CN105682309B - Led驱动电路及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种LED驱动电路及驱动方法，该驱动电路包括：整流电路，接收包含导通角的相控调光信号，并输出与该相控调光信号相对应的一整流信号；变换器，包括一可控开关，输入端耦接至该整流电路，且输出端耦接一LED；以及控制器，具有一第一输入端、一第二输入端和一输出端，该第一输入端用于接收该整流信号，该第二输入端用于接收一第一采样信号，该输出端根据该整流信号以及该采样信号来输出一控制信号，其中，该可控开关接收来自该控制器的该控制信号，从而执行导通与断开操作，以控制该LED所需的电流。本公开的LED驱动电路启动无闪烁，能够实现LED负载的宽范围线性调光且无需死负载，能够简化电路结构，减少电路元器件数量。

Description

LED驱动电路及其驱动方法
技术领域
本公开涉及LED驱动技术领域，尤其涉及一种应用于LED调光的LED驱动电路及其驱动方法。
背景技术
传统的调光手段是用双向可控硅的相控调光器对白炽灯进行亮度调节，通过改变交流正弦波的导通角来改变加到灯电压的有效值，改变白炽灯电流，从而改变白炽灯的亮度。
LED是新型节能照明光源，产生相同光亮所需的电能远比白炽灯小，与节能灯和白炽灯相比，具有体积小、高寿命等优点。LED的亮度与流过的电流直接相关，在照明应用中，都需要一个驱动器将市电转换成恒定电流输出或者恒定电压输出用来驱动LED。在相控调光场合，一般采用相控调光器和LED驱动电路构成LED调光电路。但是由于LED与白炽灯在特性上存在本质差别，如果将LED(包含驱动器)直接取代白炽灯而不作特殊设计，会导致LED不能正常工作或者出现以下问题：LED闪烁，旋转可控硅调光器旋钮时LED亮度不能做到全调光范围线性变化，甚至不能调光。
图1示出常用相控调光器的内部电路结构示意图，如图所示，由于相控调光器中双向可控硅的导通需要一个维持电流，因此为了实现LED调光，在很多LED驱动器中都需要增加一个固定负载，也称死负载或者Bleeder电阻，用于在导通期间维持其最小导通电流，从而保证能够准确检出相角信号，进行调光控制。例如，美国国家半导体公司LM3445方案，如图2所示的LED调光电路。但额外增加固定负载会造成比较大的损耗，导致LED驱动器的效率降低。
现有的LED驱动器采用PFC(功率因数校正)方案。通过PFC控制技术，在相控调光器导通期间，驱动器的输入电流与输入电压同相且幅值成比例，这种LED驱动器可以利用输出负载作为调光器的负载，从而可以省去用于提供双向可控硅的导通维持电流的死负载。其中PFC控制可以采用恒定导通时间或者乘法器来控制驱动器的输入电流的波形，实现PFC功能。LED驱动器是通过采样驱动器的输入电压的导通角度，经过滤波后将其转化成直流信号，该信号大小与相控调光器输出的调光信号的导通角度大小成正比。将该信号作为基准与输出电流采样信号比较，输出反馈环节的误差信号，控制输出电流大小。然而，这种调光方式存在开机闪烁现象和无法宽范围调光的问题。具体而言，在相控调光器导通角度较小的情况下进行开机时，电压相角采样经过滤波转换成相对应的基准存在一定的迟滞时间，在迟滞时间内的基准不能快速准确反映电压相角变化，从而导致迟滞时间内的电流基准偏高，输出电流偏大，就会出现闪烁现象。另一方面，通过采样输入电压的导通角度作为基准，还存在基准采样线路复杂、元器件数量多的问题。
发明内容
本公开的实施例旨在提供一种限功率调光的LED驱动电路及其驱动方法，以解决现有相控调光方案存在的问题。
为实现上述目的，本公开的实施例提供了一种LED驱动电路，包括：一整流电路，接收一包含导通角的相控调光信号，并输出与该相控调光信号相对应的一整流信号；一变换器，包括一可控开关，该变换器的输入端耦接至该整流电路，且该变换器的输出端耦接一LED；以及一控制器，具有一第一输入端、一第二输入端和一输出端，该控制器的该第一输入端用于接收该整流信号，该控制器的该第二输入端用于接收来自该LED的一第一采样信号，该第一采样信号反映流经该LED的电流，该控制器的输出端根据该整流信号以及该第一采样信号来输出一控制信号，其中，该可控开关接收来自该控制器的该控制信号，从而执行导通与断开操作，以控制该LED所需的电流。
