CN106535393A - 一种谐振型led均流电路控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种谐振型LED均流电路控制方法，谐振型LED均流电路至少包括依次连接的驱动电路、谐振变换网络以及LED电路；所述控制方法包括：向谐振变换网络输入驱动信号，使各路LED串开始工作，并采样各路LED串的流过电流以及两端电压；当检测到每一路LED串的流过电流达到额定值时，检测各路LED串的两端电压是否超出预设范围；若检测到至少一路LED串的两端电压超出预设范围，则调节驱动信号，使其余各路LED串的流过电流维持在额定值。本发明谐振型LED均流电路控制方法，在检测到LED电路中出现开路故障时，通过调节驱动信号，使其余各路LED串的流过电流维持在额定值，对电路中电流控制的精确度高。

Description

一种谐振型LED均流电路控制方法

技术领域

本发明涉及LED电路控制技术领域，特别是涉及一种谐振型LED均流电路控制方法。

背景技术

LED被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能环保、体积小、维护少以及使用寿命长等显著优点，越来越受到人们的青睐。

目前，基于谐振变换器的LED均流电路得到广泛应用，谐振变换器具有开关损耗小、效率高、开关元件应力小等优点。在LED均流电路中，包含相互并联的多路LED支路，当有LED出现开路情况时，电路的输出阻抗会发生变化，会使其余正常的LED支路电流升高。而LED是对电流敏感的电流型器件，电流上升不仅增强光照强度影响到照明效果，并且大电流容易对LED造成损害，减少其工作寿命。因此对LED电路实施开路保护，即保证在出现LED开路时其余正常的LED支路电流能维持恒定，就成为必要措施。

现有技术中，LED电路采用的开路保护方法有以下几种：一种是在每个LED并联一个开路保护器，常见的开路保护器有两种结构：齐纳二极管型和晶闸管型（即单向可控硅型）；另一种方法是短接开路的LED串及整流桥，利用平衡电容交流阻抗远大于LED等效阻抗的原理忽略负载的变化。该两种方法均是通过硬件电路实现开路保护，能避免出现开路时LED电流过大情况，但这些方法对LED电流控制调节的精确度比较低。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种谐振型LED均流电路控制方法，实现了对LED均流电路的开路保护，对电路电流调节控制的精确度高。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种谐振型LED均流电路控制方法，所述谐振型LED均流电路至少包括依次连接的驱动电路、谐振变换网络以及LED电路，所述LED电路包括相互并联的多路LED串，所述控制方法包括：

向所述谐振变换网络输入驱动信号，并开始采样各路所述LED串的流过电流以及两端电压；

当检测到每一路所述LED串的流过电流达到额定值时，检测各路所述LED串的两端电压是否超出预设范围；

若检测到至少一路所述LED串的两端电压超出所述预设范围，则调节所述驱动信号，使其余各路所述LED串的流过电流维持在所述额定值。

可选地，所述若检测到至少一路所述LED串的两端电压超出所述预设范围，则调节所述驱动信号，使其余各路所述LED串的流过电流维持在所述额定值，包括：

若检测到至少一路所述LED串的两端电压超出所述预设范围，则调节所述驱动信号的脉冲宽度，使其余各路所述LED串的流过电流维持在所述额定值。

可选地，所述若检测到至少一路所述LED串的两端电压超出所述预设范围，则调节所述驱动信号，使其余各路所述LED串的流过电流维持在所述额定值，包括：

若检测到至少一路所述LED串的两端电压超出所述预设范围，则调节所述驱动信号的脉冲频率，使其余各路所述LED串的流过电流维持在所述额定值。

可选地，所述若检测到至少一路所述LED串的两端电压超出所述预设范围，则调节所述驱动信号，使其余各路所述LED串的流过电流维持在所述额定值，包括：

若检测到至少一路所述LED串的两端电压超出所述预设范围，则检测各路所述LED串中两端电压超出所述预设范围的所述LED串的数量；

判断所述数量是否大于预设值，若否，则调节所述驱动信号的脉冲宽度，使其余各路所述LED串的流过电流维持在所述额定值；若是，则调节所述驱动信号的脉冲频率，使其余各路所述LED串的流过电流维持在所述额定值。

