一種電流紋波可控的led驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種電流紋波可控的LED驅(qū)動(dòng)電路，包括用于生成點(diǎn)亮LED需要的電流的降壓式變換電路和用于生成控制該降壓式變換電路包括的開關(guān)晶體管所需要的PWM信號(hào)的PWM信號(hào)生成電路；所述LED驅(qū)動(dòng)電路還包括：低通濾波電路，用于將PWM調(diào)光信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電平，該直流電平的幅度與該P(yáng)WM調(diào)光信號(hào)的脈沖寬度或電平幅度成比例；紋波控制電路，用于為該開關(guān)晶體管提供與該直流電平的幅度呈比例的截止時(shí)間，從而通過(guò)所述PWM信號(hào)生成電路控制流過(guò)LED的電流的紋波。本發(fā)明的LED電流紋波的變化與TRIAC導(dǎo)通角或PWM的寬度呈比例變化，使電流紋波可控，不受線電壓波動(dòng)或開關(guān)頻率占空比變化的影響。
【專利說(shuō)明】—種電流紋波可控的LED驅(qū)動(dòng)電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種電流紋波可控的LED驅(qū)動(dòng)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]最近幾年,越來(lái)越多的LED (Light Emitting Diode,發(fā)光二極管)被用在家用照明，商業(yè)照明和公用照明等領(lǐng)域。由于LED比傳統(tǒng)的白熾燈，日光燈更加高效節(jié)能，單位流明更強(qiáng)，目前已經(jīng)被廣泛推廣和應(yīng)用。
[0003]傳統(tǒng)的調(diào)光照明設(shè)備都是TRIAC (三端雙向可控硅開關(guān)元件)加白熾燈的結(jié)構(gòu)，在用LED替代白熾燈后，為了使傳統(tǒng)的TRIAC調(diào)光系統(tǒng)達(dá)到調(diào)節(jié)LED光線強(qiáng)弱的目的，目前最常見的是BUCK (降壓式變換)架構(gòu)的解決方案，此方案是將TRIAC產(chǎn)生的PWM波或低頻的PWM (脈沖寬度調(diào)制)控制信號(hào)換成直流電平，通過(guò)LED驅(qū)動(dòng)芯片功率開光管和電感，續(xù)流二極管和濾波電容等元件轉(zhuǎn)換成直流電流控制LED，達(dá)到調(diào)節(jié)亮度的目的。
[0004]通常這種結(jié)構(gòu)中頻率是固定的，LED亮度的調(diào)節(jié)是通過(guò)改變占空比的大小來(lái)調(diào)節(jié)。
[0005]此種方法的缺點(diǎn)是功率開關(guān)晶體管的OFF---ΜΕ (截止時(shí)間)的時(shí)間是變化的，不是恒定的，任何因素導(dǎo)致的LED電流變化，都會(huì)導(dǎo)致OFF-TIME變化，因此電流的紋波也會(huì)隨著OFF-TIME的變化而變化，而紋波變化帶來(lái)的直接后果是效率的降低和LED壽命的減少。
[0006]圖1是目前廣泛使用的LED驅(qū)動(dòng)芯片的PWM信號(hào)波形和電流波形，從圖中可以看出，PWM的頻率是固定的，在電壓波動(dòng)的過(guò)程中，OFF-TIME (截止時(shí)間)變化，因此LED電流的紋波或跟隨變化。在圖1中，上面的波形是PWM信號(hào)波形，下面的波形是電感電流，Ail是目前廣泛使用的LED驅(qū)動(dòng)芯片的電感電流峰值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的主要目的在于提供一種電流紋波可控的LED驅(qū)動(dòng)電路，使得
[0008]本發(fā)明的主要目的在于提供一種電流紋波可控的LED驅(qū)動(dòng)電路，其LED電流紋波的變化與TRIAC導(dǎo)通角或PWM的寬度呈比例變化，使電流紋波可控，不受線電壓波動(dòng)或開關(guān)頻率占空比變化的影響，提高效率和LED的壽命。
