CN106341923B - 控制电路、控制方法和应用其的线性led驱动电路 - Google Patents

控制电路、控制方法和应用其的线性led驱动电路 Download PDF

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Abstract

公开了一种控制电路、控制方法和应用其的线性LED驱动电路。根据本公开的控制电路、控制方法和应用其的线性LED驱动电路，通过控制所述功率晶体管的驱动电压随整流输出电压变化，使得流过所述功率晶体管的电流变化和所述功率晶体管两端的电压变化相反或相同，也即，以使得电流与整流输出信号的变化趋势相反或相同。在两者变化趋势相反时，可以使得当功率晶体管承受较大的压降的时间内，其电流值是较小的，因此，可以减小功率晶体管功率损耗。在两者的变化趋势相同时，可以提高线形LED驱动电路的功率因数。

Description

控制电路、控制方法和应用其的线性LED驱动电路
本申请要求于2016年4月29日提交的中国专利申请201610286012.4的优先权。
技术领域
本发明涉及电力电子技术，具体地，涉及开关电源技术领域，更具体地，涉及一种控制电路、控制方法和应用其的线性LED驱动电路。
背景技术
在现有带有LED负载的照明系统中，为保证LED支路的电流均衡，通常在支路中串联一个线性调节器(LDO)来调节流过LED灯负载的电流。现有技术中LED的恒流控制电路方案如图1所示，在该示例中，输入交流电压经过整流桥DB1整流后输出直流电压信号给电解电容EC1，电解电容EC1的两端电压供给LED灯负载和功率晶体管Q。Ref为表征LED电流平均值的电压信号，通过检测采样电阻RSEN上的电流，然后将检测的电流值和Ref电压进行误差比较，根据误差结果控制功率晶体管Q的线性度，以此控制LED的电流为恒定值。
但这种方式的最大缺点在于由于功率晶体管中的电流大致与LED的电流相等，在这样大的电流下，电阻RSEN和功率晶体管Q的导通电阻功率损耗很大，导致系统的功耗大，效率低。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种控制电路、控制方法和应用其的线性LED驱动电路，通过驱动电压调节电路调节功率晶体管上的电流，以使得在工作过程中功率晶体管上的电流可以跟随母线电压变化，与功率晶体管两端电压反向变化，从而减小采样电阻和开关导通电阻的功耗，提高系统效率。
第一方面，提供一种线性LED驱动电路，包括：
功率晶体管，串联于交流电源的整流输出和LED负载之间；以及，
控制电路，用于控制所述功率晶体管的驱动电压随整流输出电压变化，使得流过所述功率晶体管的电流变化和所述功率晶体管两端的电压变化相反或相同，以降低所述功率晶体管的功耗或提高所述线性LED驱动电路的功率因数。
优选地，所述线性LED驱动电路还包括：
电容，与所述LED负载并联。
优选地，所述控制电路控制所述功率晶体管的驱动电压以同时使得流过所述功率晶体管的电流的平均值跟随期望值。
优选地，所述控制电路包括：
控制信号调节电路，用于根据整流输出电压和补偿电压信号控制所述功率晶体管的驱动电压；
所述补偿电压信号表征流过所述功率晶体管的电流和所述期望值之间的误差信息。
优选地，所述控制信号调节电路产生表征所述整流输出电压的第一电压信号以及表征补偿电压信号的第二电压信号，并根据所述第一电压信号和第二电压信号产生所述驱动电压；或者，
所述控制信号调节电路产生表征所述整流输出电压的第一电压信号，并根据所述第一电压信号和所述补偿电压信号产生所述驱动电压。
优选地，所述控制信号调节电路包括：
分压电阻网路，接收所述整流输出电压，经分压后获得第一分压信号；
第一电压转换电路，接收所述第一分压信号，经电压转换后获得与所述整流输出电压成反比例或正比例的第一电压信号。
优选地，所述控制信号调节电路还包括：
第二电压转换电路，与所述第一电压转换电路串联，接收所述补偿电压信号，经电压转换后获得与所述补偿电压信号成正比例的第二电压信号，其中，所述第一电压转换电路和所述第二电压转换电路的串联电路的一端输出叠加信号；或者，
所述控制信号调节电路将所述第一电压信号与所述补偿电压信号叠加后输出叠加信号。
