CN106028498B - 电流补偿电路以及包括电流补偿电路的照明设备 - Google Patents

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Abstract

提供一种电流补偿电路以及包括电流补偿电路的照明设备。一种电流补偿电路包括：电流补偿器，被配置为响应于驱动开关元件被导通，来测量通过流过驱动开关元件的驱动电流产生的感测电压下降到第一特定电压之下的补偿时间，并且被配置为在测量的补偿时间期间，从感测电压达到第二特定电压的时刻，来延迟驱动开关元件的断开时刻；以及开关控制器，被配置为在延迟的驱动开关元件的断开时刻提供开关控制信号。这样的电流补偿电路不管输入电压和输出电压的变化如何而准确地控制平均驱动电流，并且能够使用峰值电流模式控制方法来操作发光二极管。

Description

电流补偿电路以及包括电流补偿电路的照明设备
本申请要求于2015年3月27日提交到韩国知识产权局的第10-2015-0043595号韩国专利申请的权益，该韩国专利申请的全部公开通过出于各种目的引用被合并于此。
技术领域
以下描述涉及一种电流补偿电路的驱动方法。以下描述还涉及电流补偿电路以及具有这样的电流补偿电路的照明设备，从而不管输入电压和输出电压的改变如何都能准确地控制平均驱动电流。
背景技术
可通过开关转换器方法来驱动LED(发光二极管)照明设备，可根据降压型、升压型和升降压型来对开关变换器进行分类。降压型变换器是电压递降和电流递升的变换器。升压型变换器是具有大于它的输入电压的输出电压的直流到直流电源变换器(DC-to-DCpower conver)。升降压型变换器是具有输出电压幅度大于或小于输入电压幅度的一种类型的直流到直流变换器。之前，升压型的开关变换器被最多地使用，但是最近降压型被更经常地使用，以降低集成电路(IC)的成本。开关变换器的类型可根据输入电压与输出电压的比来分类，并且可包括金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，从而采用平均电感电流模式方法。
可通过包括MOSFET的高效的照明设备驱动电路来驱动LED照明设备。理想的MOSFET在驱动LED模块的驱动电流到达零值时立即导通。然而，实际的MOSFET可在驱动电流到达零值的时间点(point，时刻)与实际导通的时间点(时刻)之间产生延时。因此，当通过实际MOSFET来驱动LED照明设备时，驱动电流的最小值可对应于负值，与理想的MOSFET比较，平均驱动电流会减小。
发明内容
提供本发明内容以简化的形式介绍在下面的具体实施方式中进一步描述的构思的选择。本发明内容不意在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意在用来帮助确定所要求保护的主题的范围。
一个示例提出不管输入电压和输出电压的改变如何而准确地控制平均驱动电流。
一个示例提出测量与驱动开关元件的导通延迟时间相关的补偿时间，并且在测量的补偿时间期间延迟驱动开关元件的断开时刻。
一个示例提出使用峰值电流模式控制方法来操作发光二极管。
在一个总体方法，一种电流补偿电路，包括：电流补偿器，被配置为响应于驱动开关元件被导通，来测量通过流过驱动开关元件的驱动电流产生的感测电压下降到第一特定电压之下的补偿时间，并且被配置为在测量的补偿时间期间，从感测电压达到第二特定电压的时刻，来延迟驱动开关元件的断开时刻；以及开关控制器，被配置为在延迟的驱动开关元件的断开时刻提供开关控制信号。
电流补偿器还可包括：电容性元件，被配置为在补偿时间期间被充电或放电，从而延迟驱动开关元件的断开时刻。
电流补偿器还可包括：补偿时间测量电路，被配置为将感测电压与第一特定电压进行比较，从而提供与电容性元件的充电相关的第一开关信号。
电流补偿器还可包括：断开延迟模块，被配置为将第二特定电压与感测电压进行比较，从而提供与电容性元件的放电相关的第二开关信号。
电流补偿电路，还可包括：锯齿波电压初始化电路，被配置为在驱动开关元件的断开时刻，初始化施加到电容性元件的两端的锯齿波电压。
锯齿波电压初始化电路可在驱动开关元件的断开时刻，通过电压跟随器，将第三特定电压作为锯齿波电压发送。
电流补偿器可在测量的补偿时间期间，从驱动开关元件的导通时刻起，基于第一开关信号，将恒定电流充电到电容性元件中。
电流补偿器可在测量的补偿时间期间，从感测电压达到第二特定电压的时刻起，基于第二开关信号，对电容性元件放电。
开关控制器可包括：触发器模块，被配置为响应于驱动电流下降到特定电流值之下，提供用于导通驱动开关元件的触发信号。
开关控制器可接收触发信号，从而提供导通驱动开关元件的开关控制信号。
