CN103442492B

CN103442492B - 一种电容降压式led驱动器及其电容降压式led驱动方法

Info

Publication number: CN103442492B
Application number: CN201310395919.0A
Authority: CN
Inventors: 陈伟
Original assignee: Hangzhou Silergy Semiconductor Technology Ltd
Current assignee: Hangzhou Silergy Semiconductor Technology Ltd
Priority date: 2013-03-11
Filing date: 2013-09-03
Publication date: 2015-12-02
Anticipated expiration: 2033-09-03
Also published as: US20150061523A1; TWI556680B; CN103442492A; CN103152949A; TW201524261A; US10356856B2

Abstract

本发明涉及一种电容降压式LED驱动器及其电容降压式LED驱动方法。电容降压式LED驱动器包括一控制电路和一开关电路，其中，所述控制电路根据所述输出电流以及所述电容降压式LED驱动器的输出电压控制所述开关电路的开关状态，从而控制从所述输入侧传递向所述输出侧的能量数值；在第一工作状态时，所述开关电路控制所述输入侧不向所述输出侧传递能量；在第二工作状态时，所述开关电路控制所述输入侧向所述输出侧传递能量，以维持所述输出电流与所述期望驱动电流一致。

Description

一种电容降压式LED驱动器及其电容降压式LED驱动方法

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种采用电容降压模式的电容降压式LED驱动器及其电容降压LED驱动方法。

背景技术

随着LED灯的广泛应用，LED驱动技术也日渐成熟。现有技术中，存在很多种LED驱动方式，例如PWM恒流驱动方式以及电容降压LED驱动电路。PWM恒流驱动方式能够很好的实现对输出电流的恒流控制，因此，市场上存在大量的恒流控制芯片。但是，采用这种驱动方式，其成本非常高，控制方式非常复杂，电路设计也非常困难。电容降压LED驱动电路控制简单，成本低廉，因此广泛应用于低功率LED照明驱动电路。

参考图1，所示为采用现有技术的一种电容降压LED驱动电路的原理框图。利用容抗限流的原理，交流电源V_ac经过输入电容C_in进行降压，然后输入至整流电路11。输出电容C_out对整流电路11输出的直流电压进行滤波，滤波后的直流电压作为输出电压输入至负载LED灯。电阻R₁与输入电容C_in并联，当关断交流电源时，为输入电容C_in提供电荷泄放回路。

采用图1所示的现有技术的电容降压LED驱动电路，输出电流即LED驱动电流会随着输入电容C_in，交流电源V_ac有很大的变化，造成LED灯的亮度稳定性很差；另一方面，由于LED驱动电流与输入电容C_in的数值相关，因此，随着输入电容C_in的容值的减小，LED驱动电流也会随之减小，造成LED灯的亮度减弱。同时，现有的电容降压LED驱动电路的设计方案，当负载增大时将导致输出电压的显著降低，影响了负载LED灯工作的稳定性。当交流电源发生过压时，可能会导致输出电容C_out的爆炸。另外，由于没有浪涌限制，输出短路保护以及输出开路保护等保护方案，现有的电容降压LED驱动电路存在诸多安全隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种新型的电容降压式LED驱动器以及电容降压驱动方法，以解决现有技术中电容降压式LED驱动器稳定性差，寿命低，效率低等问题。

依据本发明一实施例的一种电容降压式LED驱动器，用以在输入侧接收一交流电源，以在输出侧产生输出电压和输出电流来驱动一LED灯负载，包括输入电容，整流电路，控制电路和开关电路，其中，

所述输入电容的一端连接至所述交流电源的一端，另一端连接至所述整流电路的一输入端，所述整流电路的另一输入端连接至所述交流电源的另一端；

所述输出电容与所述LED灯负载并联；

所述开关电路连接在所述整流电路的输出端和所述输出电容之间；

所述控制电路根据所述输出电流以控制所述开关电路的开关状态，从而控制从所述输入侧传递向所述输出侧的能量数值；

在第一工作状态时，所述输出电流大于一期望驱动电流，所述开关电路控制所述输入侧不向所述输出侧传递能量；

在第二工作状态时，所述输出电流小于所述期望驱动电流，所述开关电路控制所述输入侧向所述输出侧传递能量，以维持所述输出电流与所述期望驱动电流一致。

优选的，所述开关电路包括连接在所述整流电路的两个输出端之间的第一开关；在第一工作状态时，所述第一开关导通；在第二工作状态时，所述第一开关关断。

优选的，所述开关电路还包括串联连接在所述第一开关和所述输出电容之间的第二开关，在第二工作状态时，当所述整流电路的整流输出电压大于所述输出电压时，所述第二开关导通。

