CN107426880A - Led电流纹波消除电路、方法及其芯片、led设备 - Google Patents

Led电流纹波消除电路、方法及其芯片、led设备 Download PDF

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Abstract

本申请公开一种LED电流纹波消除电路、方法及其芯片、LED设备，其中，该LED电流纹波消除电路包括：控制单元，与LED负载连接，用于：获取与所述LED负载相关的检测电压，将所述检测电压与预设的一基准电压进行比较并根据两者的比较结果而进行计数以形成一控制信号；稳压单元，与所述控制单元和所述LED负载连接，用于基于所述控制单元输出的控制信号而输出一稳压信号至所述LED负载，从而使得LED负载的平均电流保持稳定且可消除LED负载的电流纹波。

Description

LED电流纹波消除电路、方法及其芯片、LED设备
技术领域
本申请涉及LED驱动技术领域，特别是涉及一种LED电流纹波消除电路、方法及其芯片、LED设备。
背景技术
LED(Light Emitting Diode，发光二极管)被应用于多种电子应用中，例如：建筑照明，汽车头尾灯，包括个人计算机和高清电视机在内的液晶显示设备的背光，及闪光灯等。相比于如白炽灯和荧光灯之类的常规光源，LED具有显著的优点，包括高效率、良好的方向性、色彩稳定性、高可靠性、长寿命，小体积、以及环境安全性等。
LED是电流驱动设备，因此，调节通过LED的电流是一个重要的控制技术。LED的驱动电源至少需要满足两个要求：一是达到可以长时间无故障使用，二是驱动LED时不会出现频闪的现象。
在目前市场上，主流的LED电源按功率因数来分主要分为两大类：高功率因数和低功率因数。低功率因数的LED电源由于输入端接有大电容滤波，因此输出的纹波电压很小，LED灯的频闪也很小甚至接近没有，无频闪的LED灯不会使人感到眩晕，同时还可以减小长时间工作带来的眼睛不适，然而输入端的大电容在减少频闪的同时，也会使功率因数降低，低功率因数的电源不仅会加快线路的损耗，还会增加供电变压器的负担，使整个电网的输送能力和电网质量大大减弱。高功率因数的LED电源由于功率因数高，减轻电网负担的同时还可以减少线路线径的成本，然而它的输出电流含有工频纹波的成分(例如电网频率为50Hz，则高功率因数的LED电源输出电流含有100Hz的纹波，LED灯中的电流也含有100Hz的纹波，使光输出含有100Hz的频闪)，带有高功率因数的LED灯虽然肉眼感觉不到它的频闪，但长时间的使用会引起人的视觉疲劳，影响眼睛的健康。
因此，如何消除LED电流中所含的纹波是一个亟待解决的技术难题。
发明内容
鉴于以上所述相关技术的不足，本申请的目的在于公开一种LED电流纹波消除电路、方法及其芯片、LED设备，用于解决相关技术中LED电流中含有的工频纹波而导致的频闪等问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第一方面公开一种LED电流纹波消除电路，包括：控制单元，与LED负载连接，用于：获取与所述LED负载相关的检测电压，将所述检测电压与预设的一基准电压进行比较并根据两者的比较结果而进行计数以形成一控制信号；稳压单元，与所述控制单元和所述LED负载连接，用于基于所述控制单元输出的控制信号而输出一稳压信号至所述LED负载。
在本申请第一方面的某些实施方式中，所述控制单元包括：电压比较模块，用于接收与所述LED负载相关的检测电压和一基准电压，将所述检测电压与所述基准电压进行比较并根据两者的比较结果而输出相应的逻辑信号；所述检测电压为所述LED负载的负端电压；计数模块，与所述电压比较模块连接，用于根据所述电压比较模块输出的逻辑信号进行计数，生成具有一定占空比的一数字控制信号；数模转换模块，与所述计数模块连接，用于对所述计数模块输出的数字控制信号进行数模转换，生成一模拟控制信号。
在本申请第一方面的某些实施方式中，所述电压比较模块根据比较结果而输出相应的逻辑信号，包括：在所述检测电压大于等于所述基准电压时输出第一逻辑信号，以及，在所述检测电压小于所述基准电压时输出第二逻辑信号；所述计数模块根据所述电压比较模块输出的逻辑信号进行计数，包括：在接收到所述第一逻辑信号时进行第一计数以及在接收到所述第二逻辑信号时进行第二计数。
在本申请第一方面的某些实施方式中，所述电压比较模块包括电压比较器，所述电压比较器的正相输入端接收检测电压，所述电压比较器的反相输入端接收基准电压，在所述检测电压大于等于所述基准电压时输出高电平逻辑信号，在所述检测电压小于所述基准电压时输出低电平逻辑信号；所述计数模块包括计数器，用于在接收到所述高电平逻辑信号时进行加计数以及在接收到所述低电平逻辑信号时进行减计数。
在本申请第一方面的某些实施方式中，所述数字控制信号的占空比是正比于高电平逻辑信号的持续时长与低电平逻辑信号的持续时长的比值，所述数字控制信号的占空比为1:1至200:1。
在本申请第一方面的某些实施方式中，所述数字控制信号的占空比为2n:1，其中，n为小于等于7的自然数。
在本申请第一方面的某些实施方式中，在一个工频周期内，所述加计数的个数和所述减计数的个数相同，所述数字控制信号的增加量和减少量相等。
在本申请第一方面的某些实施方式中，所述稳压单元包括信号放大模块和信号调整模块，所述信号放大模块与所述数模转换模块连接，用于对所述数模转换模块输出的模拟控制信号进行信号放大处理后生成稳压信号，所述信号调整模块与所述信号放大模块连接，用于根据所述信号放大模块输出的稳压信号调整所述LED负载的电流。
在本申请第一方面的某些实施方式中，所述信号放大模块包括运算放大器，所述信号调整模块包括NMOS晶体管，其中，所述运算放大器的第一输入端用于接收模拟控制信号，所述运算放大器的第二输入端与所述NMOS晶体管的源极连接，所述运算放大器的输出端与所述NMOS晶体管的栅极连接，所述NMOS晶体管的漏极与所述LED负载连接，所述NMOS晶体管的源极与地端连接。
本申请的第二方面公开一种LED电流纹波消除芯片，包括如前所述的LED电流纹波消除电路。
本申请的第三方面公开一种LED设备，包括：LED负载；去纹波电容，并联于所述LED负载；LED恒流驱动装置，与所述LED负载和所述去纹波电容连接，用于输出一恒定的LED驱动电流；LED电流纹波消除电路，位于所述LED恒流驱动装置和所述LED负载之间；其中，所述LED电流纹波消除电路被配置为获取与所述LED负载相关的检测电压，并根据所述检测电压与预设的基准电压的比较结果而输出稳压信号至所述LED负载。
