線性LED驅(qū)動系統(tǒng)及驅(qū)動方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種線性LED驅(qū)動系統(tǒng)及驅(qū)動方法，包括：LED模塊正極連接輸入電壓，負(fù)極經(jīng)第一功率開關(guān)管、電流檢測模塊接地；參考信號控制模塊得到控制信號；參考信號產(chǎn)生模塊接收控制信號，當(dāng)輸入電壓小于預(yù)設(shè)電壓時參考信號保持在第一電平，大于預(yù)設(shè)電壓時由第一電平逐漸降低至第二電平，并在輸入電壓回落至預(yù)設(shè)電壓時重新上升且不大于第一電平；運算放大模塊連接參考信號及電流檢測信號，輸出端連接第一功率開關(guān)管的控制端。本發(fā)明專利技術(shù)提高系統(tǒng)效率；無需檢測輸入電壓，避免電網(wǎng)影響；系統(tǒng)優(yōu)化；適于可控硅調(diào)光應(yīng)用；結(jié)構(gòu)簡單，外圍控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)最簡化。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
線性LED驅(qū)動系統(tǒng)及驅(qū)動方法
本專利技術(shù)涉及LED驅(qū)動領(lǐng)域，特別是涉及一種線性LED驅(qū)動系統(tǒng)及驅(qū)動方法。
技術(shù)介紹
通常情況下，單段線性LED驅(qū)動中整體的效率由LED導(dǎo)通電壓與輸入電壓決定，滿足：其中，VLED為LED導(dǎo)通電壓，VIN為輸入電壓。如圖1所示為常見的單段線性LED驅(qū)動結(jié)構(gòu)1，交流輸入電壓ACIN經(jīng)過整流模塊11轉(zhuǎn)化為輸入電壓VIN，串聯(lián)LED的正極連接于整流模塊11的輸出端，串聯(lián)LED的負(fù)極連接恒流控制芯片12，恒流控制芯片12的采樣端經(jīng)由采樣電阻13接地，可調(diào)電容和電阻模塊14并聯(lián)于整流模塊11的兩端。由于串聯(lián)LED數(shù)目是固定的，因此在輸入電壓VIN超過LED正向壓降VLED時多余的電壓由LED下方的恒流控制管(設(shè)置于恒流控制芯片12中，圖中未顯示)承擔(dān)，VIN-VLED就是恒流控制管上的電壓；輸入電壓VIN越高，系統(tǒng)的效率Eff就越低。現(xiàn)有技術(shù)中通過檢測輸入電壓VIN來控制輸出電流ILED，當(dāng)輸入電壓VIN過高時相應(yīng)降低輸出電流ILED，從而減小高壓時的導(dǎo)通損耗，并且通過環(huán)路來恒定輸出電流，保持輸出功率恒定。如圖2所示，由于市電電網(wǎng)經(jīng)常會受到外界影響，工作波形不是一個穩(wěn)定的正弦波，因此在檢測輸入電壓過高時相應(yīng)降低輸出電流，如果此時輸入電壓VIN有尖峰干擾或者不穩(wěn)定，就會影響到輸出電流ILED的值，從而影響環(huán)路控制，造成LED閃爍。因此，如何在確保提高LED驅(qū)動系統(tǒng)效率的同時避免電網(wǎng)對控制信號的影響、提高LED發(fā)光穩(wěn)定性，已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題之一。
技術(shù)實現(xiàn)思路
鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本專利技術(shù)的目的在于提供一種線性LED驅(qū)動系統(tǒng)及驅(qū)動方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中高效率LED驅(qū)動系統(tǒng)易受電網(wǎng)影響，導(dǎo)致LED發(fā)光不穩(wěn)定等問題。