CN110198580B - Led驱动电路、负载控制系统、负载系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED驱动电路，与可控硅调光器连接，包括：整流电路、与整流电路连接的泄放电路、LED恒流控制电路、可控硅开启FIRE电压检测电路、可控硅切波角度检测电路和泄放电流控制电路；所述可控硅切波角度检测电路，产生第一结果信号；所述可控硅开启FIRE电压检测电路，产生第二结果信号；所述泄放电流控制电路，当接收到第一结果信号和第二结果信号时，控制泄放电路启动高效模式；所述高效模式为：在直流母线电压信号Vin后续预设N个半波周期的开始时刻延时预设时间Tdelay开启泄放电路的工作模式，其中N为正整数。该LED驱动电路，在高效模式下，能够减少自身损耗，提高可控硅驱动效率，降低成本，节约电能。

Description

LED驱动电路、负载控制系统、负载系统及控制方法

技术领域

本发明涉及LED驱动领域，特别是涉及一种LED驱动电路、一种LED负载控制系统、一种LED负载系统以及LED驱动电路的控制方法。

背景技术

近年来，高亮度LED(Light-emitting diode)照明以高光效、长寿命、高可靠性和无污染等优点正在逐步取代白炽灯、荧光灯等传统光源。在一些应用中，希望在某些情况下可调节灯光的亮度，以便进一步节能和提供舒适的照明，通常采用可控硅调光器进行调光，通过连接的LED驱动器连接可控硅调光器的三端双向可控硅开关(Triode forAlternating Current Semiconductor Switch，TRIAC)实现调光。虽然LED驱动采用线性驱动方式具有结构简单，电磁干扰(Electromagnetic Interference，EMI)小，并可兼容大部分可控硅调光器实现调光等优势。但是，参照图1所示，现有的线性LED驱动在配合可控硅调光器使用时，为了维持可控硅调光器的TRIAC开关导通，必须要有泄放电流(BleederCurrent)，参照图2所示，以TRIAC开关最大导通角时，在直流母线电压信号Vin的半波周期内，在LED负载开始导通前泄放电路提供的泄放电流Ibleeder对于整个LED负载系统来说，由于不会产生有用功率，这无疑增加了系统的损耗，降低了系统的效率。因此，LED驱动电路应保持较低的自身功耗，这样才能使LED负载系统的系统效率保持在较高水平。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种LED驱动电路、一种LED负载控制系统、一种LED负载系统以及LED驱动电路的控制方法，以提高系统效率和降低成本，节约电能。

作为本发明实施例的第一个方面，本发明实施例提供了一种LED驱动电路，与可控硅调光器连接，该LED驱动电路包括：整流电路、与整流电路连接的泄放电路、LED恒流控制电路、可控硅开启FIRE电压检测电路、可控硅切波角度检测电路和泄放电流控制电路；其中：

所述可控硅切波角度检测电路，与LED恒流控制电路连接，以检测表征可控硅切波角度的第一电参数信号值，并与预设的第一电参数阈值进行比较，当第一电参数信号值小于第一电参数阈值时，产生第一结果信号；

所述可控硅开启FIRE电压检测电路，与整流电路连接，以检测表征可控硅开启时的FIRE电压的第二电参数信号值，并与预设的第二电参数阈值进行比较，当第二电参数信号值小于第二电参数阈值时，产生第二结果信号；

所述泄放电流控制电路，分别与所述和可控硅开启FIRE电压检测电路连接，当接收到可控硅切波角度检测电路和可控硅开启FIRE电压检测电路输出的第一结果信号和第二结果信号时，控制泄放电路启动高效模式；

所述高效模式为：在直流母线电压信号Vin后续预设N个半波周期的开始时刻延时预设时间Tdelay开启泄放电路的工作模式，其中N为正整数。

在一些可选的实施例中，所述泄放电流控制电路，包括：使能逻辑电路和计数逻辑电路；所述使能逻辑电路与计数逻辑电路连接，所述计数逻辑电路与所述可控硅切波角度检测电路和所述可控硅开启FIRE电压检测电路分别连接；其中：

所述计数逻辑电路，用于当接收到第一结果信号和第二结果信号时，在高效模式中的每个半波周期检测表征拉低直流母线电压信号Vin的第三电参数信号值，得到可控硅开启的半波周期的数量，与预设的半波周期数量N进行比较，并根据比较结果输出对应的使能信号到所述使能逻辑电路。

在一些可选的实施例中，所述计数逻辑电路，具体用于当所述半波周期的数量大于等于N时，产生第三结果信号，否则，产生第四结果信号；

所述使能逻辑电路，用于当接收到第三结果信号时，退出高效模式；当接收到第四结果信号时，保持高效模式。

在一些可选的实施例中，所述泄放电流控制电路，还包括：泄放电流开启时间限制电路，所述泄放电流开启时间限制电路分别与所述计数逻辑电路和使能逻辑电路连接；其中：

所述计数逻辑电路，还用于当所述半波周期的数量大于等于N时，产生第五结果信号，否则，产生第六结果信号，并将所述第五结果信号或第六结果信号输出到所述泄放电流开启时间限制电路；