在本申请第三方面的某些实施方式中，所述LED电流纹波消除电路包括：控制单元，与LED负载连接，用于：获取与所述LED负载相关的检测电压，将所述检测电压与预设的一基准电压进行比较并根据两者的比较结果而进行计数以形成一控制信号；稳压单元，与所述控制单元和所述LED负载连接，用于基于所述控制单元输出的控制信号而输出稳压信号至所述LED负载。
在本申请第三方面的某些实施方式中，所述控制单元包括：电压比较模块，用于接收与所述LED负载相关的检测电压和一基准电压，将所述检测电压与所述基准电压进行比较并根据两者的比较结果而输出相应的逻辑信号；所述检测电压为所述LED负载的负端电压；计数模块，与所述电压比较模块连接，用于根据所述电压比较模块输出的逻辑信号进行计数，生成具有一定占空比的一数字控制信号；数模转换模块，与所述计数模块连接，用于对所述计数模块输出的数字控制信号进行数模转换，生成一模拟控制信号。
在本申请第三方面的某些实施方式中，所述电压比较模块根据比较结果而输出相应的逻辑信号，包括：在所述检测电压大于等于所述基准电压时输出第一逻辑信号，以及，在所述检测电压小于所述基准电压时输出第二逻辑信号；所述计数模块根据所述电压比较模块输出的逻辑信号进行计数，包括：在接收到所述第一逻辑信号时进行第一计数以及在接收到所述第二逻辑信号时进行第二计数。
在本申请第三方面的某些实施方式中，所述电压比较模块包括电压比较器，所述电压比较器的正相输入端接收检测电压，所述电压比较器的反相输入端接收基准电压，在所述检测电压大于等于所述基准电压时输出高电平逻辑信号，在所述检测电压小于所述基准电压时输出低电平逻辑信号；所述计数模块包括计数器，用于在接收到所述高电平逻辑信号时进行加计数以及在接收到所述低电平逻辑信号时进行减计数。
在本申请第三方面的某些实施方式中，所述数字控制信号的占空比是正比于高电平逻辑信号的持续时长与低电平逻辑信号的持续时长的比值，所述数字控制信号的占空比为1:1至200:1。
在本申请第三方面的某些实施方式中，所述数字控制信号的占空比为2n:1，其中，n为小于等于7的自然数。
在本申请第三方面的某些实施方式中，在一个工频周期内，所述加计数的个数和所述减计数的个数相同，所述数字控制信号的增加量和减少量相等。
在本申请第三方面的某些实施方式中，所述稳压单元包括信号放大模块和信号调整模块，所述信号放大模块与所述数模转换模块连接，用于对所述数模转换模块输出的模拟控制信号进行信号放大处理后生成稳压信号，所述信号调整模块与所述信号放大模块连接，用于根据所述信号放大模块输出的稳压信号调整所述LED负载的电流。
在本申请第三方面的某些实施方式中，所述信号放大模块包括运算放大器，所述信号调整模块包括NMOS晶体管，其中，所述运算放大器的第一输入端用于接收模拟控制信号，所述运算放大器的第二输入端与所述NMOS晶体管的源极连接，所述运算放大器的输出端与所述NMOS晶体管的栅极连接，所述NMOS晶体管的漏极与所述LED负载连接，所述NMOS晶体管的源极与地端连接。
在本申请第三方面的某些实施方式中，所述LED电流纹波消除电路还包括供电单元，所述供电单元与所述LED恒流驱动装置和所述LED负载的正端连接，或者，所述供电单元与所述LED负载的负端连接。
在本申请第三方面的某些实施方式中，所述LED恒流驱动装置为有源功率因数校正LED驱动器。
本申请的第四方面公开一种LED电流纹波消除方法，包括步骤：检测LED负载的检测电压，将所述检测电压与预设的一基准电压进行比较并根据两者的比较结果进行计数以形成一控制信号；基于所述控制信号而输出一稳压信号至所述LED负载。
在本申请第四方面的某些实施方式中，将所述检测电压与预设的一基准电压进行比较并根据两者的比较结果进行计数以形成一控制信号，包括：将所述检测电压与所述基准电压进行比较并根据两者的比较结果而输出相应的逻辑信号；所述检测电压为所述LED负载的负端电压；根据所述电压比较模块输出的逻辑信号进行计数，生成具有一定占空比的一数字控制信号；对所述数字控制信号进行数模转换，生成一模拟控制信号。
在本申请第四方面的某些实施方式中，根据两者的比较结果而输出相应的逻辑信号，包括：在所述检测电压大于等于所述基准电压时输出第一逻辑信号，以及，在所述检测电压小于所述基准电压时输出第二逻辑信号；根据所述电压比较模块输出的逻辑信号进行计数，包括：根据所述第一逻辑信号进行第一计数以及根据所述第二逻辑信号进行第二计数。
在本申请第四方面的某些实施方式中，在所述检测电压大于等于所述基准电压时输出高电平逻辑信号并根据所述高电平逻辑信号进行加计数；在所述检测电压小于所述基准电压时输出低电平逻辑信号并根据所述低电平逻辑信号进行减计数。
在本申请第四方面的某些实施方式中，所述数字控制信号的占空比是正比于高电平逻辑信号的持续时长与低电平逻辑信号的持续时长的比值，所述数字控制信号的占空比为1:1至200:1。
在本申请第四方面的某些实施方式中，所述数字控制信号的占空比为2n:1，其中，n为小于等于7的自然数。
在本申请第四方面的某些实施方式中，在一个工频周期内，所述加计数的个数和所述减计数的个数相同，所述数字控制信号的增加量和减少量相等。
在本申请第四方面的某些实施方式中，所述稳压信号与所述控制信号呈正比例关系。
如上所述，本申请的LED电流纹波消除电路、LED电流纹波消除方法、LED电流纹波消除芯片、以及LED设备，通过检测LED负载的检测电压，将检测电压与预设的基准电压进行比较，根据两者的比较结果所对应的持续时长而进行计数以生成控制信号，该控制信号经处理后在工频周期内保持稳定或基本不变，如此基于控制信号而输出稳压信号至LED负载，调整LED负载的电流，使得LED负载的平均电流保持稳定且可消除LED负载的电流纹波。
附图说明
图1显示为相关技术中去除LED电流纹波的原理示意图。
图2显示为本申请LED设备在一个实施例中的原理示意图。
图3显示为本申请LED设备在另一个实施例中的原理示意图。
图4显示为图2中LED设备的结构框图。
图5显示为图2中LED设备的电路示意图。
图6显示为图5中各个信号的时序图。
图7显示为本申请LED电流纹波消除方法在一实施例中的流程示意图。
图8显示为图7中各步骤的细化流程示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。