[0009]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種電流紋波可控的LED驅(qū)動(dòng)電路，包括用于生成點(diǎn)亮LED需要的電流的降壓式變換電路和用于生成控制該降壓式變換電路包括的開關(guān)晶體管所需要的PWM信號(hào)的PWM信號(hào)生成電路，所述LED驅(qū)動(dòng)電路還包括:
[0010]低通濾波電路，用于將PWM調(diào)光信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電平，該直流電平的幅度與該P(yáng)WM調(diào)光信號(hào)的脈沖寬度或電平幅度成比例；
[0011]紋波控制電路，用于為該開關(guān)晶體管提供與該直流電平的幅度呈比例的截止時(shí)間，從而通過(guò)所述PWM信號(hào)生成電路控制流過(guò)LED的電流的紋波。
[0012]實(shí)施時(shí)，所述低通濾波電路包括濾波電阻和濾波電容；
[0013]所述濾波電阻，第一端接入所述PWM調(diào)光信號(hào)，第二端分別通過(guò)與所述紋波控制電路和所述PWM信號(hào)生成電路連接并通過(guò)所述濾波電容接地。[0014]實(shí)施時(shí)，所述紋波控制電路包括穩(wěn)壓器和電容充放電電路，其中，
[0015]該穩(wěn)壓器，用于將該直流電平轉(zhuǎn)換為電流；
[0016]該電容充放電電路包括電流源、充電電容、放電晶體管和電壓比較器，其中，
[0017]該電流與該電流源提供的電流一起為所述充電電容充電，使得該充電電容的充電時(shí)間長(zhǎng)短與該直流電平的幅度成比例；
[0018]所述電壓比較器，用于檢測(cè)所述充電電容上的電壓，在該電壓升高到基準(zhǔn)電壓時(shí)向所述PWM生成信號(hào)電路輸出置位信號(hào)，從而通過(guò)所述PWM生成信號(hào)電路控制所述充電電容通過(guò)所述放電晶體管放電。
[0019]實(shí)施時(shí)，所述穩(wěn)壓器包括放大器、第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管和穩(wěn)壓電阻，其中，
[0020]所述放大器，正輸入端與所述低通濾波電路的輸出端連接，負(fù)輸入端與所述第一晶體管的漏極連接并通過(guò)所述穩(wěn)壓電阻接地，輸出端與所述第一晶體管的柵極連接；
[0021]所述第一晶體管的源極與所述第二晶體管的漏極連接；
[0022]所述第二晶體管，柵極與所述第二晶體管的漏極連接，源極接電源端；
[0023]所述第三晶體管，柵極與所述第二晶體管的柵極連接，漏極與所述電壓比較器的正輸入端連接并通過(guò)所述充電電容接地。
[0024]實(shí)施時(shí)，所述PWM信號(hào)生成電路包括緩沖器、鎖存器、峰值電流比較器、前沿消隱電路、二輸入與門、控制晶體管、反相器和驅(qū)動(dòng)器，其中，
[0025]所述緩沖器，輸入端與所述電壓比較器的輸出端連接，輸出端與所述鎖存器的置位端連接，用于對(duì)所述電壓比較器的輸出信號(hào)進(jìn)行整形并將整形后的信號(hào)輸入所述鎖存器的置位端；
[0026]所述鎖存器的復(fù)位端與所述峰值電流比較器的輸出端連接；
[0027]所述鎖存器的正相輸出端、所述鎖存器的反相輸出端分別與所述二輸入與門的第一輸入端、所述二輸入與門的第二輸入端連接；
[0028]所述二輸入與門的輸出端分別與所述放電晶體管、所述反相器的輸入端和所述驅(qū)動(dòng)器的輸入端連接；
[0029]所述反相器的輸出端通過(guò)所述前沿消隱電路與所述控制晶體管連接；
[0030]所述峰值電流比較器，正輸入端分別與所述降壓式變換電路包括的開關(guān)晶體管的源極連接并通過(guò)所述控制晶體管接地，負(fù)輸入端與所述低通濾波電路的輸出端連接；
[0031]所述驅(qū)動(dòng)器的輸出端與所述降壓式變換電路包括的開關(guān)晶體管的柵極連接。
[0032]實(shí)施時(shí)，所述降壓式變換電路包括開關(guān)晶體管、采樣電阻、電感、續(xù)流二極管和濾波電容，其中，
