CN108306492B - 一种自适应输出电流去纹波电路及其去纹波方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种自适应输出电流去纹波电路及其去纹波方法，包括：检测LED负载的负端电压，小于设定电压时，第一恒流源关闭，第二恒流源开启，第二恒流源对补偿电容放电，补偿电压减小，输出电流减小，LED负载的负端电压增大；当LED负载的负端电压大于设定电压时，第一恒流源开启，第二恒流源关闭，第一恒流源对补偿电容充电，补偿电压增大，输出电流增大，LED负载的负端电压减小。本发明只检测输出纹波电压的最低值，适合可控硅调光和线性输出的去纹波应用；本发明的过热保护不影响前级系统的工作，不会出现闪烁影响体验，可单独控制MOSFET的热损耗。

Description

一种自适应输出电流去纹波电路及其去纹波方法
技术领域
本发明涉及电路设计领域，特别是涉及一种自适应输出电流去纹波电路及其去纹波方法。
背景技术
通常在高功率因素(PF，Power Factor)的应用中，由于输出电容的限制，输出电流有工频的交流成分存在，在有些场合下会导致闪烁，需要增加去纹波电路来滤除工频成分。
如图1所示为传统的MOSFET去纹波电路，包括串联后并联于输出端的电阻R1和电容C1，正相输出端Vo+通过晶体管Q1连接LED的正端LED+，反相输出端Vo-连接LED的负端LED-；二极管D1的正极连接正相输出端Vo+、负极连接稳压二极管Z1的负极，稳压二极管Z1的正极连接电容C1的上极板，电容C1的上极板经过电阻R2后连接晶体管Q1的栅极，稳压二极管Z2的正极连接LED的正端LED+、负极连接晶体管Q1的栅极。图1中的MOSFET去纹波电路的损耗与晶体管Q1的阈值电压Vth有关，通常阈值电压Vth>2V，因此在大电流的应用下系统整体损耗比较大。
如图2所示为现有的去纹波芯片方案，前级输出端包括输出驱动和滤波电容CIN，去纹波芯片的VIN端连接前级输出端，VIN端和LED端之间连接LED灯串，VSP端连接接地电阻RSP，VC端通过电容CC后接地。该方案可以做到自适应输出电流去纹波，整体效率也比较高，但是存在几个缺点，一是控制电流的范围有限，自身内部有限流，并且在小电流状态下没有去纹波效果；二是前级输出的纹波电压有限制，在输出纹波电压超过一定值时无法实现去纹波功能，不支持线性输出的去纹波应用。
如图3所示为现有的另一种去纹波芯片方案，电阻R3和电容C2串联后并联于前级输出端，LED灯串的正端连接于前级输出端，晶体管Q2的漏端连接于LED灯串的负端，电阻R4连接于晶体管Q2的源端和地之间；去纹波芯片的VCC端连接电容C2的上极板，GATE端连接晶体管Q2的栅端、CS端连接晶体管Q2的源端、COMP端通过电容C3接地，GND端接地。该方案增加了电流设置电阻R4，扩大了电流应用范围，并且纹波电压不再有限制，但是有个缺点就是不支持可控硅调光应用，也不支持线性输出的去纹波应用，大大限制了该方案的应用场合。
综上所述，目前的方案在可控硅调至最暗时无法实现去纹波功能，并且不能应用在线性输出需要去纹波的场合(线性输出的纹波电压很大)，因此，如何提出一种新的去纹波电路和方法，同时提高效率、扩大电流应用范围、支持可控硅调光应用、支持线性输出的去纹波应用，已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种自适应输出电流去纹波电路及其去纹波方法，用于解决现有技术中去纹波方案效率低、电流应用范围小、不支持可控硅调光应用、不支持线性输出的去纹波应用等问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种自适应输出电流去纹波电路，所述自适应输出电流去纹波电路至少包括：
正端连接于前级电路输出端的LED负载；
漏端连接于所述LED负载的负端的去纹波恒流控制管，通过调整流经所述去纹波恒流控制管的电流大小来去除输出电流的纹波；
连接于所述去纹波恒流控制管的源端的反馈模块，用于将所述输出电流转换为反馈电压并反馈至驱动模块；