开关控制器可包括：脉宽控制电路，被配置为产生在驱动开关元件的断开时刻提供的脉宽控制信号，以将与驱动开关元件的导通区间对应的脉宽增加补偿时间那么多。
脉宽控制电路可将施加到电容性元件的两端的锯齿波电压与第三特定电压进行比较，以产生脉宽控制信号。
开关控制器可接收脉宽控制信号，以提供断开驱动开关元件的开关控制信号。
在另一总体方面，一种发光二极管照明设备，包括：LED(发光二极管)电路；电感器，被串联地连接到LED电路；驱动开关元件，被串联地连接到LED电路和电感器；以及电流补偿电路，被配置为基于通过驱动LED电路的驱动电流产生的感测电压，来控制驱动开关元件的断开时刻，其中，电流补偿电路包括：电流补偿器，被配置为响应于驱动开关元件被导通，来测量通过流过驱动开关元件的驱动电流产生的感测电压下降到第一特定电压之下的补偿时间，并且被配置为在测量的补偿时间期间，从感测电压达到第二特定电压的时刻起，延迟驱动开关元件的断开时刻；以及开关控制器，被配置为在被延迟的驱动开关元件的断开时刻提供开关控制信号。
在另一总体方面，一种被配置为响应于驱动开关元件被导通来测量通过流过驱动开关元件的驱动电流产生的感测电压下降到第一特定电压之下的补偿时间，并且被配置为在测量的补偿时间期间从感测电压达到第二特定电压的时刻来延迟驱动开关元件的断开时刻的电流补偿器，所述电流路补偿器包括：电容性元件，被配置为在补偿时间期间被充电或放电，从而延迟驱动开关元件的断开时刻。
电流补偿器还可包括：补偿时间测量电路，被配置为将感测电压与第一特定电压进行比较，从而提供与电容性元件的充电相关的第一开关信号。
电流补偿器还可包括：断开延迟模块，被配置为将第二特定电压与感测电压进行比较，从而提供与电容性元件的放电相关的第二开关信号。
电流补偿器可在补偿时间期间，从驱动开关元件的导通时刻，基于第一开关信号，将恒定电流充电到电容性元件中。
电流补偿器可在补偿时间期间，从感测电压达到第二特定电压的时刻起，基于第二开关信号，对电容性元件进行放电。
在另一总体方面，一种电流补偿方法，包括：响应于驱动开关元件导通，感测穿过驱动开关元件的驱动电流；测量针对驱动电流的感测电压下降到第一特定电压之下的补偿时间；将驱动开关元件的断开时刻延迟测量的补偿时间那么长；在驱动开关元件的被延迟的断开时刻提供开关控制信号。
根据示例，电流补偿电路以及具有其的照明设备不管输入电压和输出电压的改变如何来准确地控制平均驱动电流。
根据示例，电流补偿电路以及具有其的照明设备测量与驱动开关元件的导通延迟时间相关的补偿时间，并且在测量的补偿时间期间延迟驱动开关元件的断开时刻。
根据示例，电流补偿电路以及具有其的照明设备使用峰值电流模式控制方法来操作发光二极管。
从以下的具体实施方式、附图和权利要求，其他特征和方面将是清楚的。
附图说明
图1是根据示例的示出电流补偿电路以及具有电流补偿电路的照明设备的电路图。
图2是示出图1的示例中的电流补偿电路的组成的电路图。
图3是示出在图1的示例中的电流补偿电路以及具有电流补偿电路的照明设备的操作的波形图。
图4是示出在图1的示例中的电流补偿电路以及具有电流补偿电路的照明设备的驱动方法的流程图。
贯穿附图和具体实施方式，相同的标号表示相同的元件。为了清楚、说明和方便，附图可以不按比例绘制，并且附图中元件的相对尺寸、比例和描绘可被夸大。
符号列表：
10：LED模块
20：输出电容器
30：电感器
40：二极管
50：驱动开关元件
60：感测电阻器
70：耦合电容器
80、90：第一分布电阻器、第二分布电阻器
100：电流补偿电路
110：电流补偿单元或补偿器
112：补偿时间测量模块
112-1：第一比较器
112-2：第一开关元件
114：断开延迟模块
114-1：第二比较器
114-2：第二开关元件
116：电容性元件
120：开关控制单元或控制器
122：触发器模块
124：脉宽控制模块
126：存储元件
128：栅极驱动器
130：锯齿波电压初始化单元或锯齿波电压初始化电路
131：第三比较器
132：第三开关元件
具体实施方式
提供以下的具体实施方式来帮助读者获得对在此描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在此描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改及等同物对本领域的普通技术人员而言将是清楚的。除了必需按特定顺序发生的操作之外，在此描述的操作的顺序仅是示例，并且不是限于在此阐述的顺序，而是可如对本领域中的普通技术人员将是清楚的那样来改变操作的顺序。此外，为了更加清楚和简明，可省略对本领域的普通技术人员公知的功能和构造的描述。