[0033]所述濾波電容并聯(lián)于LED燈串兩端；
[0034]所述濾波電容，第一端通過(guò)依次連接的所述電感、所述開關(guān)晶體管和所述采樣電阻接地；
[0035]所述續(xù)流二極管，陽(yáng)極連接于所述電感和所述開關(guān)晶體管之間，陰極與所述濾波電容的第二端連接。
[0036]實(shí)施時(shí)，本發(fā)明所述的電流紋波可控的LED驅(qū)動(dòng)電路還包括:異常保護(hù)電路，用于在工作電壓和工作溫度異常時(shí)通過(guò)所述PWM信號(hào)生成電路控制截止所述開關(guān)晶體管。[0037]實(shí)施時(shí)，本發(fā)明所述的電流紋波可控的LED驅(qū)動(dòng)電路還包括異常保護(hù)電路；
[0038]所述異常保護(hù)電路包括欠壓鎖定保護(hù)電路、過(guò)溫保護(hù)電路和與非門，其中，
[0039]所述欠壓鎖定保護(hù)電路、所述過(guò)溫保護(hù)電路分別與所述與非門的第一輸入端、所述與非門的第二輸入端連接；
[0040]所述與非門的輸出端與所述鎖存器的反相輸入端連接。 [0041 ] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的電流紋波可控的LED驅(qū)動(dòng)電路，在TRIAC和PWM調(diào)光系統(tǒng)調(diào)光的過(guò)程中，使得流過(guò)LED電流的紋波可以隨TRIAC的導(dǎo)通角和PWM的脈沖寬度呈比例變化，在所需的LED驅(qū)動(dòng)電流下，LED的電流紋波可以控制，線電壓或其他干擾引起LED電流變化，所導(dǎo)致電流紋波波動(dòng)可以有效的減小和避免，從而提高LED的發(fā)光效率和延長(zhǎng)LED的壽命。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0042]圖1是目前廣泛使用的LED驅(qū)動(dòng)的PWM信號(hào)波形和電感電流波形；
[0043]圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例所述的電流紋波可控的LED驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)框圖；
[0044]圖3是本發(fā)明第二實(shí)施例所述的電流紋波可控的LED驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)框圖；
[0045]圖4是本發(fā)明第三實(shí)施例所述的電流紋波可控的LED驅(qū)動(dòng)電路的電路圖；
[0046]圖5是本發(fā)明所述的電流紋波可控的LED驅(qū)動(dòng)電路的PWM信號(hào)波形和電感電流波形；
[0047]圖6是對(duì)比了固定頻率LED驅(qū)動(dòng)和本發(fā)明的LED驅(qū)動(dòng)的PWM信號(hào)波形和電感電流波形。
【具體實(shí)施方式】
[0048]為使得本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)表達(dá)得更加清楚明白，下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明再做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0049]本發(fā)明的具體實(shí)施的方式不僅限于下面的描述，現(xiàn)結(jié)合附圖加以進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0050]本發(fā)明提供了一種適合于TRIAC和PWM調(diào)光的電流紋波可控的LED驅(qū)動(dòng)電路。
[0051]本發(fā)明提供如下解決方案:
[0052]所述電流紋波可控的LED驅(qū)動(dòng)電路包括一個(gè)紋波控制電路，用于提供與TRIAC的導(dǎo)通角、PWM寬度和線性電壓呈比例的OFF---ΜΕ，以此來(lái)控制流過(guò)LED電流的紋波；一個(gè)低通濾波電路，用于將PWM調(diào)光信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電平；一個(gè)PWM信號(hào)生成電路，用于生成控制開關(guān)管所需要的PWM波形；一個(gè)異常保護(hù)電路，在系統(tǒng)工作電壓和工作溫度異常時(shí)提供保護(hù)，防止災(zāi)難進(jìn)一步發(fā)生并擴(kuò)大；一個(gè)BUCK (降壓式變換)電路，生成點(diǎn)亮LED需要的電流。
[0053]所述紋波控制電路包括一個(gè)將調(diào)光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流的穩(wěn)壓器、一個(gè)電容、一個(gè)電流源、一個(gè)晶體管和一個(gè)比較器、構(gòu)成的電容充放電電路；穩(wěn)壓器產(chǎn)生的與調(diào)光信號(hào)成比例的電流，通過(guò)該晶體管的漏極與該電容相連，和電流源共同為電容充電，使得該電容的充電時(shí)間長(zhǎng)短與調(diào)光信號(hào)電平幅度成線性關(guān)系；該比較器檢測(cè)到該電容上的電壓到達(dá)基準(zhǔn)電壓后，該比較器輸出置位信號(hào)，通過(guò)該晶體管給該電容放電。
[0054]所述低通濾波電路包括一個(gè)濾波電阻和一個(gè)濾波電容，低通濾波電路將輸入的調(diào)光信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電平，該直流電平與輸入信號(hào)的脈沖寬度或電平成比例；低通濾波器的中心頻率根據(jù)調(diào)光信號(hào)的頻率設(shè)定，中心頻率通常比調(diào)光頻率低40dB，這樣幾乎可以無(wú)損耗的將調(diào)光信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電平。
[0055]所述PWM信號(hào)生成電路包括一個(gè)為振蕩頻率輸出波形整形的緩沖器，生成PWM信號(hào)需要的鎖存器，峰值電流比較器，消除干擾用的前沿消隱電路、晶體管和反相器，控制PWM信號(hào)輸出的二輸入與門和控制開關(guān)管導(dǎo)通截止的驅(qū)動(dòng)器電路。
[0056]所述異常保護(hù)電路包含一個(gè)UVLO (欠壓鎖定)電路和一個(gè)過(guò)溫保護(hù)電路；
[0057]所述BUCK電路包含一個(gè)開關(guān)晶體管、一個(gè)采樣電阻、一個(gè)電感，一個(gè)續(xù)流二極管、一個(gè)濾波電容、一個(gè)由串聯(lián)或者并聯(lián)，或者串并聯(lián)構(gòu)成的LED燈串。
[0058]如圖2所示，本發(fā)明第一實(shí)施例的電流紋波可控的LED驅(qū)動(dòng)電路包括用于生成點(diǎn)亮LED需要的電流的降壓式變換電路21和用于生成控制該降壓式變換電路21包括的開關(guān)晶體管所需要的PWM信號(hào)的PWM信號(hào)生成電路22 ；
[0059]所述LED驅(qū)動(dòng)電路還包括:
[0060]低通濾波電路23，用于將PWM調(diào)光信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電平，該直流電平的幅度與該P(yáng)WM調(diào)光信號(hào)的脈沖寬度或電平幅度成比例；
[0061]紋波控制電路24，用于為該開關(guān)晶體管提供與該直流電平的幅度呈比例的截止時(shí)間，從而通過(guò)所述PWM信號(hào)生成電路22控制流過(guò)LED的電流的紋波；
[0062]該直流電平的幅度還與TRIAC的導(dǎo)通角成比例。
[0063]本發(fā)明第一實(shí)施例所述的電流紋波可控的LED驅(qū)動(dòng)電路使得LED電流紋波的變化與TRIAC導(dǎo)通角或PWM調(diào)光信號(hào)的脈沖寬度呈比例變化，使流過(guò)LED的電流紋波可控，不受線性電壓波動(dòng)或開關(guān)頻率占空比變化的影響，提高效率和LED的壽命。