连接于前级电路输出端的电源模块，藉由输出电压产生电源电压及参考电压；
连接于所述LED负载的负端的采样模块，对所述LED负载的负端电压进行采样得到采样电压；
第一输入端和第二输入端分别连接所述采样模块和所述电源模块的输出端的第一运算放大器，用于将所述采样电压与所述参考电压进行比较；
串联于电源电压与地之间的第一恒流源和第二恒流源，受所述第一运算放大器的控制，所述第一恒流源和所述第二恒流源之间连接一接地的补偿电容，当所述采样电压小于所述参考电压时，所述第一运算放大器控制所述第二恒流源开启，对所述补偿电容进行放电；当所述采样电压大于所述参考电压时，所述第一运算放大器控制所述第一恒流源开启，对所述补偿电容进行充电；
所述驱动模块连接于所述补偿电容上极板和所述采样模块的输出端，输出的驱动电压控制所述去纹波恒流控制管的栅端，当所述补偿电容上的补偿电压下降时，所述驱动电压减小，进而减小所述输出电流，增大所述LED负载的负端电压；当所述补偿电压上升时，所述驱动电压增大，进而增大所述输出电流，减小所述LED负载的负端电压。
优选地，前级电路包括功率校正电路的LED输出模块或线性驱动模块。
优选地，所述反馈模块包括一端连接所述去纹波恒流控制管输出端，另一端接地的反馈电阻；所述采样模块包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端连接所述LED负载的负端、另一端连接所述第二电阻，所述第二电阻的另一端接地。
优选地，所述驱动模块包括补偿电压模块及第二运算放大器，所述补偿电压模块连接于所述补偿电容的上极板，对所述补偿电压进行积分，进而实现在不同工频周期内的输出电流平均值恒定；所述第二运算放大器的第一输入端和第二输入端分别连接所述反馈模块和所述补偿电压模块的输出端，根据所述反馈电压与所述补偿电压产生所述驱动电压。
更优选地，所述自适应输出电流去纹波电路还包括延迟模块，所述延迟模块连接于所述第一运算放大器的输出端，当所述采样电压大于所述参考电压的时间超过设定时间时，将所述驱动模块强制拉高，进而加快所述输出电流的响应时间。
优选地，所述自适应输出电流去纹波电路还包括分压电阻和滤波电容，所述分压电阻连接于前级电路输出端与所述电源模块输入端之间，所述滤波电容的上极板连接所述电源模块的输入端、下极板接地。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种上述自适应输出电流去纹波电路的去纹波方法，所述自适应输出电流去纹波电路的去纹波方法至少包括：
检测LED负载的负端电压，当所述LED负载的负端电压小于设定电压时，第一恒流源关闭，第二恒流源开启，补偿电容通过所述第二恒流源放电，补偿电压减小，去纹波恒流控制管栅极的驱动电压减小，流经所述去纹波恒流控制管的电流减小，所述LED负载的负端电压增大；
当所述LED负载的负端电压大于所述设定电压时，所述第一恒流源开启，所述第二恒流源关闭，所述补偿电容通过所述第一恒流源充电，所述补偿电压增大，所述去纹波恒流控制管栅极的驱动电压增大，流经所述去纹波恒流控制管的电流增大，所述LED负载的负端电压减小。
优选地，在开始阶段，输出端电压逐渐升高，若所述LED负载的负端电压大于所述设定电压的时间超过设定时间时，则强制增大输出电流，拉低LED负载的负端电压，快速响应前级电路的输出；其中，所述设定时间大于工频周期的时间。
优选地，通过改变反馈电阻的阻值来设定去纹波恒流控制管的最大输出电流，进而扩大电流应用范围，反馈电阻的阻值与去纹波恒流控制管的最大输出电流满足如下关系：
Iout_max＝(VDD-Vth_Q1)/Rcs
其中，Iout_max为去纹波恒流控制管的最大输出电流，VDD为电源电压，Vth_Q1为去纹波恒流控制管的导通阈值电压，Rcs为反馈电阻。
优选地，为确保去纹波恒流控制管始终工作于饱和区，所述设定电压满足如下关系：
Vset>Iout*(Rcs+RDS(on)_Q1)
其中，Vset为设定电压，Iout为输出电流，Rcs为反馈电阻，RDS(on)_Q1为去纹波恒流控制管的导通电阻。