所述泄放电流开启时间限制电路，用于当接收到第五结果信号时，产生第七结果信号，并输出到所述使能逻辑电路；当接收到所述第六结果信号时，在当前半波周期的可控硅启动时间阈值Tth时间内，检测表征拉低直流母线电压信号Vin的第四电参数信号值，并与预设的第三电参数阈值进行比较，当第四电参数信号大于等于第三电参数阈值时，产生第八结果信号；否则，产生第九结果信号，并将所述第八结果信号或第九结果信号输出到所述使能逻辑电路；

所述使能逻辑电路，用于当接收到第七结果信号时，退出高效模式；当接收到第八结果信号时，在直流母线电压信号Vin当前半波周期内关断泄放电路或降低泄放电路的泄放电流；以及当接收到第九结果信号时，控制泄放电路在当前半波周期内维持泄放电路正常工作。

在一些可选的实施例中，所述泄放电流控制电路，还包括：启动时间判断电路，用于在高效模式中的每个半波周期检测可控硅开启时间Tst，并与预设的启动时间阈值Tth进行比较，并将比较结果信号输出到所述使能逻辑电路。

在一些可选的实施例中，所述启动时间判断电路与所述计数逻辑电路连接，所述启动时间判断电路，具体用于当可控硅开启时间Tst大于等于启动时间阈值Tth时，产生第十结果信号，否则产生第十一结果信号，并将所述第十结果信号或第十一结果信号输出到所述计数逻辑电路；

所述计数逻辑电路还用于，当接收到所述第十结果信号时，产生所述第三结果信号；当接收到所述第十一结果信号时，产生所述第四结果信号。

在一些可选的实施例中，所述第一电参数信号为表征流过LED负载的电流的电参数信号Vcs；所述第二电参数信号为表征可控硅开启时刻直流母线电压信号Vin发生跳变时的可控硅开启FIRE电压Vst。

在一些可选的实施例中，所述可控硅切波角度检测电路，包括：运算放大器COMP1、采样积分电路和运算放大器COMP2；其中：

所述运算放大器COMP1的正向输入端连接第一电参数信号Vcs，运算放大器COMP1的反向输入端连接第一参照电压Vref1，运算放大器COMP1的输出端与采样积分电路相连，并且采样积分电路上接参考电压VDD，采样积分电路的输出端Vθ连接运算放大器COMP2的正向输入端，运算放大器COMP2的反向输入端连接所述第一电参数阈值，所述运算放大器COMP2输出端能够输出第一结果信号。

在一些可选的实施例中，所述FIRE电压检测电路，包括：运算放大器COMP3、触发电路和第一D触发器；其中：

所述运算放大器COMP3的正向输入端连接第二电参数阈值，运算放大器COMP3的反向输入端连接第二电参数信号Vst，运算放大器COMP3的输出端连接到第一D触发器的D端；所述触发电路包括偏置电源Voffset、延迟电路、运算放大器COMP4和第一延时单元，所述运算放大器COMP4的正向输入端经偏置电源Voffset连接第二电参数信号Vst，运算放大器COMP4的反向输入端经延迟电路连接到第二电参数信号Vst，运算放大器COMP4的输出端经第一延时单元连接到第一D触发器的CLK端，所述第一D触发器Q端能够输出第二结果信号。

在一些可选的实施例中，所述计数逻辑电路，包括：运算放大器COMP5、脉冲产生电路、Tdelay脉冲发生器、延迟触发电路、计数器、第一与门电路和第二与门电路；其中：

所述运算放大器COMP5的正向输入端连接第二参照电压Vref2，运算放大器COMP5的反向输入端连接表征直流母线电压信号Vin的第三电参数信号Vfe，运算放大器COMP5的输出端连接脉冲产生电路，脉冲产生电路的输出端连接Tdelay脉冲发生器，所述延迟触发电路包括运算放大器COMP6、第二延时Delay单元，所述运算放大器COMP6的正向输入端经偏置电源Voffset连接第三电参数信号Vfe，运算放大器COMP6的反向输入端经延迟电路连接第四电参数信号Vfe，运算放大器COMP6的输出端经第二Delay单元连接到计数器的CLK端，所述第一与门电路的两个输入端分别连接所述运算放大器COMP2的输出端和第一D触发器的输出端，所述第一与门电路的输出端分别连接计数器的使能端EN和第二与门电路的一个输入端，所述计数器的输出端连接第二与门电路的另一输入端，所述第二与门电路的输出端连接Tdelay脉冲发生器的设置端SET，所述Tdelay脉冲发生器的输出端输出第三结果信号或第四结果信号，所述计数器的输出端输出第五结果信号或第六结果信号。