在此描述的特征可以以不同的形式被实现，并且不应被理解为限于在此描述的示例。相反地，在此描述的示例已经被提供，使得本公开将是全面而完整的，并且在此描述的示例将向本领域的普通技术人员传达本公开的全部范围。
虽然使用诸如“第一”和“第二”等的术语来描述各种组件，但是这样的组件不被理解为受限于这些术语。仅使用这些术语来帮助读者将一个组件与另一个组件进行区分。
将理解，当元件被称为被“连接到”另一元件或者“与”另一元件“连接”时，该元件可能被直接地连接到另一元件，或者还存在中间元件。相比之下，当元件被称为“直接连接到”另一元件时，除了清楚地表示存在其他中间元件之外，不存在中间元件。此外，除非明确描述为相反情况，否则，词语“包括”及其变形或者其同义词(诸如“包含”或“具有”)将被理解为表明包括所陈述的元件，但不表明排除任何其他的元件。同时，将类似地解释描述组件之间的关系的其他表述，诸如，“在……之间”、“直接在……之间”或“与……相邻”以及“与……直接相邻”。
除非上下文另外清楚地指示，否则本公开中的单数形式意在包括复数形式。
除非另外明确指出，否则互相通信的装置不需要是互相持续通信的。此外，互相通信的装置可能直接地通信或者通过一个或多个中间介质间接地通信。
虽然以连续的顺序描述处理步骤、方法步骤、算法等，但是这样的处理、方法和算法可能被配置为以可选的顺序进行操作。换句话说，被描述的步骤的任何顺序或次序不必须指示要求按照那样的顺序来执行步骤。在此描述的处理、方法或算法的步骤可按照实际的任何顺序被执行。此外，一些步骤可能被同时地执行。
当在此描述单个装置或物品时，其目的是显而易见的：可使用一个以上的装置或物品代替单个装置或物品。相似地，当在此描述一个以上的装置或物品时，其目的是显而易见的：可使用单个装置或物品代替一个以上的装置或物品。通过未明确地描述为具有功能或特征的一个或多个其他装置来可能地、可选地实现装置的这样的功能或特征。
图1是根据示例的示出电流补偿电路以及具有电流补偿电路的照明设备的电路图。
参照图1的示例，发光二极管照明设备包括：LED模块10、输出电容器20、电感器30、二极管40、驱动开关元件50、感测电阻器60和耦合电容器70、第一分布电阻器80、第二分布电阻器90以及电流补偿电路100。
例如，为发光二极管照明设备提供来自输入电源的输入电压VIN。也就是说，输入电源对应于输入电压VIN的源。在示例中，输入电压VIN对应于DC电压VDC或AC电压VAC。当输入电压VIN对应于DC电压VDC时，输入电源提供稳定的直流(DC)电源VDC。相比之下，当输入电压VIN对应于AC电压VAC时，交流输入电压VIN的频率可能根据电力提供商对应于(但不必须限制于)50Hz或60Hz的频率。然而，这仅是示例，其他示例使用不同的频率操作。
在一个示例中，通过使用开关变换器方法来驱动发光二极管照明设备。在一些示例中，使用降压型变换器来形成发光二极管照明设备。然而，示例不必须限制于降压型变换器，如以上讨论的，使用升压型变换器或升降压型变换器来形成一些示例。
例如，LED模块10被形成为如包括将要被布置的LED中的每个LED的串联、并联以及串并联地连接的形式的n组，其中，n是自然数。例如，通过接收输入电压VIN来驱动LED模块10。
输出电容器20与LED模块10并联。驱动电流IL通过施加到输出电容器20的两端的电压VOUT来驱动LED模块10。驱动电流IL驱动LED模块10，并且当驱动开关元件50导通时，驱动电流IL对应于通过驱动开关元件50的电流。
在本示例中，电感器30与LED模块10和输出电容器20串联。此外，驱动开关元件50与电感器30和二极管40串联。此外，驱动开关元件50可选地被放置在电感器30与电流补偿电路100之间。例如，驱动开关元件50接收开关控制信号，以导通或断开从电流补偿电路100流入的电流。当驱动开关元件50导通时，驱动电流IL流经感测电阻60，当驱动开关元件50断开时，驱动电流IL被切断。
在一个示例中，当驱动开关元件50导通时，驱动电流IL流经驱动开关元件50，并且电感器30充电有驱动电流IL。然而，当驱动开关元件50断开时，在电感器30中充入的电流被放电，以通过二极管40流入到LED模块10中。也就是说，在驱动开关元件50断开的同时，电感器30操作为驱动电流IL的电流源。
在一个示例中，使用电力MOSFET(电力场效应晶体管)来形成驱动开关元件50。当使用电力MOSFET来形成驱动开关元件50时，开关控制信号通过GATE管脚发送到电力MOSFET的栅极端中，并且控制驱动电流IL的流动。例如，在正值(诸如，高电平或1)的情况下，开关控制信号导通驱动开关元件50，在负值(诸如，低电平或0)的情况下，开关控制信号断开驱动开关元件50。发光二极管照明设备控制输出(即，驱动电流)，以控制LED模块10的光亮度。