在下述描述中，参考附图，附图描述了本申请的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本申请的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本申请的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。
虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来描述各种元件，但是这些元件不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件与另一个元件进行区分。例如，第一预设阈值可以被称作第二预设阈值，并且类似地，第二预设阈值可以被称作第一预设阈值，而不脱离各种所描述的实施例的范围。第一预设阈值和预设阈值均是在描述一个阈值，但是除非上下文以其他方式明确指出，否则它们不是同一个预设阈值。相似的情况还包括第一音量与第二音量。
再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。
本申请的发明人发现，相关的LED驱动技术中，高功率因素的LED电源中多含有工频纹波的成分，使得流经LED负载的电流中包含工频纹波成分，造成LED负载的频闪，引起人眼不适。
为了保护人眼健康及提高产品竞争力，需要针对高功率因数的LED电源进行改进设计以控制其频闪。请参阅图1，显示为相关技术中去除LED电流纹波的原理示意图。有源功率因数校正LED驱动器(APFC LED Driver)的输出电流信号均含有为工频的电流纹波，这个电流纹波一般是100Hz(若采用的是50Hz的交流电)或120Hz(若采用的是60Hz的交流电)的低频纹波。长期使用带有频闪的LED灯源，会引起视觉疲劳，影响人眼健康，更甚地，会导致偏头痛，使得人眼造成错觉，进而引发事故。为去除这个低频纹波，如图1所示，在相关技术中，增加了一个去频闪芯片Chip。在图1中，去频闪芯片Chip位于有源功率因数校正LED驱动器和LED负载之间，带有低频纹波的电流输入到输入电容C1和LED负载中，去频闪芯片Chip通过调节Drain端电压，控制Drain端和CS端之间的压差的平均值为某一恒定值(Drain端与地端之间设有滤波电阻R1，CS端与地端之间设有滤波电阻Rcs)，Drain端和CS端之间的压差和内部参考电压Ref作为误差放大器EA的两个输入，误差放大器EA的COMP输出端接滤波电容C2，作为用于控制LED负载电流的控制信号，因为COMP输出端的电压变化很慢，一个工频周期内可以认为不变，所以受控于COMP输出端的LED负载电流在一个工频周期内也基本不变，使得LED负载的平均电流保持稳定，稳定在输入电流的平均值。当输入电流大于平均值时，多余的电流对输入电容C1充电，当输入电流低于平均值时，输入电容C1对LED负载放电补充不足的电流部分，从而保持LED负载内平均电流稳定，实现去频闪效果。去除低频纹波，一般情况下需要一个1/10至1/4低频纹波频率带宽的环路，相关技术中实现这种低带宽的方法是加一个大的滤波电容C2，因为大的滤波电容C2，去频闪芯片内部无法集成，需要去频闪芯片专门配置一个滤波电容的接脚，增加了整个电路结构的复杂度，并造成整个应用成本的增加(例如滤波电容C2的成本)和失效率的增加。另外，在该相关技术中，去频闪芯片采取的方式是控制Drain端电压的平均值，对不同应用时需要调节不同参数(在不同应用中，Drain端电压变化起伏不定)，通用性较差。
有鉴于此，本申请的发明人针对相关技术而提出了一种LED电流纹波消除电路、方法及其芯片、LED设备，通过检测LED负载的检测电压，将检测电压与预设的基准电压进行比较，根据两者的比较结果所对应的持续时长而进行计数以生成控制信号，该控制信号经处理后在工频周期内保持稳定或基本不变，如此基于控制信号而输出稳压信号，根据稳压信号而调整LED负载的电流，使得LED负载的平均电流保持稳定且可消除LED负载的电流纹波。
请参阅图2，图2显示为本申请LED设备在一实施例中的原理示意图。如图2所示，本申请LED设备包括：LED负载100、去纹波电容C1、LED恒流驱动装置200、LED电流纹波消除芯片300。LED负载100有一个LED灯或多个LED灯组成。去纹波电容C1并联于所述LED负载200，其一端与LED负载的正端和LED恒流驱动装置200连接，其另一端与地端连接。LED恒流驱动装置200与LED负载100和去纹波电容C1连接，用于输出一恒定的LED驱动电流。LED电流纹波消除芯片300被配置为检测LED负载100的检测电压并根据检测电压的变化状态而动态生成控制信号，用于控制LED负载的电流，使得LED负载的平均电流保持稳定且消除LED负载的电流纹波。
LED恒流驱动装置200用于提供输入电流。LED恒流驱动装置200输出一个含有工频纹波的电流信号，含有纹波的电流信号在去纹波电容C1上就会产生一个含有工频纹波的电压信号。在本实施例中，LED恒流驱动装置200可例如为有源功率因数校正LED驱动器。
功率因数校正(Power Factor Correction，简称PFC)中的“功率因数”，指的是有效功率与总耗电量(视在功率)之间的关系，也就是有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值。基本上功率因素可以衡量电力被有效利用的程度，当功率因素值越大，代表其电力利用率越高。目前的PFC技术主要包括无源PFC(又称被动式PFC)及有源PFC(又称主动式PFC，Active Power Factor Correction，APFC)。无源PFC技术的体积较大，需要增加额外的元件来更好地改变电流波形，能够达到约0.8或更高的功率因数，其中。在小于5W至40W的较低功率应用中，几乎是标准选择的反激式拓扑结构只需要采用无源元件及稍作电路改动，即可实现高于0.7的功率因数。有源PFC技术通常是作为一个专门的电源转换段增加到电路中来改变输入电流波形。低功率因数的LED电源由于输入端接有大电容滤波，因此输出的纹波电压很小，LED灯的频闪也很小甚至接近没有，无频闪的LED灯不会使人感到眩晕，同时还可以减小长时间工作带来的眼睛不适，然而输入端的大电容在减少频闪的同时，也会使功率因数降低，低功率因数的电源不仅会加快线路的损耗，还会增加供电变压器的负担，使整个电网的输送能力和电网质量大大减弱。有源PFC通常提供升压，交流100Vac至277Vac的宽输入范围内，PFC输出电压范围达直流450Vdc至277Vdc。