优选地，当VQ1_min>Vset时，补偿电压升高直至被钳位，此时，输出电流增大，第一运算放大器处于开环状态，所述去纹波恒流控制管一直处于导通状态，对所述去纹波恒流控制管进行过温保护，其中VQ1_min为去纹波恒流控制管的负端最低电压，Vset为设定电压。
如上所述，本发明的自适应输出电流去纹波电路及其去纹波方法，具有以下有益效果：
1、本发明的自适应输出电流去纹波电路及其去纹波方法只检测输出纹波电压的最低值，即使输出纹波电压很大，实际应用也不会受到限制，适合可控硅调光和线性输出的去纹波应用。
2、本发明的自适应输出电流去纹波电路及其去纹波方法利用MOSFET随温度升高导通电阻增加的特性做过热保护，MOSFET的过热保护不会导致前级系统出现过压保护，而影响前级系统的使用体验；MOSFET的热损耗可单独控制，且损耗是固定的，因此，前级系统其他电路的热量不影响本发明的MOSFET，MOSFET的过热保护不受PCB及与本电路相互位置的影响。
3、本发明的自适应输出电流去纹波电路及其去纹波方法采用内部的快速响应，使得输出及时响应前级系统，防止前级系统出现过压保护。
附图说明
图1显示为现有技术中的MOSFET去纹波电路示意图。
图2显示为现有技术中的一种去纹波芯片方案示意图。
图3显示为现有技术中的另一种去纹波芯片方案示意图。
图4显示为本发明的自适应输出电流去纹波电路示意图。
图5显示为本发明的自适应输出电流去纹波电路的波形示意图。
元件标号说明
1 自适应输出电流去纹波电路
11 电源模块
12 第一运算放大器
13 反相器
14 驱动模块
141 补偿电压模块
142 第二运算放大器
15 延迟模块
2 前级电路
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图4～图5。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
如图4所示，本发明提供一种自适应输出电流去纹波电路1，所述自适应输出电流去纹波电路1连接于前级电路2的输出端，所述前级电路2至少包括AC IPOWER以及输出电容Cout，AC IPOWER为前级功率校正电路(APFC)的LED输出模块或线性驱动模块，输出电流中含有100Hz/120Hz的工频成分。
所述自适应输出电流去纹波电路1包括：
LED负载、去纹波恒流控制管Q1、反馈模块、电源模块11、采样模块、第一运算放大器12、反相器13、第一电流源I1、第二电流源I2、驱动模块14以及延迟模块15。
如图4所示，所述LED负载的正端连接于所述前级电路2的输出端，作为负载。
如图4所示，所述去纹波恒流控制管Q1为NMOSFET，所述去纹波恒流控制管Q1的漏端连接所述LED负载的负端、源端连接所述反馈模块、栅端连接所述驱动模块14的输出端，通过控制所述去纹波恒流控制管Q1的栅端电压调整流经所述去纹波恒流控制管Q1的电流大小来去除输出电流的纹波。
具体地，在本实施例中，当所述驱动模块14输出的驱动电压增大时，流经所述去纹波恒流控制管Q1的电流增大，即输出电流增大，所述LED负载的负端电压减小；当所述驱动模块14输出的驱动电压减小时，流经所述去纹波恒流控制管Q1的电流减小，即输出电流减小，所述LED负载的负端电压增大。
如图4所示，所述反馈模块的一端连接于所述去纹波恒流控制管Q1的源端，另一端接地，用于将所述输出电流转换为反馈电压并反馈至所述驱动模块14。
具体地，在本实施例中，所述反馈模块包括一端连接所述去纹波恒流控制管Q1输出端，另一端接地的反馈电阻Rcs。
如图4所示，所述电源模块11通过分压电阻Rst连接于前级电路2的输出端，藉由输出电压产生电源电压VDD及参考电压Vref，所述电源模块11的输入端还连接滤波电容Cvdd的上极板，所述滤波电容Cvdd的下极板接地。
如图4所示，所述采样模块连接于所述LED负载的负端，对所述LED负载的负端电压进行采样得到采样电压。
