CN107995747B - 电路模块、可调光led驱动电路和控制方法 - Google Patents

电路模块、可调光led驱动电路和控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了电路模块、可调光LED驱动电路和控制方法。本发明实施例的技术方案通过在可控硅调光器的导通角度小于预设值时，控制所述驱动电流减小至与所述导通角度信号相对应的电流值，使得较小的导通角度对应于较小的驱动电流，从而可以有效地减小导通角度抖动引起的电流纹波，避免LED负载闪烁的问题。

Description

电路模块、可调光LED驱动电路和控制方法
技术领域
本发明涉及电力电子技术，具体涉及LED驱动电路技术，更具体地，涉及一种电路模块、可调光LED驱动电路和控制方法。
背景技术
可控硅调光是目前常用的调光方法。可控硅调光器(也称为TRIAC)采用相位控制方法来实现调光，即在正弦波每半个周期控制可控硅调光器导通，获得相同的导通相角。通过调节可控硅调光器的斩波相位，可以改变导通相角大小，实现调光。
在现有技术中，可控硅调光器通常与线性恒流控制方案结合使用。线性恒流控制方案是通过控制与LED负载中的至少一个部分大体上为串联关系的线性器件(例如线性状态下的晶体管)，调节流过LED负载的电流，使得其保持恒定。可控硅调光器在一个工作周期内(通常为交流电的半波周期)导通的时间可以用导通角度来表示。导通角度较小时，驱动电流的电流纹波较大。同时，在导通角度较小时，可控硅调光器的导通角的抖动会导致较大的电流纹波，并引起LED负载闪烁的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种电路模块、可调光LED驱动电路和控制方法，以降低小导通角度下的驱动电流纹波，并减小可控硅调光器导通角度抖动带来的干扰。
根据本发明实施例的第一方面，提供一种电路模块，应用于具有可控硅调光器的LED驱动电路，所述电路模块包括：
线性驱动电路，被配置为控制流过LED负载的驱动电流；以及
控制电路，被配置为获取所述可控硅调光器的导通角度信号并控制所述线性驱动电路；
其中，所述控制电路在所述导通角度信号小于预设值时，控制所述驱动电流减小以降低电流纹波，并维持所述可控硅调光器导通。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种可调光LED驱动电路，包括：
可控硅调光器；
整流电路，与所述可控硅调光器连接，向直流母线输出直流电；
泄放电路，用于泄放直流母线电流；以及
如第一方面所述的电路模块，连接到所述直流母线。
根据本发明实施例的第三方面，提供一种可调光LED驱动电路的控制方法，所述可调光LED驱动电路具有可控硅调光器，其特征在于，所述方法包括：
获取所述可控硅调光器的导通角度信号；以及
在所述导通角度信号小于预设值时，控制可调光LED驱动电路的驱动电流减小以降低电流纹波，并维持所述可控硅调光器导通。
本发明实施例的技术方案通过在可控硅调光器的导通角度小于预设值时，控制所述驱动电流减小至与所述导通角度信号相对应的电流值，使得较小的导通角度对应于较小的驱动电流，从而可以有效地减小导通角度抖动引起的电流纹波，避免LED负载闪烁的问题。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明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是现有技术的LED驱动电路的电路图；
图2是现有技术的LED驱动电路的工作波形图；
图3是本发明第一实施例的LED驱动电路的框图；
图4是本发明第二实施例的LED驱动电路的电路图；
图5是本发明第二实施例的恒流控制器的电路图；
图6是本发明第二实施例的检测电路的电路图；
图7是本发明第二实施例的检测电路的工作波形图；
图8是本发明第二实施例的参考电压调节电路的电路图；
图9是本发明第二实施例的参考电压调节电路的工作波形图；
图10是本发明第三实施例的LED驱动电路的电路图；
图11是本发明第三实施例的检测电路的电路图；
图12是本发明第三实施例的LED驱动电路的工作波形图；
图13是本发明第三实施例的恒流控制器的电路图；
图14是本发明第三实施例的控制电路的变形的电路图；