可选地，还包括：当其余各路所述LED串的流过电流维持在所述额定值后，调节所述驱动信号的脉冲宽度，对其余各路所述LED串的亮度进行调节。

可选地，还包括：若检测到各路所述LED串的流过电流均超出所述预设范围，则停止向所述谐振变换网络输入驱动信号。

可选地，还包括：判断是否需要调节所述LED串的亮度，若是，调节所述驱动信号的脉冲宽度。

可选地，当未检测到每一所述LED串的流过电流均达到所述额定值时，通过移相控制使所述谐振变换网络实现零电压电流开关特性。

可选地，初始时刻向所述谐振变换网络输入的所述驱动信号的占空比为45%-55%。

可选地，所述预设范围为偏离LED导通电压的10%的电压范围。

可选地，所述驱动电路包括半桥逆变网络；

所述谐振型LED均流电路还包括连接在所述谐振变换网络与所述LED电路之间的高频变压器；

所述LED电路包括相互并联的一路或者多路LED串，在每一路LED串电路中包括平衡电容、整流桥以及并联在LED串两端的电容。

由上述技术方案可知，本发明所提供的谐振型LED均流电路控制方法，谐振型LED均流电路至少包括依次连接的驱动电路、谐振变换网络以及LED电路，LED电路包括相互并联的多路LED串。向谐振变换网络输入驱动信号，各路LED串开始工作，并开始采样各路LED串的流过电流和两端电压；根据采样到的各路LED串的流过电流及两端电压，当检测到每一路LED串的流过电流达到额定值时，表明LED电路进入稳定工作状态；在进入稳定工作状态时，若检测到至少一路LED串的两端电压超出预设范围，表明LED电路中出现开路故障，则通过调节驱动信号，控制使其余各路LED串的流过电流维持在额定值，避免其余LED串电流过大，从而实现对LED均流电路的开路保护。

本发明谐振型LED均流电路控制方法，在检测到LED电路中出现开路故障时，通过调节驱动信号，控制调节谐振变换网络的输出电压，使其余各路LED串的流过电流维持在额定值，与现有开路保护方法相比，本方法通过调节驱动信号控制调节LED电路电流，对电路中电流控制的精确度高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种谐振型LED均流电路控制方法的流程图；

图2为本发明又一实施例提供的一种谐振型LED均流电路控制方法的流程图；

图3为本发明实施例中谐振型LED均流电路的一种拓扑结构。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

请参考图1，本发明实施例提供一种谐振型LED均流电路控制方法，所述谐振型LED均流电路至少包括依次连接的驱动电路、谐振变换网络以及LED电路，所述LED电路包括相互并联的多路LED串，所述控制方法包括步骤：

S10：向所述谐振变换网络输入驱动信号，并开始采样各路所述LED串的流过电流以及两端电压；

S11：当检测到每一路所述LED串的流过电流达到额定值时，检测各路所述LED串的两端电压是否超出预设范围；

S12：若检测到至少一路所述LED串的两端电压超出所述预设范围，则调节所述驱动信号，使其余各路所述LED串的流过电流维持在所述额定值。

可以看出，本实施例谐振型LED均流电路控制方法，向谐振变换网络输入驱动信号，各路LED串开始工作，并开始采样各路LED串的流过电流和两端电压；根据采样到的各路LED串的流过电流及两端电压，当检测到每一路LED串的流过电流达到额定值时，表明LED电路进入稳定工作状态；在进入稳定工作状态时，若检测到至少一路LED串的两端电压超出预设范围，表明LED电路中出现开路故障，则通过调节驱动信号，控制使其余各路LED串的流过电流维持在额定值，避免其余LED串电流过大，从而实现对LED均流电路的开路保护。

本实施例谐振型LED均流电路控制方法，在检测到LED电路中出现开路故障时，通过调节驱动信号，控制调节谐振变换网络的输出电压，使其余各路LED串的流过电流维持在额定值，与现有开路保护方法相比，本方法通过调节驱动信号控制调节电路电流，对电路中电流控制的精确度高。