具体地，在本实施例中，所述采样模块包括第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一电阻R1的一端连接所述LED负载的负端、另一端连接所述第二电阻R2，所述第二电阻R2的另一端接地。所述第一电阻R1和所述第二电阻R2连接的节点输出采样电压，所述采样电压的值为VQ1*R2/(R1+R2)。
如图4所示，所述第一运算放大器12的第一输入端和第二输入端分别连接所述采样模块和所述电源模块11的输出端，用于将所述采样电压与所述参考电压Vref进行比较，即相当于将所述去纹波恒流控制管Q1的负端电压VQ1与设定电压Vset比较，所述设定电压Vset与所述参考电压Vref满足如下关系：Vset＝Vref/R2*(R1+R2)。
具体地，在本实施例中，所述第一运算放大器12的反相输入端连接所述采样电压，正相输入端连接所述参考电压Vref。当所述采样电压大于所述参考电压Vref时，所述第一运算放大器12输出低电平；当所述采样电压小于所述参考电压Vref时，所述第一运算放大器12输出高电平。在实际应用中，所述第一运算放大器12的输入信号和输出信号的连接关系可调整，通过增加反相器即可实现相同的逻辑关系，不以本实施例的连接关系为限。
如图4所示，所述反相器13连接于所述第一运算放大器12的输出端，以得到反相输出信号。在实际应用中可直接使用差分输出的运算放大器，以减少所述反相器13的使用。
如图4所示，所述第一恒流源I1和所述第二恒流源I2串联于电源电压VDD与地之间。
具体地，所述第一恒流源I1连接于所述反相器13的输出端，所述第二恒流源I2连接于所述第一运算放大器12的输出端。
如图4所示，所述补偿电容Ccomp的上极板连接于所述第一恒流源I1与所述第二恒流源I2之间，下极板接地。
具体地，当所述采样电压小于所述参考电压Vref时(即所述去纹波恒流控制管Q1的负端电压VQ1小于所述设定电压Vset)，所述第一运算放大器12控制所述第二恒流源I2开启、所述第一电流源I1关闭，所述第二恒流源I2对所述补偿电容Ccomp进行放电。当所述采样电压大于所述参考电压Vref时(即所述去纹波恒流控制管Q1的负端电压VQ1大于所述设定电压Vset)，所述第一运算放大器12控制所述第一恒流源I1开启、所述第二电流源I2关闭，所述第一恒流源I1对所述补偿电容Ccomp进行充电。
如图4所示，所述驱动模块14连接于所述补偿电容Ccomp的上极板和所述采样模块的输出端，输出的驱动电压控制所述去纹波恒流控制管Q1的栅端。
具体地，在本实施例中，所述驱动模块14包括补偿电压模块141及第二运算放大器142。
更具体地，所述补偿电压模块141连接于所述补偿电容Ccomp的上极板，对所述补偿电压Vcomp进行积分，实现在不同工频周期内的输出电流平均值恒定，进而实现恒流控制。
更具体地，所述第二运算放大器142的第一输入端和第二输入端分别连接所述反馈模块和所述补偿电压模块141的输出端，根据所述反馈电压与所述补偿电压Vcomp产生所述驱动电压。在本实施例中，所述第二运算放大器142的正相输入端连接所述补偿电压模块141，反相输入端连接所述反馈电阻Rcs，输出信号连接所述去纹波恒流控制管Q1的栅端。在实际应用中，所述第二运算放大器142的输入信号和输出信号的连接关系可调整，通过增加反相器即可实现相同的逻辑关系，不以本实施例的连接关系为限。当所述补偿电压Vcomp下降时(即所述去纹波恒流控制管Q1的负端电压VQ1小于所述设定电压Vset)，所述驱动电压减小，进而减小所述输出电流，增大所述LED负载的负端电压VQ1；当所述补偿电压Vcomp上升时(即所述去纹波恒流控制管Q1的负端电压VQ1大于所述设定电压Vset)，所述驱动电压增大，进而增大所述输出电流，减小所述LED负载的负端电压VQ1。
