào)整管控制電路，所述第一調(diào)整管控制電路接收輸入至所述負(fù)載的輸入電壓信號(hào)，以獲得所述輸入電壓信號(hào)的交流分量，所述第一調(diào)整控制電路根據(jù)所述輸入電壓信號(hào)的交流分量和所述第一調(diào)整管的功率端電壓信號(hào)控制所述第一調(diào)整管的工作狀態(tài)。

優(yōu)選地，所述第一調(diào)整管控制電路包括采樣電容和采樣電阻，并通過所述采樣電容和采樣電阻獲得所述輸入電壓信號(hào)的交流分量，

其中，所述采樣電容和所述采樣電阻串聯(lián)連接在所述負(fù)載的輸入端和接地端之間，所述負(fù)載的輸入端接收所述輸入電壓信號(hào)。

優(yōu)選地，所述第一調(diào)整控制電路包括采樣電阻和電流源，并通過所述采樣電阻和電流源獲得所述輸入電壓信號(hào)的交流分量；

其中，所述采樣電阻和所述電流源串聯(lián)連接在所述負(fù)載的輸入端和接地端之間，所述負(fù)載的輸入端接收所述輸入電壓信號(hào)。

優(yōu)選地，所述電流源為恒定電流源或者是隨著所述輸入電壓信號(hào)自適應(yīng)調(diào)節(jié)的可調(diào)電流源。

進(jìn)一步地，所述第一調(diào)整控制電路還包括分壓濾波電路和電壓-電流轉(zhuǎn)換電路，

所述濾波電路包括串聯(lián)的分壓電阻和濾波電容，所述分壓電阻串聯(lián)連接在所述負(fù)載的輸入端和接地端之間，所述濾波電容并聯(lián)在所述分壓電阻的公共連接端和接地端之間，所述分壓電阻公共連接點(diǎn)的電壓信號(hào)為第一電壓信號(hào)；

所述電壓-電流轉(zhuǎn)換電路接收所述第一電壓信號(hào)，以獲得與所述第一電壓信號(hào)成比例的第一電流信號(hào)，所述第一電流信號(hào)作為所述可調(diào)電流源的電流信號(hào)。

進(jìn)一步地，所述第一調(diào)整管連接在所述負(fù)載和接地端之間，所述第一調(diào)整管為MOS管，第一調(diào)整管的功率端電壓為MOS管的漏極電壓，所述第一調(diào)整管的控制極為MOS管的控制極電壓。

進(jìn)一步地，所述第一調(diào)整管控制電路還包括誤差放大電路，

所述誤差放大電路接收所述輸入電壓信號(hào)的交流分量和所述第一調(diào)整管的功率端電壓信號(hào)，以輸出誤差放大信號(hào)；

所述誤差放大信號(hào)連接到所述第一調(diào)整管的控制極用以控制所述第一調(diào)整管的工作狀態(tài)。

進(jìn)一步地，所述第一調(diào)整管控制電路還包括加法器和第一電壓源，

所述加法器接收所述輸入電壓信號(hào)的交流分量和所述第一電壓源輸出的第一電壓信號(hào)，以輸出一疊加信號(hào)，

所述誤差放大電路接收所述疊加信號(hào)和所述第一調(diào)整管的功率端電壓信號(hào)，以輸出所述誤差放大信號(hào)。

第二方面，一種紋波消除方法，包括以下步驟：

獲得輸入電壓信號(hào)的交流分量，所述輸入電壓信號(hào)用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載；

根據(jù)所述交流分量控制與負(fù)載串聯(lián)的第一調(diào)整管的功率端電壓，控制第一調(diào)整管的工作狀態(tài)，以使得所述功率端電壓包括所述輸入電壓信號(hào)的交流分量。

優(yōu)選地，所述第一調(diào)整管的MOS管，所述第一調(diào)整管連接在所述負(fù)載和接地端之間，所述第一調(diào)整管的功率端電壓為所述第一調(diào)整管的漏極電壓。

