CN103228087B - 一种恒流防闪烁电路、方法及应用该电路的led驱动器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种恒流防闪烁电路、方法及应用该电路的LED驱动器，其中，恒流防闪烁电路包括电容、单向整流器件、控制开关，电容和单向整流器件串联连接后并联于恒流电路的两个输入端之间，单向整流器件的导通方向和所述电容的充电方向一致，控制开关并联于所述单向整流器件的两端，且控制开关的控制端连接控制器的输出端。当恒流电路的输入电压的频率低于预设频率时，控制开关闭合，以使电容并联在恒流电路的两个输入端之间，使恒流电路的输入电压为电容的电压，由于电容的电压幅值相对稳定，纹波较小，因而消除了由于恒流电路低频纹波的现象的发生，即消除了恒流电路连接的LED光源的闪烁现象。

Description

一种恒流防闪烁电路、方法及应用该电路的LED驱动器

技术领域

本申请涉及恒流电路技术领域，特别是涉及一种单级恒流防闪烁电路、方法及应用该电路的LED驱动器。

背景技术

由于LED（Light Emitting Diode，发光二极管）光源的理想供电方式是恒流供电，因此LED驱动器应运而生，常见的LED驱动器包括隔离的单级Flyback电路、非隔离的单级Boost电路或单级Buck电路等。

如图1所示，LED驱动器中至少包括整流电路1，恒流电路2，LED光源，输入的交流电压经整流电路1进行整流后为Vin，输送至恒流电路。在一些具有调光功能的LED驱动器中，输入电压Vin为交流电压的经整流后的电压，而由于交流电压通常是电网电压，电网电压的频率是50Hz或60Hz，故在非调光状态时，交流电压经过全波整流得到的输入电压Vin的频率通常为100Hz或120Hz；在调光状态时，交流电压经过半波整流后，得到的输入电压Vin的频率变为50Hz或60Hz。当恒流电路2的输入电压Vin的频率低于100Hz时，恒流电路2的输出电流将出现与输入电压Vin相同频率的纹波，使得恒流电路的负载LED光源的电流中包含与输入电压Vin相同频率的纹波，该频率的纹波很容易使人眼观察到，即此时的LED光源出现人眼能够察觉到的闪烁现象。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种恒流防闪烁电路、方法及应用该电路的LED驱动器，以解决现有的LED驱动器中LED光源的闪烁现象，技术方案如下：

本申请提供一种恒流防闪烁电路，应用于LED驱动器，所述LED驱动器包括整流电路、恒流电路，包括：电容、单向整流器件、控制开关，以及控制器；

所述电容和所述单向整流器件串联后并联于所述恒流电路的两个输入端之间，且所述单向整流器件的导通方向与所述电容的充电方向一致；

所述控制开关的第一端和第二端并联在所述单向整流器件的两端，且所述控制开关的控制端连接所述控制器的输出端，当所述恒流电路的输入电压的频率低于预设频率时，所述控制器通过所述输出端输出控制所述控制开关闭合的控制信号。

优选地，所述单向整流器件为二极管，所述二极管的阳极连接所述恒流电路的正极性输入端，阴极连接所述电容。

优选地，所述单向整流器件为二极管，所述二极管的阴极连接所述恒流电路的负极性输入端，阳极连接所述电容。

优选地，所述控制开关为双向导通开关，所述双向导通开关的一端连接所述单向整流器件的一端，所述双向导通开关的另一端连接所述单向整流器件的另一端，控制端连接所述控制器的输出端。

优选地，所述控制开关为单向导通开关，且所述单向导通开关的导通方向与所述单向整流器件的导通方向相反。

优选地，所述双向导通开关为双向晶闸管，所述双向晶闸管的第一极连接所述单向整流器件的一端，第二极连接所述单向整流器件的另一端，门极连接所述控制器的输出端。

优选地，所述双向导通开关为串联的第一场效应管和第二场效应管；

所述第一场效应管的漏极和所述第二场效应管的漏极相连，所述第一场效应管的源极和所述第二场效应管的源极分别作为控制开关的两端并联于所述单向整流器件的两端，所述第一场效应管的栅极和所述第二场效应管的栅极均连接所述控制器的输出端；

或者，

所述第一场效应管的源极和所述第二场效应管的源极相连，所述第一场效应管的漏极和所述第二场效应管的漏极分别作为控制开关的两端并联于所述单向整流器件的两端，所述第一场效应管和所述第二场效应管的栅极均连接所述控制器的输出端。

