CN101702856A - 发光二极管串驱动器及其串电流控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种发光二极管串驱动器及其串电流控制方法，属电力电子变换器。本发明驱动器包括功率因数校正器PFCC、输出母线电容、主电路DC-DC变换器、恒流源驱动控制器、电流检测单元和基准电流源。本发明方法使LED串电流正比于

，减小了功率因数校正器的输出滤波电容母线电容，同时避免在输入侧注入电流谐波，并克服输出电流峰均比大的缺陷。

Description

发光二极管串驱动器及其串电流控制方法

技术领域

发明涉及一种发光二极管串驱动器及其串电流控制方法，属电力电子变换器领域。

背景技术

高亮度发光二极管(Light Emitting Diode，LED)是新一代照明光源，具有长寿命、高效率、无污染等优点。LED驱动器是指为其提供供电电压或电流的功率变换装置，多为电力电子变换装置，是LED照明光源的核心部件之一。

为降低对电网的谐波污染，以交流电供电的LED驱动器多要求其具有功率因数校正功能。目前主要有技术为：(1)功率因数校正器(Power Factor Correction Converter，下称PFCC)+DC-DC变换器+恒流驱动控制器的三级结构；(2)单级功率因数校正器(完成功率因数校正与DC电压调节两个功能)+恒流驱动控制器的两级结构。当交流输入电流、电压同相位且畸变较小时，输入功率含有较大成分的交流脉动。LED驱动器的输出端为为恒定功率。因此，需要较大容量的电容(多采用电解电容)来处理输入功率与输出功率的差值。通常，电解电容寿命较短，是LED驱动器及照明光源的寿命瓶颈。因此，无电解电容的方案对提高寿命具有重要价值。目前主要有三种减小电解电容的方案。(1)直接减小PFCC的输出电容，允许由其产生较大的脉动，此种做法较大幅度地减小了输出电容，对50或60Hz的交流输入电源来说，通常可以选择0.1μF/W的电容；但此电容值仍然偏大。(2)在输入电流中注入3次或(3次和5次)谐波，减小输入功率的脉动，因此输出电容上的脉动功率减小，从而在允许同样脉动电压的情况下，减小了PFCC输出电容值。输入电流中故意注入了3次谐波，人为带来了电网污染。(3)输出电流基准正比于输入功率，从而维持了输出功率与输入功率瞬时值相等，减小了单级功率因数校正电路中的输出电容(储能电容)。采用此种方案的输出电流峰值与平均值的比例(下文称为峰均比)为2，作为负载的元器件必须降额使用。

发明内容

本发明目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种减小母线电容值、避免在输入侧注入电流谐波、并克服输出电流峰均比大的发光二极管串驱动器及其串电流控制方法。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

本发明发光二极管串驱动器，包括功率因数校正器PFCC、输出母线电容、主电路DC-DC变换器、恒流源驱动控制器、电流检测单元和基准电流源，功率因数校正器的正输出端分别接输出母线电容和主电路DC-DC变换器的正输入端，功率因数校正器的负输出端分别接输出母线电容和主电路DC-DC变换器的负输入端，主电路DC-DC变换器的正输出端串接发光二极管串后分别接电流检测单元、恒流源驱动控制器的输入端，电流检测单元的输出端与主电路DC-DC变换器的负输出端连接接地，恒流源驱动控制器的输出端接主电路DC-DC变换器的反馈控制端，其中所述发光二极管串由m个发光二极管依次串接构成，m为大于零的自然数，其特征在于：

所述基准电流源由直流电压源串接谐波交流电压源构成，直流电压源的负极接地，谐波交流电压源的输出端接恒流源驱动控制器的基准电流端，所述谐波交流电压源为2次或2次以上的谐波交流电压源或由L个2次谐波电压源或2次以上的谐波电压源串接构成，其中L为大于1的自然数。