优选的，所述第二开关包括一二级管或者一可控开关。

优选的，所述控制电路包括一过零信号发生电路和一关断信号发生电路；

所述过零信号发生电路根据接收到的所述电容降压式LED驱动器的整流电路的输入电压产生一过零信号；当所述输入电压过零时，所述开关电路根据所述过零信号，禁止所述输入侧向所述输出侧的能量传递；

所述关断信号发生电路根据当前所述输出电流和所述期望驱动电流之间的误差，以在一时间区间后产生一关断信号，以允许所述输入侧向所述输出侧的能量传递。

依据本发明一实施例的一种电容降压式LED驱动方法，用以调节电容降压式LED驱动器以产生一输出电压和一输出电流来驱动一LED灯负载，包括以下步骤，

步骤1：比较所述输出电流和一期望驱动电流；

步骤2：当所述输出电流大于所述期望驱动电流时，禁止所述电容降压式LED驱动器的输入侧向输出侧传递能量；

步骤3：当所述输出电流小于所述期望驱动电流时，允许所述输入侧向所述输出侧传递能量，以维持所述输出电流与所述期望驱动电流一致。

优选的，其中，所述步骤3中所述输入侧向所述输出侧传递能量的步骤还包括：

比较所述电容降压式LED驱动器的整流输出电压和所述输出电压；

当所述整流输出电压小于所述输出电压时，所述输入侧不向所述输出侧传递能量；

当所述整流输出电压大于所述输出电压时，所述输入侧向所述输出侧传递能量，以维持所述输出电流与所述期望驱动电流一致。

优选的，其中，所述步骤2中禁止所述输入侧向所述输出侧传递能量的步骤还包括：

监测所述电容降压式LED驱动器的整流电路的输入电压；

当所述输入电压过零时，开始禁止所述输入侧向所述输出侧的能量传递；

在一时间区间后，开始允许所述输入侧向所述输出侧的能量传递；所述时间区间表征当前所述输出电流和所述期望驱动电流之间的误差。

依据本发明实施例的电容降压式LED驱动器以及电容降压LED驱动方法，能够根据负载如LED灯的当前状态，控制所述电容降压式LED驱动器的输入端至输出端的能量传递。例如，当LED灯的驱动电流大于一期望驱动电流时，控制所述电容降压式LED驱动器不再从输入端向输出端传递能量；当LED灯的驱动电流小于一基准电流值时，控制所述电容降压式LED驱动器从输入端向输出端传递能量。通过上述反馈控制，能够实现对LED驱动电流的调节，能够实时控制输出端的输出电信号，在满足负载需求的同时，实现了对输出电信号的精确控制。这种反馈控制方式降低了电路的功耗，提高了工作效率。同时，交流电源和输入电容的变化不会影响LED驱动电流，增强了电路的工作稳定性，提高了电路的使用寿命。另外，通过LED开路保护以及LED短路保护进一步的增强了电路的工作稳定性，也实现了输入电压（交流电源）的过压保护。

附图说明

图1所示为采用现有技术的一种电容降压LED驱动电路的原理框图；

图2所示为依据本发明第一实施例的电容降压式LED驱动器的原理框图；

图3A所示为依据本发明第二实施例的电容降压式LED驱动器的原理框图；

图3B所示为图3A所示的电容降压式LED驱动器的工作波形图；

图4A所示为依据本发明第三实施例的电容降压式LED驱动器的原理框图；

图4B所示为图4A所示的电容降压式LED驱动器的工作波形图；

图5所示为依据本发明第四实施例的电容降压式LED驱动器的原理框图；

图6所示为依据本发明实施例的电容降压式LED驱动方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的几个优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。

参考图2，所示为依据本发明第一实施例的电容降压式LED驱动器的原理框图。在该实施例中，电容降压式LED驱动器200用以驱动负载LED灯。在图1所示的采用现有技术的电容降压式LED驱动器的基础上，电容降压式LED驱动器200进一步包括一开关电路201和控制电路202，以控制电容降压式LED驱动器200的输入侧向输出侧的能量传递。