下面结合具体实施方式对本实施例谐振型LED均流电路控制方法进行详细说明。

本实施例中谐振型LED均流电路至少包括依次连接的驱动电路、谐振变换网络以及LED电路，所述LED电路包括相互并联的多路LED串，控制方法包括步骤：

S10：向所述谐振变换网络输入驱动信号，使各路所述LED串开始工作，并采样各路所述LED串的流过电流以及两端电压。

可以通过控制器，启动控制器，向谐振变换网络输出一对一定频率且互补带死区的脉宽调制波（PWM波）驱动谐振变换网络，使LED均流电路开始工作。同时开始采样各路LED串的流过电流和两端电压。

对于从各LED串采样获得电流和电压的模拟量，进行A/D转换，得到电流值和电压值。

S11：当检测到每一路所述LED串的流过电流达到额定值时，检测各路所述LED串的两端电压是否超出预设范围。

根据采样的各路LED串的流过电流，判断各路LED串的流过电流是否达到额定值，当检测到每一路LED串的流过电流达到额定值时，表明LED均流电路进入稳定工作状态，则检测各路LED串的两端电压是否超出预设范围。若未检测到每一路LED串的流过电流均达到额定值，即并不是每一路LED串的流过电流已达到额定值，则继续等待，直至每一路LED串的流过电流达到额定值。

本实施例中，在未检测到每一路LED串的流过电流均达到额定值，即LED均流电路处于启动过程中还没有进入稳定工作状态时，可通过采用移相控制使所述谐振变换网络中的功率开关管实现零电压电流开关特性。

S12：若检测到至少一路所述LED串的两端电压超出所述预设范围，则调节所述驱动信号，使其余各路所述LED串的流过电流维持在所述额定值。

在LED均流电路正常时，各路LED串的流过电流以及两端电压维持在正常值。当LED电路中有LED串出现开路时，对应LED串的两端电压会增大。因此若检测到至少一路LED串的两端电压超出预设范围，表明LED均流电路中出现开路故障。

本实施例中，可设定所述预设范围为偏离LED导通电压的10%的电压范围。LED电路中的各LED串，会并联电容，在发生开路情况下LED串并联电容不断充电，两端电压偏离导通电压持续上升。

在一种实施方式中，可以通过调节驱动信号的脉冲宽度，对LED电路电流进行控制调节，使其余各路LED串的流过电流维持在额定值，即采用脉冲宽度调制方法，通过调节驱动信号占空比稳定电流。

在另一种实施方式中，可以通过调节驱动信号的脉冲频率，对LED电路电流进行控制调节，使其余各路LED串的流过电流维持在额定值，即通过脉冲频率调制方法实现对谐振变换网络输出电压的控制，进而调节维持各路LED串电流的恒定。

进一步的，本实施例中，还包括：若检测到各路所述LED串的流过电流均超出所述预设范围，则停止向所述谐振变换网络输入驱动信号。若检测到各路LED串的流过电流均超出预设范围，表明LED电路的各路LED串均出现开路，则停止向谐振变换网络输入驱动信号，进入保护模式。

本实施例谐振型LED均流电路控制方法，通过数字控制方法，在检测到LED电路中出现开路故障时，通过调节驱动信号，控制调节谐振变换网络的输出电压，使其余各路LED串的流过电流维持在额定值，维持LED电路电流的稳定，与现有基于硬件电路的开路保护方法相比，本方法对LED电路电流控制的精确度高，在出现开路故障时能更为精确地调节LED电流维持稳定，避免LED电流增大，避免影响LED电路的照明效果和降低其使用寿命。

请参考图2，本发明又一实施例提供一种谐振型LED均流电路控制方法，其中谐振型LED均流电路至少包括依次连接的驱动电路、谐振变换网络以及LED电路，所述LED电路包括相互并联的多路LED串，所述控制方法包括步骤：

S20：向所述谐振变换网络输入驱动信号，并开始采样各路所述LED串的流过电流以及两端电压。

S21：当检测到每一路所述LED串的流过电流达到额定值时，检测各路所述LED串的两端电压是否超出预设范围。

以上各步骤的具体实施方式均可参考上一实施例内容所述，在此不再赘述。

S22：若检测到至少一路所述LED串的两端电压超出所述预设范围，则检测各路所述LED串中两端电压超出所述预设范围的所述LED串的数量。

当检测到至少一路LED串的两端电压超出预设范围时，表明LED均流电路中出现开路故障，则检测各路LED串中两端电压超出预设范围的LED串的数量，即检测出现开路情况的LED串的数量。