优选地，所述叠加信号作为驱动电压控制所述功率晶体管。
优选地，所述控制信号调节电路还包括：
第三电压转换电路，接收表征流过所述功率晶体管的电流的采样电压信号，经电压转换后获得与所述采样电压信号成正比例的第三电压信号；
第一误差放大器，第一输入端接收所述叠加信号，第二输入端接收所述第三电压信号，输出所述驱动电压。
优选地，所述控制电路还包括：
反馈比较电路，接收表征流过功率晶体管的电流的采样电压信号和参考电压信号，并据此产生所述补偿电压信号，其中，所述参考电压信号表征LED负载的驱动电流期望值。
优选地，所述反馈比较电路包括：
第二误差放大器，第一输入端接收所述采样电压信号，第二输入端接收所述参考电压信号，输出端输出所述补偿电压信号；
补偿电容，连接在第二误差放大器的输出端。
优选地，所述整流输出电压为正弦半波直流电压信号。
第二方面，提供一种线性LED驱动电路的控制电路，用于控制连接于整流输出和LED负载之间的功率晶体管，所述控制电路包括：
控制信号调节电路，用于根据整流输出电压控制功率晶体管的驱动电压随整流输出电压变化，使得流过所述功率晶体管的电流变化和所述功率晶体管两端的电压变化相反或相同，以降低所述功率晶体管的功耗或提高所述线性LED驱动电路的功率因数。
优选地，所述控制信号调节电路控制所述功率晶体管的驱动电压以同时使得流过所述功率晶体管的电流的平均值跟随期望值。
优选地，所述控制信号调节电路根据整流输出电压和补偿电压信号控制所述功率晶体管的驱动电压；
所述补偿电压信号表征流过所述功率晶体管的电流和所述期望值之间的误差信息。
优选地，所述控制信号调节电路产生表征所述整流输出电压的第一电压信号以及表征补偿电压信号的第二电压信号，并将根据所述第一电压信号和第二电压信号产生所述驱动电压；或者，
所述控制信号调节电路产生表征所述整流输出电压的第一电压信号，并将根据所述第一电压信号和所述补偿电压信号产生所述驱动电压。
优选地，所述控制信号调节电路包括：
分压电阻网路，接收所述整流输出电压，经分压后获得第一分压信号；
第一电压转换电路，接收所述第一分压信号，经电压转换后获得与所述整流输出电压成反比例或正比例的第一电压信号。
优选地，所述控制信号调节电路还包括：
第二电压转换电路，与所述第一电压转换电路串联，接收所述补偿电压信号，经电压转换后获得与所述补偿电压信号成正比例的第二电压信号，其中，所述第一电压转换电路和所述第二电压转换电路的串联电路的一端输出叠加信号；或者，
所述控制信号调节电路将所述第一电压信号与所述补偿电压信号叠加后输出叠加信号。
优选地，所述叠加信号作为驱动电压控制所述功率晶体管。
优选地，所述控制信号调节电路还包括：
第三电压转换电路，接收表征流过所述功率晶体管的电流的采样电压信号，经电压转换后获得与所述采样电压信号成正比例的第三电压信号；
第一误差放大器，第一输入端接收所述叠加信号，第二输入端接收所述第三电压信号，输出所述驱动电压。
优选地，所述控制电路还包括：
反馈比较电路，接收表征流过功率晶体管的电流的采样电压信号和参考电压信号，并据此产生所述补偿电压信号，其中，所述参考电压信号表征LED负载的驱动电流期望值。
优选地，所述反馈比较电路包括：
第二误差放大器，第一输入端接收所述采样电压信号，第二输入端接收所述参考电压信号，输出端输出所述补偿电压信号；
补偿电容，连接在第二误差放大器的输出端。
优选地，所述整流输出电压为正弦半波直流电压信号。
第三方面，提供一种线性LED驱动电路的控制方法，所述线性LED驱动电路包括串联于交流电源的整流输出和LED负载之间的功率晶体管，所述控制方法包括：
控制所述功率晶体管的驱动电压随整流输出电压变化，使得流过所述功率晶体管的电流变化和所述功率晶体管两端的电压变化相反或相同，以降低所述功率晶体管的功耗或提高所述线性LED驱动电路的功率因数。
优选地，控制所述功率晶体管的驱动电压以同时使得流过所述功率晶体管的电流的平均值跟随期望值。
优选地，根据整流输出电压和补偿电压信号控制所述功率晶体管的驱动电压；
所述补偿电压信号表征流过所述功率晶体管的电流和所述期望值之间的误差信息。
优选地，根据整流输出电压和补偿电压信号控制所述功率晶体管的驱动电压包括：