发光二极管串驱动器，包括功率因数校正器PFCC、输出母线电容、主电路DC-DC变换器、恒流源驱动控制器、电流检测单元和基准电流源，功率因数校正器的正输出端分别接输出母线电容和主电路DC-DC变换器的正输入端，功率因数校正器的负输出端分别接输出母线电容和主电路DC-DC变换器的负输入端，主电路DC-DC变换器的正输出端串接发光二极管串后分别接电流检测单元、恒流源驱动控制器的输入端，电流检测单元的输出端与主电路DC-DC变换器的负输出端连接接地，恒流源驱动控制器的输出端接主电路DC-DC变换器的反馈控制端，其中所述发光二极管串由m个发光二极管依次串接构成，m为大于零的自然数，其特征在于：

所述基准电流源包括直流分量检测电路、分压电路、差分放大电路和加法器电路，其中直流分量检测电路的正输入端分别接分压电路和输出母线电容的正输入端，直流分量检测电路的负输入端分别接分压电路和输出母线电容的负输入端，直流分量检测电路、分压电路的输出端分别接差分放大电路的输入端，差分放大电路的输出端串接加法器电路后接恒流源驱动控制器的基准电流端。

发光二极管串驱动器，包括功率因数校正器PFCC、输出母线电容、主电路DC-DC变换器、恒流源驱动控制器、电流检测单元和基准电流源，功率因数校正器的正输出端分别接输出母线电容和主电路DC-DC变换器的正输入端，功率因数校正器的负输出端分别接输出母线电容和主电路DC-DC变换器的负输入端，主电路DC-DC变换器的正输出端串接发光二极管串后分别接电流检测单元、恒流源驱动控制器的输入端，电流检测单元的输出端与主电路DC-DC变换器的负输出端连接接地，恒流源驱动控制器的输出端接主电路DC-DC变换器的反馈控制端，其中所述发光二极管串由m个发光二极管依次串接构成，m为大于零的自然数，其特征在于：

所述基准电流源包括二个乘法器、二个比例电路、直流电压源和加法器，其中第一乘法器的输入端接最大值为1的正弦波的绝对值信号，第一乘法器的输出端分别接第一比例电路和第二乘法器的输入端，第一比例电路的输出端接加法器的反相端，第二乘法器的输出端串接第二比例电路后接加法器的同相端，直流电压源的负极接地，直流电压源的正极串接加法器后接恒流源驱动控制器的基准电流端。

所述的发光二极管串驱动器，其特征在于所述恒流源驱动控制器还包括功率因数校正控制电路，所述功率因数校正控制电路的输入端接恒流源驱动控制器的输出端，所述功率因数校正控制电路的输出端接主电路DC-DC变换器反馈控制端。

所述的发光二极管串驱动器的串电流控制方法，将外部交流电源依次经过功率因数校正器PFCC和主电路DC-DC变换器输出发光二极管串的驱动电压，将驱动电压经过发光二极管串得到检测单元的输出电压，其特征在于所述基准电流源输出电流基准；将所述电流基准和检测单元的输出电压经过恒流源驱动控制器得到主电路DC-DC变换器的驱动控制信号，控制主电路DC-DC变换器输出发光二极管串的驱动电压控制发光二极管串电流正比于

其中k_i为绝对值小于1的常数，α_i为电角度，i为介于2与30的正整数，其中k_i满足：

ω为输入交流电的角频率，t为时间。

所述的发光二极管串驱动器，将外部交流电源依次经过功率因数校正器PFCC和主电路DC-DC变换器输出发光二极管串的驱动电压，将驱动电压经过发光二极管串得到检测单元的输出电压，其特征在于所述基准电流源输出电流基准；将所述电流基准和检测单元的输出电压经过恒流源驱动控制器得到主电路DC-DC变换器的驱动控制信号，控制主电路DC-DC变换器输出发光二极管串的驱动电压控制发光二极管串电流正比于其中k_p1、k_p2、k_p为绝对值小于1的常数，α_i为电角度，其中k_p1×k_p2≠0，ω为输入交流电的角频率，t为时间。

所述的发光二极管串驱动器的串电流控制方法，将外部交流电源依次经过功率因数校正器PFCC和主电路DC-DC变换器输出发光二极管串的驱动电压，将驱动电压经过发光二极管串得到检测单元的输出电压，其特征在于：