例如，感测电阻60电连接到驱动开关元件50和电流补偿电路100。施加到感测电阻60的两端的电压VCS通过CS管脚被施加到电流补偿电路100。也就是说，感测电阻60连接到驱动开关元件50的一端，以感测驱动电流IL。
在这样的示例中，耦合电容器70被电连接到电感器30和驱动开关元件50。这样的耦合电容器70切断驱动电流IL的直流分量，并且使交流分量通过。在示例中，当使用电力MOSFET来形成驱动开关元件50时，如果驱动电流IL达到零，则电力MOSFET的漏极电压VD迅速地下降。耦合电容器70使交流分量通过，从而检测漏极电压VD迅速地下降的部分。
在一个示例中，当驱动电流IL达到零时，电流补偿电路100提供开关控制信号，从而接通驱动开关元件50。更具体地说，当驱动电流IL达到零电流时，施加到电感器30两端的电压还可能是零电压。然而，由于驱动电流IL达到零电流的时刻与这样的时刻(所述时刻为在与施加到电感器30与LED模块10之间的端子的电压(VIN–VOUT)对应的漏极电压VD基于零电流而产生的时刻)之间的时间差，驱动开关元件50的导通可能被延迟。例如，电流补偿电路100延迟驱动开关元件50的断开时刻，以准确地控制平均驱动电流。
在本示例中，第一分布电阻器80和第二分布电阻器90被串联地连接到耦合电容器70，并且ZT管脚位于第一分布电阻器80与第二分布电阻器90之间。在一个示例中，第一分布电阻器80和第二分布电阻器90对通过耦合电容器70的交流分量的电压进行分压。例如，通过第一分布电阻器80和第二分布电阻器90的电阻值的比来调节施加到ZT管脚的电压。例如，当第一分布电阻器80和第二分布电阻器90的电阻值的比是9:1时，施加到ZT管脚的电压可对应于通过耦合电容器70的交流分量电压的电平的十分之一。由于电流补偿电路100工作，以具有比从输入电源接收的输入电压VIN显著低的电压，因此第一分布电阻器80和第二分布电阻器90能够防止电流补偿电路100的过载。
图2是示出图1的示例中的电流补偿电路的组成的电路图。
参照图2的示例，电流补偿电路100包括：电流补偿单元或电流补偿器110、开关控制单元或开关控制器120以及锯齿波电压初始化单元或锯齿波电压初始化电路130。
在本示例中，电流补偿器110包括：补偿时间测量模块112、断开延迟模块114和电容性元件116。例如，电流补偿器110接收通过驱动电流IL经由CS管脚通过驱动开关元件50而生成的感测电压VCS。在此，在本示例中，感测电压VCS通过CS管脚被提供给补偿时间测量模块112和断开延迟模块114。
例如，补偿时间测量模块112包括第一比较器112-1和第一开关元件112-2。在此，补偿时间测量模块112测量感测电压VCS下降到第一特定电压之下的补偿时间。在本示例中，补偿时间与驱动开关元件50的导通延迟时间相关。此外，感测电压VCS可在驱动开关元件50的导通延迟时间期间下降到第一特定电压之下，并且当驱动开关元件50被导通时，感测电压VCS以恒定斜率增加。也就是说，导通延迟时间与补偿时间成比例。在一个示例中，第一特定电压对应于零电压VZERO。
因此，第一比较器112-1将感测电压VCS和第一特定电压进行比较，以将与电容性元件116的充电相关的第一开关信号提供到第一开关元件112-2。因此，补偿时间测量模块112在第一开关元件112-2被导通时将恒定电流ISAW提供到电容性元件116。更具体地说，补偿时间测量模块112在从驱动开关元件50的导通时刻起测量的补偿时间期间，基于第一开关信号，将恒定电流ISAW充电到电容性元件116。
断开延迟模块114包括第二比较器114-1和第二开关元件114-2。断开延迟模块114基于从感测电压VCS达到第二特定电压VCS_REF的时刻起测量的补偿时间，来延迟驱动开关元件50的断开时刻。在本示例中，补偿时间可对应于在补偿时间测量模块112中测量的补偿时间。也就是说，断开延迟模块114如根据感测电压VCS在驱动开关元件50被导通之后达到第二特定电压电平的时间，来延迟驱动开关元件50的断开时刻。在一个示例中，第二特定电压VCS_REF由设计者预先确定。
第二比较器114-1将第二特定电压VCS_REF与感测电压VCS进行比较，以将与电容性元件116的放电相关的第二开关信号提供到第二开关元件114-2中。当第二开关元件114-2导通时，电容性元件116以等于恒定电流ISAW的充电速率的放电速率被放电。更具体地说，断开延时模块114在补偿时间段期间，从感测电压VCS达到第二特定电压VCS_REF的时刻开始对电容性元件116进行放电。