产生表征所述整流输出电压的第一电压信号以及表征补偿电压信号的第二电压信号，并根据所述第一电压信号和第二电压信号产生所述驱动电压；或者，
产生表征所述整流输出电压的第一电压信号，并将根据所述第一电压信号和所述补偿电压信号产生所述驱动电压。
优选地，所述第一电压信号与所述整流输出电压成反比例或正比例；
所述产生所述驱动电压包括：
将所述第一电压信号与所述第二电压信号叠加获取所述驱动电压；或这，将所述第一电压信号与所述补偿电压信号叠加获取所述驱动电压。
优选地，所述第一电压信号与所述整流输出电压成反比例或正比例；
所述产生所述驱动电压包括：
将所述第一电压信号与所述第二电压信号叠加获取叠加信号；
接收表征流过所述功率晶体管的电流的采样电压信号，经电压转换后获得与所述采样电压信号成正比例的第三电压信号；
根据所述叠加信号与所述第三电压信号的差值生成所述驱动电压。
优选地，所述第一电压信号与所述整流输出电压成反比例或正比例；
所述产生所述驱动电压包括：
将所述第一电压信号与所述补偿电压信号叠加获取叠加信号；
接收表征流过所述功率晶体管的电流的采样电压信号，经电压转换后获得与所述采样电压信号成正比例的第三电压信号；
根据所述叠加信号与所述第三电压信号的差值生成所述驱动电压。
根据本公开的控制电路、控制方法和应用其的线性LED驱动电路，通过控制所述功率晶体管的驱动电压随整流输出电压变化，使得流过所述功率晶体管的电流变化和所述功率晶体管两端的电压变化相反或相同，也即，以使得电流与整流输出信号的变化趋势相反或相同。在两者变化趋势相反时，可以使得当功率晶体管承受较大的压降的时间内，其电流值是较小的，因此，可以减小功率晶体管功率损耗。在两者的变化趋势相同时，可以提高线形LED驱动电路的功率因数。
附图说明
通过以下参照附图对本申请实施例的描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1所示为现有技术中的线性LED驱动电路的电路示意图；
图2所示为依据本发明的线性LED驱动电路的电路示意图；
图3所示为依据本发明的线性LED驱动电路的第一实施例的具体电路图；
图4所示为第一实施例的工作波形图；
图5所述为依据本发明的线性LED驱动电路的第二实施例的具体电路图；
图6所示为第二实施例的工作波形图。
具体实施方式
以下基于实施例对本申请进行描述，但是本申请并不仅仅限于这些实施例。在下文对本申请的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本申请。为了避免混淆本申请的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。
除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
图2所示为依据本发明的线性LED驱动电路的电路示意图。如图2所示，线性LED驱动电路中的整流桥DB1接收交流电压ACIN。经整流后，输出整流输出电压VBUS(也成为，母线电压)。整流输出电压VBUS实际是线性LED驱动电路的输入电压，其通常为正弦半波直流电压信号。
线性LED驱动电路1连接在整流桥DB1和LED负载之间，其输出端口与LED负载连接。LED驱动电路1包括输出电容Co和功率晶体管Q，输出电容Co和LED负载并联连接后与功率晶体管Q串联连接。这里，输出电容Co和LED负载的公共连接端如图2中输出电容Co的正端接整流桥的输出的整流输出电压VBUS。在图2中，功率晶体管Q串联在LED负载的阴极和整流桥DB1之间。可选地，功率晶体管Q也可以以其它方式与LED负载串联，例如，串联在整流桥DB1的输出与LED负载的阳极之间。
功率晶体管Q由控制电路2控制。控制电路2控制功率晶体管Q的栅极的驱动电压GATE，随整流输出电压变化，使得流过所述功率晶体管的电流变化和所述功率晶体管两端的电压变化相反，从而减小所述功率晶体管的功耗。可选地，在需要进行恒流输出时，控制电路2还控制所述功率晶体管Q的驱动电压GATE以同时使得流过所述功率晶体管的电流的平均值跟随期望值。