直流分量检测电路：检测功率因数校正器PFCC输出电压中的直流分量，输出直流分量信号，直流分量信号的比例系数k_a1为常数；

分压电路：将功率因数校正器PFCC输出电压分压，输出分压信号；

差分放大电路：将所述直流分量信号和分压信号的经过差分放大输出交流分量信号，所述交流分量信号与功率因数校正器PFCC输出电压的交流分量成比例、且相位相差90度电角度，其比例系数为k_a2常数；

加法器电路：将直流分量信号与交流分量信号经过加法运算得到电流基准；将所述电流基准和发光二极管串检测单元的输出电压经过恒流源驱动控制器得到主电路DC-DC变换器的驱动控制信号，控制主电路DC-DC变换器输出发光二极管串的驱动电压控制发光二极管串电流正比于k_a1V_{b_av}-K_a2cos(2ωt)，其中V_{b_av}为功率因数校正器PFCC的输出电压平均值，ω为输入交流电的角频率，t为时间。

所述的发光二极管串驱动器的串电流控制方法，将外部交流电源依次经过功率因数校正器PFCC和主电路DC-DC变换器输出发光二极管串的驱动电压，将驱动电压经过发光二极管串得到检测单元的输出电压，其特征在于：

第一乘法器：将最大值为1的正弦波的绝对值信号经过乘法运算得到输出信号(sin(ωt))²；

第一比例电路：将第一乘法器输出信号(sin(ωt))²乘以比例系数(k₂+2k₄)，送入加法器的反相端；

第二乘法器：将第一乘法器输出信号(sin(ωt))²经过乘法运算得到输出信号(sin(ωt))⁴；

第二比例电路：将第二乘法器输出信号(sin(ωt))⁴乘以比例系数2k₄，送入加法器的同相端；

加法器：将直流电压源输出电压以及所述第一、第二比例电路输出信号经过加法器相加，得到电流基准；将所述电流基准和发光二极管串检测单元的输出电压经过恒流源驱动控制器得到主电路DC-DC变换器的驱动控制信号，控制主电路DC-DC变换器输出发光二极管串的驱动电压控制发光二极管串电流正比于1+k₂cos(2ωt)+k₄cos(4ωt)，其中ω为输入交流电的角频率，t为时间。

本发明发光二极管串驱动器及其串电流控制方法减小了母线电容值。在维持成本与体积不变的情况下，可以选用薄膜电容取代原来电解电容，由于薄膜电容的寿命约为电解电容寿命的10-30倍，因此该发明可以大幅度延长发光二极管驱动器的寿命，同时避免在输入侧注入电流谐波、并克服输出电流峰均比大的缺陷。

附图说明

图1带有功率因数校正功能的无电解电容的LED驱动器。

图2(a)给出了输出电流基准中仅含108时的基准电流I₀，及正比于：

1+0.45cos(2ωt)+0.12cos(4ωt)时的基准电流I₀₂₄。图2(b)给出了输出电流基准中仅含108时的基准电流I₀，及正比于：

时的基准电流I_0kp。

图3(a)给出了功率因数校正器101的输入功率P_in，输出电流基准仅含108时的输出功率P_out1及电容110处理的功率P_c1波形。

图3(b)给出了功率因数校正器101的输入功率P_in，输出电流正比于：

1+0.45cos(2ωt)+0.12cos(4ωt)时的输出功率P_out2及此种情况下电容110处理的功率P_c2。

图3(c)给出了功率因数校正器101的输入功率P_in，输出电流正比于：

时电容110处理的功率P_c3及输出电流基准仅含108时电容110处理的功率P_c1波形。

图4(a)给出了对应于P_c1及P_c2的电容110上的电压波形U_b1及U_b2。

图4(b)给出了对应于P_c1及P_c3的电容110上的电压波形U_b1及U_b3。

图5(a)～(e)为无电解电容的LED驱动器的实施方式。

附图说明：

101，201为功率因数校正器；102，204，208，210，212为DC-DC变换器；103，207，209，211，215为LED串；104为LED串支路的电流检测单元；105，106，107构成反馈控制补偿环节，分别为补偿环节输入阻抗、补偿环节反馈阻抗、运算放大器；108，109串联构成电流基准，108为直流电压、109为2次以上的谐波交流电压或多个2次或以上的谐波电压的和；110，202为PFCC的输出母线电容；111，113为功率因数校正器101的正、负输出端；112为反馈控制补偿环节的正输出端；114为LED串工作电流基准；