在一些可选的实施例中，所述第一与门电路的第三个输入端与所述启动时间判断电路输出端连接，接收所述启动时间判断电路发送的第十结果信号或第十一结果信号。

在一些可选的实施例中，所述泄放电流开启时间限制电路，包括：运算放大器COMP7、延时脉冲Tdelay Pulse、RS触发器、触发脉冲电路和第二D触发器；其中：

所述运算放大器COMP7的正向输入端连接所述第三电参数阈值，所述运算放大器COMP7的反向输入端连接表征下拉直流母线电压信号Vin的第四电参数信号Vpd，所述运算放大器COMP7的输出端连接RS触发器的S端，所述Tdelay Pulse连接到RS触发器的R端，所述RS触发器的Q端连接到第二D触发器的D端，所述触发脉冲电路连接第二D触发器的CLK端，所述第二D触发器的设置端SET连接到所述计数逻辑电路的计数器的输出端，所述第二D触发器的Q端输出下述结果中的一个：第七结果信号、第八结果信号和第九结果信号。

在一些可选的实施例中，所述使能逻辑电路，包括：运算放大器COMP8、第三与门电路和开关管；其中：

所述运算放大器COMP8的正向输入端连接第三参照电压Vref3，所述运算放大器COMP8的反向输入端连接第一电参数信号Vcs，所述第三与门电路的输入端分别连接第二D触发器的Q端、所述Tdelay脉冲发生器的输出端和所述运算放大器COMP8的输出端，所述第三与门电路的输出端连接开关管Q2的控制端；所述开关管Q2与所述泄放电路串联连接。

作为本发明实施例的第二个方面，本发明实施例提供了一种LED负载控制系统，包括：可控硅调光器、与可控硅调光器并联连接的至少一个上述的LED驱动电路。

作为本发明实施例的第三个方面，本发明实施例提供了一种LED负载系统，包括：可控硅调光器、与可控硅调光器并联连接的至少一个上述的LED驱动电路、以及与所述LED驱动电路连接的LED负载。

作为本发明实施例的第四个方面，本发明实施例提供了一种LED驱动电路的控制方法，包括：

检测表征可控硅切波角度的第一电参数信号，并与预设的第一电参数阈值进行比较，当第一电参数信号小于第一电参数阈值时，产生第一结果信号；

检测表征可控硅开启时的FIRE电压的第二电参数信号，并与预设的第二电参数阈值进行比较，当第二电参数信号小于第二电参数阈值时，产生第二结果信号；

根据第一结果信号和第二结果信号，控制泄放电路启动高效模式；

所述高效模式是指，在直流母线电压信号Vin后续预设N个半波周期的开始时刻延时预设时间Tdelay开启泄放电路的工作模式，其中N为整数。

本发明实施例提供的LED驱动电路，通过检测表征可控硅调光器的可控硅切波角度和可控硅FIRE电压的参数信号，并与预设的阈值进行比较，在可控硅切波角度和FIRE电压均小于预设的阈值时，LED驱动电路的泄放电路启动高效模式，延时预设时间Tdelay开启泄放电路，提供可控硅调光器开启FIRE瞬间的开启电流，以减少该LED驱动电路的自身损耗，通过对泄放电路的通断时间控制来提高可控硅驱动效率，增大了最大输出功率，实现提高LED负载系统的效率和降低成本，节约电能。既对可控硅切波角度进行检测，又对可控硅开启FIRE电压进行检测，保证检测可控硅开启结果的准确性，从而保证泄放电流控制电路对泄放电路进行控制的准确性，防止出现在不满足延时条件的情况下，控制泄放电路启动高效模式，造成LED负载工作时间缩短，影响LED负载的照明效果。

附图说明

图1为现有技术提供的一种线性可控硅调光LED驱动电路；

图2为图1所示的线性可控硅调光LED驱动电路最大导通角时的负载电流Ics以及泄放电路的泄放电流Ibleeder的电流波形图；

图3为本发明实施例提供的LED驱动电路的结构示意图；

图4为图3所示的LED驱动电路的泄放电流在非高效模式下造成的损耗示意图；

图5为图3所示的LED驱动电路的高效模式下泄放电流造成的损耗示意图；

图6为图3所示的LED驱动电路的一种可控硅切波角度检测的一个具体电路图；

图7为图3所示的LED驱动电路的一种可控硅开启FIRE电压检测的一个具体电路图；

图8为图3所示的LED驱动电路的泄放电流控制电路的组成结构示意图；

图9为图8所示的泄放电流控制电路的一种计数逻辑电路的一个具体电路图；

图10为图8所示的泄放电流控制电路的一种泄放电流开启时间限制电路的一个具体电路图；

图11图8所示的泄放电流控制电路的一种使能逻辑电路的一个具体电路图；

图12为图3所示的LED驱动电路的另一泄放电流控制电路的组成结构示意图；

图13为图12所示的泄放电流控制电路的一种计数逻辑电路的一个具体电路图；

图14为一种包括至少一个图3所示的LED驱动电路的LED负载系统。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