图2所示的实施方式中，控制电路2包括反馈比较电路21和控制信号调节电路22，所述反馈比较电路21接收表征流过功率晶体管的电流的采样电压信号Vs和参考电压信号VREF，并据此产生补偿电压信号Vc。补偿电压信号Vc表征功率晶体管的电流和参考电压信号之间的误差信息。参考电压信号VREF表征LED负载的驱动电流的期望值。这里为期望值为一电流平均值。采样电压信号Vs还表征所述LED负载平均电流值。优选地，采样电压信号Vs串联在驱动电流通路上的采样电阻RSEN获取。
控制信号调节电路22接收补偿电压信号Vc和整流输出电压VBUS，根据上述信号控制功率晶体管的驱动电压GATE。
在一个可选实施方式中，控制信号调节电路22根据整流输出电压VBUS产生表征其信息的第一电压信号，并根据述补偿电压信号和第一电压信号产生驱动电压GATE控制功率晶体管Q的驱动电压GATE，从而控制流过功率晶体管Q的电流。
在另一个可选的实施方式中，控制信号调节电路22产生表征所述整流输出电压VBUS的第一电压信号以及表征补偿电压信号Vc的第二电压信号，并根据所述第一电压信号和第二电压信号产生所述驱动电压GATE。
本实施方式中，第一电压信号的幅度与整流输出信号VBUS成正比例关系，并且所述第一电压信号与整流输出信号的极性相反。也就是说，第一电压信号实质上与整流输出信号VBUS成反比，两者具有相反的变化趋势。
由于驱动电压GATE与第一电压信号相关，因此，所述功率晶体管的电流与正弦半波直流电压信号的变化变化趋势相反，例如，本发明实施例中，在半个工频周期内的前半个周期，流过功率晶体管Q的电流随着整流输出电压VBUS的增大而减小，在半个工频周期内的后半个周期，所述功率晶体管的电流随着整流输出电压VBUS的减小而增大。这样，在正弦半波直流电压信号VBUS电压变化的过程中，可以控制LED负载电流的大小，一方面可以使得LED负载电流的平均值满足工作要求，另一方面可以在母线电压较大时(此时，功率晶体管压降较大)的情况下，减小流过功率晶体管Q的电流，以使得功率晶体管的功耗减小，从而提高效率。
下面参考图3所示的第一实施例的电路图和图4所示的对应工作波形图介绍本发明实施方式。本实施例中，所述反馈比较电路21包括采样电阻RSEN、第二误差放大器EA2和补偿电容CCOMP。采样电阻RSEN采样流过功率晶体管Q的电流，以获得表征流过功率晶体管的电流的采样电压信号Vs。第二误差放大器EA2的同相输入端接收采样电压信号Vs，反相输入端接收参考电压信号VREF，经误差放大处理后产生误差信号。误差信号经过补偿电容CCOMP补偿后获得补偿电压信号Vc。补偿电容CCOMP为大电容，其以方便将误差信号平均，另一方面可以滤除工频纹波。
如图3所示，所述控制信号调节电路22包括分压电阻网络(串联的电阻R1和R2)和第一电压转换电路，这里，所述第一电压转换电路具体为第一压控电压源E1。分压电阻网路连接在整理桥DB1的输出端口，接收整流输出信号VBUS，对其进行分压后在电阻R1和电阻R2的公共端输出第一分压信号VBUS1。第一压控电压源E1接收第一分压信号VBUS1，经电压转换后输出与相对于整流输出信号反向变化的第一电压信号V1。优选地，第一电压信号V1可以是与整流输出电压的正负极性相反、幅度值成正比例的信号。第一电压信号V1的波形如图4所示。在图4中，t1至t2为半个工频周期，在这过程中，所述第一电压信号V1的波形变化趋势与整流输出信号VBUS相反。
本领域技术人员可知，第一电压转换电路不限于上述的压控电压源，还可以为其他能够实现该功能的电路结构，例如由比例变换电路和正负方向变换电路构成的电路。
本实施方式中，所述控制信号调节电路22还包括第二电压转换电路，其优选为第二压控电压源E2。第二压控电压源E2接收补偿电压信号Vc，经电压转换后获得与补偿电压信号成正比例的第二电压信号V2。第二电压信号V2与补偿电压信号Vc正负极性相同。一般，第二电压信号V2设置为K*Vc，K为0至1之间的数值。
在图3中，第二压控电压源E2与第一压控电压源E1串联连接。具体地，第一压控电压源E1与第二压控电压源E2的正负端相互串联连接，从而使得两者输出的第一电压V1和第二电压V2相互叠加从串联电路的一端输出。在本实施例中，该叠加信号被作为功率晶体管的驱动电压GATE。