[0064]實(shí)施時(shí)，如圖3所述，在本發(fā)明第二實(shí)施例所述的電流紋波可控的LED驅(qū)動(dòng)電路中，還包括異常保護(hù)電路25，用于在工作電壓和工作溫度異常時(shí)通過(guò)所述PWM信號(hào)生成電路22控制截止所述開關(guān)晶體管。
[0065]本發(fā)明三實(shí)施例所述的LED驅(qū)動(dòng)電路基于本發(fā)明第二實(shí)施例所述的LED電路。如圖4所示，在本發(fā)明第三實(shí)施例所述的LED驅(qū)動(dòng)電路中，
[0066]所述低通濾波電路23包括濾波電阻Rl和濾波電容Cl ；
[0067]所述濾波電阻R1，第一端接入所述PWM調(diào)光信號(hào)，第二端分別通過(guò)與所述紋波控制電路24和所述PWM信號(hào)生成電路22連接并通過(guò)所述濾波電容Cl接地；
[0068]所述紋波控制電路24包括穩(wěn)壓器241和電容充放電電路242，其中，
[0069]該穩(wěn)壓器241，用于將該直流電平轉(zhuǎn)換為電流；
[0070]該電容充放電電路242包括電流源2421、充電電容C2、放電晶體管TF和電壓比較器2422，其中，
[0071]該電流與該電流源2421提供的電流一起為所述充電電容C2充電，使得該充電電容C2的充電時(shí)間長(zhǎng)短與該直流電平的幅度成比例；
[0072]所述電壓比較器2422，用于檢測(cè)所述充電電容C2上的電壓，在該電壓升高到基準(zhǔn)電壓時(shí)向所述PWM生成信號(hào)電路22輸出置位信號(hào)，從而通過(guò)所述PWM生成信號(hào)電路22控制所述充電電容C2所述放電晶體管TF放電；
[0073]所述電壓比較器2422包括但不限于MOSFET (溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)和BIPOLAR(雙極性)晶體管構(gòu)成的單晶體管比較器，RAIL2RAIL (軌對(duì)軌)結(jié)構(gòu)的比較器，F(xiàn)OLDED CASCADE (折疊級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)的比較大器，OTA (跨導(dǎo))結(jié)構(gòu)的比較器；
[0074]電流源2421包括但不限于基準(zhǔn)電壓與電阻，基準(zhǔn)電流與電流鏡構(gòu)成的電流源；
[0075]所述穩(wěn)壓器241包括放大器2411、第一晶體管Tl、第二晶體管T2第三晶體管T3和穩(wěn)壓電阻R2，其中，
[0076]所述放大器2411，正輸入端與所述低通濾波電路23的輸出端連接，負(fù)輸入端與所述第一晶體管Tl漏極連接并通過(guò)所述穩(wěn)壓電阻R2接地，輸出端與所述第一晶體管Tl柵極連接；
[0077]所述第一晶體管Tl的源極與所述第二晶體管T2的漏極連接；
[0078]所述第二晶體管T2，柵極與所述第二晶體管T2的漏極連接，源極接電源端；
[0079]所述第三晶體管T3，柵極與所述第二晶體管T2的柵極連接，漏極與所述電壓比較器2422的正輸入端連接并通過(guò)所述充電電容C2接地；
[0080]所述放大器2411包括單晶體管放大器、軌對(duì)軌結(jié)構(gòu)的運(yùn)算放大器、折疊級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)的運(yùn)算放大器或跨導(dǎo)運(yùn)算放大器；
[0081]所述第一晶體管Tl、所述第二晶體管T2和所述第三晶體管T3包括但不限于MOSFET 和 BIPOLAR 晶體管；
[0082]所述放大器2411，其連接形式包括但不限于放大器輸出端與反向輸入端連接構(gòu)成的跟隨器結(jié)構(gòu)，放大器與MOSFT或BIPOLAR晶體管相互組合而構(gòu)成的負(fù)反饋結(jié)構(gòu)；
[0083]所述PWM信號(hào)生成電路22包括緩沖器221、鎖存器222、峰值電流比較器223、前沿消隱電路224、二輸入與門225、控制晶體管TC、反相器226和驅(qū)動(dòng)器227，其中，