S23：判断所述数量是否大于预设值，若否，则调节所述驱动信号的脉冲宽度，使其余各路所述LED串的流过电流维持在所述额定值；若是，则调节所述驱动信号的脉冲频率，使其余各路所述LED串的流过电流维持在所述额定值。

通过判断两端电压超出预设范围的LED串的数量是否大于预设值，来判断LED均流电路是否处于轻载状态。

若该数量小于等于预设值，判定LED电路处于非轻载状态，则调节驱动信号的脉冲宽度，使其余各路LED串的流过电流维持在额定值。

若该数量大于预设值，判定LED电路处于轻载状态，则调节驱动信号的脉冲频率，使其余各路LED串的流过电流维持在额定值。当LED电路中出现开路的LED串数量较多，LED电路在轻载状态下运行，这种情况下若仍然通过调节驱动信号的脉冲宽度对LED电路电流进行调节，控制效率较低，动态响应慢，因此本方法中在轻载状态时通过脉冲频率调制的方法，可以提高调节效率。

其中，所述预设值可以根据电路实际情况进行设定，可选的所述预设值可以设定为该LED电路中包含LED串的数量的一半。

本实施例方法中，还包括：若检测到各路所述LED串的流过电流均超出所述预设范围，则停止向所述谐振变换网络输入驱动信号。若检测到各路LED串的流过电流均超出预设范围，表明LED电路的各路LED串均出现开路，则停止向谐振变换网络输入驱动信号，进入保护模式。

本实施例谐振型LED均流电路，若在LED电路处于轻载和非轻载状态时均通过脉冲频率调制方法进行电流调节，可解决轻载时控制效率低的问题，但由于采用脉冲频率调制方法开关频率会随着输入电压及负载的改变而变化，会增加反馈控制环路和电磁干扰滤波器的设计难度。而本实施例控制方法，在LED电路轻载状态和非轻载状态时分别采用不同的调制方法，在LED电路处于非轻载状态时采用脉冲宽度调制方法，在LED电路处于轻载状态时采用脉冲频率调制方法，可以提高对LED均流电路电流控制的效率。

进一步的，在以上各实施例中，所述谐振型LED均流电路控制方法还包括：当其余各路所述LED串的流过电流维持在所述额定值后，调节所述驱动信号的脉冲宽度，对其余各路所述LED串的亮度进行调节。

当LED均流电路中各路LED串的流过电流维持恒定后，若用户需要对LED均流电路中LED的亮度调节，则通过调节驱动信号的脉冲宽度，调节驱动信号的占空比，来调节各路LED串的流过电流的电流值大小，对LED亮度进行调节。

在以上各实施例方法中，为保证驱动信号占空比有足够的可调节区间，优选的，设置初始时刻向谐振变换网络输入的驱动信号的占空比范围为45%-55%，例如可设置占空比为50%。为保证驱动信号频率有理想的调节范围，应根据电路特性、输入电压、负载情况确定合理的初始频率。

请参考图3，在一种具体实施例中，所述谐振型LED均流电路包括依次连接的驱动电路100、谐振变换网络200以及LED电路300。

其中，所述驱动电路100包括半桥逆变网络，半桥逆变网络包括第一场效应管、第一二极管、第二场效应管、第二二极管、第一电容和第二电容。

第一场效应管和第二场效应管的栅极分别作为脉宽调制波输入端。第一场效应管的源极与第二场效应管的漏极连接，第二场效应管的源极接地，第一二极管并联在第一场效应管的源极和漏极之间，第二二极管并联在第二场效应管的源极和漏极之间。第一电容和第二电容形成的串联电路的一端与第一场效应管的漏极连接，另一端与第二场效应管的源极连接。第一场效应管的源极和第二场效应管的漏极之间的电位点作为第一输出端，第一电容和第二电容之间的电位点作为第二输出端。