本公开的实施例还提供一种LED驱动方法，应用于驱动LED的一LED驱动电路，该LED驱动电路包括：一整流电路、具有一可控开关的一变换器、一控制器，该变换器的输入端耦接至该整流电路且该变换器的输出端耦接至该LED，该控制器耦接至该整流电路、该LED和该变换器的该可控开关；该LED驱动方法包括：该整流电路接收一包含导通角的相控调光信号，并输出与所述相控调光信号相对应的一整流信号；该变换器接收该整流信号，并输出一负载功率至该LED；对流经该LED的电流进行采样，以产生一第一采样信号；该控制器接收该整流信号和该采样信号，并输出一控制信号；以及该可控开关接收该控制信号，从而执行导通与断开操作，以控制该LED电流。
由上述技术方案可知，本公开的实施例至少部分可实现以下有益效果：采用限功率方式的LED驱动电路，启动无闪烁，能够实现LED负载的宽范围线性调光；电路无需死负载，能够简化电路结构，减少电路元器件数量。
附图说明
图1示出常用相控调光器的内部电路结构示意图；
图2示出LM3445调光器的内部电路结构示意图；
图3示出根据本公开的LED驱动电路一实施例的示意框图；
图4示出根据本公开的LED驱动电路一实施例的示意电路图；
图5示出根据本公开的LED驱动电路另一实施例的示意电路图；
图6示出图11实施例中调节器的示意电路图；
图7示出图11实施例中过零检测电路的示意电路图；
图8示出LED的灯载V-I特性示意图；
图9示出根据本公开的LED驱动电路再一实施例的的示意电路图；
图10示出图9实施例中调节器的示意电路图；
图11示出根据本公开的LED驱动方法一实施例的流程图；
图12示出图11实施例中步骤S1102的具体流程示意图；
图13示出根据本公开的LED驱动方法另一实施例的流程图；
图14示出图13实施例中步骤S1308的具体流程示意图；以及
图15和图16分别示出图4实施例中整流电路的两个示意电路图。
具体实施方式
下面将结合以上说明书附图详细描述本公开的具体实施例，这些附图中类似的元件都尽可能用相同的附图标记来表示。应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本公开。
本实施例的LED驱动电路是采用限功率方式实现相控调光的LED驱动方案，以克服单级PFC相控调光技术的不足。如图8所示，由LED的V-I特性可以看出，LED电压基本不随电流变化而变化；换言之，LED的电流变化很大而其电压基本不变，可以认为在一定电流范围内LED是恒压工作的。因此，针对LED负载的调光，本实施例所采用的限功率调光方式也就是限电流调光，亦即通过控制流经LED的电流来控制LED的调光。
图3示出根据本公开的LED驱动电路一实施例的示意框图，如图所示，本实施例的LED驱动电路，包括：整流电路103、变换器104和控制器105。其中，整流电路103接收包含导通角的相控调光信号，并输出与该相控调光信号相对应的一整流信号；变换器104耦接至整流电路103，并包括可控开关106，变换器104的输出耦接LED 107；控制器105，具有第一输入端105a、第二输入端105b和输出端105c，该控制器105的该第一输入端105a用于接收该整流信号，该控制器105的该第二输入端105b电性耦接至该LED 107，用于接收来自该LED的第一采样信号，该第一采样信号反映流经该LED的电流，该控制器105的输出端105c根据包括该导通角的整流信号以及该第一采样信号来输出控制信号，其中，该可控开关106接收来自该控制器105的控制信号，从而执行导通与断开操作，以控制该LED 107所需的电流。需要说明的是，图示框图中的连线仅出于示意的目的，而并非表示电路元件之间的实际连线。
具体而言，在一个实施例中，当导通角大于或等于一设定角度时，控制器105输出控制信号以使上述第一采样信号等于一第一电流基准；当导通角小于该设定角度时，控制器105输出控制信号以使上述第一采样信号与导通角成同趋势的变化。这里，所述同趋势的变化是指在总体趋势上使第一采样信号随着导通角的增大而增大、随着导通角的减小而减小。这里，设定角度为流经该LED的电流由满载电流开始减小时所对应的相控调光信号的导通角，设定角度一般由相控调光器和产品的设计规格确定，满载电流则是指由LED和LED驱动电路所构成整个电路系统的额定电流。
图4示出根据本公开的LED驱动电路一实施例的示意电路图。如图4所示，LED驱动电路包括：整流电路103、变换器104和控制器105。其中，整流电路103接收具有导通角φ的相控调光信号Vdim，并输出包含导通角φ的整流信号Vrec；变换器104耦接至整流电路103，并包括一可控开关106，该变换器104的输出耦接LED 107，且变换器104提供输出功率于LED107。本实施例中，变换器104为反激电路，但不限于此，其可为正激电路、buck电路、boost电路以及buck-boost电路等，可根据实际情况而定。反激电路104的结构在此也不再详述。整流电路103输入接收包含导通角的相控调光信号，输出包含导通角的整流信号，在一个实施例中，整流电路可为如图15所示的一个整流桥或者是如图16所示由四个二极管组成的整流桥，但不限于此，可视实际情况而定，在此不再详述。