现有技术中，参见图1所示的线性可控硅调光LED驱动电路，包括：整流电路11、泄放电路12和LED恒流控制电路13，所述整流电路11包括四个二极管，整流电路11与可控硅调光器2串联连接，母线两端的电压将与可控硅调光器2连接的输入交流电AC经过全波整流为直流电，得到直流母线电压信号Vin。所述泄放电路12与整流电路11并联，所述LED恒流控制电路13包括晶体管Q1、采样电阻Rcs以及晶体管Q1的功率控制模块，晶体管Q1、采样电阻Rcs与LED负载3串联，晶体管Q1连接在LED负载3和电阻Rcs之间，采样电阻Rcs一端与晶体管Q1的源极连接。在图1中所述功率控制模块包括运算放大器，运算放大器的正向输入端连接表征电流信号的参考电压VREF，运算放大器的反向输入端连接到采样电阻Rcs的输入端，采样表征流过LED负载3的负载电流Ics的电流采样信号Vcs，其中，Vcs为采样电阻Rcs两端的电压，运算放大器的输出端与晶体管Q1的栅极连接。晶体管Q1工作于线性区，功率控制模块根据电流采样信号Vcs调节输出信号的大小，从而维持负载电流Ics恒定，以及根据直流母线电压信号Vin调节负载电流Ics在半波周期中的持续时间，从而实现调光。在图1中，在整流电路的输入母线与LED负载3之间还连接有二极管D5，用于有效地减小流过LED负载3的反向电流，防止LED负载3以及晶体管Q1损坏；所述输入交流电AC，可以是，220V、50HZ的交流市电；所述LED负载3可以并联RC电路进行滤波。所述可控硅调光器2可以采用现有技术，在此不再详细介绍，本发明实施例对可控硅调光器的具体电路实现方式不作严格限定。

上述实施例提供的LED驱动电路，采用线性驱动方式具有结构简单，EMI小，并可兼容大部分可控硅调光器实现调光等优势。但是，线性LED驱动在配合可控硅调光器使用时，为了维持可控硅导通，必须要有泄放电流Ibleeder。图2为图1所示的LED驱动电路控制可控硅调光器的可控硅最大导通角时的负载电流Ics以及泄放电路的泄放电流Ibleeder的电流波形图，由图2可以看出，在直流母线电压信号Vin未达到LED负载的工作电压VLED之前，泄放电流产生的损耗较大，而泄放电流对LED负载来说不产生有功功率，这无疑增加了LED负载系统的损耗，降低了LED负载系统的效率，无法提高系统的有用功率。另外，单个可控硅调光器上可以并联多个线性LED驱动电路，但是由于每个线性LED驱动电路的泄放电流Ibleeder的控制是独立的，所以会出现在同一时刻有并联的多个LED驱动电路的泄放电流Ibleeder为可控硅调光器供电，维持可控硅TRIAC开关导通，造成更多的能量浪费。

本发明实施例针对上述现有技术存在的问题，为提高LED负载系统的效率，降低系统损耗、减少电能浪费和降低成本，提供了一种LED驱动电路、一种LED负载控制系统、一种LED负载系统以及LED驱动电路的控制方法。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明技术方案可适用于多种应用场景，例如家用照明、舞台灯光等，本发明实施例对应用场景不作严格限定。

实施例一

本发明提供了一种LED驱动电路，参照图3所示，该LED驱动电路1包括：整流电路11、泄放电路12、LED恒流控制电路13、可控硅FIRE电压检测电路14、可控硅切波角度检测电路15和泄放电流控制电路16；

泄放电路12、LED恒流控制电路13和可控硅FIRE电压检测电路14分别与整流电路11连接；可控硅切波角度检测电路15与LED恒流控制电路13连接；泄放电流控制电路16分别与可控硅切波角度检测电路15和可控硅FIRE电压检测电路14连接；