[0084]所述緩沖器221，輸入端與所述電壓比較器2422輸出端連接，輸出端與所述鎖存器222的置位端連接，用于對(duì)所述電壓比較器2422的輸出信號(hào)進(jìn)行整形并將整形后的信號(hào)輸入所述鎖存器222的置位端；
[0085]所述鎖存器222的復(fù)位端與所述峰值電流比較器223的輸出端連接；
[0086]所述鎖存器222的正相輸出端、所述鎖存器222的反相輸出端分別與所述二輸入與門225的第一輸入端、所述二輸入與門225的第二輸入端連接；
[0087]所述二輸入與門225的輸出端分別與所述放電晶體管TC、所述反相器226的輸入端和所述驅(qū)動(dòng)器227的輸入端連接；
[0088]所述反相器226的輸出端通過(guò)所述前沿消隱電路224與所述控制晶體管TC連接；
[0089]所述峰值電流比較器223，正輸入端分別與所述降壓式變換電路21包括的開關(guān)晶體管的源極連接并通過(guò)所述控制晶體管TC接地，負(fù)輸入端與所述低通濾波電路的輸出端連接；
[0090]所述驅(qū)動(dòng)器227的輸出端與所述降壓式變換電路包括的開關(guān)晶體管的柵極連接；
[0091]所述降壓式變換電路23包括開關(guān)晶體管TK、采樣電阻R3、電感L、續(xù)流二極管D和濾波電容C3，其中，
[0092]所述濾波電容C3并聯(lián)于LED燈串(由依次串聯(lián)的LED燈141a至LED燈141η組成)
兩端；
[0093]所述濾波電容C3，第一端通過(guò)依次連接的所述電感L、所述開關(guān)晶體管TK和所述采樣電阻R3接地；
[0094]所述續(xù)流二極管D，陽(yáng)極連接于所述電感L和所述開關(guān)晶體管TK之間，陰極與所述濾波電容C3的第二端連接；
[0095]所述異常保護(hù)電路25包括欠壓鎖定保護(hù)電路251、過(guò)溫保護(hù)電路252和與非門253，其中，
[0096]所述欠壓鎖定保護(hù)電路251、所述過(guò)溫保護(hù)電路252分別與所述與非門253的第一輸入端、所述與非門253的第二輸入端連接；
[0097]所述與非門的輸出端253與所述鎖存器222的反相輸入端連接。
[0098]本發(fā)明第三實(shí)施例所述的LED驅(qū)動(dòng)電路在工作時(shí)，在采樣電阻R3的電壓到達(dá)峰值電流的限制電壓時(shí)，復(fù)位鎖存器222，通過(guò)驅(qū)動(dòng)器227關(guān)閉開關(guān)晶體管TK，在開關(guān)晶體管TK關(guān)閉后，由電感L經(jīng)續(xù)流二極管D提供LED燈串141a至141η需要的電流，維持LED燈串導(dǎo)通；開關(guān)晶體管TK的OFF---ΜΕ由紋波控制電路24決定，截止時(shí)間長(zhǎng)短與輸入的調(diào)光信號(hào)成線性變化，在調(diào)光信號(hào)固定的條件下，紋波保持不變；電壓比較器2422的輸出端與緩沖器221相連，振蕩器的輸出波形經(jīng)緩沖器221整形后，輸出到鎖存器222的置位端，在充電電容C2的電壓到達(dá)基準(zhǔn)電壓(1.2V)后，電壓比較器2422輸出置位信號(hào)，經(jīng)鎖存器222輸出，由驅(qū)動(dòng)器227輸出，控制開關(guān)晶體管TK導(dǎo)通，為電感L充電，同時(shí)提供LED燈串141a至141η需要的電流，維持LED燈串導(dǎo)通；異常保護(hù)電路25提供了 UVLO (欠壓鎖定)保護(hù)和過(guò)溫保護(hù)，保證電路的正常工作，同時(shí)也防止電路異常后災(zāi)難進(jìn)一步生成和擴(kuò)大。
[0099]整個(gè)驅(qū)動(dòng)電路的架構(gòu)是BUCK (降壓式變換)結(jié)構(gòu)，因此OFF---ΜΕ時(shí)間可以如下計(jì)算:
[0100]tOFF = Cx^V (I)
[0101]C的值為固定值，AV為基準(zhǔn)電壓，是個(gè)固定值，Λ I為充電電容C2的充電電流，可以如下計(jì)算:`[0102]Al( 2 )
R