其中，输入电容C_in的一端连接至交流电源AC的一端，另一端连接至整流电路的11一输入端，整流电路11的另一输入端连接至交流电源AC的另一端；输出电容C_out与LED灯负载并联；开关电路201连接在整流电路11的输出端和输出电容C_out之间。

控制电路202接收输出电流I_LED和期望驱动电流I_REF，以产生相应的控制信号V_ctrl来控制开关电路201的开关状态。

当电容降压式LED驱动器200的输出端的输出电流I_LED大于期望驱动电流I_REF时，控制电路202通过对开关电路201的控制，使得电容降压式LED驱动器20不再从输入端向输出端传递能量；反之，当电容降压式LED驱动器200的输出电流I_LED小于期望驱动电流I_REF时，控制电路202通过对开关电路201的控制，使得电容降压式LED驱动器200从输入端向输出端传递能量。通过这种反馈控制，可以实现对输出电流I_LED的实时精确调节，维持输出电流I_LED与期望驱动电流I_REF一致。同时，这种反馈控制方式降低了电路的功耗，提高了工作效率。同时，交流电源V_ac和输入电容C_in的变化不会影响输出电流I_LED，增强了系统的工作稳定性，提高了系统的使用寿命。

具体的，开关电路201包括连接在整流电路11两个输出端之间的第一开关S1。

当输出电流I_LED大于期望驱动电流I_REF时，控制电路202据以产生相应的控制信号V_ctrl，以控制第一开关S1闭合。此时，输入侧的能量无法向输出侧进行传递，而是在输入电源V_ac、输入电容C_in和整流电路11组成的环路中循环，从而降低电容降压式LED驱动器的输出电流I_LED。

而当输出电流I_LED小于期望驱动电流I_REF时，控制电路202据以产生相应的控制信号，以控制第一开关S1断开，允许输入侧的能量向输出侧进行传递，以增加输出电流I_LED，使之与期望驱动电流I_REF一致。

进一步的，开关电路201还可以包括串联连接在整流电路11的正输出端和输出电容C_out的正输出端之间的第二开关S2。

当整流电路11的正输出端的电压大于所述电容降压式LED驱动器的输出电压V_out时，第二开关S2导通。此时，如果输出电流I_LED小于期望驱动电流I_REF，则输入侧的能量开始向输出侧传递，即位于输入侧的交流电源V_ac通过整流电路11向位于输出侧的输出电容C_out传递能量，以增加电容降压式LED驱动器的输出电流I_LED。

这里，第二开关S2可以选择合适开关类型，例如可以为二级管或者可控开关等。

另外，在系统工作过程中，尤其是开关电路201在导通瞬间，可能会产生很大的浪涌电流，如果不对其进行限制，可能会损坏系统中的元器件，造成系统无法正常工作。因此，需要一定的浪涌限制电路来避免上述情况的发生。在该实施例中，在交流电源V_ac和输入电容C_in之间串联一浪涌限制电路来限制开关电路201开通时的浪涌电流。浪涌限制电路可以包括一电感L1。当然，浪涌限制电路也可以位于系统的其他位置，例如，整流电路11的输出端和开关电路之间的公共连线上。

这里，控制电路202和电容降压式LED驱动器200的主电路优选为共电位。

可见，依据本发明实施例的电容降压式LED驱动器，与现有技术相比，输出电信号（输出电流或者输出电压）是可控的。根据当前输出电信号信息，通过反馈控制，对输出电信号进行调节，维持输出电信号恒定，降低了电路的功耗，提高了工作效率。同时，交流电源和输入电容的变化不会影响LED驱动电流，增强了电路的工作稳定性，提高了电路的使用寿命。

参考图3A，所示为依据本发明第二实施例的电容降压式LED驱动器的原理框图。

在该实施例中，电容降压式LED驱动器300的第二开关S2为一单向开关，以保证仅在输入电压V_in大于输出电压V_out时，第二开关S2可以导通，以允许从输入侧向输出侧传递能量。而当输入电压V_in小于输出电压V_out时，第二开关S2维持断开状态，防止输出侧向输入侧的能量倒流。这里，第二开关S2包括一二极管D1。