在有源PFC中，需要提供专门的DC-DC转换器来提供电流稳流，即：在整流器和负载之间接入DC-DC转换器，应用电流反馈技术，使输入端电流波形跟踪交流输入正弦电压波形，可以使其近正弦波，从而使输入端电流的总谐波失真THD小于5％，这样，功率因数可以提高至0.9甚至更高。常用有源功率因数校正电路分为连续电流模式控制型与非连续电流模式控制型两类，其中，连续电流模式控制型主要有升压型(Boost)、降压型(Buck)、升降压型(Buck-Boost)之分。针对升压型(Boost)控制电路，在一实施例中，可例如包括：整流桥、滤波电容、储能电感、以及续流二极管等，其中，所述整流桥的输入端电连接至一交流电源，用于将交流电整流为直流电；所述滤波电容的两端分别电连接至所述整流桥中并联的两个整流支路，用于对直流电进行滤波，以抑制射频干扰(Radio Frequency Interference，简称RFI)和电磁干扰(ElectromagneticInterference，简称EMI)噪声，并可防止电网对主电路的高频瞬态冲击；所述储能电感连接于所述整流桥的一个整流支路上，主要起到储能作用，同时可减少电流的纹波输出。非连续电流模式控制型有正激型(Forward)、反激型(Fly-back)之分。高功率因数的LED电源由于功率因数高，减轻电网负担的同时还可以减少线路线径的成本，然而它的输出电流含有100HZ/120HZ的工频纹波成分(例如电网频率为50Hz，则高功率因数的LED电源输出电流含有100Hz的纹波，LED灯中的电流也含有100Hz的纹波，使光输出含有100Hz的频闪)，带有高功率因数的LED灯虽然肉眼感觉不到它的频闪，但长时间的使用会引起人的视觉疲劳，影响眼睛的健康。
LED电流纹波消除芯片300，位于LED恒流驱动装置200和LED负载100之间。在本实施例中，LED电流纹波消除芯片300至少包括：电源端HV、电压调整端Drain、以及地端连接端GND。电源端HV与LED负载100的正端连接，用于获得电源电压，以向应用于LED电流纹波消除芯片300中各电路或元器件提供供电电源。进一步地，电源端HV更可通过一个启动电阻R0而与LED负载100的正端连接。电压调整端Drain与LED负载100的负端连接，用于检测并获取LED负载100的负端电压并根据LED电流纹波消除芯片300而调整电压。地端连接端GND，与地端连接。LED电流纹波消除芯片300通过检测LED负载100的负端电压，根据负端电压与预设的基准电压的比较结果而生成稳定的控制信号，以控制LED负载获得稳定的电流，从而消除LED负载的电流纹波。
由图2可知，本申请LED设备中，LED电流纹波消除芯片300可免去配置大的滤波电容，实现了外围电路的简化，降低了系统成本，彻底消除外围滤波电容造成的失效问题。
图2为一示例性说明，但并非用于限制本申请的保护范围，例如，另可参阅图3，显示为本申请LED设备在另一实施例中的原理示意图。如图3所示，在该实施例中，LED设备中的LED电流纹波消除芯片300，至少包括：电源端HV、电压调整端Drain、以及与地端连接端GND，其中，电源端HV是与LED负载100的负端连接，用于获得电源电压，以向应用于LED电流纹波消除芯片300中各电路或元器件提供供电电源。在图3所示的LED设备中，电源端HV是与LED负载100的负端连接，电压调整端Drain也与LED负载100的负端连接，因此，针对该另一实施例中的LED电流纹波消除芯片300，电源端HV的引脚就可与电压调整端Drain的引脚实现复用，这样，LED电流纹波消除芯片300就仅需提供相应的两个引脚即可，相对于图2中的LED电流纹波消除芯片300或其他相关技术，可实现简化电路及芯片结构，降低设计及制造成本。
请继续参阅图4和图5，其中，图4显示为图2中LED设备的结构框图，图5显示为图2中LED设备的电路示意图。如图4所示，本申请LED设备中，LED电流纹波消除芯片300内置有LED电流纹波消除电路，所述LED电流纹波消除电路可进一步包括：供电单元31、控制单元33、以及稳压单元35。
供电单元31与LED恒流驱动装置200和LED负载100的正端连接，用于生成应用于LED电流纹波消除芯片300中各电路或元器件的供电电源。进一步地，在本实施例中，如图5所示，供电单元31可至少包括欠压锁定电路(Under Voltage Lock-Out，UVLO)和偏置及参考电压产生电路(Bias&Vref)等。
UVLO就是欠压锁定，用于确保一旦供电电压低于LED电流纹波消除芯片300的开启门限电压时，系统以受控方式关闭，从而不会产生不稳定的振荡或进入欠压情形，从而可保证LED电流纹波消除芯片300在供电电压不足时不致于被损坏。为了更稳定的工作，某些DC-DC转换器具有UVLO(欠压锁定)功能。电源开启后，UVLO功能使内部电路处于待机状态，直到DC-DC转换器的供电电源达到UVLO电压，以此来减少电流消耗并避免误操作。
偏置及参考电压产生电路与欠压锁定电路连接，用于产生相应的偏置电压Vbias和/或参考电压Vref。
控制单元33，与LED负载100连接，用于：获取与LED负载100相关的检测电压，将所述检测电压与预设的一基准电压进行比较并根据两者的比较结果而进行计数以形成一控制信号。在本实施例中，控制单元33是与LED负载100的负端连接，用于检测LED负载100的负端电压，将检测到的所述负端电压与预设的基准电压进行比较并根据两者的比较结果所对应的持续时长而进行计数以形成一控制信号。
如图4所示，控制单元33进一步包括：电压比较模块331、计数模块333、以及数模转换模块335。
电压比较模块331，用于接收与LED负载100相关的检测电压，将所述检测电压和一基准电压进行比较，并根据比较结果而输出相应的逻辑信号，其中，所述检测电压为所述LED负载的负端电压。根据比较结果而输出相应的逻辑信号，可包括：在所述负端电压大于等于所述基准电压时输出第一逻辑信号，以及，在所述负端电压小于所述基准电压时输出第二逻辑信号。具体地，在本实施例中，如图5所示，电压比较模块331可例如为电压比较器，电压比较器331的正相输入端与LED负载100的负端连接以接收负端电压VDrain，电压比较器331的反相输入端接收一预设的基准电压Vd_th。在实际应用中，电压比较器331将接收到的负端电压VDrain与基准电压Vd_th进行比较，并根据比较结果而输出相应的逻辑信号。详言之，电压比较器331根据比较结果而输出相应的逻辑信号具体包括：当负端电压VDrain是大于等于基准电压Vd_th时，则输出高电平的第一逻辑信号(简称高电平逻辑信号，该高电平逻辑信号可例如输出“1”)；当负端电压VDrain是小于基准电压Vd_th时，则输出低电平的第二逻辑信号(简称低电平逻辑信号，该低电平逻辑信号可例如输出“0”)。