优选地，所述单向导通开关为晶闸管，所述晶闸管的阳极连接所述单向整流器件的阴极，所述晶闸管的阴极连接所述单向整流器件的阳极，门极连接所述控制器的输出端。

本申请还提供一种LED驱动器，包括整流电路、恒流电路，以及上述的任意一种恒流防闪烁电路；

所述整流电路的交流输入端输入有交流电压，正极性输出端连接所述恒流电路的正极性输入端，负极性输出端连接所述恒流电路的负极性输入端；

所述恒流防闪烁电路并联于所述恒流电路的正极性输入端端和负极性输入端之间。

本申请还提供一种恒流防闪烁方法，应用于恒流防闪烁电路，所述恒流防闪烁电路至少包括电容、单向整流器件和控制开关，所述电容和所述单向整流器件串联后并联于恒流电路的两个输入端之间，且所述单向整流器件的导通方向与所述电容的充电方向一致；所述控制开关并联在所述单向整流器件的两端；

所述恒流防闪烁方法包括：

获取所述恒流电路的输入电压的频率信息；

判断所述频率信息是否低于预设频率，得到判断结果；

当得到所述频率信息低于所述预设频率的判断结果时，控制所述控制开关闭合，以使所述电容并联于所述恒流电路的两个输入端间。

优选地，上述的方法还包括：当得到所述频率信息不低于所述预设频率的判断结果时，控制所述控制开关断开。

本申请提供的恒流防闪烁电路，应用于LED驱动器中，所述LED驱动器至少包括整流电路、恒流电路、LED光源，所述恒流防闪烁电路包括电容、单向整流器件、控制开关，电容和单向整流器件串联连接后并联于恒流电路的两个输入端之间，单向整流器件的导通方向和所述电容的充电方向一致，所述控制开关并联于所述单向整流器件的两端，且控制开关的控制端连接控制器的输出端。当检测到恒流电路的输入电压的频率低于预设频率时，控制器的输出端输出控制控制开关闭合的控制信号，以使控制开关闭合，进而使电容并联在恒流电路的两个输入端之间，使得恒流电路的输入电压为电容的电压，由于电容的电压幅值相对稳定，纹波较小，因而消除了由于恒流电路的输入电压存在低频纹波导致恒流电路的输出电流也存在低频纹波的现象的发生，即消除了恒流电路连接的LED光源的闪烁现象。本申请提供的恒流防闪烁电路特别适用于具有调光功能的LED驱动器中。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中一种LED驱动器的结构示意图；

图2为本申请实施例一种恒流防闪烁电路的电路原理示意图；

图3为本申请实施例恒流防闪烁电路的一种具体的电路原理示意图；

图4为本申请实施例恒流防闪烁电路的另一种具体的电路原理示意图；

图5为本申请实施例恒流防闪烁电路的另一种具体的电路原理示意图；

图6为本申请实施例恒流防闪烁电路的另一种具体的电路原理示意图；

图7为本申请实施例一种LED驱动器的电路原理示意图；

图8为本申请实施例恒流防闪烁方法流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

请参见图2，示出了本申请实施例一种恒流防闪烁电路的结构示意图，所述恒流防闪烁电路应用于LED驱动器中，如图2所示，所述LED驱动器至少包括：整流电路1、恒流电路2，交流输入电压经过整流电路1进行整流后得到的输入电压Vin输入至恒流电路2，恒流电路2输出的幅值基本恒定的电流提供给后级连接的LED光源。

所述恒流防闪烁电路包括电容C、单向整流器件D、控制开关S，以及控制器（图中未示出）。

电容C和单向整流器件D串联连接后并联于恒流电路的两个输入端之间，单向整流器件D的导通方向与所述电容C的充电方向相一致。

这里需要说明的是，本发明中单向整流器件的导通方向是指，当所述单向整流器件处于导通状态时，流经该单向整流器件的电流的方向；本发明中电容的充电方向是指，所述电容处于充电状态时，充电电流的方向。

具体实施时，所述单向整流器件D可以通过二极管实现，二极管的导通方向与电容的充电方向一致。

控制开关S的第一端和第二端并联于单向整流器件D的两端，控制开关S的控制端连接所述控制器的输出端。

具体的，控制开关S可以通过双向导通开关实现，也可以通过单向导通开关实现，此时，保证单向导通开关的导通方向与单向整流器件的导通方向相反即可，即单向导通开关的导通方向与电容的放电方向一致。