601，602为电阻，603为电容，三者一起构成直流分量检测电路617，其输出信号为620；604，605为电阻，两者构成分压电路，其输出信号为621；606，607，608，609为阻抗，610为运算放大器，它们构成差分放大电路618，其输出信号为622；612，613，614，615为电阻，616为运算放大器，它们一起构成加法器电路619，其输出信号为114。

630为最大值为最大值为1的正弦波的绝对值信号；631，634为乘法器；633，637为比例电路，方框内为其比例系数；636为直流电源；638为加法器。

640为DC-DC变换器；641为LED串；104为LED串支路的电流检测单元；643，644，647构成反馈控制补偿环节，分别为补偿环节反馈阻抗、补偿环节输入阻抗、运算放大器；645，646串联构成电流基准，645为直流电压、646为2次以上的谐波交流电压或多个2次或以上的谐波电压的和，652为整流桥。

660为DC-DC变换器；661，662为LED串；663，664为三极管；LED串支路的电流检测单元；643，644，647构成反馈控制补偿环节，分别为补偿环节反馈阻抗、补偿环节输入阻抗、运算放大器；645，646串联构成电流基准，645为直流电压、646为2次以上的谐波交流电压或多个2次或以上的谐波电压的和。

680为整流器；681为单级功率因数校正器(single stage power factor correctionconverter)主电路；682为LED串；683为LED串支路的电流检测单元；684，685，686构成反馈控制补偿环节，分别为补偿环节输入阻抗、补偿环节反馈阻抗、运算放大器；689为单级功率因数校正器的完成功率因数校正的控制电路。

具体实施方式

下面结合附图对发明的技术方案进行详细说明：

如图1所示，为带有功率因数校正功能的无电解电容的LED驱动器框图，包括功率因数校正器PFCC、输出母线电容、主电路DC-DC变换器、恒流源驱动控制器、电流检测单元和基准电流源，功率因数校正器的正输出端分别接输出母线电容和主电路DC-DC变换器的正输入端，功率因数校正器的负输出端分别接输出母线电容和主电路DC-DC变换器的负输入端，主电路DC-DC变换器的正输出端串接发光二极管串后分别接电流检测单元、恒流源驱动控制器的输入端，电流检测单元的输出端与主电路DC-DC变换器的负输出端连接接地，恒流源驱动控制器的输出端接主电路DC-DC变换器的反馈控制端，其中所述发光二极管串由m个发光二极管依次串接构成，m为大于零的自然数，其特征在于：

所述基准电流源由直流电压源串接谐波交流电压源构成，直流电压源的负极接地，谐波交流电压源的输出端接恒流源驱动控制器的基准电流端，所述谐波交流电压源为2次以上的谐波交流电压源或由L个2次谐波电压源或2次以上的谐波电压源串接构成，其中L为大于1的自然数。

与传统的带有功率因数校正功能的LED驱动器不同，本发明在输出电流基准中添加了109，其中109为2次以上的谐波交流电压或多个2次或以上的谐波电压的和，因此此时的输出电流基准正比于

其中k_i为绝对值小于1的常数，ω为输入交流电的角频率，α_i为电角度，i为介于2与30的正整数。k_i、α_i、i的取值由LED驱动器的技术指标确定，其中

本发明的工作原理如下：

说明：为便于理解，不失一般性，在工作原理阐述中设交流输入电压

且取k₂＝-0.45，k₄＝-0.12，k₃及k_i(i＞4)均为0；α_i均为0。因此输出电流基准正比于：1+k₂cos(2ωt)+k₄cos(4ωt)。图2给出了输出电流基准中仅含108时的基准电流I₀，及正比于1+k₂cos(2ωt)+k₄cos(4ωt)时的基准电流I₀₂₄。

通过功率因数校正器的控制，可以实现输入电流畸变较小，且与输入电压同相位。因此，可设输入电流

因此可得输入功率P_in＝V_mI_m(1-cos(2ωt))。假设各变换器变换效率为100％，如果LED的输出电流基准为直流，则输出功率为：P_o＝V_mI_m。因此，电容C_b中的功率为，P_c＝P_in-P_o＝-P_ocos(2ωt)，由此造成的电压脉动为：