当然，上述电压比较器331对负端电压VDrain与基准电压Vd_th的比较方式仅为示例性说明，并非用以限制本申请的权利保护范围，例如，在其他实施例中，电压比较器331的反相输入端与LED负载100的负端连接以接收负端电压VDrain，电压比较器331的正相输入端接收一预设的基准电压Vd_th，这样，当负端电压VDrain是大于等于基准电压Vd_th时，则输出低电平的第一逻辑信号(简称低电平逻辑信号，该低电平逻辑信号可例如输出“0”)；当负端电压VDrain是小于基准电压Vd_th时，则输出高电平的第二逻辑信号(简称高电平逻辑信号，该高电平逻辑信号可例如输出“1”)。本质上，利用电压比较器331将负端电压VDrain与基准电压Vd_th进行比较并根据两者的比较结果而输出相应的逻辑信号其实就是信号进行模数转换的一个重要器件。
计数模块333与电压比较模块331连接，用于根据电压比较模块331输出的逻辑信号进行计数，生成具有一定占空比的一数字控制信号。具体地，在本实施例中，如图5所示，计数模块333可例如为计数器，计数器333与电压比较器331连接，用于在接收到电压比较器331输出的为高电平逻辑信号时进行加计数以及在接收到电压比较器331输出的为低电平逻辑信号时进行减计数。当然，上述计数器333对高电平逻辑信号进行加计数以及对低电平逻辑信号进行减计数仅为示例性说明，并非用以限制本申请的权利保护范围，例如，在其他实施例中，计数器333也可以采用对高电平逻辑信号进行减计数以及对低电平逻辑信号进行加计数的计数方式。
另外，计数器333是根据输出的高电平逻辑信号进行加计数及根据输出的低电平逻辑信号进行减计数，其中，加计数的持续时间是与高电平逻辑信号的持续时长呈正相关，减计数的持续时间是与低电平逻辑信号的持续时长呈正相关，因此，通过计数器333所生成的数字控制信号的占空比是正比于高电平逻辑信号的持续时长与低电平逻辑信号的持续时长的比值，即，若高电平逻辑信号的持续时长与低电平逻辑信号的持续时长的比值越大，那么计数器333生成的数字控制信号的占空比就越高。
数模转换模块335与计数模块333连接，用于基于计数模块333输出的数字控制信号进行数模转换以生成一模拟控制信号。具体地，在本实施例中，如图5所示，数模转换模块335可例如数模转换器(Digital to Analog Converter，简称DAC)，数模转换器335与计数器333连接，用于将计数器333进行加计数和减计数后输出的数字控制信号进行数模转换，生成模拟控制信号VCOMP。可以说，经过控制单元33处理后输出的模拟控制信号VCOMP已消除了纹波部分，使得模拟控制信号VCOMP在工频周期内变化平缓。
请继续参阅图6，显示为图5中各个信号的时序图。如图6所示，电压比较器331将接收的负端电压VDrain和预设的基准电压Vd_th进行比较，当负端电压VDrain大于等于基准电压Vd_th时，就输出为“1”的高电平逻辑信号UP，当负端电压VDrain小于基准电压Vd_th时，就输出为“0”的低电平逻辑信号DOWN，计数器333在接收到为“1”的高电平逻辑信号UP时就进行加计数以及在接收到为“0”的第二逻辑信号DOWN时就进行减计数以形成具有一定占空比的数字控制信号，其中，所述数字控制信号的占空比是正比于高电平逻辑信号的持续时长与低电平逻辑信号的持续时长的比值。计数器333输出的数字控制信号再通过数模转换器335进行数模转换后输出模拟控制信号VCOMP，可以看到，当负端电压VDrain大于等于基准电压Vd_th时得到的模拟控制信号VCOMP是升压信号，当负端电压VDrain小于基准电压Vd_th时得到的模拟控制信号VCOMP则是降压信号。
由图6可知，首要地，模拟控制信号VCOMP变化平缓，在一个工频周期内模拟控制信号VCOMP的增加量和减少量是相等的，因此，可认为模拟控制信号VCOMP在工频周期内的平均值是稳定不变的，消除了电压纹波。另外，通过合理地设置基准电压Vd_th的数值，可决定高电平逻辑信号和低电平逻辑信号所对应的持续时长。若基准电压Vd_th设置地越低，则负端电压VDrain就越有可能大于基准电压Vd_th，则两者经比较后输出为“1”的高电平逻辑信号所对应的持续时长相对于总持续时长(总持续时间等于高电平逻辑信号所对应的持续时长与低电平逻辑信号所对应的持续时长之和)占比就越高，低电平逻辑信号所对应的持续时长相对于总持续时长(总持续时间等于高电平逻辑信号所对应的持续时长与低电平逻辑信号所对应的持续时长之和)占比就越低，能在确保去纹波效果的同时，效率损失就越小，效率就越高。因此，设置基准电压Vd_th为一大关键，基准电压Vd_th设置地尽可能地低位，就相当于控制住了负端电压VDrain的底部电压(也可理解为：基准电压Vd_th的设置过程即为负端电压VDrain的底部电压的找寻过程)。相比于相关技术(不同应用中滤波电容大小选择的不同，负端电压VDrain纹波峰峰值也不同，如果采用传统控制负端电压VDrain平均值方法，不同应用需要调节不同平均值，甚至对有些应用场合不适合，不能得到好的去频闪效果)，本申请通过有效控制负端电压VDrain的底部电压，从而能对不同应用都有较好的适用性，保证有去纹波效果的同时，效率损失可以最小化，同时因为我们控制的是负端电压VDrain的底部电压，不论负端电压VDrain纹波电压峰峰值多大，都会有较好的去频闪效果，且无须外部调节参数。再有，需特别说明的是，一般地，当LED驱动电路稳定时，在一个工频周期内，模拟控制信号VCOMP的增加量和减少量是相等的。这样，在本申请LED设备中，当LED驱动电路稳定时，在一个工频周期内，第一计数(例如加计数)的周期个数和第二计数(例如减计数)的周期个数相同，如此，通过数模转换器335经数模转换后输出的模拟控制信号VCOMP在一个工频周期内的增加量和减少量也是相等的。因此，通过控制第一计数(例如加计数)和第二计数(例如减计数)的频率(即，加计数和减计数的时钟频率CLK)就可以实现负端电压VDrain相对于某一基准电压Vd_th的上下占空比。例如：将加计数的频率设定为2KHz，将减计数的频率设定为200KHZ，在LED电路稳定时，为“1”的高电平逻辑信号的持续时长与为“0”的低电平逻辑信号的持续时长之比是反比于加计数的频率与减计数的频率之比，即，高电平逻辑信号的持续时长与低电平逻辑信号的持续时长之比等于减计数的频率与加计数的频率之比(200KHZ/2KHZ＝100/1)，这样，所形成的数字控制信号的占空比就为100:1，由于比例相差较大，相当于控制了负端电压VDrain的最低电压为基准电压，设定合适的基准电压可以实现去频闪和效率最优化。