为了实现LED 107的调光，控制器105的第一输入端105a接收整流信号Vrec，第二输入端105b接收反映流经该LED 107的电流的第一采样信号，并通过输出端105c输出控制信号至变换器104的可控开关106，以控制该可控开关106的导通与断开，从而控制该变换器104输出至该LED 107的电流，以达到调光的功效。在本公开实施例中，上述反映流经该LED的电流的第一采样信号为输出电流iLED的平均值Iload，但不以此为限，而是可视实际情况确定。并且，在本公开的实施例中，该控制器105是根据整流信号Vrec中所包括的导通角φ的大小来输出上述控制信号，进一步由该控制信号实现使输出电流iLED的平均值Iload等于第一电流基准iref，或者使输出电流iLED的平均值Iload与该导通角φ大体成同趋势的变化。这里，所述同趋势的变化是指输出电流iLED在总体趋势上随着导通角φ的增大而增大、随着导通角的减小而减小。在本公开实施例中，上述的控制量为输出电流的平均值，但不以此为限，而是可视实际情况确定，例如还可为输出电流的瞬时值等。
具体而言，在一个实施例中，当导通角φ大于或等于一设定角度φset时，控制器105输出控制信号以使输出电流iLED的平均值Iload等于第一电流基准iref；当导通角φ小于该设定角度φset时，控制器105输出控制信号以使输出电流iLED的平均值Iload与导通角φ成同趋势的变化。在一实施例中，第一电流基准iref设置为由LED和LED驱动电路所构成整个电路系统的额定电流。设定角度φset为输出电流iLED的平均值Iload从第一电流基准iref开始减小时所对应的相控调光信号Vdim的导通角度φ，设定角度φset一般由相控调光器和产品的设计规格确定。
接续如图4所示，在本实施例中，控制器105进一步包括输出反馈108、调节器109、乘法器110和开关驱动电路111。其中，输出反馈108用于接收输出电流iLED的平均值Iload和第一电流基准iref，并根据输出电流iLED的平均值Iload和第一电流基准iref选择性地允许或禁止输出反馈信号Vfb。当输出反馈108输出反馈信号Vfb时，调节器109接收该反馈信号Vfb及一参考信号VRef，并输出与该反馈信号Vfb相对应的调节信号Verr；当输出反馈108不输出反馈信号Vfb时，调节器109仅接收该参考信号VRef，并输出幅值为恒定的调节信号Verr。乘法器110用于基于采样得到的整流电压信号Vrec、调节信号Verr、和自身的系数K来输出信号A，该信号A可作为第二电流基准。开关驱动电路111则根据采样得到的反映开关电流isw的第二采样信号isamp_isw和乘法器110输出的信号A来输出控制信号，通过控制可控开关106的占空比来达到控制开关电流幅值的目的。
图5示出根据本公开的LED驱动电路另一实施例的示意电路图。在图4所示实施例的基础上，本实施例的LED驱动电流还包括一输入端101和一相控调光器102，其中，输入端101用于接收交流输入信号Vac；相控调光器102耦接至输入端101，并输出具有导通角φ的相控调光信号Vdim至整流电路103。进一步，在图4所示实施例的基础上，本实施例的输出反馈108包括第一运算放大器201和信号传输电路206，该第一运算放大器201与第一电流采样单元204耦接，用于接收后者采样得到的输出电流iLED的平均值Iload以及第一电流基准iref，并输出相应的反馈信号Vfb。信号传输电路206与第一运算放大器201耦接，且信号传输电路206接收第一运算放大器201输出的反馈信号Vfb，在输出电流iLED的平均值Iload大于等于该第一电流基准iref时，该信号传输电路206输出该反馈信号，在输出电流iLED的平均值Iload小于该第一电流基准时，该信号传输电路206禁止输出该反馈信号。在一个实施例中，信号传输电路206可以是非隔离型的，然而，在一些需要隔离的场合(参见下文图10所示实施例)，信号传输电路206为一隔离电路(如光耦206)，此时信号传输电路206接收第一运算放大器201输出的反馈信号Vfb，在输出电流iLED的平均值Iload大于等于该第一电流基准iref时，以产生一隔离的反馈信号Vfbi至调节器109；而当输出电流iLED的平均值Iload小于该第一电流基准iref时，反馈信号Vfb是负值，信号传输电路206无法工作，反馈信号Vfb无法传递至调节器，也即禁止输出该反馈信号的状态。