其中，V_{b_av}为PFCC的输出电压平均值。波形图见图3(a)及图4。本发明中输出电流基准正比于

由于LED在工作点附近端电压基本恒定，因此输出功率将近似正比于

为便于阐述，取电流基准正比于1+k₂cos(2ωt)+k₄cos(4ωt)。因此输出功率为：P_out2＝P_o(1+k₂cos(2ωt)+k₄cos(4ωt))，由此造成的电压脉动为：

此处k₂＝-0.45；k₄＝-0.12。相应波形图见图3(b)及图4。由图4可见，由于功率因数校正器输出端电容C_b上处理的功率在本发明中减小约45％，因此保持同样容量的C_b，其输出电压脉动减小1倍。或者维持同样的电压脉动，C_b电容量可减小为原来的55％。使功率因数校正器的输出端的短寿命的电解电容可以有机会为长寿命的薄膜电容所取代，且维持输入端的高功率因数和LED输出电流的低峰值与平均值比(上述原理阐述中峰值与平均值之比为1.33)。

实施例：

LED电流基准是本发明的核心之一，图5给出几种LED电流基准的具体实施方式：

(1)图5(a)为C_b电压前馈方式。根据工作原理分析，可知PFCC输出电压表达式为：

6(a)中，617检测PFCC输出电压中的直流分量，设直流分量部分的比例系数为k_a1；通过606，607的阻抗设计，差分放大电路618可实现将其两输入端信号的差值比例、积分的功能，由此在差分放大电路618的输出端得到与输出电压V_b的交流分量成比例、且相位相差90度电角度的交流分量信号622，设其比例系数为k_a2。信号620与622通过加法器电路，得到输出信号114。经过上述图5(a)的处理，其最终输出信号114为：V₁₁₄＝k_a1V_{b_av}-k_a2cos(2ωt)，k_a1、k_a2为常数。该实施方式中，要完成的核心功能是将PFCC的输出电压处理后，送给LED串的电流控制电路，作为基准电流。因此，该实施方式中差分放大电路618和加法器619可以采用具有相同功能的电路。

(2)图5(b)为乘法器合成方式。仍假设，需要的电流基准信号正比于1+k₂cos(2ωt)+k₄cos(4ωt)，通过三角变换可得，该信号为：(1+k₂+k₄)-2(k₂+2k₄)(sin(ωt))²+2k₄(sin(ωt))⁴。因此可通过乘法器来得到上述控制方式中与PFCC电路的输入电压的具有相位关系的电流基准控制信号。在图5(b)中，信号630为与整流桥后的电压成比例的电压信号，该信号送入乘法器631的两输入端得到(sin(ωt))²信号，该信号乘以比例系数(k₂+2k₄)，送入加法器638的反相端；乘法器631的输出端信号送入乘法器634的两输入端，其输出端信号为(sin(ωt))⁴，该信号乘以比例系数2k₄，送入加法器638的同相端；它们与直流电压636一起，经过加法器638相加，得到需要的电流基准信号正比于1+k₂cos(2ωt)+k₄cos(4ωt)。

(3)图5(c)为组合实施方式。图5(c)中，102～109共同构成LED串电流控制器650，而640～647共同构成的LED串电流控制器651与650具有相同功能。在本实施方式中，108及645为电流基准的直流分量部分，而109及646分别为相应的电流基准的交流分量部分。两电流基准114和648可以相同，也可以取不同的组合形式，只要满足其加和正比于

或

这种实施方式适用于100串以内的LED串组合。

(4)图5(d)为线性控制实施方式。图5(d)中，电流基准672，673可以相同，也可以取不同的组合形式，只要满足其加和正比于

或这种实施方式适用于100串以内的LED串组合。

(5)图5(e)为单级功率因数校正电路。该单级功率因数校正电路中，LED串输出电流基准的由108和109构成。LED串电流基准(或各串的加合)正比于 $1+\underset{i=2}{\overset{30}{\mathrm{\Σ}}}{k}_i\cos (\mathrm{i\ωt}+{\mathrm{\α}}_i)$ 或 $\left\{\begin{array}{cc}1+k_{p1}& (\cos (2\mathrm{\ωt}+\mathrm{\π}+{\mathrm{\α}}_i)\≤k_p)\\ 1+k_{p2}& (\cos (2\mathrm{\ωt}+\mathrm{\π}+{\mathrm{\α}}_i)>k_p)\end{array}\right..$