电容性元件116在补偿时间期间可被充电和放电，以延迟驱动开关元件50的断开时刻。在一个示例中，电容性元件116被形成为电容器。这样的电容性元件116可在第一开关元件112-1被导通时通过恒定电流ISAW被充电，并在这样的示例中可在第二开关元件114-2被导通时以等于充电速率的放电速率来被放电。锯齿波电压VSAW对应于施加到电容性元件116两端的电压。因此，锯齿波电压VSAW与电容性元件116的充电速率成比例地增大，并且与放电速率成比例地减小。
在图2的示例中，开关控制器120包括：触发器模块122、脉宽控制模块124、存储元件126和栅极驱动器128。开关控制器120在驱动开关元件50的断开时刻，通过栅极管脚，将开关控制信号提供到驱动开关元件50。
例如，触发器模块122将通过ZT管脚施加的电压VZT与第四特定电压值VZT_REF进行比较。当驱动电流IL下降到特定电流值之下时，触发器模块122提供触发信号，从而导通驱动开关元件50。在一个示例中，特定电流值对应于零电流。因此，当驱动电流IL下降到特定电流之下时，驱动开关元件50的漏极电压VD减小，因此耦合电容器70使驱动电流的交流分量通过。因此，触发器模块122在通过ZT管脚施加的电压VZT达到第四特定电压VZT_REF时提供触发信号，并且触发信号对应于边缘时钟。
在本示例中，脉宽控制模块124将施加到电容性元件116的两端的锯齿波电压VSAW与第三特定电压VREF进行比较，以生成脉宽控制信号。更具体地说，在本示例中，脉宽控制模块124生成在驱动开关元件50的断开时刻提供的脉宽控制信号，从而如根据补偿时间，增大与驱动开关元件50的导通部分对应的脉宽。例如，脉宽控制模块124将脉宽控制信号提供给存储元件126。
在本示例中，存储元件126被电连接到触发器模块122和脉宽控制模块124。在此，存储元件126基于触发器模块122或脉宽控制模块124的输出改变时刻，来改变输出值。
此外，栅极驱动器128接收存储元件126的输出值，从而输出开关控制信号。开关控制信号通过栅极管脚被提供到驱动开关元件50。在一个示例中，栅极驱动器128将存储元件126的输出放大到导通或断开驱动开关元件50所需的电压，并且以低阻抗输出开关控制信号。同样地，栅极驱动器128基于存储元件126的输出值的改变，将开关控制信号快速地提供到驱动开关元件50。
在一个示例中，使用SR锁存器来形成存储元件126。这样的锁存器也被称为置位/复位锁存器。例如，当存储元件126通过它的S端从触发器模块122接收触发信号时，存储元件126可输出正值，诸如，高电平或1，因此导通驱动开关元件50。相比之下，当存储元件126通过它的R端从脉宽控制模块124接收脉宽控制信号时，存储元件126输出负值，诸如，低电平或0，因此断开驱动开关元件50。因此，栅极驱动器128基于存储元件126的输出值来相应地输出开关控制信号。
在图2的示例中，锯齿波电压初始化电路130包括第三比较器131和第三开关元件132。例如，锯齿波电压初始化电路130在驱动开关元件50的断开时刻，初始化施加到电容性元件116的两端的锯齿波电压VSAW。在一个示例中，由电压跟随器来形成第三比较器131。在这样的示例中，第三比较器131接收第三特定电压VREF，以通过输出端传输。在这样的示例中，当驱动开关元件50被断开时，第三开关元件132被导通，锯齿波电压初始化电路130将第三特定电压VREF传输到锯齿波电压VSAW中。因此，每当驱动开关元件50被断开时，锯齿波电压VSAW被初始化。
图3是示出图1的示例中的电流补偿电路以及具有电流补偿电路的照明设备的操作的波形图。
当驱动开关元件50被导通时，驱动电流IL流经驱动开关元件50，并且以恒定斜率增大。在一个示例中，驱动电流IL的增大斜率与施加到电感器30和LED模块10之间的端子的电压成正比，并且与电感器30的电感L成反比。在图1的示例中，电压[VIN–VOUT]被施加在电感器30与LED模块10之间。也就是说，在这样的示例中，驱动电流IL的增大斜率对应于[(VIN–VOUT)/L]，其中，L是电感。
然而，驱动电流IL可在驱动开关元件50被断开时，通过二极管40流入到LED模块10中。当驱动开关元件50被断开时，在电感器30中充入的电流被放电。作为结果，驱动电流IL以恒定斜率减小。在一个示例中，驱动电流IL的减小斜率与施加到LED模块10的两端的电压成正比，并且与电感器30的电感成反比。在图1的示例中，电压[VOUT]被施加到LED模块10的两端。也就是说，驱动电流IL的减小斜率对应于[VOUT/L]，其中，L是电感。