優(yōu)選地，通過采樣電容和采樣電阻獲得所述輸入電壓信號(hào)的交流分量，

其中，所述采樣電容和所述采樣電阻串聯(lián)連接在所述負(fù)載的輸入端和接地端之間，所述負(fù)載的輸入端接收所述輸入電壓信號(hào)。

優(yōu)選地，通過采樣電阻和電流源獲得所述輸入電壓信號(hào)的交流分量；

其中，所述采樣電阻和所述電流源串聯(lián)連接在所述負(fù)載的輸入端和接地端之間，所述負(fù)載的輸入端接收所述輸入電壓信號(hào)。

優(yōu)選地，所述電流源為恒定電流源或者是隨著所述輸入電壓信號(hào)自適應(yīng)調(diào)節(jié)的可調(diào)電流源。

第三方面，依據(jù)本發(fā)明的一種LED電路，包括：

LED驅(qū)動(dòng)電路，接收外部交流電信號(hào)，以輸出帶有紋波的直流電壓信號(hào)；

LED負(fù)載，與所述LED驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接，以及上述的紋波消除電路，所述紋波消除電路用以消除所述LED負(fù)載接收的所述直流電壓信號(hào)中的紋波。

綜上所述，依據(jù)本發(fā)明的紋波消除電路、紋波消除方法及應(yīng)用其的LED電路，通過控制與負(fù)載串聯(lián)的第一調(diào)整管的功率端電壓，以使得該功率端電壓與輸入至負(fù)載的輸入電壓信號(hào)中的交流分量一致，這樣輸入至負(fù)載的電壓信號(hào)則為不包括交流分量的直流電壓信號(hào)，從而解決LED負(fù)載中的交流紋波問題，LED燈負(fù)載不會(huì)發(fā)生閃爍現(xiàn)象。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的LED電路；

圖2為依據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的LED電路的電路圖；

圖3所示為依據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的LED電路的電路圖；

圖4所示為依據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的LED電路的電路圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施例，但本發(fā)明不限于此。

參考圖2所示為依據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的LED電路的電路圖，如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例的LED電路包括LED驅(qū)動(dòng)電路U00、輸出電容C01、LED負(fù)載和紋波消除電路。

所述LED驅(qū)動(dòng)電路接收外部交流電信號(hào)，輸出信號(hào)經(jīng)輸出電容C01濾波后以產(chǎn)生帶有紋波的直流電壓信號(hào)，所述帶有紋波的直流電壓信號(hào)作為LED負(fù)載的輸入電壓信號(hào)VIN。

本實(shí)施例中，所述紋波消除電路包括與負(fù)載串聯(lián)的第一調(diào)整管M01和第一調(diào)整管控制電路，這里，所述第一調(diào)整管M01連接在所述負(fù)載和接地端之間，第一調(diào)整管為MOS管，容易理解，所述第一調(diào)整管還可以連接在所述LED驅(qū)動(dòng)電路的輸出端和LED負(fù)載之間。

這里，所述第一調(diào)整管控制電路包括采樣電容C02、采樣電阻R02和誤差放大電路U02，所述采樣電容C02和所述采樣電阻R02串聯(lián)連接在所述負(fù)載的輸入端和接地端之間，所述負(fù)載的輸入端輸入所述輸入電壓信號(hào)VIN。根據(jù)電容的隔直流通交流的工作原理，當(dāng)采樣電容C02和采樣電阻R02的時(shí)間常數(shù)足夠大時(shí)，則采樣電容C02的兩端電壓近似認(rèn)為不變，在所述采樣電容C02和所述采樣電阻R02的公共連接點(diǎn)的電壓信號(hào)即為輸入電壓信號(hào)VIN的交流分量電壓，記為V2。

本實(shí)施方式中，所述第一調(diào)整管控制電路還包括加法器U01和第一電壓源V1，所述加法器U01接收所述輸入電壓信號(hào)的交流分量V2和所述第一電壓源輸出的第一電壓信號(hào)V1，以輸出一疊加信號(hào)V1+V2。這里在所述交流分量V2上疊加一個(gè)固定的電壓信號(hào)V1是為了將交流分量V2抬升，以使得疊加信號(hào)V1+V2始終為一個(gè)在零谷底之上的值。

所述誤差放大電路U02接收所述疊加信號(hào)和所述第一調(diào)整管的漏極電壓信號(hào)VD，以輸出所述誤差放大信號(hào)，誤差放大信號(hào)經(jīng)過補(bǔ)償處理以產(chǎn)生控制第一調(diào)整管的控制極(即MOS管的柵極)信號(hào)VG。根據(jù)誤差放大器的工作原理，第一調(diào)整管M01的漏極電壓將會(huì)被調(diào)節(jié)到與疊加信號(hào)V1+V2一致，由此可知，所述漏極電壓VD將會(huì)包含交流分量V2的信息。這樣，跟第一調(diào)整管M01串聯(lián)的LED負(fù)載上的驅(qū)動(dòng)電壓將不會(huì)包含輸入電壓信號(hào)VIN的紋波，因此，LED負(fù)載不會(huì)發(fā)生閃爍。