為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本專利技術(shù)提供一種線性LED驅(qū)動系統(tǒng)，所述線性LED驅(qū)動系統(tǒng)至少包括：LED模塊、第一功率開關(guān)管、電流檢測模塊、參考信號控制模塊、參考信號產(chǎn)生模塊及運算放大模塊；所述LED模塊的正極連接輸入電壓，負(fù)極經(jīng)由所述第一功率開關(guān)管及所述電流檢測模塊接地；所述參考信號控制模塊連接所述LED模塊的輸出端，獲取第一檢測信號，基于所述第一檢測信號得到相應(yīng)的調(diào)整參考信號的控制信號；所述參考信號產(chǎn)生模塊連接于所述參考信號控制模塊的輸出端，基于所述參考信號控制模塊輸出的控制信號調(diào)整所述參考信號的電平；當(dāng)所述輸入電壓小于預(yù)設(shè)電壓時所述參考信號保持在第一電平，當(dāng)所述輸入電壓大于所述預(yù)設(shè)電壓時所述參考信號由第一電平逐漸降低至第二電平，并在所述輸入電壓回落至所述預(yù)設(shè)電壓時所述參考信號重新上升且不大于第一電平；所述運算放大模塊的輸入端分別連接所述參考信號及所述第一功率開關(guān)管及所述電流檢測模塊的連接節(jié)點，將所述參考信號與第二檢測信號進(jìn)行比較，輸出端連接所述第一功率開關(guān)管的控制端，進(jìn)而調(diào)整流經(jīng)所述LED模塊的電流，以使得所述第二檢測信號等于所述參考信號；其中，所述預(yù)設(shè)電壓大于所述LED模塊的導(dǎo)通電壓?？蛇x地，所述參考信號產(chǎn)生模塊包括采樣單元、設(shè)定電壓產(chǎn)生單元及比較單元；所述采樣單元連接所述LED模塊的輸出端，對所述LED模塊的負(fù)極電壓進(jìn)行采樣，得到采樣電壓；所述設(shè)定電壓產(chǎn)生單元輸出設(shè)定電壓；所述比較單元的輸入端分別連接所述采樣單元及所述設(shè)定電壓產(chǎn)生單元的輸出端，將所述采樣電壓與所述設(shè)定電壓進(jìn)行比較，得到所述控制信號，以控制所述參考信號的電平升降。更可選地，所述設(shè)定電壓產(chǎn)生單元包括設(shè)定電壓產(chǎn)生電路及第一設(shè)置電阻；所述第一設(shè)置電阻的一端連接所述設(shè)定電壓產(chǎn)生電路，另一端接地；所述設(shè)定電壓產(chǎn)生電路基于所述第一設(shè)置電阻輸出對應(yīng)的設(shè)定電壓。更可選地，所述設(shè)定電壓產(chǎn)生單元包括第一跨導(dǎo)運算放大器、第一補償電路及第一電容；所述第一跨導(dǎo)運算放大器的輸入端分別連接所述第二檢測信號及第一預(yù)設(shè)值，輸出端連接所述第一補償電路；所述第一電容的一端連接所述第一補償電路，另一端接地；所述第一補償電路的輸出端輸出所述設(shè)定電壓。更可選地，所述參考信號產(chǎn)生模塊包括第一電流源、第二電流源、電流源設(shè)置單元、第二電容、第二參考電壓產(chǎn)生單元及加法器；所述第一電流源的一端連接第一參考電壓，另一端經(jīng)由所述第二電流源接地，所述第一電流源及所述第二電流源的使能端分別連接所述控制信號及其反信號；所述電流源設(shè)置單元連接所述第一電流源及所述第二電流源的控制端，控制流經(jīng)所述第一電流源及所述第二電流源的電流大小；所述第二電容的一端連接所述第一電流源與所述第二電流源的連接節(jié)點，另一端接地；所述參考電壓產(chǎn)生單元產(chǎn)生第二參考電壓，所述第二參考電壓限制流經(jīng)所述LED模塊的最小電流；所述加法器的輸入端分別連接所述第一電流源與所述第二電流源的連接節(jié)點及所述第二參考電壓，將所述第二電容上的電壓與所述第二參考電壓求和得到所述參考信號。更可選地，所述第一參考電壓基于第一參考電壓產(chǎn)生單元產(chǎn)生，所述第一參考電壓產(chǎn)生單元包括第二跨導(dǎo)運算放大器、第二補償電路及第三電容；所述第二跨導(dǎo)運算放大器的輸入端分別連接所述第二檢測信號及第二預(yù)設(shè)值，輸出端連接所述第二補償電路；所述第三電容的一端連接所述第二補償電路，另一端接地；所述第二補償電路輸出所述第一參考電壓。更可選地，所述參考信號產(chǎn)生模塊還包括電流變化速度設(shè)定單元，所述電流變化速度設(shè)定單元包括第二設(shè)置電阻，所述第二設(shè)置電阻的一端連接所述電流源設(shè)置單元，另一端接地。更可選地，所述參考信號產(chǎn)生模塊還包括最小電流設(shè)定單元，所述最小電流設(shè)定單元包括第三設(shè)置電阻，所述第三設(shè)置電阻的一端連接所述參考電壓產(chǎn)生單元，另一端接地?？蛇x地，所述線性LED驅(qū)動系統(tǒng)還包括第四電容及第一電阻，所述第四電容及所述第一電阻分別并聯(lián)于所述LED模塊的兩端，所述第四電容為所述線性LED驅(qū)動系統(tǒng)中各模塊供電?？