[0103]Vlpf為低通濾波電路23的輸出電壓，在調(diào)光信號(hào)確定后，為恒定值，電阻R的值為固定值，所以為Λ I固定值，因此可知OFF-TIME在調(diào)光信號(hào)固定的情況下，為恒定值。
[0104]從圖4可知，電感電流的峰峰值可以計(jì)算如下:
V
[0105]M = 1pfX^3-

L
[0106]因此在t—不變的情況下電感電流的峰值A(chǔ)i為恒定值，因此電感電流的紋波也為恒定值。
[0107]綜合得知，本發(fā)明實(shí)施例能夠完成電流紋波可控的LED驅(qū)動(dòng)，使得紋波變化過(guò)大導(dǎo)致的LED效率降低，壽命減少問題。
[0108]圖5是本發(fā)明所述的電流紋波可控的LED驅(qū)動(dòng)電路的PWM信號(hào)波形和電感電流波形，從圖中可以看出，PWM的頻率不是固定的，但是OFF-TIME是固定的，在電壓波動(dòng)的過(guò)程中，OFF-TIME不變，因此LED電流的紋波或跟隨變化。
[0109]圖6是對(duì)比了固定頻率LED驅(qū)動(dòng)和本發(fā)明的LED驅(qū)動(dòng)的PWM信號(hào)波形和電感電流波形，從兩者對(duì)比中可以明顯看到，本發(fā)明的LED電流在電壓波動(dòng)的過(guò)程中，是保持恒定的。
[0110]在圖5中，上面的波形是PWM信號(hào)波形，下面的波形是電感電流，Λ i2是本發(fā)明的電感電流峰值；
[0111]在圖6中，上面的兩條波形是固定頻率的PWM信號(hào)和電感電流波形，下面的兩條波形是本發(fā)明的PWM信號(hào)和電感電流波形，從圖中可以看出本發(fā)明的電感電流峰峰值明顯小于廣泛使用的LED驅(qū)動(dòng)方案的電感電流峰值；△ il是目前廣泛使用的LED驅(qū)動(dòng)芯片的電感電流峰值，Λ ?2是本發(fā)明的電感電流峰值。
[0112]以上說(shuō)明對(duì)本發(fā)明而言只是說(shuō)明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解，在不脫離所附權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可做出許多修改、變化或等效，但都將落入本發(fā)明的 保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電流紋波可控的LED驅(qū)動(dòng)電路，包括用于生成點(diǎn)亮LED需要的電流的降壓式變換電路和用于生成控制該降壓式變換電路包括的開關(guān)晶體管所需要的PWM信號(hào)的PWM信號(hào)生成電路，其特征在于，所述LED驅(qū)動(dòng)電路還包括: 低通濾波電路，用于將PWM調(diào)光信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電平，該直流電平的幅度與該P(yáng)WM調(diào)光信號(hào)的脈沖寬度或電平幅度成比例； 紋波控制電路，用于為該開關(guān)晶體管提供與該直流電平的幅度呈比例的截止時(shí)間，從而通過(guò)所述PWM信號(hào)生成電路控制流過(guò)LED的電流的紋波。
2.如權(quán)利要求1所述的電流紋波可控的LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述低通濾波電路包括濾波電阻和濾波電容； 所述濾波電阻，第一端接入所述PWM調(diào)光信號(hào)，第二端分別通過(guò)與所述紋波控制電路和所述PWM信號(hào)生成電路連接并通過(guò)所述濾波電容接地。
3.如權(quán)利要求2所述的電流紋波可控的LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述紋波控制電路包括穩(wěn)壓器和電容充放電電路，其中， 該穩(wěn)壓器，用于將該直流電平轉(zhuǎn)換為電流； 該電容充放電電路包括電流源、充電電容、放電晶體管和電壓比較器，其中， 該電流與該電流源提供的電流一起為所述充電電容充電，使得該充電電容的充電時(shí)間長(zhǎng)短與該直流電平的幅度成比例； 所述電壓比較器，用于檢測(cè)所述充電電容上的電壓，在該電壓升高到基準(zhǔn)電壓時(shí)向所述PWM生成信號(hào)電路輸出置 位信號(hào)，從而通過(guò)所述PWM生成信號(hào)電路控制所述充電電容通過(guò)所述放電晶體管放電。