图15是本发明实施例的控制方法的流程图。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，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发明。为了避免混淆本发明的实质，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。
在本发明的描述中，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，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
图1是现有技术的LED驱动电路的电路图。图2是该电路的工作波形图。如图1和图2所示，所述LED驱动电路A包括可控硅调光器TRIAC、泄放电路1’、控制器2’、恒流控制电路3’和整流电路4’。LED驱动电路A还可以包括连接在直流母线BUS上的二极管D1以及与LED负载并联的滤波电容C1。其中，可控硅调光器TRIAC连接在整流电路4’和交流输入端之间，用于对输入交流电进行斩波。整流电路4’用于将交流电转换为直流电输出到直流母线。恒流控制电路3’大体上与LED负载形成串联关系，通过控制晶体管Q1工作在线性状态使得流过LED负载的电流恒定且可控。恒流控制电路3’可以包括晶体管Q1、电阻R2和用于控制晶体管的误差放大器EA2。晶体管Q1连接在LED负载和电阻R2之间。电阻R2一端与晶体管Q1的源极连接。晶体管Q1的栅极与误差放大器EA2的输出端连接。误差放大器EA2一个输入端(同相输入端)输入负载电流基准信号Ref2，另一个输入端(反相输入端)与晶体管Q1的源极连接。由于流过晶体管Q1的电流在电阻R2上形成电压降，这使得误差放大器EA2的反相输入端的电压可以表征流过晶体管Q1的电流，进而使得误差放大器EA2的输出随负载电流变化，形成电流闭环。晶体管Q1受控于误差放大器EA2的输出信号工作于线性状态，调节所流过的电流，使得其与负载电流基准信号Ref2保持一致。
同时，泄放电路1’大体上与LED负载以及恒流控制电路3形成的电路并联。泄放电路1’用于在可控硅调光器TRIAC未导通期间以及直流母线电压VBUS小于预定的点亮电压VLED期间泄放直流母线电流。在图1中，泄放电路1’包括晶体管Q2和电阻R1。电阻R1连接在晶体管Q2的源极和电阻R2远离接地端的一端之间。晶体管Q2连接在直流母线BUS和电阻R1之间。泄放电路1’受控于控制器2’进行泄放。在图1中，控制器2’包括误差放大器EA1，其同相输入端输入泄放基准信号Ref1，反相输入端输入电阻R2高压端的电压，输出端与晶体管Q2的栅极连接。其中，泄放基准信号Ref1与TRIAC的擎住电流对应。在直流母线电压VBUS小于预定的点亮电压VLED期间，晶体管Q1关断或LED负载无法导通，同时，晶体管Q2导通工作于线性状态或其它状态进行泄放。为了维持可控硅调光器工作，泄放电路1’会以一个大于等于擎住电流IL的泄放电流来进行泄放，直至直流母线电压VBUS大于点亮电压VLED。在直流母线电压VBUS上升到大于点亮电压VLED后，晶体管Q1受控导通工作于线性状态，调节流过LED负载的电流。同时，由于误差放大器EA1的反相输入端输入的电压大于泄放电流基准信号Ref1，这使得误差放大器EA1的输出为负，晶体管Q2关断。在直流母线电压VBUS下降到小于点亮电压VLED后，晶体管Q1再次关断，晶体管Q2重新导通进行泄放。
研究发现，在上述电路中，可控硅调光器TRIAC以不同的角度对正弦交流信号斩波，被斩波后的信号经整流后输出到直流母线驱动LED负载工作。图2左侧的波形为大导通角度下直流母线电压VLED和晶体管Q1的电流IQ1，右侧的波形为较小导通角度下输出电压VLED和晶体管Q1的电流IQ1。在图2中，电流IQ1受控稳定在期望的电流值Ip。驱动电流的纹波可以用如下公式表示：
其中，ΔI为驱动电流纹波的幅度。Ip为驱动电流。ts为工作周期，其与输入交流电的周期相关，为固定值。ton为半波周期中LED负载点亮的时间段(也即，晶体管Q1导通的时间段)。C1为电容C1的电容值。VLED为点亮电压，在LED负载两端电压高于点亮电压时，LED负载才能导通工作。RLED为LED负载的电阻值。