Claims (8)

1.一种发光二极管串驱动器，包括功率因数校正器PFCC、输出母线电容、主电路DC-DC变换器、恒流源驱动控制器、电流检测单元和基准电流源，功率因数校正器的正输出端分别接输出母线电容和主电路DC-DC变换器的正输入端，功率因数校正器的负输出端分别接输出母线电容和主电路DC-DC变换器的负输入端，主电路DC-DC变换器的正输出端串接发光二极管串后分别接电流检测单元、恒流源驱动控制器的输入端，电流检测单元的输出端与主电路DC-DC变换器的负输出端连接接地，恒流源驱动控制器的输出端接主电路DC-DC变换器的反馈控制端，其中所述发光二极管串由m个发光二极管依次串接构成，m为大于零的自然数，其特征在于：

所述基准电流源由直流电压源串接谐波交流电压源或方波电压源构成，直流电压源的负极接地，谐波交流电压源或方波电压源的输出端接恒流源驱动控制器的基准电流端，所述谐波交流电压源为2次或2次以上的谐波交流电压源或由L个2次谐波电压源或2次以上的谐波电压源串接构成，其中L为大于1的自然数。

2.一种发光二极管串驱动器，包括功率因数校正器PFCC、输出母线电容、主电路DC-DC变换器、恒流源驱动控制器、电流检测单元和基准电流源，功率因数校正器的正输出端分别接输出母线电容和主电路DC-DC变换器的正输入端，功率因数校正器的负输出端分别接输出母线电容和主电路DC-DC变换器的负输入端，主电路DC-DC变换器的正输出端串接发光二极管串后分别接电流检测单元、恒流源驱动控制器的输入端，电流检测单元的输出端与主电路DC-DC变换器的负输出端连接接地，恒流源驱动控制器的输出端接主电路DC-DC变换器的反馈控制端，其中所述发光二极管串由m个发光二极管依次串接构成，m为大于零的自然数，其特征在于：

所述基准电流源包括直流分量检测电路、分压电路、差分放大电路和加法器电路，其中直流分量检测电路的正输入端分别接分压电路和输出母线电容的正输入端，直流分量检测电路的负输入端分别接分压电路和输出母线电容的负输入端，直流分量检测电路、分压电路的输出端分别接差分放大电路的输入端，差分放大电路的输出端串接加法器电路后接恒流源驱动控制器的基准电流端。

3.一种发光二极管串驱动器，包括功率因数校正器PFCC、输出母线电容、主电路DC-DC变换器、恒流源驱动控制器、电流检测单元和基准电流源，功率因数校正器的正输出端分别接输出母线电容和主电路DC-DC变换器的正输入端，功率因数校正器的负输出端分别接输出母线电容和主电路DC-DC变换器的负输入端，主电路DC-DC变换器的正输出端串接发光二极管串后分别接电流检测单元、恒流源驱动控制器的输入端，电流检测单元的输出端与主电路DC-DC变换器的负输出端连接接地，恒流源驱动控制器的输出端接主电路DC-DC变换器的反馈控制端，其中所述发光二极管串由m个发光二极管依次串接构成，m为大于零的自然数，其特征在于：

所述基准电流源包括二个乘法器、二个比例电路、直流电压源和加法器，其中第一乘法器的输入端接最大值为1的正弦波的绝对值信号，第一乘法器的输出端分别接第一比例电路和第二乘法器的输入端，第一比例电路的输出端接加法器的反相端，第二乘法器的输出端串接第二比例电路后接加法器的同相端，直流电压源的负极接地，直流电压源的正极串接加法器后接恒流源驱动控制器的基准电流端。

