CN105554963B - 用于led驱动器的驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED驱动器的交流输入检测和启动电路以及LED驱动方法，所述LED驱动器的交流输入检测和启动电路，包括滤波器和中间级电压反馈网络；其中，滤波器包括第五电阻、第六电阻和第三电容，第五电阻的一端与整流桥的输出端连接，另一端与第六电阻和第三电容的一端连接，第六电阻的另一端与第三电容的另一端接地；整流桥滤波输出检测端连接于第五电阻和第六电阻之间；中间级电压反馈网络包括第三电阻和第四电阻，第三电阻的一端与第五二极管的负极连接，第四电阻的一端接地，母线电压检测端连接于第三电阻和第四电阻之间。实施本发明可使变压器的启动更加安全，无闪烁、无电压过冲，避免了启动过程中出现与过电压相关的系统异常。

Description

用于LED驱动器的驱动方法

技术领域

本发明属于LED领域，尤其是一种LED驱动器的交流输入检测和启动电路以及LED驱动方法。

背景技术

近年来，低压LED灯具开始替换卤素灯，因其光效和使用寿命的优势，已得到广泛注意，但在应用中有一个尚未很好解决的问题：电子变压器。电子变压器实质是一个自震荡的谐振变压器，它能把工频交流电转变成为低压卤素灯可用的12V电压。因其设计初衷是为了给卤素灯这种纯电阻负载供电，而且需要很大电流来触发导通，此外，电子变压器带容性或非线性负载时很容易意外关断。

经申请人研究后发现：现有技术方案对于低压LED的启动采用固定模式的软启动脉冲序列，这样做的缺点在于：有时外界交流电并没有存在，而软启动序列已经开始，则功率因数校正级的主开关管可能会以较大占空比开关，这时如果外界交流电突然合闸，将产生很大涌流和直流母线过压，这些都会给系统中的元器件带来过度应力，损坏系统。传统低压LED驱动系统的上电过程由于缺乏对交流输入的检测，观察到很大的电压过压情况，严重时会造成系统损坏。

发明内容

发明目的：一个目的是提供一种LED驱动器的交流输入检测和启动电路，以解决现有技术存在的上述问题。进一步的目的是提供一种LED驱动方法。

技术方案：一种LED驱动器的交流输入检测和启动电路，包括电子变压器、整流桥、滤波器、升压变换器、中间级电压反馈网络和降压变换器；其中，

所述滤波器包括第五电阻R5、第六电阻R6和第三电容C3，所述第五电阻R5的一端与整流桥的输出端连接，另一端与第六电阻R6和第三电容C3的一端连接，所述第六电阻R6的另一端与第三电容C3的另一端接地；整流桥滤波输出检测端连接于第五电阻R5和第六电阻R6之间；

所述升压变换器包括第一电感L1、第二控制开关Q2、第一电阻R1、第五二极管D5和第一电容C1；所述第一电感L1的两端分别接整流桥的输出端和第二控制开关Q2的漏极，所述第一电阻R1的两端分别与地、第二控制开关Q2的源极连接，所述第五二极管D5的正极与第二控制开关Q2的漏极连接，第五二极管的负极与第一电容C1的 一端连接，第一电容C1的另一端接地；

所述中间级电压反馈网络包括第三电阻R3和第四电阻R4，第三电阻R3的一端与第五二极管D5的负极连接，所述第四电阻R4的一端接地，母线电压检测端连接于第三电阻R3和第四电阻R4之间；

所述降压变换器包括第三控制开关Q3、第六二极管D6、第二电阻R2、第二电感L2和第二电容C2；所述第三控制开关Q3的源极与第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端接地，所述第三控制开关Q3的漏极与第六二极管D6的正极和第二电容C2的一端连接，所述第二电感L2的两端分别与第六二极管D6的负极和第二电容C2的另一端连接。

在进一步的实施例中，还包括导通角检测电路，所述导通角检测电路包括依序连接的比较器、毛刺滤波器、占空比计算模块、低通滤波器和PWM信号发生器，所述比较器的输入端与整流桥滤波输出连接，所述PWM信号发生器的输出端与降压变换器连接。