可控硅切波角度检测电路15检测表征可控硅切波角度的第一电参数信号值，并与预设的第一电参数阈值进行比较，输出一个比较结果信号(使能信号)；

可控硅FIRE电压检测电路14检测表征可控硅开启时的FIRE电压的第二电参数信号值，并与预设的第二电参数阈值进行比较，输出一个比较结果信号(使能信号)；

当第一电参数信号值小于第一电参数阈值时，可控硅切波角度检测电路15产生第一结果信号并输出到泄放电流控制电路16；

当第二电参数信号值小于第二电参数阈值时，可控硅FIRE电压检测电路14产生第二结果信号并输出到泄放电流控制电路16；

当泄放电流控制电路16接收到可控硅FIRE电压检测电路14和可控硅切波角度检测电路15输出的第一结果信号和第二结果信号时，控制泄放电路12启动高效模式；

所述高效模式为：在直流母线电压信号Vin后续预设N个半波周期的开始时刻延时预设时间Tdelay开启泄放电路12的工作模式，其中N为正整数。

本发明实施例提供的LED驱动电路，通过检测表征可控硅调光器的可控硅切波角度和可控硅FIRE电压的参数信号，并与预设的阈值进行比较，在可控硅切波角度和FIRE电压均小于预设的阈值时，LED驱动电路的泄放电路启动高效模式，延时预设时间Tdelay开启泄放电路，提供可控硅调光器开启FIRE瞬间的开启电流，以减少该LED驱动电路的自身损耗，通过对泄放电路的通断时间控制来提高可控硅驱动效率，增大了最大输出功率，实现提高LED负载系统的效率和降低成本，节约电能。既对可控硅切波角度进行检测，又对可控硅开启FIRE电压进行检测，保证检测可控硅开启结果的准确性，从而保证泄放电流控制电路对泄放电路进行控制的准确性，防止出现在不满足延时条件的情况下，控制泄放电路启动高效模式，造成LED负载工作时间缩短，影响LED负载的照明效果。

本发明实施例中的整流电路11、LED恒流控制电路13和泄放电路12可以采用现有技术中的方式来实现，具体的实现方式可以参照前述对图1中的电路的描述。本发明实施例中，不再赘述。

在一个具体实施例中，参照图3所示，所述泄放电路12中串联的用于开启和关断泄放电流的开关管Q2为晶体管，例如NMOSFET、NPN三极管、PNP三极管或PMOSFET。以NMOSFET为例，泄放电流控制电路16的输出端连接到NMOSFET的控制端，发送使能信号控制NMOSFET导通，从直流母线电压信号Vin下拉产生泄放电流Ibleeder。

本发明实施例中，表征可控硅切波的参数值可以用时间量也可用角度量来表示。由于在输入交流电AC确定的情况下，本发明实施例提供的LED驱动电路中得到的直流母线电压信号Vin的半波周期T为确定值，因此，可控硅切波时的角度θ与可控硅切波时的时间t满足公式(1)：

公式(1)，

所以，可控硅的切波的时间量与角度量是一一对应等效的，本发明实施例中以为角度量描述可控硅切波的问题。

参照图4所示，由于可控硅调光器的可控硅(TRIAC开关)当其栅极被触发，使得元件由关断变导通后，需要提供一个维持电流(Holding Current)来维持可控硅导通。当输入直流母线电压信号Vin小于LED负载的导通电压VLED之前，必须依靠泄放电路的泄放电流Ibleeder提供可控硅的维持电流，即可控硅的维持电流Itriac＝泄放电流Ibleeder；当输入直流母线电压信号达到LED负载的导通电压VLED之后，LED负载导通，可控硅的维持电流可由LED负载的负载电流Ics替代，即可控硅的维持电流Itriac＝负载电流Ics；同理，当输入直流母线电压信号Vin小于LED负载的导通电压VLED之后，需要再次开启泄放电路依靠泄放电流Ibleeder维持可控硅导通，此时可控硅的维持电流Itriac＝泄放电流Ibleeder。由于泄放电流Ibleeder不作为LED负载的供电电流，因此对于整个LED负载系统来说，泄放电流Ibleeder产生的功率为系统的损耗。图4同时也表明，可控硅在最大导通角导通时，直流母线电压信号Vin小于LED负载的导通电压VLED时，泄放电流Ibleeder产生的损耗最大，此时LED负载系统总的损耗为Ptotal＝PA+PB+PC，其中PA和PC为由泄放电流Ibleeder工作产生的损耗，PB为线性LED负载系统的固有的损耗，即输入母线电压Vin与LED负载的导通电压VLED的压差产生的损耗。由图4不难得出，LED负载系统在仅有LED负载系统的固有损耗PB时的效率最高，损耗最少。因此，为了提高LED负载系统的效率，需要尽可能减少泄放电路的导通时间。

本发明的发明人，通过实验得出，在直流母线电压信号Vin的半波周期的前半部分波形中，当对应可控硅导通角度θ的电参数信号小于第一电参数阈值，且表征可控硅开启FIRE电压的电参数小于第二电参数阈值时，即使提供泄放电流Ibleeder维持可控硅导通，LED负载也不会导通，LED负载系统不会产生有效功率。

本发明的发明人通过进一步试验发现，通过可控硅切波角度检测电路、可控硅FIRE电压检测电路分别检测可控硅起始导通角度和可控硅FIRE后的直流母线电压信号Vin，当直流母线电压信号Vin在当前的半波周期内，表征可控硅起始导通角度的第一电参数信号值小于第一电参数阈值，且表征可控硅FIRE后的直流母线电压信号Vin的第二电参数信号值小于第二电参数阈值时，参照图5所示，直流母线电压信号Vin当前半波周期的结束时刻泄放电路处于关断状态，为了减少泄放电流Ibleeder在后续的直流母线电压信号Vin半波周期的前半部分波形的导通时间，从而提高LED负载系统的效率，在直流母线电压信号Vin后续预设N个半波周期的开始时刻延时预设时间Tdelay开启泄放电路，其中N为正整数。这种能够在直流母线电压信号Vin的半波周期开始时刻延时预设时间Tdelay开启泄放电路的工作模式，称之为高效模式。