上述公式可以简化为：
由此可知，在每个工作周期中，ton越小，电流纹波就越大。同时，如果不同周期的ton出现抖动，也即不同工作周期的ton变化Δt时，ton越小，相同的Δt产生的电流纹波越大。而导通时间ton实际上与直流母线电压的波形直接相关，由可控硅调光器确定的导通角度决定。
研究发现，在图1所示的电路中，对于不同的导通角度的控制方式完全相同，这使得在在导通角度较小时，导通角的抖动会导致较大的电流纹波，并引起LED负载闪烁的问题。
图3是本发明第一实施例的LED驱动电路的框图。如图3所示，本实施例的LED驱动电路包括可控硅调光器TRIAC、泄放电路1、线性驱动电路2、控制电路3和整流电路4。其中，可控硅调光器TRIAC连接在整流电路4和交流输入端之间，用于对输入交流电进行斩波。整流电路4用于将交流电转换为直流电输出到直流母线。泄放电路1连接在直流电压母线和接地端之间，形成一个与LED负载基本并列的电流通路，用于对直流母线的电流进行泄放，保持可控硅调光器TRIAC持续工作。泄放电路1包括晶体管Q2。线性驱动电路2包括晶体管Q1，其用于控制流过LED负载的驱动电流，保持驱动电流基本恒定。其中，本实施例的LED驱动电路还可以包括连接在直流母线上的二极管D1以及与LED负载并联的滤波电容C1。应理解，二极管D1也可以被替换为其它可以单向导通的电路。泄放电路1和线性驱动电路2中还可以设置若干电阻，以对流过的泄放电流进行采样。其中，所述电阻的设置方式可以不限于图3中的形式。控制电路3被配置为获取所述可控硅调光器的导通角度信号并控制线性驱动电路2。其中，导通角度被定义为可控硅调光器在一个工作周期内的导通时间的角度表示。导通角度信号用于表征所述导通时间或导通角度。控制电路3在导通角度信号小于预设值时，控制驱动电流IQ1减小以降低电流纹波，并维持所述可控硅调光器TRIAC导通。只要驱动电流IQ1被减小，则电流纹波可以被降低。但是，驱动电流IQ1仍需要保持在可控硅调光器的维持电流以上，以保证可控硅调光器TRIAC导通。
优选地，驱动电流IQ1被减小至与导通角度信号相对应的电流值。
可以通过不同的方式来获取所述导通角度信号。例如，可以通过检测直流母线电压VBUS来获取导通角度信号。具体地，通过检测直流母线电压VBUS在一个工作周期内上升到大于第一阈值到下降到第二阈值的时间长度，就可以获取导通角度信号。第一阈值表征可控硅调光器TRIAC导通时刻电压，第二阈值是表征可控硅调光器TRIAC导通之后关断之前某一时刻对应的电压。又例如，可以通过检测驱动电流以获取导通角度信号。具体地，可以通过检测驱动电流持续大于第三阈值的时间长度来获得导通角度信号。
同时，也可以通过不同的方式来根据导通角度信号减小驱动电流以获得所期望的电流值。在一个可选实现方式中，控制电路3被配置为根据所述导通角度信号减小参考电压以控制线性驱动电路2获得所述电流值，所述参考电压用于表征驱动电流IQ1的期望值。在另一个可选实现方式中，控制电路3被配置为根据导通角度信号调节调光曲线电路以获得所述电流值。在又一个可选实现方式中，所述控制电路被配置为根据所述导通角度信号减小补偿信号获得所述电流值，所述补偿信号根据预定的参考电压和驱动电流采样值获得。
同时，控制电路3可以同时控制泄放电路1进行泄放。在另一种实现方式中，也可以采用独立的控制电路来控制泄放电路1工作。对于泄放电路1的控制可以采用各种现有的控制策略来实现。
本实施例的技术方案通过在可控硅调光器的导通角度较小时，拉低驱动电流，使得较小的导通角度对应于较小的驱动电流。由此，可以有效地减小电流纹波，降低导通角度抖动的影响，避免出现LED负载闪烁的问题。
其中，线性驱动电路2和控制电路3可以构成一个电路模块，该电路模块可以与各种不同的整流电路，可控硅调光器以及泄放电路组合获得所需要的LED驱动电路。所述电路模块可以通过分立元件和集成电路共同搭建，也可以集成为一个集成电路或集成电路的一部分。