在进一步的实施例中，当整流桥滤波输出检测端在预定时间内接收到预期数量的交流信号且母线电压检测端检测到的信号大于等于第一预定值时，驱动电源在预定时间内完成启动。

当母线电压检测端检测到的信号大于等于第二预定值时，结束启动过程。

一种用于LED驱动器的驱动方法，包括如下步骤：

步骤1、检测是否存在交流输入信号，若存在交流输入信号，则开始PWM的斜坡上升；

步骤2、检测母线电压反馈信号是否大于预定值，若大于预定值，则结束启动过程。

在进一步的实施例中，通过整流桥滤波输出信号在预定时间内产生的上升沿个数判断是否有交流输入信号。

在进一步的实施例中，若检测到交流输入信号且母线电压反馈信号大于第一设定值，则驱动电源在预定时间内完成启动。

在进一步的实施例中，在斜坡上，脉冲宽度每隔预定时间增加预定数值，以使之能够在预定时间内完成软启动。

一种基于上述LED驱动器的交流输入检测和启动电路的驱动方法，包括如下步骤：

步骤1、检测是否有交流输入信号，若检测到交流输入信号，则开始PWM的斜坡上升；

步骤2、检测母线电压反馈信号是否大于预定值，若大于预定值，则结束启动过程。

有益效果：本发明通过检测母线电压和整流桥输出的低通滤波信号，并判断交流输入情况和导通角，由此确定软启动过程中的PWM输出，启动更加安全，无闪烁、无电压过冲，避免了启动过程中出现与过电压相关的系统异常。

附图说明

图1是本发明某个实施例的拓扑结构示意图。

图2是本发明某个实施例的软启动流程图。

图3是本发明某个实施例的导通角检测电路结构框图。

图4是现有启动方式的波形图。

图5是本发明某个实施例的实验结果。

图6是本发明某个实施例的测试结果。

具体实施方式

为解决上述问题，申请人进行了深入地研究，研究过程如背景技术所述，在此不再描述。基于上述研究，申请人提出了如下的解决方案。该方法包括如下步骤：

检测是否存在交流输入信号，若存在交流输入信号，则开始PWM的斜坡上升；

检测母线电压反馈信号是否大于预定值，若大于预定值，则结束启动过程。

通过上述方法，可有效解决现有技术存在的问题，在没有交流输入信号时，软启动程序不工作，因此不会出现背景技术中提及的情况。启动更加安全，能够避免异常情况发生。

在进一步的实施例中，通过整流桥滤波输出信号在预定时间内产生的上升沿个数判断是否有交流输入信号。

优选的实施例中，若检测到交流输入信号且母线电压反馈信号大于第一设定值，则说明存在交流输入且电路无故障，则驱动电源在预定时间内完成启动。

当母线电压检测端检测到的信号大于等于第二预定值时，结束启动过程。

在更进一步的实施例中，在软启动斜坡上，脉冲宽度每隔预定时间增加预定数值，以使之能够在预定时间内完成软启动。

通过一个具体的电路来说明上述方法，并验证上述方法的实际效果。

如图1所示，该LED驱动器的交流输入检测和启动电路主要包括电子变压器、整流桥、滤波器、升压变换器、中间级电压反馈网络和降压变换器。

滤波器包括第五电阻R5、第六电阻R6和第三电容C3，第五电阻R5的一端与整流桥的输出端连接，另一端与第六电阻R6和第三电容C3的一端连接，第六电阻R6的另一端与第三电容C3的另一端接地；整流桥滤波输出检测端连接于第五电阻R5和第六电阻R6之间；

升压变换器包括第一电感L1、第二控制开关Q2、第一电阻R1、第五二极管D5和第一电容C1；第一电感L1的两端分别接整流桥的输出端和第二控制开关Q2的漏极，第一电阻R1的两端分别与地、第二控制开关Q2的源极连接，第五二极管D5的正极与第二控制开关Q2的漏极连接，第五二极管的负极与第一电容C1的一端连接，第一电容C1的另一端接地；

中间级电压反馈网络包括第三电阻R3和第四电阻R4，第三电阻R3的一端与第五二极管D5的负极连接，第四电阻R4的一端接地，母线电压检测端连接于第三电阻R3和第四电阻R4之间；

降压变换器包括第三控制开关Q3、第六二极管D6、第二电阻R2、第二电感L2和第二电容C2；所述第三控制开关Q3的源极与第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端接地，第三控制开关Q3的漏极与第六二极管D6的正极和第二电容C2的一端连接，第二电感L2的两端分别与第六二极管D6的负极和第二电容C2的另一端连接。