在一个示例中，如果驱动电流IL下降到特定电流之下，则驱动开关元件50的漏极电压VD减小。在这样的示例中，特定电流可对应于零电流。在驱动开关元件50的漏极电压VD迅速地减小时，驱动开关元件50的导通延迟时间310出现。在本示例中，驱动开关元件50的导通延迟时间310对应于从驱动电流IL达到零电流时的时刻到驱动开关元件50的导通时刻的时间。因此，驱动电流IL在达到零电流之后连续地降低，并且在驱动开关元件50的导通时刻达到最小峰值电平。
在一个示例中，补偿时间320与导通延迟时间310相关。在本示例中，补偿时间320对应于从驱动电流IL达到最小峰值电平的时刻到驱动电流IL达到零电流的时刻的时间。如果导通延迟时间310变得更长，则最小峰值电平针对将变得更长的补偿时间320而减小。也就是说，在这样的更具体的示例中，导通延迟时间310与补偿时间320成比例。
例如，补偿时间测量模块112测量感测电压VCS降低到第一特定电压之下的补偿时间320。在一个这样的示例中，第一特定电压对应于零电压VZERO。第一比较器112-1将感测电压VCS和第一特定电压VZERO进行比较，以将与电容性元件的充电相关的第一开关信号SW1提供到第一开关元件112-2中。例如，第一开关信号SW1在补偿时间320期间对应于正值，诸如，高电平或1。例如，补偿时间测量模块112在第一开关元件112-2被导通时，将恒定电流ISAW提供到电容性元件116。因此，当第一开关元件112-2被导通时，使用恒定电流ISAW来对电容性元件116充电，并且用于测量补偿时间的锯齿波电压在补偿时间320期间连续地增大。
在本示例中，断开延迟模块114在补偿时间320期间，从感测电压VCS达到第二特定电压VCS_REF的时刻，延迟驱动开关元件50的断开时刻。在这样的示例中，补偿时间330可与通过补偿时间测量模块112测量的补偿时间320相同。此外，第二比较器114-1将第二特定电压VCS_REF与感测电压VCS进行比较，从而将与电容性元件116的放电相关的第二开关信号SW2提供到第二开关元件114-2中。例如，第二开关信号SW2在补偿时间330期间从感测电压VCS达到第二特定电压VCS_REF的时刻开始对应于正值，诸如，高电平或1。当第二开关元件114-2被导通时，电容性元件116以等于这样的充电速率的放电速率来被放电，所述充电速率对应于与对锯齿波电压VSAW进行充电的恒定电流ISAW相同的电流电平。锯齿波电压VSAW的减小斜率的绝对值与增大斜率的绝对值成比例。
在此，脉宽控制模块124将施加到电容性元件116的两端的锯齿波电压VSAW与第三特定电压VREF进行比较，从而生成脉宽控制信号PWM。也就是说，电容性元件116从感测电压VCS达到第二特定电压VCS_REF的时刻被放电，从而减小锯齿波电压VSAW，并且当锯齿波电压VSAW达到第三特定电压VREF时，脉宽控制模块124输出脉宽控制信号PWM。例如，脉宽控制模块124生成脉宽控制信号PWM，从而将开关控制信号的脉宽增大到与补偿时间330一样大，以将PWM信号提供到存储元件126。
图4是示出图1的示例中的电流补偿电路以及具有电流补偿电路的照明设备的驱动方法的流程图。
例如，在步骤S410中，电流补偿器110在驱动开关元件50被导通时感测流经驱动开关元件50的驱动电流。更具体地说，在示例中，感测电阻60被连接到驱动开关元件50的端子，并且接收通过CS管脚施加到感测电阻60的两端的感测电压VCS。
在步骤S420中，电流补偿器110测量在感测电压VCS下降到第一特定电压之下的补偿时间320。更具体地说，补偿时间320对应于从驱动电流IL达到最小峰值电平的时刻到驱动电流IL达到零电流的时刻的时间。当驱动开关元件50被导通时，电流补偿器110将感测电压VCS与第一特定电压VZERO进行比较，以测量补偿时间320。
在步骤S430中，电流补偿器110按照补偿时间330来延迟驱动开关元件50的断开时刻。更具体地说，电流补偿器110从感测电压达到第二特定电压VCS_REF的时刻并且当锯齿波电压VSAW达到第三特定电压VREF时，对电容性元件116进行放电，因此开关控制器120提供用于断开驱动开关元件50的脉宽控制信号PWM。
在步骤S440中，开关控制器120在针对驱动开关元件50延迟的断开时刻提供开关控制信号。更具体地说，存储元件116接收脉宽控制信号PWM，从而输出负值，诸如，低电平或0，由此断开驱动开关元件50。因此栅极驱动器128基于输出值来输出开关控制信号。
因此，电流补偿电路100以及具有其的照明设备能够防止由驱动开关元件的导通延迟时间引起的平均驱动电流的减小。例如，这样的电流补偿电路100能够不管输入电压和输出电压的改变如何而准确地控制平均驱动电流。这样的电流补偿电路100可使用峰值电流模式控制方法来操作发光二极管。此外，电流补偿电路100可测量与驱动开关元件的导通时间相应的补偿时间，并相应地将驱动开关元件的断开时刻延迟测量的补偿时间那么长。