当然，上述的比例仅为一示例性说明，但并非用于限制本申请的权利保护范围，在其他实施例中，上述加计数的频率与减计数的频率之比仍可作其他变化，例如，加计数的频率与减计数的频率之比可例如为10:1、20:1、30:1、40:1、……、150:1、……、200:1，这样，数字控制信号的占空比也可相应地变为10:1、20:1、30:1、40:1、……、150:1、……、200:1，这涉及到系统设计要求、效率要求、以及计数器位数等因素。在一种可实现方式中，计数器可采用N位计数器，这样，加计数的频率与减计数的频率之比可例如为2n:1，其中，n为小于等于7的自然数，这样，数字控制信号的占空比也可相应地变为2n:1，这样的比例可以由分频器精确给出。
稳压单元35与控制单元33和LED负载100连接，用于基于控制单元33输出的模拟控制信号VCOMP而输出一稳压信号至LED负载100以使得LED负载获得稳定的电流。
如图4所示，稳压单元35进一步包括：信号放大模块351和信号调整模块353，其中，信号放大模块351与数模转换模块335连接，用于对数模转换模块335输出的模拟控制信号VCOMP进行信号放大处理后生成稳压信号，信号调整模块353与信号放大模块351连接，用于根据信号放大模块351输出的稳压信号而调整LED负载100的电流，从而使得LED负载100获得稳定的电流，所述稳定的电流中没有或基本没有电流纹波。具体地，在本实施例中，如图5所示，信号放大模块351可例如为运算放大器，信号调整模块353则可采用功率晶体管(在这里，以NMOS晶体管为例)，其中，运算放大器351的第一输入端与数模转换器335连接以接收控制信号，运算放大器351的第二输入端与NMOS晶体管353的源极连接，运算放大器351的输出端与NMOS晶体管353的栅极连接，NMOS晶体管353的漏极与LED负载100连接，NMOS晶体管353的源极与地端连接。在本实施例中，是将运算放大器351的正相输入端作为第一输入端，而将运算放大器351的反相输入端作为第二输入端。另外，运算放大器351的第二输入端与NMOS晶体管353的输出端连接，形成一个负反馈(Negative Feedback)组态。利用运算放大器351，可使得运算放大器351输出的稳压信号是与控制信号相同步，且在数值上呈正比例关系。以NMOS晶体管353为例的信号调整模块又可根据稳压信号实现信号的线性稳定。
针对前述稳压单元35中的运算放大器351而言，由运算放大器351接收数模转换器335输出的模拟控制信号VCOMP，根据所述模拟控制信号VCOMP和NMOS晶体管353的源极的反馈信号，计算得到模拟控制信号VCOMP和作为反馈信号的差值，将该差值进行增益放大处理后输出稳压信号，其中，输出的稳压信号是与模拟控制信号VCOMP相同步，且在数值上成正比例关系。针对NMOS晶体管353而言，由运算放大器351输出的稳压信号可调整流经NMOS晶体管353内的电流，进而调整LED负载的电流和电压。由于模拟控制信号VCOMP变化平缓，因此，由与模拟控制信号VCOMP对应的稳压信号所控制的NMOS晶体管351内的电流也将是变化平缓的，消除了电流纹波。由于流经LED负载100的电流等于NMOS晶体管351内的电流，因此，LED负载100的电流也消除了电流纹波。
因此，在本申请LED设备中，由LED电流纹波消除电路接收到的LED负载的负端电压VDrain增加，经LED电流纹波消除电路处理后输出的模拟控制信号VCOMP增加，流经NMOS晶体管的电流增加，拉低LED负载100的负端电压VDrain；由LED电流纹波消除电路接收到的LED负载的负端电压VDrain减小，经LED电流纹波消除电路处理后输出的模拟控制信号VCOMP减小，流经NMOS晶体管的电流减小，LED负载100的负端电压VDrain增加。如此，可确保LED负载的平均电流保持稳定且消除LED负载的电流纹波。
另外，针对NMOS晶体管152而言，由运算放大器151输出的稳压信号可调整流经NMOS晶体管152内的电流，由于模拟控制信号VCOMP变化平缓，因此，由与模拟控制信号VCOMP对应的稳压信号所控制的NMOS晶体管152内的电流IM也将是变化平缓的，消除了电流纹波。由于流经LED负载10的电流IL等于电流IM，因此，电流IL也消除了电流纹波。
由图5可知，在本申请LED电流纹波消除电路及包含LED电流纹波消除电路的LED设备，不仅通过采用无滤波电容的结构设计而实现了在硬件上外围电路的简化及降低了系统成本，更是通过检测LED负载的负端电压，利用电压比较器331将负端电压与预设的基准电压进行比较，得到相应的第一逻辑信号或第二逻辑信号，再由计数器333在接收到第一逻辑信号时进行第一计数及在接收到第二逻辑信号时进行第二计数，计数器333的输出通过数模转换器335进行数模转换之后形成模拟的、消除了纹波含量的控制电压信号，再由该控制电压信号通过运算放大器351和NMOS晶体管来调整NMOS晶体管内的电流，进而使得LED负载内的平均电流保持稳定且可消除LED负载的电流纹波。相比于相关技术中需要在去纹波芯片上外置一个大的滤波电容而导致整个电路结构的复杂度、成本上升及失效率增加等缺失，本申请LED电流纹波消除电路及包含LED电流纹波消除电路的LED设备具有电路结构简单、简化芯片设计、降低整体应用成本、以及减少失效率等优点。
请参阅图7和图8，其中，图7显示为本申请LED电流纹波消除方法在一实施例中的流程示意图，图8显示为图7中各步骤的细化流程示意图。结合图5、图7和图8，本申请LED电流纹波消除方法包括如下步骤：
步骤S11，检测LED负载的检测电压，将检测电压与预设的一基准电压进行比较并根据两者的比较结果进行计数以形成一控制信号。
其中，步骤S11更可细化为如下步骤：
步骤S111，检测LED负载的检测电压。
步骤S113，将检测电压与基准电压进行比较并根据两者的比较结果而输出相应的逻辑信号。在本实施例中，所述检测电压即为所述LED负载的负端电压。在步骤S113中，利用电压比较器331，接收负端电压和基准电压，将负端电压与基准电压进行比较，在比较结果表明负端电压大于等于基准电压时输出高电平逻辑信号，在比较结果表明负端电压小于基准电压时输出低电平逻辑信号。