在另一实施方式中，所述第一压控电源E1可以直接接收所述补偿电压信号Vc，所述补偿电压信号Vc与所述第一电压信号V1之和作为所述驱动电压GATE。补偿信号Vc的波形如图4所示，为基本平稳的直线，根据第一电压信号V1的波形，可以获得驱动电压GATE的波形。
在本实施方式中，功率晶体管Q工作在线性状态，因此驱动电压GATE的波形直接决定功率晶体管的电流的波形，如图4所示，流过功率晶体管的电流波形ISEN与驱动电压GATE的波形相同，其与整流输出电压VBUS的变化趋势相反。LED负载的工作电压VLED波形如图4所示，在上述过程中，当整流输出电压VBUS电压低于LED负载电压VLED时没有输出电流，当整流输出电压VBUS大于LED负载电压VLED时，可以通过控制信号调节电路控制输出电流的波形如图4所示。上述控制方式可以使得在正路输出电压VBUS较大，从而导致功率晶体管压降较大时，减小功率晶体管的电流，由此，降低功率晶体管Q的导通电阻的损耗。由于功率晶体管Q的电流波形的变化，会使得功率因数降低。但通过改变本实施方式方案中分压电阻网络中电阻R1和R2的比例，可以调节第一电压信号V1的波形，进而改变LED电流的波形，在提高效率和满足功率因数之间取得平衡。
需要说明的是，本领域技术人员可知，根据本发明的思想，可以推知当控制第一电压信号V1的波形与整流输出信号VBUS波形变化趋势一致时，则可以控制功率晶体管的电流与正弦半波直流电压信号的变化趋势相同，这时可以提高系统的功率因数，但功率晶体管的损耗会大。但凡在本发明思路中所作的修改和替换都在本发明的保护范围之内。
进一步的，参考图5所示的第二实施例的具体电路图和图6所示的对应工作波形图。本实施例中的反馈比较电路与第一实施例均相同，在此不再赘述。所不同的是，本实施例中的控制信号调节电路22在上一实施例的基础上进一步增加了第三电压转换电路，其优选为第三压控电压源E3。同时还增加了第一误差放大器EA1。第三压控电压源E3接收采样电压信号Vs，经电压转换后获得与采样电压信号成正比例的第三电压信号V3，第三电压信号V3与采样电压信号Vs为正负极性相同。
第一误差放大器EA1的同相输入端接收所述补偿电压信号Vc与第一电压信号V1相叠加的叠加信号或者第二电压信号V2和第一电压信号V1相叠加的叠加信号。这里，根据图3或图5的电路结构，将叠加信号均记为VA。叠加信号VA的波形如图6中所示，第二输入端(反相输入端)接收第三电压信号V3。第一误差放大器EA1由此可以输出表征叠加信号VA和第三电压信号V3误差信息的驱动电压GATE。驱动电压GATE会控制功率晶体管Q的电流使得第三电压信号V3跟随叠加信号VA，也即，使得流过功率晶体管的电流相对于母线电压VBUS反向变化，同时，保持流过功率晶体管的电流跟随期望值变化。
第一误差放大器EA1和第三电压转换电路形成了快速控制环路，其可以快速响应于功率晶体管电流的变化进行调节，从而进一步降低功率晶体管的功耗。
根据上述的控制可以看出，通过第一误差放大器EA1的控制，使得功率晶体管Q的电流的波形始终与VA处的波形一致，可以避开功率晶体管在工作过程中的变化因数(例如温度影响)导致LED电流控制不准确的问题。本实施例同样具有上一实施例中的降低功率晶体管损耗，提高效率的有益效果。
在如上所述的实施例中，优选地，控制电路所包括的第一电压转换电路、第二电压转换电路、反馈比较电路的误差放大器以及实施例二中涉及的第三电压转换电路和第一误差放大器可以共同集成在集成电路中。同时，分压电阻网络、补偿电容以及采样电阻作为外围电路采用分立器件形成。
同时，本发明实施例还提供一种线性LED驱动电路的控制方法，所述线性LED驱动电路包括功率晶体管，包括以下步骤：
接收外部交流电压，经整流后输出正弦半波直流电压信号，所述正弦半波直流电压用以给LED负载提供驱动电压；
接收所述正弦半波直流电压信号，并根据所述正弦半波直流电压信号产生表征其信息的第一电压信号；
接收所述补偿电压信号，并根据所述补偿电压信号和第一电压信号产生驱动电压控制功率晶体管的状态，从而控制功率晶体管的电流，其中，所述补偿电压信号表征所述功率晶体管电流和参考电压信号之间的误差信息；
其中，在半个工频周期内，所述功率晶体管的电流与所述正弦半波直流电压信号的变化趋势相同或相反。