接续，在该实施例中，调节器109包含第二运算放大器202、反馈比例环节207和反馈闭环补偿电路208，其一个实施例的具体电路结构如图6所示。其中，第二运算放大器202具有第一输入端202a、接收参考信号VRef的第二输入端202b，以及用于输出调节信号Verr的输出端202d；反馈比例环节207包括耦接在第一输入端202a与输出端202d之间的第一电阻R1以及串联耦接在第一输入端202a与一参考地之间的第二电阻R2和第三电阻R3，其中信号传输电路206的输出耦接于第二电阻R2和第三电阻R3的公共节点202c，当输出反馈108输出反馈信号Vfb时，反馈信号Vfb输入至上述公共节点202c，当输出反馈108无反馈信号输出时，第二电阻R2和第三电阻R3则作为反馈比例环节207中的串联电阻使用；反馈闭环补偿电路208包括并联耦接在第一电阻R1两端的第一电容C1以及串联后并联耦接在第一电阻R1两端的第二电容C2和第四电阻R4。需要说明的是，参见下文对于图10所示实施例的说明可知，在采用图6所示结构的调节器109时，图5所示实施例的输出反馈108中信号传输电路206可为非隔离电路。
接续，乘法器110接收输入电压采样单元209采样得到的整流电压信号Vrec以及调节器109输出的调节信号Verr，再结合乘法器110自身的一系数K输出信号A。
在该实施例中，开关驱动电路111包括第二电流采样单元205、第三运算放大器203与驱动单元210。其中，第二电流采样单元205对开关电流isw采样以得到反映开关电流isw的第二采样信号isamp_isw，第三运算放大器203用于接收该第二采样信号isamp_isw以及乘法器110输出的信号A，并据此输出控制信号；驱动单元210耦接至可控开关106的控制端以及该第三运算放大器203，并根据第三运算放大器203输出的控制信号来控制可控开关106的占空比，从而达到控制开关电流的幅值的目的。
另外，开关驱动电路111还可包括过零检测单元211，如图5所示，其可与驱动单元210耦接。具体而言，过零检测单元211的一个实施例的具体电路结构如图7所示，包含辅助绕组301和过零检测电路。辅助绕组301与变压器T的副边绕组Ws耦合，而过零检测电路通过检测辅助绕组301的电压，在副边绕组Ws电压过零时输出导通信号至驱动单元210，以使可控开关106导通，从而使驱动电路一直工作在BCM(Boundary Conduction Mode，临界导电模式)状态。如图7所示的过零检测单元，当输出二极管D1导通时传递能量到输出电容Co和LED107，副边绕组Ws电压上正下负，耦合到辅助绕组301，同样是上正下负；当输出二极管D1截止时，副边绕组Ws电压变为零，耦合到辅助绕组301同样是零。因此，当变压器T的副边绕组Ws的电压从正变为零，辅助绕组301的电压也从正到零，形成一个下降沿，第四运算放大器302检测到该下降沿，输出导通信号至驱动单元210，驱动单元210就会控制可控开关106导通。需要说明的是，通过过零检测单元211来控制可控开关106导通，是为了使驱动电路处于BCM状态，以达到减少损耗的目的。而通过第三运算放大器203产生的控制信号，是为了调节可控开关106的占空比，以达到调光的目的。这两部分对于可控开关106的控制相互结合，从而达到既可调光也可节省损耗的目的。
接续如图5所示，在图4所示实施例的基础上，该LED调光电路还进一步包括EMI滤波器212、滤波电容213和钳位电路214。在一个实施例中，EMI滤波器212用于对相控调光器102输出的调光信号Vdim进行低通滤波；滤波电容213可采用很小的电容值，主要用于高频滤波，使得滤波电容213两端电压与交流输入电压信号VAC保持一致；钳位电路214由并联的电阻器Rs和电容器Cs及串联二极管组成，用以减少可控开关106的应力。
基于上述实施例的示意电路结构说明，下面以图5的电路为例简要介绍该实施例LED驱动电路的工作原理。
在相控调光器102导通角较大时(即导通角φ大于等于一设定角度φset)，反馈比例环节207不工作，只有反馈闭环补偿电路208发挥作用，调节器109为反馈闭环调节器，控制器105的控制方式为反馈闭环控制。设定的第一电流基准iref与输出电流的平均值Iload输入至第一运算放大器201，比较后得到的反馈信号Vfb；此时，输出电流的平均值Iload大于或等于第一电流基准iref，信号传输电路206输出反馈信号Vfb至调节器109；反馈信号Vfb与参考信号VRef输入至调节器109并输出调节信号Verr。输入电压采样单元209采样得到的整流电压信号Vrec、第二运算放大器202输出的调节信号Verr、以及乘法器110自身的系数K，三者作为乘法器110的输入，经过乘法器110后输出信号A。