步骤S115，根据所述电压比较模块输出的逻辑信号进行计数，生成具有一定占空比的一数字控制信号。在本实施例中，在步骤S115中，利用计数器333接收电压比较器331输出的比较结果进行相应的计数，即，在接收到高电平逻辑信号时进行加计数以及在接收到低电平逻辑信号时进行减计数，从而生成具有一定占空比的数字控制信号。通过步骤S115中的计数步骤，可生成具有相应的数字控制信号，其中，所述数字控制信号的占空比是与高电平逻辑信号的持续时长与低电平逻辑信号的持续时长的时间比相对应的。所述数字控制信号的占空比可例如为1:1至200:1。
步骤S117，对数字控制信号进行数模转换，生成一模拟控制信号。在本实施例中，在步骤S117中，利用数模转换器335将计数器333进行加计数和减计数后输出的数字控制信号进行数模转换，生成模拟的控制信号。具体地，将加计数所得的数字控制信号进行数模转换后形成上升的模拟控制信号，将减计数所得的数字控制信号进行数模转换后形成下降的模拟控制信号。
需特别说明的是，一般地，当LED驱动电路稳定时，在一个工频周期内，控制信号的增加量和减少量是相等的。这样，在一个工频周期内，第一计数(例如加计数)的周期个数和第二计数(例如减计数)的周期个数相同，如此，输出的控制信号在一个工频周期内的增加量和减少量也是相等的。因此，通过控制第一计数(例如加计数)和第二计数(例如减计数)的频率就可以实现负端电压相对于某一基准电压的上下占空比。若所得的数字控制信号的上下占空比足够大，相当于控制了负端电压的最低电压为基准电压，设定合适的基准电压可以实现去频闪和效率最优化。
步骤S13，基于控制信号而输出稳压信号，获得稳定的电流。
其中，步骤S13更可细化为如下步骤：
步骤S131，基于控制信号而输出稳压信号。在本实施例中，在步骤S131中，利用运算放大器351接收控制信号和来自NMOS晶体管353的反馈信号，计算得到控制信号和反馈信号的差值，将该差值进行增益放大处理后得到稳压信号。输出的稳压信号是与控制信号相同步，且在数值上呈正比例关系。
步骤S133，利用稳压信号而调整LED负载的电流，使得LED负载获得稳定的电流。在本实施例中，在步骤S133中，由运算放大器351输出的稳压信号，调整流经NMOS晶体管353内的电流。由于控制信号变化平缓，因此，由与控制信号对应的稳压信号所控制的NMOS晶体管353内的电流也将是变化平缓的，且消除了电流纹波。由于流经LED负载100的电流等于NMOS晶体管353内的电流，因此，LED负载100的电流也消除了电流纹波。
本申请的LED电流纹波消除方法，通过检测LED负载的负端电压，将负端电压与预设的基准电压进行比较，根据两者的比较结果所对应的持续时长而进行计数，生成在工频周期内保持稳定或基本不变的控制信号，如此基于控制信号而输出稳压信号至LED负载，调整LED负载的电流，使得LED负载的平均电流保持稳定且可消除LED负载的电流纹波。
上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (30)

1.一种LED电流纹波消除电路，其特征在于，包括：
控制单元，与LED负载连接，用于：获取与所述LED负载相关的检测电压，将所述检测电压与预设的一基准电压进行比较并根据两者的比较结果而进行计数以形成一控制信号；以及
稳压单元，与所述控制单元和所述LED负载连接，用于基于所述控制单元输出的控制信号而输出一稳压信号至所述LED负载。
2.根据权利要求1所述的LED电流纹波消除电路，其特征在于，所述控制单元包括：
电压比较模块，用于接收与所述LED负载相关的检测电压和一基准电压，将所述检测电压与所述基准电压进行比较并根据两者的比较结果而输出相应的逻辑信号；所述检测电压为所述LED负载的负端电压；
计数模块，与所述电压比较模块连接，用于根据所述电压比较模块输出的逻辑信号进行计数，生成具有一定占空比的一数字控制信号；以及
数模转换模块，与所述计数模块连接，用于对所述计数模块输出的数字控制信号进行数模转换，生成一模拟控制信号。
3.根据权利要求2所述的LED电流纹波消除电路，其特征在于，
所述电压比较模块根据比较结果而输出相应的逻辑信号，包括：在所述检测电压大于等于所述基准电压时输出第一逻辑信号，以及，在所述检测电压小于所述基准电压时输出第二逻辑信号；以及
所述计数模块根据所述电压比较模块输出的逻辑信号进行计数，包括：在接收到所述第一逻辑信号时进行第一计数以及在接收到所述第二逻辑信号时进行第二计数。
4.根据权利要求3所述的LED电流纹波消除电路，其特征在于，
所述电压比较模块包括电压比较器，所述电压比较器的正相输入端接收检测电压，所述电压比较器的反相输入端接收基准电压，在所述检测电压大于等于所述基准电压时输出高电平逻辑信号，在所述检测电压小于所述基准电压时输出低电平逻辑信号；
所述计数模块包括计数器，用于在接收到所述高电平逻辑信号时进行加计数以及在接收到所述低电平逻辑信号时进行减计数。
5.根据权利要求4所述的LED电流纹波消除电路，其特征在于，所述数字控制信号的占空比是正比于高电平逻辑信号的持续时长与低电平逻辑信号的持续时长的比值，所述数字控制信号的占空比为1:1至200:1。
6.根据权利要求5所述的LED电流纹波消除电路，其特征在于，所述数字控制信号的占空比为2n:1，其中，n为小于等于7的自然数。
7.根据权利要求5所述的LED电流纹波消除电路，其特征在于，在一个工频周期内，所述加计数的个数和所述减计数的个数相同，所述数字控制信号的增加量和减少量相等。
8.根据权利要求2所述的LED电流纹波消除电路，其特征在于，所述稳压单元包括信号放大模块和信号调整模块，所述信号放大模块与所述数模转换模块连接，用于对所述数模转换模块输出的模拟控制信号进行信号放大处理后生成稳压信号，所述信号调整模块与所述信号放大模块连接，用于根据所述信号放大模块输出的稳压信号调整所述LED负载的电流。
9.根据权利要求8所述的LED电流纹波消除电路，其特征在于，所述信号放大模块包括运算放大器，所述信号调整模块包括NMOS晶体管，其中，所述运算放大器的第一输入端用于接收模拟控制信号，所述运算放大器的第二输入端与所述NMOS晶体管的源极连接，所述运算放大器的输出端与所述NMOS晶体管的栅极连接，所述NMOS晶体管的漏极与所述LED负载连接，所述NMOS晶体管的源极与地端连接。
10.一种LED电流纹波消除芯片，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的LED电流纹波消除电路。
11.一种LED设备，其特征在于，包括：
LED负载；