图4是本发明第二实施例的LED驱动电路的电路图。如图4所示，本实施例的LED驱动电路包括可控硅调光器TRIAC、泄放电路1、线性驱动电路2、控制电路3和整流电路4。其中，可控硅调光器TRIAC、泄放电路1和整流电路4的功能和连接关系如第一实施例所述。在本实施例中，线性驱动电路2包括晶体管Q1、二极管D1和滤波电容C1。其中，滤波电容C1与LED负载并联。二极管D1和晶体管Q1则设置在上述并联电路的电流通路上，二极管D1用于防止电容C1对输入端口放电。晶体管Q1用于调节流过LED负载的驱动电流IQ1。控制电路3用于控制线性驱动电路2，主要是控制晶体管Q1的状态，以驱动LED负载工作。在本实施例中，泄放电路1包括晶体管Q2。在本实施例中，控制电路3还同时控制泄放电路1。
同时，本实施例的控制电路3通过包括电阻R1和R2的分压电路来检测直流母线电压VBUS以获取导通角度信号。
控制电路3可以包括检测电路31、参考电压调整电路32、泄放控制器33和恒流控制器34。其中，检测电路31通过检测直流母线电压VBUS获取导通角度信号。具体地，检测电路31被配置为获取表征直流母线电压VBUS上升到大于第一阈值到下降到小于第二阈值之间的时间长度的信号以获取所述导通角度信号。第一阈值表征可控硅调光器TRIAC导通时刻电压，第二阈值是表征可控硅调光器TRIAC导通之后关断之前某一时刻对应的电压。第一阈值可以设置为第二阈值的整数倍，从而能够更好地复用电压源。参考电压调整电路32被配置为根据所述导通角度信号减小参考电压REF，以实现在导通角度信号较小时获得减小的驱动电流IQ1。泄放控制器33用于控制泄放电路1进行泄放。优选地，由于本实施例的控制电路3需要检测直流母线电压VBUS，泄放控制器33也可以根据引入的表征直流母线电压VBUS的电压VBUS1来进行泄放控制，这可以控制使得直流母线电压VBUS在泄放期间按照预定的方式来变化。恒流控制器34则根据参考电压REF来控制晶体管Q1。
图5是本发明第二实施例的恒流控制器控制环路的示意图。如图5所示，恒流控制器34包括误差放大器EA。误差放大器EA一个输入端施加参考电压REF，另一个输入端施加通过电阻采样获得的电流采样信号Vs，输出端连接到晶体管Q1的栅极。恒流控制器34根据反馈的电流采样信号Vs形成电流反馈环路，从而可以控制晶体管Q1保持流过其的电流IQ1基本恒定在参考电压REF表征的期望值。
图6是本发明第二实施例的检测电路的电路图。如图6所示，检测电路31包括比较器CMP1和CMP2、单触发电路OS1和OS2、RS触发器RS1、电压源VDD、开关S1和S2、电阻Rd和电容Cd。除电容Cd外，电路的其它部分均可以通过集成电路实现。其中，比较器CMP1的一个输入端施加电压VBUS1，其可以表征直流母线电压VBUS，另一个输入端施加阈值V1，输出端连接到单触发电路OS1。单触发电路OS1的输出端连接到RS触发器RS1的置位端。由此，单触发电路OS1可以响应于输入信号的上升沿或下降沿生成一个具有预定时间长度的脉冲，使得RS触发器RS1的输出置位。比较器CMP2的一个输入端施加电压VBUS1，另一个输入端施加阈值V2，输出端连接到单触发电路OS2。单触发电路OS2的输出端连接到RS触发器RS2的复位端。由此，单触发电路OS2可以响应于输入信号的上升沿或下降沿生成一个具有预定时间长度的脉冲，使得RS触发器RS1的输出复位。由此，上述部件构成了一个状态控制器31a，其在检测到直流母线电压VBUS上升到大于第一阈值时控制所述充放电电路切换到第一状态，在检测到直流母线电压VBUS下降到小于第二阈值是控制所述充放电电路切换到第二状态，其中第一阈值和第二阈值分别与阈值V1以及阈值V2对应。开关S1和S2串联连接在电压源VDD的输出端和接地端之间。开关S1由RS触发器的输出信号Q控制，开关S2由信号Q的反相信号控制。因此，开关S1和开关S2保持状态相反。电阻Rd和电容Cd串联连接在开关S1和S2的公共连接端和接地端之间。在开关S1导通时，开关S2关断，电容Cd被充电。在开关S1关断时，开关S2导通，电容Cd通过电阻Rd和开关S2放电。由此，上述器件构成了一个充放电电路31b，其根据状态控制器的控制在第一状态下对电容Cd充电，在第二状态下对电容Cd放电。由于电阻Rd的存在，其与电容Cd组成RC电路对于电压Vcd的变化进行迟滞，由此可以使得电压Vcd缓慢地跟随导通角度的变化而变化，其在一个工作周期内的变化不大，因此，工作周期内的任一时刻的电压Vcd均可以作为导通角度信号。由于电容对瞬间电压呈导通性(几乎零电阻)，如果一旦直接接电源,瞬间电流会很大，很容易导致充电端元器件的烧毁,所以串接电阻,限制最大电流。