这里需要说明的是，本发明中单向导通开关的导通方向是指，当所述单向导通开关处于导通状态时，流经该单向导通开关的电流方向。

本实施例提供的恒流防闪烁电路的工作过程如下：

当检测到恒流电路的输入电压Vin的频率低于预设频率（优选地为100Hz，例如，当恒流电路处于调光状态时，其输入电压Vin的频率小于100Hz）时，控制器通过输出端输出使控制开关S闭合的控制信号，以使控制开关S闭合，此时，电容C并联于恒流电路的两个输入端之间，在控制开关S闭合期间，当输入电压Vin的瞬时电压值高于电容C的电压Vc时，输入电压Vin为电容C充电；当输入电压Vin的瞬时值低于电容电压Vc时，电容C为后级的恒流电路放电，确保恒流电路的输入电压为电容C的电压（而电容上的电压Vc幅值纹波极低），从而消除了由于恒流电路的输入电压存在低频纹波导致恒流电路的输出电流也存在低频纹波的现象，即消除了恒流电路连接的LED光源闪烁现象。

当恒流电路的输入电压Vin的频率高于预设频率（比如，恒流电路处于非调光状态时，其输入电压Vin的频率大于100Hz）时，控制器的输出端输出的控制信号使控制开关S保持断开状态，在控制开关S处于断开状态期间，由于单向整流器件的导通方向与电容C的充电方向一致，故电容C只能被输入电压Vin充电，而不能向后级的恒流电路放电。

控制开关S断开期间的工作过程具体如下：

当输入电压Vin的瞬时电压值高于电容C的电压Vc时，单向整流器件导通，输入电压Vin为电容C充电；当输入电压Vin的瞬时电压值低于电容C的电压Vc时，由于单向整流器件和控制开关均处于截止状态，故电容C不能为后级的恒流电路放电，也即后级的恒流电路直接通过输入电源获取输入功率，而不从电容C上获取功率。因而，当恒流电路的输入电压Vin的频率高于预设频率时，恒流防闪烁电路不会影响恒流电路的工作状态。

通常，恒流电路具有功率因数校正功能，如果直接在恒流电路的输入端并联电容C，将影响恒流电路的功率因数，但是，本申请实施例提供的恒流防闪烁电路，在控制开关S导通时，相当于直接在恒流电路的输入端并联了电容C，而控制开关S导通的情况是在恒流电路的输入电压Vin的频率低于100Hz的情况下，恒流电路的输入电压Vin的频率在相当长的时间内均高于100Hz，只有在极少部分时间内低于100Hz，因此，电容C只是在极少部分时间内影响恒流电路的功率因数，而在输入电压Vin高于100Hz的相当长的时间内对功率因数没有影响。

上述实施例中的控制开关可以通过单向导通开关实现，具体请参见图3，示出了本申请实施例恒流防闪烁电路的一种具体电路结构，所述恒流防闪烁电路包括：电容C、二极管D、晶闸管TR。

电容C的一端连接恒流电路2的正极性输入端，另一端连接二极管D的阳极，二极管D的阴极连接恒流电路2的负极性输入端。

晶闸管TR的阴极连接二极管的阳极，晶闸管TR的阳极连接恒流电路的负极性输入端，晶闸管的门极连接控制器的输出端，即晶闸管TR的导通方向与电容C的放电方向相同。

本实施例提供的恒流防闪烁电路的工作原理与图2对应的实施例中的工作原理相同，此处不再赘述。

请参见图4，示出了本申请实施例恒流防闪烁电路的另一种具体电路结构，所述恒流防闪烁电路包括：电容C、二极管D、晶闸管TR，与图3对应的实施例不同的是，电容C和二极管D的位置不同。

本实施例中，二极管D的阳极连接恒流电路2的正极性输入端，阴极连接电容C的一端，电容C的另一端连接恒流电路2的负极性输入端。

晶闸管TR的阳极连接二极管D的阴极，晶闸管TR的阴极连接二极管D的阳极，晶闸管TR的门极连接控制器的输出端。

本实施例提供的恒流防闪烁电路的工作原理与图2对应的实施例中的工作原理相同，此处不再赘述。

本领域技术人员可以理解的是，图3和图4对应的实施例中的晶闸管TR可以通过其他类型的单向导通开关管实现，本申请对此并不限制，只要保证单向导通开关管的导通方向与电容C的放电方向一致即可。