另一方面，第一开关S1的频繁关断和导通，会产生很大的导通损耗，以及很大的电磁干扰（EMI），因此如果能够实现第一开关S1的零电压开通，导通损耗将会大大降低。在该实施例中，控制电路302实时监测整流电路11的输入电压V_in。当输入电压V_in过零时，控制第一开关S1导通，从而使第一开关S1和输入电压V_in的相位同步，来减小第一开关S1的导通损耗和EMI干扰。

第一开关S1的关断控制通过一表征当前输出电流I_LED和期望驱动电流I_REF之间的误差的时间区间来控制。所述时间区间通过一斜坡信号V_COMP和一表征输出电流I_LED和期望驱动电流I_REF之间的误差的补偿信号V_COMP来获得。

结合图3B所示的图3A所示的电容降压式LED驱动器300的工作波形图，其工作原理为：

在第一开关S1关断时，整流电路11的输入电压V_in与交流电源V_ac成比例关系，两者的波形相同。因此，在时刻t₀，当交流电源V_ac过零时，整流电路11的输入电压V_in过零，此时控制电路302产生的驱动信号V_G变为高电平，以驱动第一开关S1开通。同时，斜坡信号V_RAMP由零值开始持续上升，输入电压V_in保持为零值。在时刻t₁，斜坡信号V_RAMP上升至补偿信号V_COMP，驱动信号V_G变为低电平，以断开第一开关S1，输入电压V_in再次跟随交流电源V_ac。周而复始，第一开关S1根据当前LED驱动电流和期望驱动电流之间的误差信息被周期性的开通或者关断，以控制LED驱动电流I_LED维持恒定。

另外，在该实施例中，浪涌限制电路（包括电感L1’）串联连接在整流电路11的正输出端和第一开关S1的第一端之间。

参考图4A，所示为依据本发明第三实施例的电容降压式LED驱动器的原理框图。在该实施例中，将详细说明电容降压式LED驱动器的控制电路的原理框图以及其工作原理。

控制电路包括过零信号发生电路401，关断信号发生电路402和逻辑电路。其中，逻辑电路包括RS触发器404。过零信号发生电路401的输入端接收输入电压V_in，当输入电压V_in过零时，产生过零信号S_ZERO。当输入电压V_in过零时，过零信号S_ZERO置位RS触发器404，Q端输出的控制信号V_G通过相应的驱动电路将第一开关S1导通，禁止输入侧向输出侧传递能量。

关断信号发生电路402用以产生一时间区间，以在第一开关S1导通后的所述时间区间后关断第一开关S1，以允许输入侧向输出侧传递能量。所述时间区间表征当前输出电流I_LED和期望驱动电流I_REF之间的误差。

在该实施例中，检测电阻R_SENSE与LED灯负载串联连接，以在检测电阻R_SENSE两端产生表征输出电流I_LED的检测电压信号V_SENSE。基准电压V_REF1表征期望驱动电流I_REF。

关断信号发生电路402包括补偿信号发生电路406和斜坡信号发生电路405。

补偿信号发生电路406根据检测电压信号V_SENSE和基准电压V_REF1，产生表征当前LED驱动电流和期望驱动电流之间的误差的补偿信号V_COMP。具体的，补偿信号发生电路406包括一误差放大器EA1和一连接至误差放大器EA1的输出端的补偿电容C_COMP。误差放大器EA1的两个输入端分别接收检测电压信号V_SENSE和基准电压V_REF1，输出端的输出信号通过补偿电容C_COMP进行补偿后，产生补偿信号V_COMP。

斜坡信号发生电路405用以在第一开关S1导通后，产生一持续上升的斜坡信号V_RAMP。具体的，斜坡信号发生电路405包括串联连接的电流源I₀和电容C_CHG，以及与电容C_CHG并联的开关Q₀。开关Q₀的开关状态由控制信号V_G的非信号进行控制。当第一开关S1开始导通时，电流源I₀对电容C_CHG进行充电，电流源I₀和电容C_CHG的公共连接点A处的斜坡信号V_RAMP的数值持续上升。比较器408将接收到的斜坡信号V_RAMP和补偿信号V_COMP进行比较。当斜坡信号V_RAMP上升至补偿信号V_COMP时，比较器408的输出信号S_OFF复位RS触发器404，从而将第一开关S1关断。