在LED驱动电路控制泄放电路工作在高效模式期间，LED驱动电路不用在每个半波周期检测可控硅的切波角度和可控硅的FIRE电压。当高效模式下的持续周期数达到设定数值N后，退出本次高效模式，并在退出高效模式后，在接下来的直流母线电压信号Vin的半波周期内重新检测可控硅FIRE电压以及可控硅切波角度，以确定LED驱动电路是否在接下来的N个半波周期控制泄放电路启动高效模式。

当直流母线电压信号Vin在当前的半波周期内，表征可控硅起始导通角度的第一电参数信号值大于等于第一电参数阈值，或表征可控硅FIRE后的母线电压的第二电参数信号值大于等于第二电参数阈值时，表明可控硅开启时的电压值大于LED负载的导通电压V_LED，为了维持LED负载系统的稳定工作，需要在下一个半波周期的开始时刻就向可控硅提供泄放电流Ibleeder，即在直流母线电压信号Vin的下一个半波周期，泄放电路不会启动高效模式。

参照图5所示，在直流母线电压信号的前半波分波形时间内，高效模式下的泄放电流Ibleeder工作产生的损耗PA’明显小于在非高效模式下的损耗PA，所以高效模式能够显著的减低LED负载系统的损耗，提高LED负载系统的效率。

上述第一电参数阈值需要满足可控硅导通角度θth小于LED负载的导通电压V_LED对应的角度值，即第一电参数阈值需要满足下式(2)：

式(2)，其中，Vin为母线有效值电压，V_LED为LED负载的导通电压。

根据式(2)，若LED负载的导通电压V_LED发生变化，则可控硅导通角度θth也随之变化；当对应可控硅导通角度θth的电参数信号为电压信号时，第一电参数阈值为电压量，此时第一电参数阈值可以通过以下公式(3)得到：

公式(3)，其中：VDD为转换加权系数，由公式(3)可以看出第一电参数阈值Vθth与可控硅切波角度阈值θth呈反比例关系，且电压量Vθth随着可控硅调光器的可控硅切波角度的增大而逐渐减小，也就是说，本发明实施例中，可控硅切波角度θ小于可控硅切波角度阈值θth时，表征可控硅切波时的电压的电参数信号值Vθ大于第一电参数阈值Vθth。由图4或图5可以看出，(π-2*θth)/π为LED负载的占空比，即，本发明实施例中是通过检测LED负载的占空比的方式来检测可控硅调光器的可控硅切波角度θth的。当然，在一些其他实施例中，还可以通过其他现有技术中的方式来实现可控硅切波角度θth检测，只要是以电压量或者电流量为输出的任何检测方式实现对可控硅调光器可控硅切波角度检测的目的即可，本发明实施例中对此不作严格限定。

上述第二电参数阈值需要满足可控硅开启FIRE电压小于在一个半波周期上直流母线电压信号Vin由波谷升压至LED负载的导通电压VLED时的时间减去可控硅充电启动所需时间后的时间所对应的母线电压值，即满足以下公式(4)：

公式(4)，其中：Vin为母线有效值电压，f为输入交流电AC的频率，Tst为可控硅充电启动所需要的时间。根据公式(4)，若LED负载的导通电压V_LED发生变化，则第二电参数阈值也随之变化。

在一个可选的实施例中，参照图6所示，为图3中所示的可控硅切波角度检测电路的一个具体实现电路，包括：运算放大器COMP1、采样积分电路和运算放大器COMP2；其中：

所述运算放大器COMP1的正向输入端连接第一电参数信号，运算放大器COMP1的反向输入端连接第一参照电压Vref1，运算放大器COMP1的输出端与采样积分电路相连，并且采样积分电路上接参考电压VDD，采样积分电路的输出端Vθ连接运算放大器COMP2的正向输入端，运算放大器COMP2的反向输入端连接所述第一电参数阈值。通过上述电路，对大于第一参照电压Vref1的第一电参数信号进行采样。本发明实施例中，所述第一电参数信号为表征流过LED负载的电流的电参数信号Vcs，在运算放大器COMP1与采样积分电路之间还串联有两个非门电路，两个非门之间的公共端与采样积分电路中的其中一个开关的控制端相连，与采样积分电路相连的非门的输出端与采样积分电路中的另一个开关的控制端相连，串联设置的两个开关一端上接参考电压VDD，另一端接地，两个开关公共端接积分电阻Rset，积分电阻与地之间还设有积分电容Cset。运算放大器COMP1根据第一电参数信号Vcs与第一参照电压Vref1的比较结果，控制采样积分电路的充放电时间，进而得到表征可控硅切波角度的电参数信号Vθ。运算放大器COMP2根据电参数信号Vθ与第一电参数阈值的比较，输出比较结果信号作为输出电路的使能信号，当Vθ大于第一电参数阈值时运算放大器COMP2输出的使能信号CON_EN1为1，否则为0，即第一结果信号为高电平。