优选地，在半个工频周期内，所述功率晶体管的电流与所述正弦半波直流电压信号的变化趋势相反。
优选地，所述正弦半波直流电压信号经电压转换后获得与其成正比例的第一电压信号，并且所述第一电压信号与所述正弦半波直流电压信号的正负极性相反。
优选地，将所述第一电压信号和所述补偿电压信号进行相加，以将相加后的信号作为所述驱动电压。
优选地，所述补偿电压信号经电压转换后获得与其成正比例的第二补偿信号。
优选地，将所述第一电压信号和第二补偿信号进行相加，以将相加后的信号作为所述驱动电压。
优选地，所述采样电压信号经电压转换后获得与其成正比例的第二电压信号，
将所述相加后的信号和所述第二电压信号进行误差运算，以获得所述驱动电压。
优选地，所述LED驱动电路包括输出电容，所述输出电容和LED负载并联连接后与所述功率晶体管串联连接。
同时，本发明实施例还提供一种线性LED驱动电路的控制方法，所述线性LED驱动电路包括串联于交流电源的整流输出和LED负载之间的功率晶体管，所述控制方法包括：
控制所述功率晶体管的驱动电压随整流输出电压变化，使得流过所述功率晶体管的电流变化和所述功率晶体管两端的电压变化相反或相同，以所述功率晶体管的功耗或所述功率晶体管的效率。
为了实现恒流输出，所述方法还可以控制所述功率晶体管的驱动电压以同时使得流过所述功率晶体管的电流的平均值跟随期望值。
具体地，所述方法可以根据整流输出电压和补偿电压信号控制所述功率晶体管的驱动电压；所述补偿电压信号表征流过所述功率晶体管的电流和所述期望值之间的误差信息。
优选地，根据整流输出电压和补偿电压信号控制所述功率晶体管的驱动电压包括：产生表征所述整流输出电压的第一电压信号以及表征补偿电压信号的第二电压信号，并根据所述第一电压信号和第二电压信号产生所述驱动电压；或者，产生表征所述整流输出电压的第一电压信号，并将根据所述第一电压信号和所述补偿电压信号产生所述驱动电压。
优选地，所述第一电压信号与所述整流输出电压成反比例或正比例；所述产生所述驱动电压包括：将所述第一电压信号与所述第二电压信号叠加获取所述驱动电压；或这，将所述第一电压信号与所述补偿电压信号叠加获取所述驱动电压。
优选地，所述第一电压信号与所述整流输出电压成反比例或正比例；
所述产生所述驱动电压包括：将所述第一电压信号与所述第二电压信号叠加获取叠加信号；接收表征流过所述功率晶体管的电流的采样电压信号，经电压转换后获得与所述采样电压信号成正比例的第三电压信号；根据所述叠加信号与所述第三电压信号的差值生成所述驱动电压。
优选地，所述第一电压信号与所述整流输出电压成反比例或正比例；所述产生所述驱动电压包括：
将所述第一电压信号与所述补偿电压信号叠加获取叠加信号；
接收表征流过所述功率晶体管的电流的采样电压信号，经电压转换后获得与所述采样电压信号成正比例的第三电压信号；
根据所述叠加信号与所述第三电压信号的差值生成所述驱动电压。
以上对依据本发明的优选实施例的恒流控制电路、控制方法及LED驱动电路进行了详尽描述，根据本公开的控制电路、控制方法和应用其的线性LED驱动电路，通过控制所述功率晶体管的驱动电压随整流输出电压变化，使得流过所述功率晶体管的电流变化和所述功率晶体管两端的电压变化相反或相同，也即，以使得电流与整流输出信号的变化趋势相反或相同。在两者变化趋势相反时，可以使得当功率晶体管承受较大的压降的时间内，其电流值是较小的，因此，可以减小功率晶体管功率损耗。在两者的变化趋势相同时，可以提高线形LED驱动电路的功率因数。本领域普通技术人员据此可以推知其他技术或者结构以及电路布局、元件等均可应用于所述实施例。
以上所述仅为本申请的优选实施例，并不用于限制本申请，对于本领域技术人员而言，本申请可以有各种改动和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (27)

1.一种线性LED驱动电路，包括：
功率晶体管，串联于交流电源的整流输出和LED负载之间；以及，
控制电路，用于控制所述功率晶体管的驱动电压随整流输出电压变化，使得流过所述功率晶体管的电流变化和所述功率晶体管两端的电压变化相反，以降低所述功率晶体管的功耗；
所述控制电路包括控制信号调节电路；所述控制信号调节电路用于根据表征所述整流输出电压的第一电压信号和补偿电压信号控制所述功率晶体管的驱动电压；