参考图4B，所示为图4A所示的电容降压式LED驱动器的工作波形图。以下将结合工作波形图来详细说明电容降压式LED驱动器400的工作原理。

在第一开关S1处于关断状态时，如时刻t₀至时刻t₁，输入电压V_in大于输出电压V_out，二极管D1处于正向导通状态，输入电容C_in和输出电容C_out串联连接在交流电源V_ac的两端。因此，输入电容电压V_cin的波形形状与交流电源V_ac的形状相同，输入电容电压V_cin的数值与交流电源V_ac的数值成比例关系，输入电压V_in的数值持续上升。当到达时刻t₁时，输入电容电压V_cin的数值与交流电源V_ac的数值到达峰值。从时刻t₁至时刻t₂，交流电源V_ac开始下降，输入电容电压V_cin维持不变。当在时刻t₂，交流电源V_ac的数值下降至输入电容电压V_cin的数值时，输入电压V_in快速下降至零值。此时，控制信号V_G变为高电平，第一开关S1开始导通；并且斜坡信号V_RAMP开始由零值持续上升。当到达时刻t₃时，斜坡信号V_RAMP上升至补偿信号V_COMP，控制信号V_G变为低电平，第一开关S1被关断。在时刻t₂至时刻t₃时间区间内，第一开关S1导通，输入电容电压V_cin跟随交流电源V_ac，因此，输入电压V_in数值保持为零值。在时刻t₃至时刻t₄的时间区间内，输入电压V_in小于输出电压V_out，二极管D1处于截止状态，因此输入电容电压V_cin维持不变。至时刻t₄时，输入电压V_in大于输出电压V_out，二极管D1开始导通，输入电容电压V_cin再次与交流电源V_ac的数值成比例关系，直至时刻t₅。相同的原理，在交流电源V_ac的负半周期内，在时刻t₆，输入电压V_in变为零值，再次导通第一开关S1，直至时刻t₇。周而复始，根据当前LED驱动电流和期望LED驱动电流之间的误差调节第一开关S1的导通时间，从而维持LED驱动电流始终保持与期望LED驱动电流一致。

以上仅仅结合具体实施例详细说明了斜坡信号发生电路、补偿信号发生电路，以及表征LED驱动电流的检测电压信号的一种实现方式。本领域技术人员可以得知，其他合适的实现方式同样可以适用于本发明。

参考图5，所示为依据本发明第四实施例的电容降压式LED驱动器的原理框图。在图4所示的实施例的基础上，图5所示的电容降压式LED驱动器500进一步包括LED短路保护电路503和LED开路保护电路505。

LED短路保护电路503接收输出电压V_out和第一电压阈值V_th1，并产生短路保护信号S_SHORT。LED开路保护电路505接收输出电压V_out和第二电压阈值V_th2，并产生开路保护信号S_OPEN。

LED开路保护电路505接收输出电压V_out和第二电压阈值V_th2，并产生开路保护信号S_OPEN。或门504的三个输入端分别接收过零信号发生电路输出的过零信号S_ZERO、短路保护信号S_SHORT和开路保护信号S_OPEN。当输入电压V_in过零，或者负载LED灯短路时，或者负载LED灯开路时，或门504的输出信号传递至RS触发器404的置位端S，从而控制第一开关S1导通。而当输出电压V_out小于第一电压阈值V_th1时，负载LED灯发生短路，第一开关S1会导通，禁止输入电源给输出输送能量。当输出电压V_out大于第二电压阈值V_th2时，负载LED灯发生开路，第一开关S1也会导通，禁止输入电源给输出输送能量。

当然，对负载LED灯的短路保护也可以通过其他方式来实现。例如。当发生短路时，根据短路保护信号S_SHORT，不使能控制电路。

另外，对于开路保护，也可以利用开路保护信号S_OPEN对第一开关的关断进行控制。例如，当斜坡信号V_RAMP大于补偿信号V_COMP，并且，负载LED灯没有发生开路时，与门506的输出信号传递至RS触发器404的复位端R，从而控制第一开关S1关断。当输出电压V_out大于第二电压阈值V_th2时，负载LED灯发生开路，即使斜坡信号V_RAMP大于补偿信号V_COMP，第一开关S1也不会被关断，从而保证输入侧的能量不会传递至输出电容C_out，防止输出电容C_out电压过高而发生爆炸。

在该实施例中，也列举了过零信号发生电路的一种实现方式。过零信号发生电路包括过零检测电路501和单脉冲信号发生电路502。当输入电压V_in过零时，过零检测电路501的输出信号通过单脉冲信号发生电路502，输出一单脉冲信号，来作为过零信号S_ZERO。