蛇x地，所述線性LED驅(qū)動系統(tǒng)還包括泄流模塊，所述泄流模塊的一端連接于所述LED模塊的正極，另一端連接所述第一功率開關(guān)管及所述電流檢測模塊的連接節(jié)點，當(dāng)所述LED模塊未導(dǎo)通時，所述輸入電壓產(chǎn)生的電流從所述泄流模塊泄放。更可選地，所述泄流模塊包括二極管、第二功率開關(guān)管、運算放大器及第二電阻，所述二極管的正極連接所述輸入電壓，負(fù)極連接所述LED模塊的正極；所述第二功率開關(guān)管的一端連接所述二極管的正極，另一端經(jīng)由所述第二電阻連接所述第一功率開關(guān)管及所述電流檢測模塊的連接節(jié)點；所述運算放大器的輸入端分別連接所述第二功率開關(guān)管與所述第二電阻的連接節(jié)點以及與流經(jīng)所述LED模塊的最小電流對應(yīng)的參考電壓，輸出端連接所述第二功率開關(guān)管的控制端。更可選地，所述線性LED驅(qū)動系統(tǒng)還包括相角檢測模塊，所述相角檢測模塊連接所述二極管的正極，用于檢測調(diào)光相位角，并基于所述調(diào)光相位角調(diào)整流經(jīng)所述LED模塊的峰值電流及平均電流，并在檢測到所述調(diào)光相位角后控制所述泄流模塊工作。為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本專利技術(shù)提供一種線性LED驅(qū)動方法，所述線性LED驅(qū)動方法至少包括：檢測LED模塊的負(fù)極電壓，基于所述LED模塊的負(fù)極電壓產(chǎn)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種線性LED驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述線性LED驅(qū)動系統(tǒng)至少包括：/nLED模塊、第一功率開關(guān)管、電流檢測模塊、參考信號控制模塊、參考信號產(chǎn)生模塊及運算放大模塊；/n所述LED模塊的正極連接輸入電壓，負(fù)極經(jīng)由所述第一功率開關(guān)管及所述電流檢測模塊接地；/n所述參考信號控制模塊連接所述LED模塊的輸出端，獲取第一檢測信號，基于所述第一檢測信號得到相應(yīng)的調(diào)整參考信號的控制信號；/n所述參考信號產(chǎn)生模塊連接于所述參考信號控制模塊的輸出端，基于所述參考信號控制模塊輸出的控制信號調(diào)整所述參考信號的電平；當(dāng)所述輸入電壓小于預(yù)設(shè)電壓時所述參考信號保持在第一電平，當(dāng)所述輸入電壓大于所述預(yù)設(shè)電壓時所述參考信號由第一電平逐漸降低至第二電平，并在所述輸入電壓回落至所述預(yù)設(shè)電壓時所述參考信號重新上升且不大于第一電平；/n所述運算放大模塊的輸入端分別連接所述參考信號及所述第一功率開關(guān)管及所述電流檢測模塊的連接節(jié)點，將所述參考信號與第二檢測信號進(jìn)行比較，輸出端連接所述第一功率開關(guān)管的控制端，進(jìn)而調(diào)整流經(jīng)所述LED模塊的電流，以使得所述第二檢測信號等于所述參考信號；/n其中，所述預(yù)設(shè)電壓大于所述LED模塊的導(dǎo)通電壓。/n...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種線性LED驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述線性LED驅(qū)動系統(tǒng)至少包括：
LED模塊、第一功率開關(guān)管、電流檢測模塊、參考信號控制模塊、參考信號產(chǎn)生模塊及運算放大模塊；
所述LED模塊的正極連接輸入電壓，負(fù)極經(jīng)由所述第一功率開關(guān)管及所述電流檢測模塊接地；
所述參考信號控制模塊連接所述LED模塊的輸出端，獲取第一檢測信號，基于所述第一檢測信號得到相應(yīng)的調(diào)整參考信號的控制信號；
所述參考信號產(chǎn)生模塊連接于所述參考信號控制模塊的輸出端，基于所述參考信號控制模塊輸出的控制信號調(diào)整所述參考信號的電平；當(dāng)所述輸入電壓小于預(yù)設(shè)電壓時所述參考信號保持在第一電平，當(dāng)所述輸入電壓大于所述預(yù)設(shè)電壓時所述參考信號由第一電平逐漸降低至第二電平，并在所述輸入電壓回落至所述預(yù)設(shè)電壓時所述參考信號重新上升且不大于第一電平；