图7是本发明第二实施例的检测电路的工作波形图。如图7所示，在可控硅调光器开始导通时，电压VBUS1随直流母线电压上升到大于阈值V1时，在工作周期基本结束时，电压VBUS1随直流母线电压下降到小于阈值V2。由此，电压Vcd在一个工作周期内变化较慢，因此，可以表征从可控硅调光器开始导通到工作周期基本结束的时间长度ton。
应理解，检测电路31中比较器的输入端的连接方式、单触发电路的触发方式、RS触发器的连接关系均可以根据有效电平的设置和输入信号的连接方式来调整。
基于导通角度信号，可以调节控制线性驱动电路2的参考电压REF。图8是本发明第二实施例的参考电压调节电路的电路图。如图8所示，本实施例的电压调节电路32可以包括比较器CMP3和CMP4、逻辑电路LG1和LG2、开关S3-S5、受控电压源CV和电容CREF。其中，比较器CMP3的一个输入端施加导通角度信号Vcd，另一个输入端施加阈值DT2，输出端连接到逻辑电路LG1。逻辑电路LG1输出比较器CMP3的输出信号的同相信号K1和反相信号K2。比较器CMP4的一个输入端施加导通角度信号Vcd，另一个输入端输入阈值DT1，输出端连接到逻辑电路LG2。其中，阈值DT1对应于较大的第一角度阈值，DT2对应于较小的第二角度阈值。逻辑电路LG2输出比较器CMP4的输出信号的同相信号K3和反相信号K4。开关S3受控于信号K2，开关S4受控于信号K3，开关S5受控于信号K1和K4的与信号。开关S3用于将预定的第二参考电压REF2引入到电容CREF的一端。开关S4用于将预定的第一参考电压REF1引入到电容CREF的一端，开关S5则用于将受控电压源CV的输出引入到电容CREF的一端。受控电压源CV的输出随导通角度信号Vcd变化。电容CREF的电压输出到恒流控制器34作为参考电压REF。由此，在导通角度信号Vcd大于阈值DT1时，开关S3和S5关断，开关S4导通，参考电压REF被切换为较大的第一参考电压REF1。在导通角度信号Vcd小于阈值DT2时，开关S4和S5关断，开关S3导通，参考电压REF被切换为较低的第二参考电压REF2。较低的参考电压值可以使得恒流控制器34控制晶体管Q1获得较低的驱动电流IQ1，由此，减小电流纹波。在导通角度信号Vcd在阈值DT2和DT1之间时，参考电压REF随导通角度信号Vcd变化。在图7所示的工作波形图中，参考电压REF随导通角度信号Vcd线性变化。实际上，参考电压调节电路32可以定义出一条参考电压曲线。参考电压调节电路32可以根据所定义的参考电压曲线和导通角度信号Vcd来调节参考电压。在本实施例的参考电压调节电路32中，电容CREF用于使得参考电压REF在切换时可以平滑变化。
应理解，本实施例的参考电压调节电路也可以采用其它的电路结构实现相同的功能，也即，在所述导通角度信号大于第一角度阈值(DT1)时，根据预定的第一参考电压值REF1控制所述线性驱动电路，在所述导通角度信号小于第二角度阈值(DT2)时，根据预定的第二参考电压REF2控制所述线性驱动电路，在所述导通角度信号在第一角度阈值和第二角度阈值之间时，根据随所述导通角度信号成变化的参考电压控制所述线性驱动电路。
还应理解，参考电压的调节方式并不限于本实施例所述的方式，只要保证导通角度信号较小时可以将参考电压拉低即可。
由此，本实施例通过检测直流母线电压来获取导通角度信号，并基于导通角度信号调节表征驱动电流期望值的参考电压，使得在导通角度信号小于预设值时，参考电压较低，而在导通角度信号较大时，参考电压恢复正常，进而基于变化的参考电压控制线性驱动电路，可以在导通角度较小时拉低LED负载的驱动电流，有效地降低电流纹波。
图10是本发明第三实施例的LED驱动电路的电路图。如图10所示，本实施例的LED驱动电路包括可控硅调光器TRIAC、泄放电路1、线性驱动电路5、控制电路6和整流电路4。泄放电路1和整流电路4的功能和连接关系如第一实施例所述。在本实施例中，线性驱动电路5包括两个并联的晶体管Q3和Q4、二极管D1和滤波电容C1。其中，滤波电容C1与LED负载并联。二极管D1则设置在上述并联电路的电流通路上。晶体管Q3和Q4设置在LED负载和接地端之间。在晶体管Q3、Q4的并联电路和接地端之间，还连接有用于进行电流采样的电阻。其中，晶体管Q4可以由一个固定的电压源输出的电压Vm控制。由此，在LED负载导通发光期间，流过LED负载的最低负载电流被晶体管Q4所箝位。同时，控制电路6根据导通角度信号来控制晶体管Q3，以调节负载电流的大小。在本实施例中，控制电路6通过检测所述驱动电流以获取所述导通角度信号，并通过拉低补偿信号来减小负载电流。