其中，依据一实施例的LED短路保护电路503包括一比较器，其两输入端分别接收输出电压V_out和表征负载LED灯短路状态的第一电压阈值，当输出电压小于所述第一电压阈值时，表征负载LED灯发生短路。

类似的，依据一实施例的LED开路保护电路505包括另一比较器，其两输入端分别接收输出电压V_out和表征负载LED灯开路状态的第二电压阈值，当输出电压大于所述第二电压阈值时，表征负载LED灯发生开路。

这里，也可以采用一电阻分压网络来对输出电压进行采样，所述电压阈值进行相应的设置即可。

以下将结合具体实施例，详细说明依据本发明实施例的电容降压式LED驱动方法。参考图6，所示为依据本发明一实施例的电容降压式LED驱动方法的流程图。

在该实施例中，电容降压式LED驱动方法，用以调节电容降压式LED驱动器以产生一输出电压和一输出电流来驱动一LED灯负载，包括以下步骤：

S601：比较所述输出电流和一期望驱动电流；

S602：当所述输出电流大于所述期望驱动电流时，禁止所述电容降压式LED驱动器的输入侧向输出侧传递能量；

S603：当所述输出电流小于所述期望驱动电流时，允许所述输入侧向所述输出侧传递能量，以维持所述输出电流与所述期望驱动电流一致。

其中，步骤S603中所述输入侧向所述输出侧传递能量的步骤还包括：

其中，步骤S602中禁止所述输入侧向所述输出侧传递能量的步骤还包括：

监测所述电容降压式LED驱动器的整流电路的输入电压；

依据本发明一实施例的时间区间的产生步骤可以包括：

根据当前输出电流和期望驱动电流之间的误差产生一补偿信号；

在每一开关周期内，从禁止所述输入侧向所述输出侧的能量传递时刻起，一斜坡信号从零值持续上升，所述斜坡信号上升至所述补偿信号的时间为所述时间区间。

依据本发明实施例的电容降压式LED驱动方法，还包括，利用一磁性元件限制所述输入侧的浪涌电流，防止开关导通时产生的浪涌电流损坏电路元器件。

依据本发明实施例的电容降压式LED驱动方法，还包括，当所述LED灯负载发生短路时，禁止所述输入侧向所述输出侧的能量传递。

这里，LED灯负载发生短路的判断步骤包括：

比较所述输出电压和第一电压阈值；

当所述输出电压小于所述第一电压阈值时，所述LED灯负载发生短路。

当LED灯发生短路时，一种保护措施为不使能电容降压式LED驱动器的控制电路，使之不工作。

依据本发明实施例的电容降压式LED驱动方法，还包括，当所述LED灯负载发生开路时禁止所述输入侧向所述输出侧的能量传递。

这里，LED灯负载发生开路的判断步骤包括：

比较所述输出电压和第二电压阈值；

当所述输出电压大于所述第二电压阈值时，所述LED灯负载发生开路。

当所述LED灯负载发生开路时，禁止所述输入侧向所述输出侧的能量传递，以充分保护输出侧的输出电容，防止超出其耐压，而发生爆炸。

为了限制开关起始时刻的浪涌电流，依据本发明实施例的电容降压式LED驱动方法，还可以包括，利用一磁性元件限制所述输入侧的浪涌电流。

需要说明的是，本发明各个实施例间名称相同的器件功能也相同，且改进行性的实施例可分别与上述多个相关实施例进行结合，但说明时仅已在上一实施例的基础上举例说明。本领域技术人员根据本发明公开的上述具体实施例的基础上，无须创造性的劳动，可以推知其他合适的电路结构也同样适用于本发明，例如，过零信号发生电路，LED短路保护电路，LED开路保护电路，斜坡信号发生电路以及补偿信号发生电路等。因此，本领域技术人员在本发明实施例公开的电路的基础上所做的相关的改进，也在本发明实施例的保护范围之内。

另外，还需要说明的是，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。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims

1.一种电容降压式LED驱动器，用以在输入侧接收一交流电源，以在输出侧产生输出电压和输出电流来驱动一LED灯负载，其特征在于，包括输入电容，整流电路，控制电路和开关电路，其中，