乘法器110的输出信号A再作为第三运算放大器203的第二电流基准，第二电流采样单元205采样开关电流isw，得到一第二采样信号isamp_isw。在本实施例中，这里的第二电流采样单元205采用阻值为R的电阻来实施，因此本实施中的第二采样信号isamp_isw为isw*R。利用第三运算放大器203据此得到的输出控制信号来控制可控开关106的占空比D，从而控制整个LED驱动电路的输出电流，以控制输出电流iLED的平均值Iload等于第一电流基准iref。
由此可以理解，在相控调光器102导通角φ较大时，通过控制器的反馈闭环控制，反馈闭环调节器109根据输出调节信号Verr，使输出电流iLED的平均值Iload能够到达设定的第一电流基准iref。对LED 107来说，LED电压VLED是定值，其输出功率Po＝VLED*Iload。同时由于采用乘法器110，将整流电压信号Vrec与调节信号Verr相乘，控制输入电流的波形，实现了PFC功能，输入电流与输入电压同相位且幅值成正比例。如此一来，LED驱动电路利用输出负载作为相控调光器102的负载，省去用于提供双向可控硅的导通维持电流的死负载。
在实际应用中，上述反馈闭环控制中，输出电流iLED存在纹波，其也会出现小于第一电流基准iref的情况，第一运算放大器201输出反馈信号Vfb，此时信号传输电路206禁止输出反馈信号，调节器109输出调节信号Verr，调节器的输出Verr是逐渐增大的，但是由于反馈闭环控制的上述调节过程起主导作用，因此最终也可实现输出电流iLED的平均值Iload等于第一电流基准iref，以实现输出功率的调节。
随着相控调光器102导通角φ逐渐减小，Vrec减小，因反馈闭环控制，为维持输出电流iLED的平均值Iload不变，调节器的输出Verr是逐渐增大的。但是在导通角度减小到某个临界角度后(即导通角φ小于一设定角度φset)，无法通过调节器109来调节调节信号Verr以使输出电流iLED的平均值Iload保持在iref不变，由此输出电流的平均值开始减小，此时输出电流iLED的平均值Iload小于第一电流基准iref，且反馈闭环补偿电路208不再起作用，反馈比例环节207起作用。该临界导通角度(即设定角度φset)可以通过调节整流电压信号Vrec、第二电流采样单元202的电阻值R、和反馈比例环节207的电阻比例来调整。但是由于单级PFC线路输出电流存在低频大纹波，在输出电流的纹波峰值大于设定的输出电流的平均值时，仍有反馈闭环起作用。也即，输出电流纹波峰值处反馈闭环补偿电路208仍参与控制，使调节器109的输出Verr减小，这时驱动器进入浅度限功率状态。
接下来，相控调光器102的导通角继续减小，Vrec继续减小，反馈闭环补偿电路208不再参与控制，仅剩反馈比例环节207发挥控制作用，控制器进入开环控制。此时调节器109输出最大值Verr.max，该值可由技术人员自由设定，例如可通过设定第二运算放大器202的输出限幅值来实现，一般而言Verr.max要偏大于反馈闭环控制下调节器输出的调节信号幅值。
由于调节器109输出为最大值Verr.max，输出电流iLED的平均值Iload随着相控调光器102导通角φ继续减小而开始加速减小。此时输出电流即使在纹波峰值处也小于第一电流基准，从而完全进入反馈开环，驱动器进入深度限功率状态。
在深度限功率状态下，输出电流的平均值Iload随相控调光器102导通角φ线性变化而线性变化，因此输出功率在限功率状态下也是随相控调光器导通角线性变化而线性变化。结合上述LED的驱动电路和其控制原理，上述LED驱动电路可运行在闭环控制、浅度限功率以及深度限功率状态，不仅可实现LED的宽范围线性调光，解决了启动闪烁的问题，而且电路无需死负载，能够简化电路结构，减少电路元器件数量。
在该实施例中，虽然使用了如上所述通过整流电压信号Vrec、调节器Verr、以及乘法器110的系数K三者作为乘法器110的输入而得到的第二电流基准信号A，但本公开不限于此，而是还可以用其他方式得到类似的基准参数。在一个实施例中，该基准参数应该是同输入电压相角相关的参数，在导通角度较大时，该参数可以根据反馈闭环信号作相应的调整；在导通角度减小到某个角度后，该参数开始随输入电压导通角呈大体同趋势的变化；只要是符合这一条件的参数都可以用作上述基准参数。