谐振变换网络200包括串联在电路中的电容和并联的电感，所述电容的一端与半桥逆变网络的第一输出端连接，另一端与所述电感的一端连接，电感的另一端与半桥逆变网络的第二输出端连接。所述谐振型LED均流电路还包括连接在所述谐振变换网络200与所述LED电路300之间的高频变压器400。

所述LED电路包括相互并联的一路或者多路LED串，在每一路LED串电路中，包括平衡电容、整流桥以及并联在LED串两端的电容。

在图3所示的电路拓扑结构中，LED电路包括相互并联的三路LED串电路，每一路LED串包含的LED数量相同。

以上对本发明所提供的一种谐振型LED均流电路控制方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种谐振型LED均流电路控制方法，其特征在于，所述谐振型LED均流电路至少包括依次连接的驱动电路、谐振变换网络以及LED电路，所述LED电路包括相互并联的多路LED串，所述控制方法包括：

向所述谐振变换网络输入驱动信号，并开始采样各路所述LED串的流过电流以及两端电压；

当检测到每一路所述LED串的流过电流达到额定值时，检测各路所述LED串的两端电压是否超出预设范围；

若检测到至少一路所述LED串的两端电压超出所述预设范围，则调节所述驱动信号，使其余各路所述LED串的流过电流维持在所述额定值。

2.根据权利要求1所述的谐振型LED均流电路控制方法，其特征在于，所述若检测到至少一路所述LED串的两端电压超出所述预设范围，则调节所述驱动信号，使其余各路所述LED串的流过电流维持在所述额定值，包括：

若检测到至少一路所述LED串的两端电压超出所述预设范围，则调节所述驱动信号的脉冲宽度，使其余各路所述LED串的流过电流维持在所述额定值。

3.根据权利要求1所述的谐振型LED均流电路控制方法，其特征在于，所述若检测到至少一路所述LED串的两端电压超出所述预设范围，则调节所述驱动信号，使其余各路所述LED串的流过电流维持在所述额定值，包括：

若检测到至少一路所述LED串的两端电压超出所述预设范围，则调节所述驱动信号的脉冲频率，使其余各路所述LED串的流过电流维持在所述额定值。

4.根据权利要求1所述的谐振型LED均流电路控制方法，其特征在于，所述若检测到至少一路所述LED串的两端电压超出所述预设范围，则调节所述驱动信号，使其余各路所述LED串的流过电流维持在所述额定值，包括：

若检测到至少一路所述LED串的两端电压超出所述预设范围，则检测各路所述LED串中两端电压超出所述预设范围的所述LED串的数量；

判断所述数量是否大于预设值，若否，则调节所述驱动信号的脉冲宽度，使其余各路所述LED串的流过电流维持在所述额定值；若是，则调节所述驱动信号的脉冲频率，使其余各路所述LED串的流过电流维持在所述额定值。

5.根据权利要求1-4任一项所述的谐振型LED均流电路控制方法，其特征在于，还包括：当其余各路所述LED串的流过电流维持在所述额定值后，调节所述驱动信号的脉冲宽度，对其余各路所述LED串的亮度进行调节。

6.根据权利要求1-4任一项所述的谐振型LED均流电路控制方法，其特征在于，还包括：若检测到各路所述LED串的流过电流均超出所述预设范围，则停止向所述谐振变换网络输入驱动信号。

7.根据权利要求1所述的谐振型LED均流电路控制方法，其特征在于，当未检测到每一所述LED串的流过电流均达到所述额定值时，通过移相控制使所述谐振变换网络实现零电压电流开关特性。

8.根据权利要求1所述的谐振型LED均流电路控制方法，其特征在于，初始时刻向所述谐振变换网络输入的所述驱动信号的占空比为45％-55％。

9.根据权利要求1所述的谐振型LED均流电路控制方法，其特征在于，所述预设范围为偏离LED导通电压的10％的电压范围。

10.根据权利要求1所述的谐振型LED均流电路控制方法，其特征在于，所述驱动电路包括半桥逆变网络；

所述谐振型LED均流电路还包括连接在所述谐振变换网络与所述LED电路之间的高频变压器；

所述LED电路包括相互并联的一路或者多路LED串，在每一路LED串电路中包括平衡电容、整流桥以及并联在LED串两端的电容。