一输出电容与所述LED灯负载并联；

所述开关电路包括连接在所述整流电路的两个输出端之间的第一开关；所述控制电路包括一过零信号发生电路和一关断信号发生电路；

所述过零信号发生电路根据接收到的所述电容降压式LED驱动器的整流电路的输入电压产生一过零信号；当所述输入电压过零时，所述第一开关开始导通，以禁止所述输入侧向所述输出侧的能量传递；

所述关断信号发生电路包括补偿信号发生电路和斜坡信号发生电路；

所述补偿信号发生电路用以产生表征当前所述输出电流和期望驱动电流之间的误差的补偿信号；

所述斜坡信号发生电路用以所述第一开关导通后，产生一持续上升的斜坡信号；

当所述斜坡信号上升至所述补偿信号时，关断第一开关，以允许所述输入侧向所述输出侧的能量传递，以维持所述输出电流与所述期望驱动电流一致。

2.根据权利要求1所述的电容降压式LED驱动器，其特征在于，所述开关电路还包括串联连接在所述第一开关和所述输出电容之间的第二开关，在第二工作状态时，当所述整流电路的整流输出电压大于所述输出电压时，所述第二开关导通。

3.根据权利要求2所述的电容降压式LED驱动器，其特征在于，所述第二开关包括一二级管或者一可控开关。

4.根据权利要求1所述的电容降压式LED驱动器，其特征在于，还包括一浪涌限制电路，以限制所述开关电路导通时的浪涌电流。

5.根据权利要求4所述的电容降压式LED驱动器，其特征在于，所述浪涌限制电路包括一磁性元件。

6.根据权利要求4所述的电容降压式LED驱动器，其特征在于，所述浪涌限制电路位于所述交流电源和所述输入电容之间。

7.根据权利要求4所述的电容降压式LED驱动器，其特征在于，所述浪涌限制电路位于所述整流电路的输出端和所述开关电路之间。

8.根据权利要求1所述的电容降压式LED驱动器，其特征在于，还包括LED短路保护电路；当所述LED灯负载发生短路时，所述控制电路控制所述第一开关处于导通状态，所述输入侧不向所述输出侧的能量传递。

9.根据权利要求8所述的电容降压式LED驱动器，其特征在于，所述LED短路保护电路接收所述输出电压和第一电压阈值，当所述输出电压小于所述第一电压阈值时，所述LED灯负载发生短路，所述LED短路保护电路产生一短路保护信号，以控制所述第一开关处于导通状态。

10.根据权利要求1所述的电容降压式LED驱动器，其特征在于，还包括LED开路保护电路；当所述LED灯负载发生开路时，所述控制电路控制所述第一开关处于导通状态，所述输入侧不向所述输出侧的能量传递。

11.根据权利要求10所述的电容降压式LED驱动器，其特征在于，所述LED开路保护电路接收所述输出电压和第二电压阈值，当所述输出电压大于所述第二电压阈值时，所述LED灯负载发生开路，所述LED开路保护电路产生一开路保护信号，以控制所述第一开关处于导通状态。

12.一种电容降压式LED驱动方法，用以调节电容降压式LED驱动器以产生一输出电压和一输出电流来驱动一LED灯负载，其特征在于，包括，步骤1：监测所述电容降压式LED驱动器的整流电路的输入电压；当所述输入电压过零时，第一开关开始导通，以禁止输入侧向输出侧的能量传递；

步骤2：产生表征当前所述输出电流和期望驱动电流之间的误差的补偿信号；

步骤3：所述第一开关导通后，产生一持续上升的斜坡信号；

步骤4：当所述斜坡信号上升至所述补偿信号时，关断第一开关，以允许所述输入侧向所述输出侧的能量传递，以维持所述输出电流与所述期望驱动电流一致。

13.根据权利要求12所述的电容降压式LED驱动方法，其特征在于，还包括，利用一磁性元件限制所述输入侧的浪涌电流。

14.根据权利要求12所述的电容降压式LED驱动方法，其特征在于，所述步骤4中所述输入侧向所述输出侧传递能量的步骤还包括：

15.根据权利要求12所述的电容降压式LED驱动方法，其特征在于，还包括，当所述LED灯负载发生短路时，禁止所述输入侧向所述输出侧的能量传递。

16.根据权利要求12所述的电容降压式LED驱动方法，其特征在于，还包括，当所述LED灯负载发生开路时，禁止所述输入侧向所述输出侧的能量传递。