4.如權(quán)利要求3所述的電流紋波可控的LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述穩(wěn)壓器包括放大器、第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管和穩(wěn)壓電阻，其中， 所述放大器，正輸入端與所述低通濾波電路的輸出端連接，負(fù)輸入端與所述第一晶體管的漏極連接并通過(guò)所述穩(wěn)壓電阻接地，輸出端與所述第一晶體管的柵極連接； 所述第一晶體管的源極與所述第二晶體管的漏極連接； 所述第二晶體管，柵極與所述第二晶體管的漏極連接，源極接電源端； 所述第三晶體管，柵極與所述第二晶體管的柵極連接，漏極與所述電壓比較器的正輸入端連接并通過(guò)所述充電電容接地。
5.如權(quán)利要求3或4所述的電流紋波可控的LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于， 所述PWM信號(hào)生成電路包括緩沖器、鎖存器、峰值電流比較器、前沿消隱電路、二輸入與門、控制晶體管、反相器和驅(qū)動(dòng)器，其中， 所述緩沖器，輸入端與所述電壓比較器的輸出端連接，輸出端與所述鎖存器的置位端連接，用于對(duì)所述電壓比較器的輸出信號(hào)進(jìn)行整形并將整形后的信號(hào)輸入所述鎖存器的置位端； 所述鎖存器的復(fù)位端與所述峰值電流比較器的輸出端連接； 所述鎖存器的正相輸出端、所述鎖存器的反相輸出端分別與所述二輸入與門的第一輸入端、所述二輸入與門的第二輸入端連接； 所述二輸入與門的輸出端分別與所述放電晶體管、所述反相器的輸入端和所述驅(qū)動(dòng)器的輸入端連接；所述反相器的輸出端通過(guò)所述前沿消隱電路與所述控制晶體管連接； 所述峰值電流比較器，正輸入端分別與所述降壓式變換電路包括的開關(guān)晶體管的源極連接并通過(guò)所述控制晶體管接地，負(fù)輸入端與所述低通濾波電路的輸出端連接； 所述驅(qū)動(dòng)器的輸出端與所述降壓式變換電路包括的開關(guān)晶體管的柵極連接。
6.如權(quán)利要求5所述電流紋波可控的LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于， 所述降壓式變換電路包括開關(guān)晶體管、采樣電阻、電感、續(xù)流二極管和濾波電容，其中， 所述濾波電容并聯(lián)于LED燈串兩端； 所述濾波電容，第一端通過(guò)依次連接的所述電感、所述開關(guān)晶體管和所述采樣電阻接地； 所述續(xù)流二極管，陽(yáng)極連接于所述電感和所述開關(guān)晶體管之間，陰極與所述濾波電容的第二端連接。
7.如權(quán)利要求1所述的電流紋波可控的LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，還包括:異常保護(hù)電路，用于在工作電壓和工作溫度異常時(shí)通過(guò)所述PWM信號(hào)生成電路控制截止所述開關(guān)晶體管。
8.如權(quán)利要求7所述 的電流紋波可控的LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，還包括異常保護(hù)電路； 所述異常保護(hù)電路包括欠壓鎖定保護(hù)電路、過(guò)溫保護(hù)電路和與非門，其中， 所述欠壓鎖定保護(hù)電路、所述過(guò)溫保護(hù)電路分別與所述與非門的第一輸入端、所述與非門的第二輸入端連接； 所述與非門的輸出端與所述鎖存器的反相輸入端連接。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK103582217SQ201210268714
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月31日
【發(fā)明者】施國(guó)民 申請(qǐng)人:西安展芯微電子技術(shù)有限公司