控制电路6可以包括检测电路61和恒流控制器62。其中，检测电路61被配置为获取表征所述驱动电流持续大于第三阈值的时间长度的信号以获取所述导通角度信号。
图11是本发明第三实施例的检测电路的电路图。如图11所示，检测电路61包括比较器CMP5、电压源VDD、开关S6和S7、电阻Rd以及电容Cd。其中，比较器CMP5的一个输入端施加电流采样信号Vs，另一个输入端施加阈值VSET。其中，阈值VSET与第三阈值对应。开关S6和S7串联连接在电压源VDD的输出端和接地端之间。开关S6和S7分别受控于比较器CMP5的输出信号及其反相信号。开关S6和S7保持状态相反。电阻Rd和电容Cd串联连接在开关S6和S7的公共连接端和接地端之间。在驱动电流大于第三阈值时，电流采样信号Vs大于阈值VSET，比较器CMP5输出高电平，开关S6导通，开关S7关断，电压源VDD通过开关S6和电阻Rd对电容Cd充电。在驱动电流小于第三阈值时(此时，驱动电流实际上接近零)，电流采样信号Vs小于阈值VSET，比较器CMP5输出低电平，开关S6关断，开关S7导通，电容Cd通过电阻Rd和开关S7放电。由于电阻Rd的存在，电容Cd的两端电压Vcd在每个工作周期中变化较慢，因此可以表征LED负载工作的时间长度ton，其与导通角度直接对应，如图12所示。因此，可以作为导通角度信号。
图13是本发明第三实施例的恒流控制器的电路图。如图13所示，本实施例的恒流控制器包括误差放大器GM、补偿电路和受控电流源I1。其中，误差放大器GM的一个输入端施加电流采样信号Vs，另一个输入端施加参考电压REF。补偿电路连接在误差放大器GM的输出端，用于对输出的误差信号进行平均。补偿电路可以包括补偿电容Cp。受控电流源I1输出随导通角度信号Vcd变化的电流。受控电流源I1输出的电流可以分流或增大输出到补偿电容Cp的电流。在图13所示电路中，误差放大器的输出电流I2＝(REF-Vs)*GM，其中GM为放大系数。流向补偿电容Cp的电流I3满足：
I3＝I2-I1＝(REF-Vs)*GM-k(VA-Vcd)。
其中，k为受控电流源I1的转换系数，VA为预定值。由此，导通角度越小，电流I1的幅值就越大，流向补偿电容Cp的电流就越小，从而可以减小补偿信号，降低驱动电流。
在导通角度较大时，晶体管Q3的电流满足期望电流值。在导通角度小于预设值时，控制电路6会不断拉低流过晶体管Q3的电流，甚至可以使得晶体管Q3的电流减小到零，此时负载电流被箝位在晶体管Q4中的箝位电流，该箝位电流可以保证电路正常工作。
作为本实施例的一种变形，控制电路6也可以如图14所示。在图14中，控制电路6包括检测电路61、参考电压调节电路63和恒流控制器64。检测电路61通过检测驱动电流来检测导通角度信号。参考电压调节电路63根据导通角度信号调节参考电压REF。恒流控制器64则根据参考电压REF和电流采样信号Vs来控制晶体管Q3。其中，参考电压调节电路63可以采用图8所示的电路实现。而恒流控制器64可以采用如图5所示的电路来实现。
应理解，检测电路61也可以配置为通过检测直流母线电压来获取导通角度信号。
由此，本实施例通过检测驱动电流来获取导通角度信号，并基于导通角度信号调节表征驱动电流期望值的参考电压或补偿信号，使得在导通角度信号小于预设值时，驱动电流较小，有效地降低电流纹波。
图15是本发明实施例的控制方法的流程图。本实施例的方法用于控制具有可控硅的调光器。如图15所示，所述方法包括如下步骤：
步骤S100获取所述可控硅调光器的导通角度信号；以及步骤S200、在所述导通角度信号小于预设值时，控制可调光LED驱动电路的驱动电流减小以降低电流纹波，并维持所述可控硅调光器导通。
可选地，在步骤S200中，控制可调光LED驱动电路的驱动电流减小至与所述导通角度信号相对应的电流值。
可选地，步骤S100包括：
检测直流母线电压以获取所述可控硅调光器的导通角度信号；或者
检测所述驱动电流以获取所述导通角度信号。
进一步地，检测直流母线电压以获取所述可控硅调光器的导通角度信号包括：