通过硬件组件来实现图1至图4中所示的执行在此针对图1至图4描述的操作的设备、单元、模块、装置、补偿器、电路和其他组件。硬件组件的示例包括：控制器、传感器、发生器、驱动器、存储器、补偿器、算术逻辑单元、加法器、减法器、乘法器、除法器、积分器以及本领域普通技术人员所知的任何其他电子组件。在一个示例中，通过计算硬件，例如，通过一个或多个处理器或计算机来实现硬件组件。通过一个或多个处理元件(诸如，逻辑门阵列、控制器和算术逻辑单元、数字信号处理器、微型计算机、可编程逻辑控制器、现场可编程门阵列、可编程逻辑阵列、微处理器或者本领域普通技术人员所知的能够以限定方式响应并执行指令以达到预期结果的任何其他装置或装置的组合)来实现处理器或计算机。在一个示例中，处理器或计算机包括或者被连接到存储被处理器或计算机执行的指令或软件的一个或多个存储器。由处理器或计算机实现的硬件组件执行指令或软件，诸如操作系统(OS)和在OS上运行的一个或多个软件应用，以执行在此描述的关于图1至图4的操作。硬件组件还可响应于指令或软件的执行而访问、操控、处理、创建和存储数据。为了简化，单数术语“处理器”或“计算机”可被使用在这里所描述的示例的描述中，但是，在其他示例中，多个处理器或计算机被使用，或者处理器或计算机包括多个处理元件或多种类型的处理元件，或二者。在一个示例中，硬件组件包括多个处理器，在另一示例中，硬件组件包括处理器和控制器。硬件组件具有不同的处理配置中的任何一个或多个，不同的处理配置的示例包括：单个处理器、独立处理器、并行处理器、单指令单数据(SISD)多处理、单指令多数据(SIMD)多处理、多指令单数据(MISD)多处理以及多指令多数据(MIMD)多处理。
通过如以上描述的执行指令或软件以执行在此描述的操作的处理器或计算机，来执行图1至图4中示出的执行在此针对图1至图4描述的操作的方法。
用于控制处理器或计算机实现硬件组件并且执行以上描述的方法的指令或软件被编写为计算机程序、代码段、指令或者它们的任何组合，以单独地或共同地指示或配置处理器或计算机如机器或专用计算机一样进行工作，以执行由硬件组件执行的操作和如以上描述的方法。在一个示例中，指令或软件包括直接地由处理器或计算机执行的机器代码(诸如，由编译器产生的机器代码)。在另一示例中，指令或软件包括由处理器或计算机使用解释器执行的高级代码。本领域的普通技术编程者能基于附图中所示的框图和流程图以及在公开了用于执行由硬件组件执行的操作和如以上描述的方法的算法的说明书中的相应描述，来容易地编写指令或软件。
用于控制处理器或计算机实现硬件组件和执行如以上描述的方法的指令或软件，以及任何相关的数据、数据文件和数据结构被记录、存储或固定在一个或多个非暂时性计算机可读存储介质中或被记录、存储或固定在一个或多个非暂时性计算机可读存储介质上。非暂时性计算机可读存储介质的示例包括：只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存、CD-ROM、CD-R、CD+R、CD-RW、CD+RW、DVD-ROM、DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW、DVD-RAM、BD-ROM、BD-R、BD-R LTH、BD-RE、磁带、软盘、磁光数据存储装置、光学数据存储装置、硬盘、固态盘，以及本领域普通技术人员所知的任何装置，其中，所述任何装置能够以非暂时性方式存储指令或软件以及任何相关数据、数据文件和数据结构，并且将指令或软件以及任何相关数据、数据文件和数据结构提供给处理器或计算机，从而处理器或计算机能执行指令。在一个示例中，指令或软件以及任何相关数据、数据文件和数据结构被分布在联网的计算机系统上，从而指令或软件以及任何相关数据、数据文件和数据结构以分布的方式被处理器或计算机存储、访问和执行。
虽然本公开包括特定示例，但是，在不脱离权利要求及其等同物的精神和范围的情况下，可在这些示例中进行形式和细节上的各种改变对本领域的普通技术人员而言将是清楚的。在此描述的示例应仅被理解为描述性意义，而不是为了限制的目的。对每个示例中的特征或方面的描述应被理解为可应用于其他示例中的类似的特征或方面。如果以不同的顺序执行所描述的技术，和/或如果所描述的系统、构架、装置或电路中的组件以不同的方式来组合，和/或由其他组件或它们的等同物来替换或补充，则可获得合适的结果。因此，本公开的范围不是由具体实施方式来限定，而是由权利要求及其等同物来限定，并且在权利要求及其等同物的范围内的所有变化应被解释为被包括在本公开中。

Claims (20)