所述運算放大模塊的輸入端分別連接所述參考信號及所述第一功率開關(guān)管及所述電流檢測模塊的連接節(jié)點，將所述參考信號與第二檢測信號進(jìn)行比較，輸出端連接所述第一功率開關(guān)管的控制端，進(jìn)而調(diào)整流經(jīng)所述LED模塊的電流，以使得所述第二檢測信號等于所述參考信號；
其中，所述預(yù)設(shè)電壓大于所述LED模塊的導(dǎo)通電壓。


2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性LED驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于：所述參考信號產(chǎn)生模塊包括采樣單元、設(shè)定電壓產(chǎn)生單元及比較單元；所述采樣單元連接所述LED模塊的輸出端，對所述LED模塊的負(fù)極電壓進(jìn)行采樣，得到采樣電壓；所述設(shè)定電壓產(chǎn)生單元輸出設(shè)定電壓；所述比較單元的輸入端分別連接所述采樣單元及所述設(shè)定電壓產(chǎn)生單元的輸出端，將所述采樣電壓與所述設(shè)定電壓進(jìn)行比較，得到所述控制信號，以控制所述參考信號的電平升降。


3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的線性LED驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于：所述設(shè)定電壓產(chǎn)生單元包括設(shè)定電壓產(chǎn)生電路及第一設(shè)置電阻；所述第一設(shè)置電阻的一端連接所述設(shè)定電壓產(chǎn)生電路，另一端接地；所述設(shè)定電壓產(chǎn)生電路基于所述第一設(shè)置電阻輸出對應(yīng)的設(shè)定電壓。


4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的線性LED驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于：所述設(shè)定電壓產(chǎn)生單元包括第一跨導(dǎo)運算放大器、第一補償電路及第一電容；所述第一跨導(dǎo)運算放大器的輸入端分別連接所述第二檢測信號及第一預(yù)設(shè)值，輸出端連接所述第一補償電路；所述第一電容的一端連接所述第一補償電路，另一端接地；所述第一補償電路的輸出端輸出所述設(shè)定電壓。


5.根據(jù)權(quán)利要求1～4任意一項所述的線性LED驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于：所述參考信號產(chǎn)生模塊包括第一電流源、第二電流源、電流源設(shè)置單元、第二電容、第二參考電壓產(chǎn)生單元及加法器；所述第一電流源的一端連接第一參考電壓，另一端經(jīng)由所述第二電流源接地，所述第一電流源及所述第二電流源的使能端分別連接所述控制信號及其反信號；所述電流源設(shè)置單元連接所述第一電流源及所述第二電流源的控制端，控制流經(jīng)所述第一電流源及所述第二電流源的電流大小；所述第二電容的一端連接所述第一電流源與所述第二電流源的連接節(jié)點，另一端接地；所述參考電壓產(chǎn)生單元產(chǎn)生第二參考電壓，所述第二參考電壓限制流經(jīng)所述LED模塊的最小電流；所述加法器的輸入端分別連接所述第一電流源與所述第二電流源的連接節(jié)點及所述第二參考電壓，將所述第二電容上的電壓與所述第二參考電壓求和得到所述參考信號。


6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的線性LED驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于：所述第一參考電壓基于第一參考電壓產(chǎn)生單元產(chǎn)生，所述第一參考電壓產(chǎn)生單元包括第二跨導(dǎo)運算放大器、第二補償電路及第三電容；所述第二跨導(dǎo)運算放大器的輸入端分別連接所述第二檢測信號及第二預(yù)設(shè)值，輸出端連接所述第二補償電路；所述第三電容的一端連接所述第二補償電...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉軍，張識博，吳泉清，李亮，
申請(專利權(quán))人：華潤微集成電路無錫有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32