上述可控硅切波角度检测电路，通过检测表征流过LED负载的电流的电参数信号Vcs，从而将可控硅调光器的切波角度转化为一个具体的电压量Vθ，通过该电压量Vθ与第一电参数阈值对应的电压量做比较，输出比较结果信号。可控硅调光器的切波角度信息包括但不限于电压量及电流量，且电阻Rset、电容Cset越大，电压量Vθ的纹波越小；电压量Vθ随着可控硅调光器的可控硅切波角度的增大而逐渐减小。

在一个可选的实施例中，参照图7所示，为图3中所示的可控硅FIRE电压检测电路的一个具体实现电路，包括：运算放大器COMP3、触发电路和第一D触发器；其中：

所述运算放大器COMP3的正向输入端连接第二电参数阈值，运算放大器COMP3的反向输入端连接第二电参数信号，运算放大器COMP3的输出端连接到第一D触发器的D端；所述触发电路包括偏置电源Voffset、延迟电路、运算放大器COMP4和第一延时单元，所述延迟电路可以由连接的一个电阻和一个电容组成，所述运算放大器COMP4的正向输入端经偏置电源Voffset连接第二电参数信号Vst，运算放大器COMP4的反向输入端经延迟电路连接到第二电参数信号Vst，运算放大器COMP4的输出端经第一延时单元连接到第一D触发器的CLK端，所述第一D触发器Q端能够输出第二结果信号。本发明实施例中，所述第二电参数信号为表征可控硅开启时刻直流母线电压信号Vin发生跳变时的可控硅开启FIRE电压Vst；图7所示的电路中，运算放大器COMP3的反向输入端是通过连接在直流母线和接地端之间的电阻分压电路(包括电阻R1和R2)来获取第二电参数信号Vst的。当然，在一些其他实施例中，也可以通过直接检测直流母线电压信号Vin来获取第二电参数信号，具体的电路实现方式可以参照现有技术，本发明实施例中，对此不做限定。本实例中检测可控硅开启的FIRE电压的电路不限于该检测方式，只要是以电压或者电流量为输出的任何检测方式，只要能够实现对可控硅FIRE电压的检测的目的即可，本发明实施例中，对此不作严格限定。

上述可控硅FIRE电压检测电路，在可控硅开启FIRE的瞬间，运算放大器COMP4会输出一个正pulse信号，经过第一delay单元延时后给D触发器提供一个CLK信号。COMP3实时比较可控硅FIRE时的电压，D触发器会将COMP3的输出信号锁存。当可控硅FIRE瞬间，表征直流母线电压信号Vin的瞬时电压Vst小于第二电参数阈值时，第一D触发器Q端输出的使能信号CON_EN2为1，否则为0，即第二结果信号为高电平信号。

在一个实施例中，所述泄放电流控制电路包括：所述泄放电流控制电路，包括：使能逻辑电路和计数逻辑电路；所述使能逻辑电路与计数逻辑电路连接，所述计数逻辑电路与所述可控硅切波角度检测电路和所述可控硅开启FIRE电压检测电路分别连接；

所述计数逻辑电路，用于当接收到第一结果信号和第二结果信号时，在高效模式中的每个半波周期检测表征拉低直流母线电压信号Vin的第三电参数信号值，得到可控硅开启的半波周期的数量，与预设的半波周期数量N进行比较，并根据比较结果输出对应的使能信号到所述使能逻辑电路。

具体的，可以是，所述计数逻辑电路，具体用于当所述半波周期的数量大于等于N时，产生第三结果信号，否则，产生第四结果信号；

所述使能逻辑电路，用于当接收到第三结果信号时，退出高效模式；当接收到第四结果信号时，保持高效模式。

本发明实施例中，LED驱动电路的高效模式需要满足持续周期数小于预设的半波周期数量N，在高效模式下，LED驱动电路可以在每个半波周期检测表征拉低直流母线电压信号Vin的第三电参数信号值，计算可控硅的开启次数，得到当前半波周期处于高效模式的周期数，并与预设值N进行比较，若小于预设值N，则在下一个半波周期保持高效模式，即在半波周期的开始时刻关断泄放电流，并延时预设时间Tdelay后开启泄放电流；若大于等于预设值N，则退出高效模式，即在半波周期的开始时刻开启泄放电流。所以，假设所述使能逻辑电路在高电平信号时，控制泄放电路开启，那么第三结果信号就为高电平信号；第四结果信号在预设时间Tdelay为低电平信号，且超过预设时间Tdelay时翻转为高电平信号。

在一个具体实施例中，所述泄放电流控制电路，还包括：泄放电流开启时间限制电路，所述泄放电流开启时间限制电路分别与所述计数逻辑电路和使能逻辑电路连接；

所述计数逻辑电路，还用于当所述半波周期的数量大于等于N时，产生第五结果信号，否则，产生第六结果信号，并将所述第五结果信号或第六结果信号输出到所述泄放电流开启时间限制电路；