4.根据权利要求1或2或3所述的发光二极管串驱动器，其特征在于所述恒流源驱动控制器还包括功率因数校正控制电路，所述功率因数校正控制电路的输入端接恒流源驱动控制器的输出端，所述功率因数校正控制电路的输出端接主电路DC-DC变换器反馈控制端。

5.一种基于权利要求1所述的发光二极管串驱动器的串电流控制方法，将外部交流电源依次经过功率因数校正器PFCC和主电路DC-DC变换器输出发光二极管串的驱动电压，将驱动电压经过发光二极管串得到检测单元的输出电压，其特征在于所述基准电流源输出电流基准；将所述电流基准和检测单元的输出电压经过恒流源驱动控制器得到主电路DC-DC变换器的驱动控制信号，控制主电路DC-DC变换器输出发光二极管串的驱动电压控制发光二极管串电流正比于

其中k_i为绝对值小于1的常数，α_i为电角度，i为介于2与30的正整数，其中k_i满足：ω为输入交流电的角频率，t为时间。

6.一种基于权利要求1所述的发光二极管串驱动器的串电流控制方法，将外部交流电源依次经过功率因数校正器PFCC和主电路DC-DC变换器输出发光二极管串的驱动电压，将驱动电压经过发光二极管串得到检测单元的输出电压，其特征在于所述基准电流源输出电流基准；将所述电流基准和检测单元的输出电压经过恒流源驱动控制器得到主电路DC-DC变换器的驱动控制信号，控制主电路DC-DC变换器输出发光二极管串的采样电压控制发光二极管串电流正比于

其中k_p1、k_p2、k_p为绝对值小于1的常数，k_p1×k_p2≠0，α_i为电角度，ω为输入交流电的角频率，t为时间。

7.一种基于权利要求2所述的发光二极管串驱动器的串电流控制方法，将外部交流电源依次经过功率因数校正器PFCC和主电路DC-DC变换器输出发光二极管串的驱动电压，将驱动电压经过发光二极管串得到检测单元的输出电压，其特征在于：

直流分量检测电路：检测功率因数校正器PFCC输出电压中的直流分量，输出直流分量信号，直流分量信号的比例系数k_a1为常数；

分压电路：将功率因数校正器PFCC输出电压分压，输出分压信号；

差分放大电路：将所述直流分量信号和分压信号的经过差分放大输出交流分量信号，所述交流分量信号与功率因数校正器PFCC输出电压的交流分量成比例、且相位相差90度电角度，其比例系数为k_a2常数；

加法器电路：将直流分量信号与交流分量信号经过加法运算得到电流基准；将所述电流基准和检测单元的输出电压经过恒流源驱动控制器得到主电路DC-DC变换器的驱动控制信号，控制主电路DC-DC变换器输出发光二极管串的驱动电压控制发光二极管串电流正比于k_a1V_{b_av}-k_a2cos(2ωt)，其中V_{b_av}为功率因数校正器PFCC的输出电压平均值，ω为输入交流电的角频率，t为时间。

8.一种基于权利要求3所述的发光二极管串驱动器的串电流控制方法，将外部交流电源依次经过功率因数校正器PFCC和主电路DC-DC变换器输出发光二极管串的驱动电压，将驱动电压经过发光二极管串得到检测单元的输出电压，其特征在于：

第一乘法器：将最大值为1的正弦波的绝对值信号经过乘法运算得到输出信号(sin(ωt))²；

第一比例电路：将第一乘法器输出信号(sin(ωt))²乘以比例系数(k₂+2k₄)，送入加法器的反相端；

第二乘法器：将第一乘法器输出信号(sin(ωt))²经过乘法运算得到输出信号(sin(ωt))⁴；

第二比例电路：将第二乘法器输出信号(sin(ωt))⁴乘以比例系数2k₄，送入加法器的同相端；

加法器：将直流电压源输出电压以及所述第一、第二比例电路输出信号经过加法器相加，得到电流基准；将所述电流基准和发光二极管串检测单元的输出电压经过恒流源驱动控制器得到主电路DC-DC变换器的驱动控制信号，控制主电路DC-DC变换器输出发光二极管串的驱动电压控制发光二极管串电流正比于1+k₂cos(2ωt)+k₄cos(4ωt)，其中ω为输入交流电的角频率，t为时间。

Images