所述控制信号调节电路包括：
分压电阻网络，连接在整流输出端之间，用于接收整流输出电压，经分压后获得第一分压信号；
第一电压转换电路，用于接收所述第一分压信号，经电压转换后获得所述第一电压信号；
其中，所述补偿电压信号表征流过所述功率晶体管的电流和期望值之间的误差信息。
2.根据权利要求1所述的线性LED驱动电路，其特征在于，所述线性LED驱动电路还包括：
电容，与所述LED负载并联。
3.根据权利要求1所述的线性LED驱动电路，其特征在于，所述控制电路控制所述功率晶体管的驱动电压以同时使得流过所述功率晶体管的电流的平均值跟随所述期望值。
4.根据权利要求1所述的线性LED驱动电路，其特征在于，所述控制信号调节电路产生表征所述整流输出电压的第一电压信号以及表征补偿电压信号的第二电压信号，并根据所述第一电压信号和第二电压信号产生所述驱动电压；或者，
所述控制信号调节电路产生表征所述整流输出电压的第一电压信号，并根据所述第一电压信号和所述补偿电压信号产生所述驱动电压。
5.根据权利要求1所述的线性LED驱动电路，其特征在于，所述第一电压信号的绝对值与所述整流输出电压成正比，极性与所述整流输出电压相反。
6.根据权利要求1所述的线性LED驱动电路，其特征在于，所述控制信号调节电路还包括：
第二电压转换电路，与所述第一电压转换电路串联，接收所述补偿电压信号，经电压转换后获得与所述补偿电压信号成正比例的第二电压信号，其中，所述第一电压转换电路和所述第二电压转换电路的串联电路的一端输出叠加信号；或者，
所述控制信号调节电路将所述第一电压信号与所述补偿电压信号叠加后输出叠加信号。
7.根据权利要求6所述的线性LED驱动电路，其特征在于，所述叠加信号作为驱动电压控制所述功率晶体管。
8.根据权利要求6所述的线性LED驱动电路，其特征在于，所述控制信号调节电路还包括：
第三电压转换电路，接收表征流过所述功率晶体管的电流的采样电压信号，经电压转换后获得与所述采样电压信号成正比例的第三电压信号；
第一误差放大器，第一输入端接收所述叠加信号，第二输入端接收所述第三电压信号，输出所述驱动电压。
9.根据权利要求1所述的线性LED驱动电路，其特征在于，所述控制电路还包括：
反馈比较电路，接收表征流过功率晶体管的电流的采样电压信号和参考电压信号，并据此产生所述补偿电压信号，其中，所述参考电压信号表征LED负载的驱动电流期望值。
10.根据权利要求9所述的线性LED驱动电路，其特征在于，所述反馈比较电路包括：
第二误差放大器，第一输入端接收所述采样电压信号，第二输入端接收所述参考电压信号，输出端输出所述补偿电压信号；
补偿电容，连接在第二误差放大器的输出端。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的线性LED驱动电路，其特征在于，所述整流输出电压为正弦半波直流电压信号。
12.一种线性LED驱动电路的控制电路，用于控制连接于整流输出和LED负载之间的功率晶体管，所述控制电路包括：
控制信号调节电路，用于根据表征整流输出电压的第一电压信号和补偿电压信号控制功率晶体管的驱动电压随整流输出电压变化，使得流过所述功率晶体管的电流变化和所述功率晶体管两端的电压变化相反，以降低所述功率晶体管的功耗；
所述控制信号调节电路包括：
分压电阻网络，连接在整流输出端之间，用于接收整流输出电压，经分压后获得第一分压信号；
第一电压转换电路，用于接收所述第一分压信号，经电压转换后获得所述第一电压信号；
其中，所述补偿电压信号表征流过所述功率晶体管的电流和期望值之间的误差信息。
13.根据权利要求12所述的控制电路，其特征在于，所述控制信号调节电路控制所述功率晶体管的驱动电压以同时使得流过所述功率晶体管的电流的平均值跟随所述期望值。
14.根据权利要求12所述的控制电路，其特征在于，所述控制信号调节电路产生表征所述整流输出电压的第一电压信号以及表征补偿电压信号的第二电压信号，并将根据所述第一电压信号和第二电压信号产生所述驱动电压；或者，
所述控制信号调节电路产生表征所述整流输出电压的第一电压信号，并将根据所述第一电压信号和所述补偿电压信号产生所述驱动电压。