获取表征直流母线电压上升到大于第一阈值到下降到小于第二阈值之间的时间长度的信号以获取所述导通角度信号。
进一步地，检测所述驱动电流以获取所述导通角度信号包括：
获取表征所述驱动电流持续大于第三阈值的时间长度的信号以获取所述导通角度信号。
可选地，步骤S200包括：根据所述导通角度信号减小参考电压以获得所述电流值，所述参考电压用于表征驱动电流的期望值；或者根据所述导通角度信号减小补偿信号以获得所述电流值，所述补偿信号根据预定的参考电压和驱动电流采样值获得。
其中，可以根据导通角度信号和预定的参考电压调节曲线调节所述参考电压。
可选地，步骤S200包括：
在所述导通角度信号大于第一角度阈值时，根据预定的第一参考电压值控制所述驱动电流；
在所述导通角度信号小于第二角度阈值时，根据预定的第二参考电压控制驱动电流；以及
在所述导通角度信号在第一角度阈值和第二角度阈值之间时，根据随所述导通角度信号变化的参考电压控制所述驱动电流。
可选地，步骤S200包括：
在所述导通角度信号大于第三角度阈值时，控制使得所述驱动电流的随导通角度信号变化；
在所述导通角度信号小于第三角度阈值时，控制使得所述驱动电流不小于最小箝位电流。
本发明实施例的技术方案通过在可控硅调光器的导通角度小于预设值时，控制所述驱动电流减小至与所述导通角度信号相对应的电流值，使得较小的导通角度对应于较小的驱动电流，从而可以有效地减小导通角度抖动引起的电流纹波，避免LED负载闪烁的问题。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (24)

1.一种应用于具有可控硅调光器的LED驱动电路的电路模块，所述电路模块包括：
线性驱动电路，被配置为控制流过LED负载的驱动电流；以及
控制电路，被配置为获取所述可控硅调光器的导通角度信号并控制所述线性驱动电路；
其中，所述控制电路在所述导通角度信号小于预设值时，根据所述导通角度信号减小参考电压或补偿信号，以使得所述线性驱动电路控制所述驱动电流减小；所述参考电压用于表征驱动电流的期望值，所述补偿信号根据预定的参考电压和驱动电流采样值获得。
2.根据权利要求1所述的电路模块，其特征在于，所述控制电路根据所述导通角度信号以及参考电压曲线调节所述参考电压。
3.根据权利要求1所述的电路模块，其特征在于，所述控制电路被配置为检测直流母线电压以获取所述导通角度信号。
4.根据权利要求3所述的电路模块，其特征在于，所述控制电路包括：
检测电路，被配置为获取表征直流母线电压上升到大于第一阈值到下降到小于第二阈值之间的时间长度的信号以获取所述导通角度信号。
5.根据权利要求4所述的电路模块，其特征在于，所述检测电路包括：
第一电容，输出两端电压作为所述导通角度信号；
充放电电路，被配置为在第一状态下对所述第一电容充电，在第二状态下对所述第一电容放电；以及
状态控制器，在检测到直流母线电压上升到大于第一阈值时控制所述充放电电路切换到第一状态，在检测到直流母线电压下降到小于第二阈值时控制所述充放电电路切换到第二状态。
6.根据权利要求1所述的电路模块，其特征在于，所述控制电路被配置为检测所述驱动电流以获取所述导通角度信号。
7.根据权利要求6所述的电路模块，其特征在于，所述控制电路包括：
检测电路，被配置为获取表征所述驱动电流持续大于第三阈值的时间长度的信号以获取所述导通角度信号。
8.根据权利要求7所述的电路模块，其特征在于，所述检测电路包括：
第二电容，输出两端电压作为所述导通角度信号；
充放电电路，被配置为在第一状态下对所述第二电容充电，在第二状态下对所述第二电容放电；以及
状态控制器，在驱动电流大于第三阈值时控制所述充放电电路切换为第一状态，在所述驱动电流下降到小于第三阈值时控制所述充放电电路切换为第二状态。
9.根据权利要求1所述的电路模块，其特征在于，所述线性驱动电路包括：
输出端口，被配置为连接到LED负载；
输出电容，与所述输出端口并联；以及
第一晶体管，连接在输出端口和接地端之间，受控于所述控制电路调节流过的驱动电流。
10.根据权利要求9所述的电路模块，其特征在于，所述线性驱动电路还包括：
单向导通电路，连接在直流母线和输出端口之间。
11.根据权利要求1所述的电路模块，其特征在于，所述线性驱动电路包括：
输出端口，被配置为连接到LED负载；
输出电容，与所述输出端口并联；