图5中的变换器104虽然以反激拓扑结构为例对本公开的LED驱动电路进行说明，但本公开显然不限于此。在一个实施例中，图3所示实施例中的变换器104可以是选自以下群组中的任意一种：反激变换器、升降压变换器、升压变换器、或降压变换器。如图9所示，即为采用非隔离型升降压(buckboost)拓扑结构的LED驱动电路，在该实施例中，电感L不需要隔离，也不需要钳位电路来减小可控开关106的应力。除此之外，图9所示的LED驱动电路与图5所示均相同，此处不再加以赘述。同理，在本公开的精神和范围内，此处的LED驱动电路还可以用于其他适当的电路拓扑结构。
图10示出图9实施例中调节器109的示意电路图，该电路与图6的区别在于：图6所示电路结构中，第一运算放大器201输出的反馈信号与第二运算放大器202的第二输入端202b是同一参考地，因而反馈信号到第二输入端202b无需进行隔离；而在图10所示电路结构中，第一运算放大器201输出的反馈信号与第二运算放大器202的第二输入端202b的参考地不同，因而在反馈信号输入至第二输入端202b之前采用隔离性的信号传输电路206进行隔离。在图10所示的实施例中，第一运算放大器201接收所述的输出电流iLED的平均值Iload及第一电流基准iref，并输出一信号至信号传输电路206，该信号传输电路206接收该信号；并且，在输出电流iLED的平均值Iload大于等于第一电流基准iref时，信号传输电路206输出该反馈信号至第二运算放大器202；在输出电流iLED的平均值Iload小于第一电流基准iref时，信号传输电路206不输出反馈信号，此处的工作原理与图6中信号传输电路206(未示出)为非隔离电路的电路结构类似，此处也不加以赘述。
在一个实施例中，隔离性的信号传输电路206可采用光耦合器来实施。需要说明的是，尽管图6和图10分别是结合图5和图9来加以说明，但本领域技术人员能够理解，此处的调节器109的电路结构并不限定实施于特定类型的电路拓扑，而是可视需要加以自由使用，例如图6所示的调节器可适用于图9所示的LED驱动电路，图10所示的调节器同样可适用于图5所示的LED驱动电路。
图11示出根据本公开的LED驱动方法一实施例的流程图，如图所示，本实施例的LED驱动方法用以驱动参考图3-图9所描述的LED驱动电路，以实现限功率调光，其包括以下步骤S1101-S1106。
在步骤S1101中，提供LED驱动电路来驱动LED。
在一个实施例中，所述的LED驱动电路采用如图3所示的框图结构，包括：整流电路103、变换器104和控制器105。其中，整流电路103接收包含导通角的相控调光信号，并输出与该相控调光信号相对应的一整流信号；变换器104耦接至整流电路103，并包括可控开关106，变换器104的输出耦接LED 107；控制器105，具有第一输入端105a、第二输入端105b和输出端105c，该控制器105的该第一输入端105a用于接收该整流信号，该控制器105的该第二输入端105b电性耦接至该LED 107。
在一个实施例中，所述的LED驱动电路还包括一输入端101和一相控调光电路102，相应地，该LED驱动方法在步骤S1101之后还包括以下步骤：接收一交流输入信号；以及根据该交流输入信号以输出该包含导通角的相控调光信号。进一步，在一个实施例中，由输入端101接收该交流输入信号，并由相控调光电路102来根据该交流输入信号输出包含导通角的相控调光信号。
在步骤S1102中，该整流电路接收一包含导通角的相控调光信号，并输出与该相控调光信号相对应的一整流信号。
在步骤S1103中，该变换器接收该整流信号，并输出一负载功率至该LED。
在步骤S1104中，对反映流经该LED的电流的一信号进行采样，以产生一第一采样信号。
在步骤S1105中，该控制器接收该整流信号和该第一采样信号，并输出一控制信号。
在步骤S1106中，该可控开关接收该控制信号，从而执行导通与断开操作，以控制该负载功率。
图12示出图11实施例方法中步骤S1105的示意流程图，如图所示，在一个实施例中，该控制器接收该整流信号和该第一采样信号，并输出一控制信号包括步骤S1201-S1203。
在步骤S1201中，比较该导通角与一设定角度；
在步骤S1202中，当该导通角大于等于该设定角度时，输出该控制信号以使该第一采样信号等于一第一电流基准；以及
在步骤S1203中，当该导通角小于该设定角度时，输出该控制信号以使该第一采样信号与该导通角成同趋势的变化。
图13示出根据本公开的LED驱动方法另一实施例的流程图，如图所示，本实施例的LED驱动方法包括以下步骤S1301-S1307。
在步骤S1301中，提供LED驱动电路来驱动LED。