当然，控制开关S还可以通过双向导通开关实现，请参见图5，示出了本申请实施例恒流防闪烁电路的另一种具体电路结构，所述恒流防闪烁电路包括：电容C、二极管D、双向导通开关S，双向导通开关允许正反两个方向的电流流过，该双向导通开关S可以为双向晶闸管，还可以为两个串联的场效应管，本实施例中是双向晶闸管TR。

电容C的一端连接恒流电路2的正极性输入端，另一端连接二极管D的阳极，二极管的阴极连接恒流电路2的负极性输入端。

双向晶闸管TR的一端连接二极管的阳极，另一端连接恒流电路的负极性输入端，即双向晶闸管TR并联于二极管D两端，双向晶闸管的门极连接控制器的输出端。

本实施例提供的恒流防闪烁电路的工作原理与图2对应的实施例中的工作原理相同，此处不再赘述。

另外，上述实施例中的双向导通开关可以通过串联的第一场效应管和第二场效应管实现，此时场效应管的连接关系可以有以下两种连接关系：

所述第一场效应管的漏极和所述第二场效应管的漏极相连，所述第一场效应管的源极和所述第二场效应管的源极分别作为控制开关的两端并联于所述单向整流器件的两端，所述第一场效应管的栅极和所述第二场效应管的栅极均连接所述控制器的输出端；

或者，

所述第一场效应管的源极和所述第二场效应管的源极相连，所述第一场效应管的漏极和所述第二场效应管的漏极分别作为控制开关的两端并联于所述单向整流器件的两端，所述第一场效应管和所述第二场效应管的栅极均连接所述控制器的输出端。

需要说明的是，第一场效应管和第二场效应管的类型相同，具体的，二者可以均为N型场效应管，或P型场效应管。

请参见图6，示出了本申请实施例恒流防闪烁电路的另一种具体电路结构，所述恒流防闪烁电路包括：电容C、二极管D、双向导通开关S，双向导通开关允许正反两个方向的电流流过，该双向导通开关S可以为双向晶闸管，还可以为两个串联的场效应管，本实施例中是双向晶闸管TR。与图5对应的实施例不同的是，电容C和二极管D的位置不同。

二极管D的阳极连接恒流电路2的正极性输入端，阴极连接电容C的一端，电容C的另一端连接恒流电路2的负极性输入端。

双向晶闸管TR的一端连接二极管的阳极，另一端连接恒流电路的负极性输入端，即双向晶闸管TR并联于二极管D两端，双向晶闸管的门极连接控制器的输出端。

本实施例提供的恒流防闪烁电路的工作原理与图2对应的实施例中的工作原理相同，此处不再赘述。

相应于上述的恒流防闪烁电路实施例，本申请还提供一种应用该恒流防闪烁电路的LED驱动器，具体如图7所示，所述LED驱动器至少包括：整流电路1、恒流电路2、上述任意一个实施例提供的恒流防闪烁电路3，其中，恒流防闪烁电路并联于恒流电路2的两个输入端之间。

相应于上述的恒流防闪烁电路实施例，本申请还提供一种恒流防闪烁方法，该恒流防闪烁电路应用于恒流防闪烁电路，所述恒流防闪烁电路至少包括电容、单向整流器件和控制开关，所述电容和所述单向整流器件串联后并联于恒流电路的两个输入端之间，且所述单向整流器件的导通方向与所述电容的充电方向一致；所述控制开关并联在所述单向整流器件的两端。具体如图8所示，所述方法包括以下步骤：

101，获取所述恒流电路的输入电压的频率信息。

102，判断所述频率信息是否低于预设频率，如果是，则执行步骤103；否则，执行步骤104。

103，控制所述控制开关闭合，以使所述电容并联于所述恒流电路的两个输入端间。

104，控制所述控制开关断开。

本申请实施例提供的恒流防闪烁方法，当检测到恒流电路的输入电压的频率低于预设频率时，控制开关闭合，使电容并联在恒流电路的两个输入端之间，使得恒流电路的输入电压为电容的电压，由于电容的电压幅值相对稳定，纹波较小，因而消除了由于恒流电路的输入电压存在低频纹波导致恒流电路的输出电流也存在低频纹波的现象的发生，即消除了恒流电路连接的LED光源的闪烁现象。同时，此种恒流防闪烁方法仅仅在极少部分时间内影响恒流电路的功率因数，而在输入电压Vin高于100Hz的相当长的时间内对功率因数没有影响。本申请提供的恒流防闪烁电路特别适用于具有调光功能的恒流电路中。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (11)