參考圖3所示為依據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的LED電路的電路圖，本實(shí)施例中，所述第一調(diào)整管控制電路中的加法器U01、第一電壓源V1和誤差放大電路U02均與上一實(shí)施例相同，在此不再贅述。所不同的是，本實(shí)施方式中，通過采樣電阻R02和電流源i01獲得所述輸入電壓信號(hào)的交流分量。

如圖3所示，通過采樣電阻R02和電流源i01，并通過所述采樣電阻和電流源獲得所述輸入電壓信號(hào)的交流分量；其中，所述采樣電阻R02和所述電流源i01串聯(lián)連接在所述負(fù)載的輸入端和接地端之間，所述負(fù)載的輸入端接收所述輸入電壓信號(hào)VIN。本實(shí)施方式中，所述電流源為恒定電流源。

根據(jù)圖3可知，所述采樣電阻R02和所述電流源i01的公共連接點(diǎn)的電壓信號(hào)為V2，采樣電阻R02的一端接輸入電壓VIN，另一端的電壓V2為：V2＝VIN-i01×R02。由于電流源i01電流值和電阻R2阻值均為定值，因此電壓V2的交流分量與輸入電壓信號(hào)VIN的交流分量形狀完全相同，通過控制恒定電流源i01的大小可以控制V2電壓的直流分量。即是電壓信號(hào)V2表征了輸入電壓信號(hào)VIN的交流分量。

之后V2與第一調(diào)整管的漏極電壓信號(hào)VD進(jìn)行誤差放大，以輸出所述誤差放大信號(hào)，誤差放大信號(hào)經(jīng)過補(bǔ)償處理以產(chǎn)生控制第一調(diào)整管的控制極信號(hào)VG。同上述原理，控制極信號(hào)VG控制所述漏極電壓VD包含V2的交流分量信息。這樣，跟第一調(diào)整管M01串聯(lián)的LED負(fù)載上的驅(qū)動(dòng)電壓將不會(huì)包含輸入電壓信號(hào)VIN的紋波，因此，LED負(fù)載不會(huì)發(fā)生閃爍。

進(jìn)一步的，參考圖4所示為依據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的LED電路的電路圖，本實(shí)施例與圖3所示的實(shí)施例類似，相同的器件和連接關(guān)系不再贅述，所不同的是，所述電流源i01為隨著所述輸入電壓信號(hào)自適應(yīng)調(diào)節(jié)的可調(diào)電流源。

如圖4所示，本實(shí)施例中，所述第一調(diào)整管控制電路還包括分壓濾波電路和電壓-電流轉(zhuǎn)換電路，所述分壓濾波電路包括分壓電阻R03、R05和濾波電容C03，分壓電阻R03和R05串聯(lián)連接在所述負(fù)載的輸入端和接地端之間，濾波電容C03并聯(lián)在所述分壓電阻的公共連接端和接地端之間，所述分壓電阻的公共連接點(diǎn)的電壓信號(hào)為第一電壓信號(hào)，這里記為V3。

所述電壓-電流轉(zhuǎn)換電路包括調(diào)整管M02、電阻R04和運(yùn)算放大器U03，所述采樣電阻R02、調(diào)整管M02和電阻R04依次串聯(lián)連接在所述負(fù)載的輸入端和接地端之間，運(yùn)算放大器U03的第一輸入端接收所述第一電壓信號(hào)V3，第二輸入端連接所述調(diào)整管M02和電阻R04之間，以獲得所述調(diào)整管M02的源極電壓，電流源i03接所述調(diào)整管M02和電阻R02之間。

根據(jù)上述的電路結(jié)構(gòu)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，所述第一電壓信號(hào)V3等于輸入電壓的直流分量的分壓。而根據(jù)電壓-電流轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu)，則第一電流信號(hào)i01的大小為i01＝V3÷R04，電阻R04的阻值為固定的，則第一電流信號(hào)i01是隨著第一電壓信號(hào)V3調(diào)節(jié)。而采樣電阻R02的另一端的電壓V2為：V2＝VIN-(i01-i03)×R02，將i01代入得：V2＝VIN-(V3÷R04-i03)×R02，控制電阻R02和電阻R04的阻值比例可以控制電壓V2中的直流分量，這里，優(yōu)選地，設(shè)置電阻R04和采樣電阻R02的阻值比例為R2＝K×R4，這里K＝R05÷(R03+R05)。則有電壓V2＝VIN-V3/K+i03×R02，由于V3/K等于VIN的平均值，即電壓V2等于輸入電壓信號(hào)VIN的交流分量疊加一個(gè)直流分量，該直流分量的值為i03×R02，V2與輸入電壓信號(hào)VIN的直流分量無關(guān)，V2電壓的交流分量能夠自適應(yīng)隨著輸入電壓信號(hào)的交流分量變化。