为了去除工频纹波，所述补偿电容Ccomp的值一般会选取比较大，使得系统环路响应比较慢，因此当输出电压变化比较快时(尤其是前级电路多次快速开关机)，所述补偿电容Ccomp的电压变化会跟不上所述前级电路2的电压变化，导致流过所述去纹波恒流控制管Q1的电流一直很小，从而使所述去纹波恒流控制管Q1的负端电压VQ1上升得比较高，可能导致前级电路2触发过压保护。因此，如图4所示，所述自适应输出电流去纹波电路1还包括延迟模块15，所述延迟模块15连接于所述第一运算放大器12的输出端，当所述采样电压大于所述参考电压的时间超过设定时间时(即所述延迟模块15检测到所述第一运算放大器12持续输出一定时间的低电平)，将所述补偿电压Vcomp强制拉高，相应地所述驱动电压也被拉高，进而加快所述输出电流的响应时间，所述去纹波恒流控制管Q1的负端电压VQ1被拉低，使所述自适应输出电流去纹波电路1快速响应所述前级电路2的输出，所述设定时间需要大于工频周期的时间，防止工频周期内纹波电压导致的误动作，在此期间会没有去纹波的功能。
如图4～图5所示，本发明提供所述自适应输出电流去纹波电路1的去纹波方法，所述去纹波方法至少包括：
在开始阶段：
t0时刻，所述前级电路2开始输出电压，检测LED负载的负端电压VQ1，此时VQ1<Vset，所述第一运算放大器12的输出电压Vop1为高，所述第二电流源I2对所述补偿电容Ccomp放电，所述补偿电压Vcomp和所述输出电流Iout都为0。
t1时刻，随着所述前级电路2的输出电压逐渐升高，VQ1>Vset，此时所述第一运算放大器12的输出电压Vop1为低，控制所述第一电流源I1对所述补偿电容Ccomp充电，所述补偿电压Vcomp电压开始上升，由于所述补偿电容Ccomp比较大，所述补偿电压Vcomp上升比较慢，所述输出电流Iout也上升比较慢。而此时输出电压上升比较快，为了防止触发前级的过压保护，在所述第一运算放大器12的输出电压Vop1持续低电平的时间超过设定时间(所述设定时间大于工频周期的时间)的t2时刻，所述延迟模块15将所述补偿电压Vcomp强制拉高，使输出电流Iout达到前级电路2输出的最大值，输出电压开始下降，快速响应前级电路的输出，此时输出无去纹波功能。
去纹波阶段：
t3时刻，输出电压逐渐下降，当所述LED负载的负端电压VQ1大于所述设定电压Vset时，所述第一运算放大器12的输出电压Vop1为低，所述第一恒流源I1开启，所述第二恒流源I2关闭，所述第一电流源I1对所述补偿电容Ccomp充电，所述补偿电压Vcomp增大，所述去纹波恒流控制管Q1栅极的驱动电压增大，流经所述去纹波恒流控制管Q1的电流增大，LED负载的负端电压VQ1减小；随着输出电压下降，当所述LED负载的负端电压VQ1小于所述设定电压Vset时，所述第一运算放大器12的输出电压Vop1为高，所述第一恒流源I1关闭，所述第二恒流源I2开启，所述第二电流源I2对所述补偿电容Ccomp放电，所述补偿电压Vcomp开始下降，所述去纹波恒流控制管Q1栅极的驱动电压减小，流经所述去纹波恒流控制管Q1的电流减小，LED负载的负端电压VQ1增大；当直到形成一个平衡状态(t4时刻前)，所述补偿电压Vcomp保持不变(有微小波动，在示意图中未体现)，从而输出电流Iout保持不变，实现去纹波功能。
调光阶段：
当前级电路2在进行可控硅调光时，输出电流Iout会下降，输出纹波电压也会下降，所述第一运算放大器12的输出电压Vop1会使所述补偿电压Vcomp达到一个新的平衡状态(t5到t6时刻)，形成平衡状态的原理与去纹波阶段一致，在此不一一赘述。
在本实施例中，为确保去纹波恒流控制管始终工作于饱和区，能支持可控硅调光应用和线性输出的去纹波应用，所述设定电压Vset满足如下关系：
Vset>Iout*(Rcs+RDS(on)_Q1)
其中，Vset为设定电压，Iout为输出电流，Rcs为反馈电阻，RDS(on)_Q1为去纹波恒流控制管的导通电阻。
在本实施例中，通过改变反馈电阻Rcs的阻值来设定去纹波恒流控制管Q1的最大输出电流，进而扩大电流应用范围，反馈电阻的阻值与去纹波恒流控制管的最大输出电流满足如下关系：
Iout_max＝(VDD-Vth_Q1)/Rcs
其中，Iout_max为去纹波恒流控制管的最大输出电流，VDD为电源电压，Vth_Q1为去纹波恒流控制管的导通阈值电压，Rcs为反馈电阻。