去纹波电容，并联于所述LED负载；
LED恒流驱动装置，与所述LED负载和所述去纹波电容连接，用于输出一恒定的LED驱动电流；
LED电流纹波消除电路，位于所述LED恒流驱动装置和所述LED负载之间；
其中，所述LED电流纹波消除电路被配置为获取与所述LED负载相关的检测电压，并根据所述检测电压与预设的基准电压的比较结果而输出稳压信号至所述LED负载。
12.根据权利要求11所述的LED设备，其特征在于，所述LED电流纹波消除电路包括：
控制单元，与LED负载连接，用于：获取与所述LED负载相关的检测电压，将所述检测电压与预设的一基准电压进行比较并根据两者的比较结果而进行计数以形成一控制信号；以及
稳压单元，与所述控制单元和所述LED负载连接，用于基于所述控制单元输出的控制信号而输出稳压信号至所述LED负载。
13.根据权利要求12所述的LED设备，其特征在于，所述控制单元包括：
电压比较模块，用于接收与所述LED负载相关的检测电压和一基准电压，将所述检测电压与所述基准电压进行比较并根据两者的比较结果而输出相应的逻辑信号；所述检测电压为所述LED负载的负端电压；
计数模块，与所述电压比较模块连接，用于根据所述电压比较模块输出的逻辑信号进行计数，生成具有一定占空比的一数字控制信号；以及
数模转换模块，与所述计数模块连接，用于对所述计数模块输出的数字控制信号进行数模转换，生成一模拟控制信号。
14.根据权利要求13所述的LED设备，其特征在于，
所述电压比较模块根据比较结果而输出相应的逻辑信号，包括：在所述检测电压大于等于所述基准电压时输出第一逻辑信号，以及，在所述检测电压小于所述基准电压时输出第二逻辑信号；以及
所述计数模块根据所述电压比较模块输出的逻辑信号进行计数，包括：在接收到所述第一逻辑信号时进行第一计数以及在接收到所述第二逻辑信号时进行第二计数。
15.根据权利要求14所述的LED设备，其特征在于，
所述电压比较模块包括电压比较器，所述电压比较器的正相输入端接收检测电压，所述电压比较器的反相输入端接收基准电压，在所述检测电压大于等于所述基准电压时输出高电平逻辑信号，在所述检测电压小于所述基准电压时输出低电平逻辑信号；
所述计数模块包括计数器，用于在接收到所述高电平逻辑信号时进行加计数以及在接收到所述低电平逻辑信号时进行减计数。
16.根据权利要求15所述的LED设备，其特征在于，所述数字控制信号的占空比是正比于高电平逻辑信号的持续时长与低电平逻辑信号的持续时长的比值，所述数字控制信号的占空比为1:1至200:1。
17.根据权利要求16所述的LED设备，其特征在于，所述数字控制信号的占空比为2n:1，其中，n为小于等于7的自然数。
18.根据权利要求16所述的LED设备，其特征在于，在一个工频周期内，所述加计数的个数和所述减计数的个数相同，所述数字控制信号的增加量和减少量相等。
19.根据权利要求13所述的LED设备，其特征在于，所述稳压单元包括信号放大模块和信号调整模块，所述信号放大模块与所述数模转换模块连接，用于对所述数模转换模块输出的模拟控制信号进行信号放大处理后生成稳压信号，所述信号调整模块与所述信号放大模块连接，用于根据所述信号放大模块输出的稳压信号调整所述LED负载的电流。
20.根据权利要求19所述的LED设备，其特征在于，所述信号放大模块包括运算放大器，所述信号调整模块包括NMOS晶体管，其中，所述运算放大器的第一输入端用于接收模拟控制信号，所述运算放大器的第二输入端与所述NMOS晶体管的源极连接，所述运算放大器的输出端与所述NMOS晶体管的栅极连接，所述NMOS晶体管的漏极与所述LED负载连接，所述NMOS晶体管的源极与地端连接。
21.根据权利要求12所述的LED设备，其特征在于，所述LED电流纹波消除电路还包括供电单元，所述供电单元与所述LED恒流驱动装置和所述LED负载的正端连接，或者，所述供电单元与所述LED负载的负端连接。
22.根据权利要求11所述的LED设备，其特征在于，所述LED恒流驱动装置为有源功率因数校正LED驱动器。
23.一种LED电流纹波消除方法，其特征在于，包括如下步骤：
检测LED负载的检测电压，将所述检测电压与预设的一基准电压进行比较并根据两者的比较结果进行计数以形成一控制信号；以及
基于所述控制信号而输出一稳压信号至所述LED负载。
24.根据权利要求23所述的LED电流纹波消除方法，其特征在于，将所述检测电压与预设的一基准电压进行比较并根据两者的比较结果进行计数以形成一控制信号，包括：
将所述检测电压与所述基准电压进行比较并根据两者的比较结果而输出相应的逻辑信号；所述检测电压为所述LED负载的负端电压；
根据所述电压比较模块输出的逻辑信号进行计数，生成具有一定占空比的一数字控制信号；以及
对所述数字控制信号进行数模转换，生成一模拟控制信号。
25.根据权利要求24所述的LED电流纹波消除方法，其特征在于，
根据两者的比较结果而输出相应的逻辑信号，包括：在所述检测电压大于等于所述基准电压时输出第一逻辑信号，以及，在所述检测电压小于所述基准电压时输出第二逻辑信号；以及
根据所述电压比较模块输出的逻辑信号进行计数，包括：根据所述第一逻辑信号进行第一计数以及根据所述第二逻辑信号进行第二计数。
26.根据权利要求25所述的LED电流纹波消除方法，其特征在于，
在所述检测电压大于等于所述基准电压时输出高电平逻辑信号并根据所述高电平逻辑信号进行加计数；以及
在所述检测电压小于所述基准电压时输出低电平逻辑信号并根据所述低电平逻辑信号进行减计数。
27.根据权利要求26所述的LED电流纹波消除方法，其特征在于，所述数字控制信号的占空比是正比于高电平逻辑信号的持续时长与低电平逻辑信号的持续时长的比值，所述数字控制信号的占空比为1:1至200:1。
28.根据权利要求27所述的LED电流纹波消除方法，其特征在于，所述数字控制信号的占空比为2n:1，其中，n为小于等于7的自然数。
29.根据权利要求25所述的LED电流纹波消除方法，其特征在于，在一个工频周期内，所述加计数的个数和所述减计数的个数相同，所述数字控制信号的增加量和减少量相等。
30.根据权利要求24所述的LED电流纹波消除方法，其特征在于，所述稳压信号与所述模拟控制信号呈正比例关系。
CN201710802574.4A 2017-09-07 2017-09-07 Led电流纹波消除电路、方法及其芯片、led设备 Active CN107426880B (zh)

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