第二晶体管，连接在输出端口和接地端之间，用于箝位流过的电流；以及
第三晶体管，与所述第二晶体管并联，受控于所述控制电路调节流过的电流。
12.根据权利要求11所述的电路模块，其特征在于，所述线性驱动电路还包括：
单向导通电路，连接在直流母线和输出端口之间。
13.根据权利要求1所述的电路模块，其特征在于，
所述控制电路被配置为在所述导通角度信号大于第一角度阈值时，根据预定的第一参考电压值控制所述线性驱动电路，在所述导通角度信号小于第二角度阈值时，根据预定的第二参考电压控制所述线性驱动电路，在所述导通角度信号在第一角度阈值和第二角度阈值之间时，根据随所述导通角度信号变化的参考电压控制所述线性驱动电路。
14.根据权利要求1所述的电路模块，其特征在于，所述控制电路被配置为在所述导通角度信号大于第三角度阈值时，控制所述线性驱动电路使得所述驱动电流随导通角度信号变化，在所述导通角度信号小于第三角度阈值时，控制所述线性驱动电路使得所述驱动电流不小于最小箝位电流。
15.根据权利要求1所述的电路模块，其特征在于，所述控制电路被配置为在所述导通角度信号不小于所述预设值时，控制所述线性驱动电路使得所述驱动电流与所述导通角度信号所对应的电流值一致，在所述导通角度信号小于所述预设值时，控制所述线性驱动电路使得所述驱动电流小于所述导通角度信号所对应的电流值。
16.根据权利要求1所述的电路模块，其特征在于，所述控制电路被配置为在所述导通角度信号不小于所述预设值时，控制所述线性驱动电路使得所述驱动电流与所述导通角度信号所对应的电流值一致，在所述导通角度信号小于所述预设值时，控制所述线性驱动电路使得所述驱动电流小于所述导通角度信号所对应的驱动电流值，并不小于所述可控硅调光器的维持电流。
17.一种可调光LED驱动电路，包括：
可控硅调光器；
整流电路，与所述可控硅调光器连接，向直流母线输出直流电；
泄放电路，用于泄放直流母线电流；以及
如权利要求1-16任一项所述的电路模块，连接到所述直流母线。
18.一种可调光LED驱动电路的控制方法，所述可调光LED驱动电路具有可控硅调光器，其特征在于，所述方法包括：
获取所述可控硅调光器的导通角度信号；以及
在所述导通角度信号小于预设值时，控制可调光LED驱动电路的驱动电流减小；
控制可调光LED驱动电路的驱动电流减小包括：
根据所述导通角度信号减小参考电压以控制所述驱动电流减小，所述参考电压用于表征驱动电流的期望值；或者
根据所述导通角度信号减小补偿信号以控制所述驱动电流减小，所述补偿信号根据预定的参考电压和驱动电流采样值获得。
19.根据权利要求18所述的控制方法，其特征在于，获取所述可控硅调光器的导通角度信号包括：
检测直流母线电压以获取所述可控硅调光器的导通角度信号；或者
检测所述驱动电流以获取所述导通角度信号。
20.根据权利要求19所述的控制方法，其特征在于，检测直流母线电压以获取所述可控硅调光器的导通角度信号包括：
获取表征直流母线电压上升到大于第一阈值到下降到小于第二阈值之间的时间长度的信号以获取所述导通角度信号。
21.根据权利要求19所述的控制方法，其特征在于，检测所述驱动电流以获取所述导通角度信号包括：
获取表征所述驱动电流持续大于第三阈值的时间长度的信号以获取所述导通角度信号。
22.根据权利要求18所述的控制方法，其特征在于，根据所述导通角度信号减小参考电压以控制所述驱动电流减小包括：
根据所述导通角度信号以及参考电压曲线调节所述参考电压。
23.根据权利要求18所述的控制方法，其特征在于，控制可调光LED驱动电路的驱动电流减小包括：
在所述导通角度信号大于第一角度阈值时，根据预定的第一参考电压值控制所述驱动电流；
在所述导通角度信号小于第二角度阈值时，根据预定的第二参考电压控制驱动电流；以及
在所述导通角度信号在第一角度阈值和第二角度阈值之间时，根据随所述导通角度信号变化的参考电压控制所述驱动电流。
24.根据权利要求18所述的控制方法，其特征在于，控制可调光LED驱动电路的驱动电流减小包括：
在所述导通角度信号大于第三角度阈值时，控制使得所述驱动电流随导通角度信号变化；
在所述导通角度信号小于第三角度阈值时，控制使得所述驱动电流不小于最小箝位电流。
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