在一个实施例中，所述的LED驱动电路采用如图3-图9所示的电路结构，具体可参见上文针对图3-图9的说明，此处不再加以赘述。
在步骤S1302中，对流经该LED的电流进行采样，以产生一第一采样信号；
在一个实施例中，由图5所示的第一电流采样单元204来采样得到该第一采样信号。
在步骤S1303中，比较该第一采样信号与该第一电流基准，并根据比较结果来允许输出或禁止输出一反馈信号；
在一个实施例中，当该第一采样信号大于等于该第一电流基准时，允许输出该反馈信号；当该第一采样信号小于该第一电流基准时，禁止输出该反馈信号。
进一步，在一个实施例中，由第一运算放大器201接收该第一采样信号与该第一电流基准并进行比较，进而由信号传输电路206输出或禁止输出该反馈信号；具体而言，当第一运算放大器201接收的该第一采样信号小于该第一电流基准时，使信号传输电路206禁止输出该反馈信号。
在步骤S1304中，当允许输出该反馈信号时，根据该反馈信号及一参考信号来输出与该反馈信号相对应的一第一调节信号；
在一个实施例中，由调节器109接收该反馈信号及参考信号，并输出该第一调节信号。
在步骤S1305中，当禁止输出该反馈信号时，根据该参考信号来输出幅值为恒定的一第二调节信号；
在一个实施例中，当信号传输电路206禁止输出该反馈信号时，调节器109仅输出幅值为恒定的第二调节信号。
在步骤S1306中，根据该整流信号、一乘法系数以及该第一调节信号或该第二调节信号来输出一第二电流基准；
在一个实施例中，由乘法器110接收来自整流电路103的该整流信号、来自调节器109的该调节信号，并根据该整流信号、该调节信号和该乘法器110的一系数来输出信号A。
在步骤S1307中，根据流过该可控开关的开关电流以及该第二电流基准，输出该控制信号至该可控开关；
在一个实施例中，由开关驱动电路111接收该控制信号，并用来控制该可控开关106的占空比，通过控制开关电流isw的幅值来达到控制LED所需功率的目的。
图14示出图13实施例方法中步骤S1307的示意流程图，如图所示，在一个实施例中，步骤S1307包括步骤S1401-S1403。
在步骤S1401中，采样流经该可控开关的该开关电流，以产生反映该开关电流的第二采样信号；
在一个实施例中，由图5中所示的第二电流采样单元205来采样流经可控开关106的开关电流isw，并得到第二采样信号isamp_isw。
在步骤S1402中，根据该第二采样信号及该第二电流基准以输出该控制信号；
在一个实施例中，由第三运算放大器203来接收第二采样信号isamp_isw以及乘法器110输出的信号A，并据此输出控制信号。
在步骤S1403中，根据该控制信号控制该可控开关的占空比，以控制该开关电流的幅值。
在一个实施例中，驱动单元210耦接至可控开关106的控制端，并根据第三运算放大器203输出的控制信号来控制可控开关106的占空比，从而达到控制开关电流isw的幅值的目的。
本公开LED驱动方法的实施例还可以参见上文LED驱动电路工作原理部分的说明，此处不再加以赘述。
虽然已参照几个典型实施例描述了本公开，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本公开能够以多种形式具体实施而不脱离申请的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (13)

1.一种LED驱动电路，包括：
一整流电路，接收一包含导通角的相控调光信号，并输出与该相控调光信号相对应的一整流信号；
一变换器，包括一可控开关，该变换器的输入端耦接至该整流电路，且该变换器的输出端耦接一LED；以及
一控制器，具有一第一输入端、一第二输入端和一输出端，该控制器的该第一输入端用于接收该整流信号，该控制器的该第二输入端用于接收来自该LED的一第一采样信号，该第一采样信号反映流经该LED的电流，该控制器的输出端根据该整流信号以及该第一采样信号来输出一控制信号，
其中，该可控开关接收来自该控制器的该控制信号，从而执行导通与断开操作，以控制该LED所需的电流；
其中，该整流信号包括该导通角，当该导通角大于等于一设定角度时，该控制器输出该控制信号以使该第一采样信号等于一第一电流基准；当该导通角小于该设定角度时，该控制器输出该控制信号以使该第一采样信号与该导通角成同趋势的变化。
2.如权利要求1所述的LED驱动电路，其中，该控制器包括：
一第一运算放大器，接收该第一采样信号及该第一电流基准；
一信号传输电路，在该第一采样信号大于等于该第一电流基准时，该信号传输电路允许输出一反馈信号，在该第一采样信号小于该第一电流基准时，该信号传输电路禁止输出该反馈信号；