在本实施例中，当所述去纹波恒流控制管Q1的负端最低电压VQ1_min>Vset时，所述补偿电压Vcomp升高直至被钳位，此时，输出电流增大，说明此时前级电路2输出能量过多，去纹波电路损失效率也比较高。此时，第一运算放大器12处于开环状态，所述去纹波恒流控制管Q1一直处于导通状态，不具有去除纹波的作用，可利用这一点和MOSFET随温度升高RDS(on)_Q1增加的特性来对所述去纹波恒流控制管Q1进行过温保护。当Iout*(Rcs+RDS(on)_Q1_highTemp)>Vset时，此时所述去纹波恒流控制管Q1处于一直导通状态，损耗为固定的Iout^2*RDS(on)_Q1_highTemp，在所述去纹波恒流控制管Q1上面的损耗是固定的，此时前级电路2仍处于正常工作状态，不会出现因所述自适应输出电流去纹波电路1过热关断而导致的过压保护，影响使用体验，只是这时输出没有去纹波功能。
如上所述，本发明的自适应输出电流去纹波电路及其去纹波方法，具有以下有益效果：
1、本发明的自适应输出电流去纹波电路及其去纹波方法只检测输出纹波电压的最低值，即使输出纹波电压很大，实际应用也不会受到限制，适合可控硅调光和线性输出的去纹波应用。
2、本发明的自适应输出电流去纹波电路及其去纹波方法利用MOSFET随温度升高导通电阻增加的特性做过热保护，MOSFET的过热保护不会导致前级系统出现过压保护，而影响前级系统的使用体验；MOSFET的热损耗可单独控制，且损耗是固定的，因此，前级系统其他电路的热量不影响本发明的MOSFET，MOSFET的过热保护不受PCB及与本电路相互位置的影响。
3、本发明的自适应输出电流去纹波电路及其去纹波方法采用内部的快速响应，使得输出及时响应前级系统，防止前级系统出现过压保护。
综上所述，本发明提供一种自适应输出电流去纹波电路及其去纹波方法，包括：检测LED负载的负端电压，当LED负载的负端电压小于设定电压时，第一恒流源关闭，第二恒流源开启，补偿电容通过所述第二恒流源放电，补偿电压减小，去纹波恒流控制管栅极的驱动电压减小，输出电流减小，LED负载的负端电压增大；当所述LED负载的负端电压大于设定电压时，第一恒流源开启，第二恒流源关闭，补偿电容通过所述第一恒流源充电，补偿电压增大，去纹波恒流控制管栅极的驱动电压增大，流经所述去纹波恒流控制管的电流增大，LED负载的负端电压减小。本发明只检测输出纹波电压的最低值，因此即使输出纹波电压很大实际应用也不会受到限制，适合可控硅调光和线性输出的去纹波应用；通常系统中MOSFET的过热是通过在PCB上贴近控制芯片来实现，但是受PCB的影响比较大，效果比较差，本方案的过热保护不影响前级系统的工作，不会出现闪烁影响体验，可单独控制MOSFET的热损耗。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，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发明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，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种自适应输出电流去纹波电路，其特征在于，所述自适应输出电流去纹波电路至少包括：
正端连接于前级电路输出端的LED负载；
漏端连接于所述LED负载的负端的去纹波恒流控制管，通过调整流经所述去纹波恒流控制管的电流大小来去除输出电流的纹波；
连接于所述去纹波恒流控制管的源端的反馈模块，用于将所述输出电流转换为反馈电压并反馈至驱动模块；
连接于前级电路输出端的电源模块，藉由输出电压产生电源电压及参考电压；
连接于所述LED负载的负端的采样模块，对所述LED负载的负端电压进行采样得到采样电压；
第一输入端和第二输入端分别连接所述采样模块和所述电源模块的输出端的第一运算放大器，用于将所述采样电压与所述参考电压进行比较；
串联于电源电压与地之间的第一恒流源和第二恒流源，受所述第一运算放大器的控制，所述第一恒流源和所述第二恒流源之间连接一接地的补偿电容，当所述采样电压小于所述参考电压时，所述第一运算放大器控制所述第二恒流源开启，对所述补偿电容进行放电；当所述采样电压大于所述参考电压时，所述第一运算放大器控制所述第一恒流源开启，对所述补偿电容进行充电；