1.一种电流补偿电路，包括：
电流补偿器，被配置为：从驱动开关元件导通时刻起，测量通过流过驱动开关元件的驱动电流产生的感测电压达到第一特定电压的补偿时间，并且被配置为：将驱动开关元件的断开时刻从感测电压达到第二特定电压的时刻延迟测量的补偿时间那么长；
开关控制器，被配置为在延迟的驱动开关元件的断开时刻提供开关控制信号。
2.如权利要求1所述的电流补偿电路，其中，电流补偿器还包括：电容性元件，被配置为在补偿时间期间被充电或放电，从而延迟驱动开关元件的断开时刻。
3.如权利要求2所述的电流补偿电路，其中，电流补偿器还包括：补偿时间测量电路，被配置为将感测电压与第一特定电压进行比较，从而提供与电容性元件的充电相关的第一开关信号。
4.如权利要求3所述的电流补偿电路，其中，电流补偿器还包括：断开延迟模块，被配置为将第二特定电压与感测电压进行比较，从而提供与电容性元件的放电相关的第二开关信号。
5.如权利要求2所述的电流补偿电路，还包括：
锯齿波电压初始化电路，被配置为在驱动开关元件的断开时刻，初始化施加到电容性元件的两端的锯齿波电压。
6.如权利要求5所述的电流补偿电路，其中，锯齿波电压初始化电路在驱动开关元件的断开时刻，通过电压跟随器将第三特定电压作为锯齿波电压发送。
7.如权利要求3所述的电流补偿电路，其中，电流补偿器在测量的补偿时间期间，从驱动开关元件的导通时刻起，基于第一开关信号将恒定电流充电到电容性元件中。
8.如权利要求4所述的电流补偿电路，其中，电流补偿器在测量的补偿时间期间，从感测电压达到第二特定电压的时刻起，基于第二开关信号对电容性元件放电。
9.如权利要求1所述的电流补偿电路，其中，开关控制器包括：触发器模块，被配置为响应于驱动电流下降到特定电流值之下，提供用于接通驱动开关元件的触发信号。
10.如权利要求9所述的电流补偿电路，其中，开关控制器接收触发信号，从而提供接通驱动开关元件的开关控制信号。
11.如权利要求1所述的电流补偿电路，其中，开关控制器包括：脉宽控制电路，被配置为产生在驱动开关元件的断开时刻提供的脉宽控制信号，以将与驱动开关元件的导通区间对应的脉宽增加补偿时间那么多。
12.如权利要求11所述的电流补偿电路，其中，脉宽控制电路将施加到电容性元件的两端的锯齿波电压与第三特定电压进行比较，以产生脉宽控制信号。
13.如权利要求11所述的电流补偿电路，其中，开关控制器接收脉宽控制信号，以提供断开驱动开关元件的开关控制信号。
14.一种发光二极管照明设备，包括：
LED(发光二极管)电路；
电感器，被串联地连接到LED电路；
驱动开关元件，被串联地连接到LED电路和电感器；
电流补偿电路，被配置为基于通过驱动LED电路的驱动电流产生的感测电压，来控制驱动开关元件的断开时刻，
其中，电流补偿电路包括：
电流补偿器，被配置为：从驱动开关元件导通时刻起，测量通过流过驱动开关元件的驱动电流产生的感测电压达到第一特定电压的补偿时间，并且被配置为：将驱动开关元件的断开时刻从感测电压达到第二特定电压的时刻延迟测量的补偿时间那么长；
开关控制器，被配置为在被延迟的驱动开关元件的断开时刻提供开关控制信号。
15.一种电流补偿器，被配置为从驱动开关元件导通时刻起，测量通过流过驱动开关元件的驱动电流产生的感测电压达到第一特定电压的补偿时间，并且被配置为将驱动开关元件的断开时刻从感测电压达到第二特定电压的时刻延迟测量的补偿时间那么长，所述电流补偿器包括：
电容性元件，被配置为在补偿时间期间被充电或放电，从而延迟驱动开关元件的断开时刻。
16.如权利要求15所述的电流补偿器，其中，电流补偿器还包括：补偿时间测量电路，被配置为将感测电压与第一特定电压进行比较，从而提供与电容性元件的充电相关的第一开关信号。
17.如权利要求16所述的电流补偿器，其中，电流补偿器还包括：断开延迟模块，被配置为将第二特定电压与感测电压进行比较，从而提供与电容性元件的放电相关的第二开关信号。
18.如权利要求16所述的电流补偿器，其中，电流补偿器在补偿时间期间，从驱动开关元件的导通时刻起，基于第一开关信号将恒定电流充入到电容性元件中。
19.如权利要求17所述的电流补偿器，其中，电流补偿器在补偿时间期间，从感测电压达到第二特定电压的时刻起，基于第二开关信号对电容性元件进行放电。
20.一种电流补偿方法，包括：
响应于驱动开关元件导通，感测通过驱动开关元件的驱动电流；
从驱动开关元件导通时刻起，测量针对驱动电流的感测电压达到第一特定电压的补偿时间；
将驱动开关元件的断开时刻延迟测量的补偿时间那么长；
在驱动开关元件的被延迟的断开时刻提供开关控制信号。
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