然后，電壓的比較和運(yùn)放的控制過程與上述兩個(gè)實(shí)施例均相同，在本實(shí)施例中，通過可調(diào)的電流源使得電壓V2能夠隨著輸入電壓信號(hào)VIN的變化而調(diào)節(jié)，使得控制更加準(zhǔn)確可靠。LED負(fù)載為不含紋波的直流電壓信號(hào)，LED不會(huì)發(fā)生閃爍現(xiàn)象。

最后，需要說明的是，根據(jù)上述實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)可以得知，誤差放大電路輸出的電壓信號(hào)為基本恒定的，因此，控制極信號(hào)VG也為基本恒定的信號(hào)，而本實(shí)施例中，第一調(diào)整管M01源極電壓不變，因此，第一調(diào)整管的柵源電壓恒定。當(dāng)所述第一調(diào)整管為MOS管時(shí)，根據(jù)MOS管的工作原理，當(dāng)其工作于飽和區(qū)時(shí)，若柵源電壓恒定，則流過第一調(diào)整管的漏源極的電流恒定不變。因此，在本發(fā)明實(shí)施例中，只要控制值所述第一調(diào)整管工作于飽和區(qū)，則通過第一調(diào)整管和LED負(fù)載的電流為不變。

綜上，依據(jù)本發(fā)明的包含紋波消除電路的LED電路，通過對(duì)與LED負(fù)載串聯(lián)的第一調(diào)整管的漏極電壓的控制，可使得通過LED的電壓為不包含紋波的直流電壓信號(hào)。并且通過對(duì)第一調(diào)整管的電流控制，使得LED負(fù)載的電流為直流電流。本發(fā)明能夠消除流過LED負(fù)載電壓和電流中的紋波，消除LED的閃爍現(xiàn)象。

最后，本發(fā)明還提供了一種紋波消除方法，包括以下步驟：

通過采樣電容和采樣電阻獲得輸入電壓信號(hào)的交流分量，所述輸入電壓信號(hào)用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載；

根據(jù)所述交流分量控制與負(fù)載串聯(lián)的第一調(diào)整管的功率端電壓，控制第一調(diào)整管的工作狀態(tài)，以使得所述功率端電壓包括所述輸入電壓信號(hào)的交流分量。

優(yōu)選地，所述第一調(diào)整管的MOS開關(guān)管，所述第一調(diào)整管連接在負(fù)載和接地端之間，所述第一調(diào)整管的功率端電壓為所述第一調(diào)整管的漏極電壓。

優(yōu)選地，通過采樣電容和采樣電阻獲得所述輸入電壓信號(hào)的交流分量，

其中，所述采樣電容和所述采樣電阻串聯(lián)連接在所述負(fù)載的輸入端和接地端之間，所述負(fù)載的輸入端接收所述輸入電壓信號(hào)。

優(yōu)選地，通過采樣電阻和電流源獲得所述輸入電壓信號(hào)的交流分量；

其中，所述采樣電阻和所述電流源串聯(lián)連接在所述負(fù)載的輸入端和接地端之間，所述負(fù)載的輸入端接收所述輸入電壓信號(hào)。

優(yōu)選地，所述電流源為恒定電流源。

優(yōu)選地，所述電流源為隨著所述輸入電壓信號(hào)自適應(yīng)調(diào)節(jié)的可調(diào)電流源。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，上述的紋波消除電路以應(yīng)用于LED電路中為例，但不限于此，也可應(yīng)用于其他需要消除流入負(fù)載中的紋波。

以上對(duì)依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的紋波消除電路、紋波消除方法及應(yīng)用其的LED電路進(jìn)行了詳盡描述，但關(guān)于該專利的電路和有益效果不應(yīng)該被認(rèn)為僅僅局限于上述所述的，公開的實(shí)施例和附圖可以更好的理解本發(fā)明，因此，上述公開的實(shí)施例及說明書附圖內(nèi)容是為了更好的理解本發(fā)明，本發(fā)明保護(hù)并不限于限定本公開的范圍，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的替換、修改均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。