所述驱动模块连接于所述补偿电容上极板和所述采样模块的输出端，输出的驱动电压控制所述去纹波恒流控制管的栅端，当所述补偿电容上的补偿电压下降时，所述驱动电压减小，进而减小所述输出电流，增大所述LED负载的负端电压；当所述补偿电压上升时，所述驱动电压增大，进而增大所述输出电流，减小所述LED负载的负端电压；
以及连接于所述第一运算放大器输出端的延迟模块，当所述采样电压大于所述参考电压的时间超过设定时间时，将所述驱动模块强制拉高，进而加快所述输出电流的响应时间。
2.根据权利要求1所述的自适应输出电流去纹波电路，其特征在于：前级电路包括功率校正电路的LED输出模块或线性驱动模块。
3.根据权利要求1所述的自适应输出电流去纹波电路，其特征在于：所述反馈模块包括一端连接所述去纹波恒流控制管输出端，另一端接地的反馈电阻；所述采样模块包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端连接所述LED负载的负端、另一端连接所述第二电阻，所述第二电阻的另一端接地。
4.根据权利要求1所述的自适应输出电流去纹波电路，其特征在于：所述驱动模块包括补偿电压模块及第二运算放大器，所述补偿电压模块连接于所述补偿电容的上极板，对所述补偿电压进行积分，进而实现在不同工频周期内的输出电流平均值恒定；所述第二运算放大器的第一输入端和第二输入端分别连接所述反馈模块和所述补偿电压模块的输出端，根据所述反馈电压与所述补偿电压产生所述驱动电压。
5.根据权利要求1所述的自适应输出电流去纹波电路，其特征在于：所述自适应输出电流去纹波电路还包括分压电阻和滤波电容，所述分压电阻连接于前级电路输出端与所述电源模块输入端之间，所述滤波电容的上极板连接所述电源模块的输入端、下极板接地。
6.一种如权利要求1～5任意一项所述的自适应输出电流去纹波电路的去纹波方法，其特征在于，所述去纹波方法至少包括：
检测LED负载的负端电压，当所述LED负载的负端电压小于设定电压时，第一恒流源关闭，第二恒流源开启，补偿电容通过所述第二恒流源放电，补偿电压减小，去纹波恒流控制管栅极的驱动电压减小，流经所述去纹波恒流控制管的电流减小，所述LED负载的负端电压增大；
当所述LED负载的负端电压大于所述设定电压时，所述第一恒流源开启，所述第二恒流源关闭，所述补偿电容通过所述第一恒流源充电，所述补偿电压增大，所述去纹波恒流控制管栅极的驱动电压增大，流经所述去纹波恒流控制管的电流增大，所述LED负载的负端电压减小。
7.根据权利要求6所述的去纹波方法，其特征在于：在开始阶段，输出端电压逐渐升高，若所述LED负载的负端电压大于所述设定电压的时间超过设定时间时，则强制增大输出电流，拉低LED负载的负端电压，快速响应前级电路的输出；其中，所述设定时间大于工频周期的时间。
8.根据权利要求6所述的去纹波方法，其特征在于：通过改变反馈电阻的阻值来设定去纹波恒流控制管的最大输出电流，进而扩大电流应用范围，反馈电阻的阻值与去纹波恒流控制管的最大输出电流满足如下关系：
Iout_max＝(VDD-Vth_Q1)/Rcs
其中，Iout_max为去纹波恒流控制管的最大输出电流，VDD为电源电压，Vth_Q1为去纹波恒流控制管的导通阈值电压，Rcs为反馈电阻。
9.根据权利要求6所述的去纹波方法，其特征在于：为确保去纹波恒流控制管始终工作于饱和区，所述设定电压满足如下关系：
Vset>Iout*(Rcs+RDS(on)_Q1)
其中，Vset为设定电压，Iout为输出电流，Rcs为反馈电阻，RDS(on)_Q1为去纹波恒流控制管的导通电阻。
10.根据权利要求6所述的去纹波方法，其特征在于：当VQ1_min>Vset时，补偿电压升高直至被钳位，此时，输出电流增大，第一运算放大器处于开环状态，所述去纹波恒流控制管一直处于导通状态，对所述去纹波恒流控制管进行过温保护，其中VQ1_min为去纹波恒流控制管的负端最低电压，Vset为设定电压。
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