15.根据权利要求12所述的控制电路，其特征在于，所述第一电压信号的绝对值与所述整流输出电压成正比，极性与所述整流输出电压相反。
16.根据权利要求12所述的控制电路，其特征在于，所述控制信号调节电路还包括：
第二电压转换电路，与所述第一电压转换电路串联，接收所述补偿电压信号，经电压转换后获得与所述补偿电压信号成正比例的第二电压信号，其中，所述第一电压转换电路和所述第二电压转换电路的串联电路的一端输出叠加信号；或者，
所述控制信号调节电路将所述第一电压信号与所述补偿电压信号叠加后输出叠加信号。
17.根据权利要求16所述的控制电路，其特征在于，所述叠加信号作为驱动电压控制所述功率晶体管。
18.根据权利要求16所述的控制电路，其特征在于，所述控制信号调节电路还包括：
第三电压转换电路，接收表征流过所述功率晶体管的电流的采样电压信号，经电压转换后获得与所述采样电压信号成正比例的第三电压信号；
第一误差放大器，第一输入端接收所述叠加信号，第二输入端接收所述第三电压信号，输出所述驱动电压。
19.根据权利要求12所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括：
反馈比较电路，接收表征流过功率晶体管的电流的采样电压信号和参考电压信号，并据此产生所述补偿电压信号，其中，所述参考电压信号表征LED负载的驱动电流期望值。
20.根据权利要求19所述的控制电路，其特征在于，所述反馈比较电路包括：
第二误差放大器，第一输入端接收所述采样电压信号，第二输入端接收所述参考电压信号，输出端输出所述补偿电压信号；
补偿电容，连接在第二误差放大器的输出端。
21.根据权利要求12-20中任一项所述的控制电路，其特征在于，所述整流输出电压为正弦半波直流电压信号。
22.一种线性LED驱动电路的控制方法，所述线性LED驱动电路包括串联于交流电源的整流输出和LED负载之间的功率晶体管，所述控制方法包括：
控制所述功率晶体管的驱动电压随整流输出电压变化，使得流过所述功率晶体管的电流变化和所述功率晶体管两端的电压变化相反，以降低所述功率晶体管的功耗；
其中，根据表征所述整流输出电压的第一电压信号和补偿电压信号控制所述功率晶体管的驱动电压，所述补偿电压信号表征流过所述功率晶体管的电流和期望值之间的误差信息。
23.根据权利要求22所述的控制方法，其特征在于，控制所述功率晶体管的驱动电压以同时使得流过所述功率晶体管的电流的平均值跟随所述期望值。
24.根据权利要求22所述的控制方法，其特征在于，根据所述第一电压信号和补偿电压信号控制所述功率晶体管的驱动电压包括：
产生表征所述整流输出电压的第一电压信号以及表征补偿电压信号的第二电压信号，并根据所述第一电压信号和第二电压信号产生所述驱动电压；或者，
产生表征所述整流输出电压的第一电压信号，并将根据所述第一电压信号和所述补偿电压信号产生所述驱动电压。
25.根据权利要求24所述的控制方法，其特征在于，所述第一电压信号的绝对值与所述整流输出电压成正比，极性与所述整流输出电压相反；
所述产生所述驱动电压包括：
将所述第一电压信号与所述第二电压信号叠加获取所述驱动电压；或者，将所述第一电压信号与所述补偿电压信号叠加获取所述驱动电压。
26.根据权利要求24所述的控制方法，其特征在于，所述第一电压信号的绝对值与所述整流输出电压成正比，极性与所述整流输出电压相反；
所述产生所述驱动电压包括：
将所述第一电压信号与所述第二电压信号叠加获取叠加信号；
接收表征流过所述功率晶体管的电流的采样电压信号，经电压转换后获得与所述采样电压信号成正比例的第三电压信号；
根据所述叠加信号与所述第三电压信号的差值生成所述驱动电压。
27.根据权利要求24所述的控制方法，其特征在于，所述第一电压信号的绝对值与所述整流输出电压成正比，极性与所述整流输出电压相反；
所述产生所述驱动电压包括：
将所述第一电压信号与所述补偿电压信号叠加获取叠加信号；
接收表征流过所述功率晶体管的电流的采样电压信号，经电压转换后获得与所述采样电压信号成正比例的第三电压信号；
根据所述叠加信号与所述第三电压信号的差值生成所述驱动电压。
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