一调节器，当信号传输电路输出该反馈信号时，该调节器接收该反馈信号及一参考信号，并输出与该反馈信号相对应的一第一调节信号；当信号传输电路不输出该反馈信号时，该调节器接收该参考信号，并输出幅值为恒定的一第二调节信号；
一乘法器，接收该整流信号以及该第一调节信号或该第二调节信号，并根据一乘法系数输出一第二电流基准；以及
一开关驱动电路，接收反映流过该可控开关的开关电流的一第二采样信号以及该第二电流基准，并输出该控制信号至该可控开关。
3.如权利要求2所述的LED驱动电路，其中，该信号传输电路为一隔离电路或一非隔离电路。
4.如权利要求2所述的LED驱动电路，其中，该调节器包括：
一第二运算放大器，具有一第一输入端、接收该参考信号的一第二输入端以及输出该调节信号的一输出端；
一反馈比例环节，包括耦接在该第一输入端与该输出端之间的第一电阻以及串联耦接在该第一输入端与一参考地之间的第二电阻和第三电阻；且该信号传输电路的输出端电性耦接于该第二电阻与该第三电阻的公共节点；以及
一反馈闭环补偿电路，包括并联耦接在该第一电阻两端的第一电容以及串联后并联耦接在该第一电阻两端的第二电容和第四电阻。
5.如权利要求2所述的LED驱动电路，其中，该开关驱动电路包括：
一电流采样单元，用于采样流经该可控开关的开关电流，并产生该反映该开关电流的第二采样信号；
一第三运算放大器，用于接收该第二采样信号及该第二电流基准并输出该控制信号；以及
一驱动单元，耦接至该可控开关的一控制端以及该第三运算放大器，并根据该控制信号控制该可控开关的占空比，以控制该开关电流的幅值。
6.如权利要求1所述的LED驱动电路，其中，该变换器为反激变换器、升降压变换器、升压变换器、或降压变换器。
7.如权利要求1所述的LED驱动电路，其中，还包括：
一输入端，接收一交流输入信号；以及
一相控调光电路，耦接至该输入端，提供该包含导通角的相控调光信号。
8.如权利要求1所述的LED驱动电路，其中，还包括滤波电容，耦接于该整流电路的输出端，用于对该整流信号进行高频滤波。
9.一种LED驱动方法，应用于驱动LED的一LED驱动电路，该LED驱动电路包括：一整流电路、具有一可控开关的一变换器、一控制器，该变换器的输入端耦接至该整流电路且该变换器的输出端耦接至该LED，该控制器耦接至该整流电路、该LED和该变换器的该可控开关，其特征在于，该LED驱动方法包括：
该整流电路接收一包含导通角的相控调光信号，并输出与所述相控调光信号相对应的一整流信号；
该变换器接收该整流信号，并输出一负载功率至该LED；
对流经该LED的电流进行采样，以产生一第一采样信号；
该控制器接收该整流信号和该第一采样信号，并输出一控制信号；以及
该可控开关接收该控制信号，从而执行导通与断开操作，以控制该LED电流，
其中，该控制器接收该整流信号和该第一采样信号，并输出一控制信号包括：
比较该导通角与一设定角度，当该导通角大于等于该设定角度时，输出该控制信号以使该第一采样信号等于一第一电流基准；以及
当该导通角小于该设定角度时，输出该控制信号以使该第一采样信号与该导通角成同趋势的变化。
10.如权利要求9所述的LED驱动方法，其中，该控制器接收该整流信号和该第一采样信号，并输出一控制信号更包括：
比较该第一采样信号与该第一电流基准，并根据比较结果来允许输出或禁止输出一反馈信号；
当允许输出该反馈信号时，根据该反馈信号及一参考信号来输出与该反馈信号相对应的一第一调节信号；当禁止输出该反馈信号时，根据该参考信号来输出幅值为恒定的一第二调节信号；
根据该整流信号、一乘法系数以及该第一调节信号或该第二调节信号来输出一第二电流基准；以及
根据反映流过该可控开关的开关电流的一第二采样信号以及该第二电流基准，输出该控制信号至该可控开关。
11.如权利要求10所述的LED驱动方法，其中，当该第一采样信号大于等于该第一电流基准时，允许输出该反馈信号；当该第一采样信号小于该第一电流基准时，禁止输出该反馈信号。
12.如权利要求10所述的LED驱动方法，其中，根据该第二采样信号以及该第二电流基准，输出该控制信号包括：
采样流经该可控开关的该开关电流，以产生该第二采样信号；
根据该第二采样信号及该第二电流基准以输出该控制信号；以及
根据该控制信号控制该可控开关的占空比，以控制该开关电流的幅值。
13.如权利要求9所述的LED驱动方法，其中，该LED驱动方法还包括：
通过一输入端接收一交流输入信号；以及
根据该交流输入信号以输出该包含导通角的相控调光信号。
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