当整流桥滤波输出检测端在预定时间内接收到预期数量的交流信号且母线电压检测端检测到的信号大于等于第一预定值时，驱动电源在预定时间内完成启动。

如图2所示，该图为某个具体实施例的软启动流程图。每隔20ms，如果任何ZVX_in上升沿被检测到，则count_ac_on自加1，直至count_ac_on为3，表示存在交流输入信号。每隔20ms，如果二极管整流桥滤波输出ZVX_in没有翻转，count_ac_off加1，等到count_ac_off＝3，判定没有交流源输入。

从该图可知，当母线电压的反馈信号大于第一预设值(设定值、预定值)且存在交流输入信号时，则开始软启动过程；当母线电压的反馈信号大于等于第二预设值时，则退出软启动，否则等待预定的时间，再次判断是否完成启动过程，退出软启动。若母线电压小于第一设定值或者无交流输入信号时，不进行软启动过程或者重启。在软启动斜坡上，Ton[7:0]每1.6ms增加1。保证400ms以内完成软启动。实际的软启动时间还需要依赖于Vbus_fb多快能达到600h。

如图3所示，导通角检测电路包括依序连接的比较器、毛刺滤波器、占空比计算模块、低通滤波器和PWM信号发生器，比较器的输入端与整流桥滤波输出连接，所述PWM信号发生器的输出端与降压变换器连接。二极管整流桥滤波输出ZVX_in经比较器之后，通过500us延迟的毛刺滤波器，占容比检测，低通滤波，最后是PWM调光水平发生器。

如图4所示，在现有启动方式下，直流母线电压严重过冲，电子变压器导通角变化，电子变压器意外关闭等现象。

如图5和图6所示，从图可以明显看出，启动正常，输入导通角一致性高。从图5中的a处可以看出软启动过程平滑。从图6中的b处可以看出，导通角一致性较好，调光信息稳定。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种用于LED驱动器的驱动方法，其特征在于，基于一种LED驱动器的交流输入检测和启动电路实现，所述LED驱动器的交流输入检测和启动电路包括电子变压器、整流桥、滤波器、升压变换器、中间级电压反馈网络和降压变换器；其中，

所述滤波器包括第五电阻R5、第六电阻R6和第三电容C3，所述第五电阻R5的一端与整流桥的输出端连接，另一端与第六电阻R6和第三电容C3的一端连接，所述第六电阻R6的另一端与第三电容C3的另一端接地；整流桥滤波输出检测端连接于第五电阻R5和第六电阻R6之间；

所述升压变换器包括第一电感L1、第二控制开关Q2、第一电阻R1、第五二极管D5和第一电容C1；所述第一电感L1的两端分别接整流桥的输出端和第二控制开关Q2的漏极，所述第一电阻R1的两端分别与地、第二控制开关Q2的源极连接，所述第五二极管D5的正极与第二控制开关Q2的漏极连接，第五二极管的负极与第一电容C1的一端连接，第一电容C1的另一端接地；

所述中间级电压反馈网络包括第三电阻R3和第四电阻R4，第三电阻R3的一端与第五二极管D5的负极连接，所述第四电阻R4的一端接地，母线电压检测端连接于第三电阻R3和第四电阻R4之间；

所述降压变换器包括第三控制开关Q3、第六二极管D6、第二电阻R2、第二电感L2和第二电容C2；所述第三控制开关Q3的源极与第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端接地，所述第三控制开关Q3的漏极与第六二极管D6的正极和第二电容C2的一端连接，所述第二电感L2的两端分别与第六二极管D6的负极和第二电容C2的另一端连接；

还包括导通角检测电路，所述导通角检测电路包括依序连接的比较器、毛刺滤波器、占空比计算模块、低通滤波器和PWM信号发生器，所述比较器的输入端与整流桥滤波输出检测端连接，所述PWM信号发生器的输出端与降压变换器连接；

该驱动方法包括如下步骤：

步骤1、检测是否存在交流输入信号，若存在交流输入信号，则开始PWM的斜坡上升；

通过整流桥滤波输出信号在预定时间内产生的上升沿个数判断是否有交流输入信号；若检测到交流输入信号且母线电压检测端的信号大于第一设定值，则驱动电源在预定时间内完成软启动；在斜坡上，脉冲宽度每隔预定时间增加预定数值，以使之能够在预定时间内完成软启动；

步骤2、检测母线电压检测端的信号是否大于第二预定值，若大于第二预定值，则结束软启动过程。