1.一种恒流防闪烁电路，应用于LED驱动器，所述LED驱动器包括整流电路、恒流电路和LED光源，且当所述恒流电路的输入电压的频率低于预设频率时，所述LED光源出现人眼能够察觉到的闪烁现象，其特征在于，所述恒流防闪烁电路包括：电容、单向整流器件、控制开关，以及控制器；

所述电容和所述单向整流器件串联后并联于所述恒流电路的两个输入端之间，且所述单向整流器件的导通方向与所述电容的充电方向一致；

所述控制开关的第一端和第二端并联在所述单向整流器件的两端，且所述控制开关的控制端连接所述控制器的输出端，当所述恒流电路的输入电压的频率低于所述预设频率时，所述控制器通过所述输出端输出控制所述控制开关闭合的控制信号；

当所述控制开关闭合时，所述电容直接并联于所述恒流电路的两个输入端之间。

2.根据权利要求1所述的恒流防闪烁电路，其特征在于，所述单向整流器件为二极管，所述二极管的阳极连接所述恒流电路的正极性输入端，阴极连接所述电容。

3.根据权利要求1所述的恒流防闪烁电路，其特征在于，所述单向整流器件为二极管，所述二极管的阴极连接所述恒流电路的负极性输入端，阳极连接所述电容。

4.根据权利要求2或3所述的恒流防闪烁电路，其特征在于，所述控制开关为双向导通开关，所述双向导通开关的一端连接所述单向整流器件的一端，所述双向导通开关的另一端连接所述单向整流器件的另一端，控制端连接所述控制器的输出端。

5.根据权利要求2或3所述的恒流防闪烁电路，其特征在于，所述控制开关为单向导通开关，且所述单向导通开关的导通方向与所述单向整流器件的导通方向相反。

6.根据权利要求4所述的恒流防闪烁电路，其特征在于，所述双向导通开关为双向晶闸管，所述双向晶闸管的第一极连接所述单向整流器件的一端，第二极连接所述单向整流器件的另一端，门极连接所述控制器的输出端。

7.根据权利要求4所述的恒流防闪烁电路，其特征在于，所述双向导通开关为串联的第一场效应管和第二场效应管；

所述第一场效应管的漏极和所述第二场效应管的漏极相连，所述第一场效应管的源极和所述第二场效应管的源极分别作为控制开关的两端并联于所述单向整流器件的两端，所述第一场效应管的栅极和所述第二场效应管的栅极均连接所述控制器的输出端；

或者，

所述第一场效应管的源极和所述第二场效应管的源极相连，所述第一场效应管的漏极和所述第二场效应管的漏极分别作为控制开关的两端并联于所述单向整流器件的两端，所述第一场效应管和所述第二场效应管的栅极均连接所述控制器的输出端。

8.根据权利要求5所述的恒流防闪烁电路，其特征在于，所述单向导通开关为晶闸管，所述晶闸管的阳极连接所述单向整流器件的阴极，所述晶闸管的阴极连接所述单向整流器件的阳极，门极连接所述控制器的输出端。

9.一种LED驱动器，其特征在于，包括整流电路、恒流电路，以及权利要求1-8任一项所述的恒流防闪烁电路；

所述整流电路的交流输入端输入有交流电压，正极性输出端连接所述恒流电路的正极性输入端，负极性输出端连接所述恒流电路的负极性输入端；

所述恒流防闪烁电路并联于所述恒流电路的正极性输入端和负极性输入端之间。

10.一种恒流防闪烁方法，应用于恒流防闪烁电路，所述恒流防闪烁电路所在的LED驱动器中包括LED光源，且当所述恒流电路的输入电压的频率低于预设频率时，所述LED光源出现人眼能够察觉到的闪烁现象，其特征在于，所述恒流防闪烁电路至少包括电容、单向整流器件和控制开关，所述电容和所述单向整流器件串联后并联于恒流电路的两个输入端之间，且所述单向整流器件的导通方向与所述电容的充电方向一致；所述控制开关并联在所述单向整流器件的两端；

所述恒流防闪烁方法包括：

获取所述恒流电路的输入电压的频率信息；

判断所述频率信息是否低于所述预设频率，得到判断结果；

当得到所述频率信息低于所述预设频率的判断结果时，控制所述控制开关闭合，以使所述电容直接并联于所述恒流电路的两个输入端间。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括：当得到所述频率信息不低于所述预设频率的判断结果时，控制所述控制开关断开。