所述泄放电流开启时间限制电路，用于当接收到第五结果信号时，产生第七结果信号，并输出到所述使能逻辑电路；当接收到所述第六结果信号时，在当前半波周期的可控硅启动时间阈值Tth时间内，检测表征拉低直流母线电压信号Vin的第三电参数信号值，并与预设的第三电参数阈值进行比较，当第三电参数信号大于等于第三电参数阈值时，产生第八结果信号；否则，产生第九结果信号，并将所述第八结果信号或第九结果信号输出到所述使能逻辑电路；

所述使能逻辑电路，用于当接收到第七结果信号时，退出高效模式；当接收到第八结果信号时，在直流母线电压信号Vin当前半波周期内关断泄放电路或降低泄放电路的泄放电流；以及当接收到第九结果信号时，控制泄放电路在当前半波周期内维持泄放电路正常工作。

本发明的发明人通过进一步的试验发现，在有些场景下，单个可控硅调光器上可以并联多个上述实施例中提供的上述LED驱动电路，即在同一个LED负载系统中，可以有多路LED负载同时进行工作。由于每个LED驱动电路的泄放电流Ibleeder，都是通过自身电路中的泄放电流控制电路来进行独立控制的，所以，当一个LED负载系统中，并联多个LED驱动电路时，就会出现多个泄放电路的泄放电流Ibleeder同时为可控硅调光器提供维持电流的现象，对LED负载系统来说，就会造成更多的电路损耗和能量的浪费，降低了LED负载系统的效率。本发明的发明人通过对上述实施例的LED驱动电路进行进一步改进，通过对LED驱动电路在当前半波周期延迟预设时间Tdelay后，在可控硅启动时间阈值Tth内，开启泄放电流Ibleeder尝试将Vin拉低至第三电参数阈值，判断是否控制泄放电路开启、关断或提供一个较小的泄放电流Ibleeder。其中，所述可控硅启动时间阈值Tth满足以下公式(5)，即：

公式(5)，其中：V_LED为LED负载的导通电压，Vin为母线有效值电压，f为输入交流电AC的频率。

具体的，可以是，若在当前半波周期的可控硅开启时间值Tth内，下拉直流母线电压信号Vin，检测表征直流母线电压信号Vin的拉低后的第四电参数信号，并与第三电参数阈值进行比较，由于在可控硅开启过程中，直流母线电压信号Vin会发送跳变，在跳变的电压谷值(即电压最小值)非常小，会接近于0，根据经验选择一个预设第三电参数阈值的电压值，如果表征直流母线电压信号Vin的第四电参数信号小于第三电参数阈值，表明在可控硅开启时间Tth内，直流母线电压信号Vin被泄放电流Ibleeder拉低至第三电参数阈值以下，表示LED负载系统中没有并联其他的LED驱动电路，或者即使有至少一个并联的其他LED驱动电路，但此时其他LED驱动电路没有开启泄放电流Ibleeder，则本LED驱动电路中，泄放电路维持在高效模式工作；如果表征直流母线电压信号Vin的第四电参数信号一直大于等于第三电参数阈值，表明在可控硅开启时间Tth内直流母线电压信号Vin没有被泄放电流Ibleeder拉低至第三电参数阈值以下，表示LED负载系统中有至少一个并联的其他LED驱动电路，且此时有至少一个其他LED驱动电路向可控硅调光器提供维持可控硅导通的泄放电流Ibleeder，此时，本LED驱动电路中，泄放电路可以关断或者仅提供一个较小的泄放电流Ibleeder，直至高效模式持续N个半波周期结束。

这样可使单个可控硅调光器上并联多个LED驱动电路时，在高效模式下，每个LED驱动电路通过开启泄放电流Ibleeder控制电路检测表征直流母线电压信号Vin的电参数信号的变化来判断是否有其它LED驱动电路提供了泄放电流Ibleeder，如果有其他LED驱动电路提供了泄放电流Ibleeder，则会关断自身泄放电流Ibleeder或者提供一个较小的泄放电流Ibleeder，从而提高整个LED负载系统的效率。

在一个具体实施例中，参照图8所示，所述泄放电流控制电路，包括：相互连接的泄放电流开启时间限制电路、计数逻辑电路和使能逻辑电路。

在一个可选的实施例中，参照图9所示，为图8中所示的泄放电流控制电路的计数逻辑电路的一个具体实现电路，包括：运算放大器COMP5、脉冲产生电路、Tdelay脉冲发生器、延迟触发电路、计数器、第一与门电路AND1和第二与门电路AND2；其中：

所述运算放大器COMP5的正向输入端连接第二参照电压Vref2，运算放大器COMP5的反向输入端连接表征直流母线电压信号Vin的第三电参数信号，运算放大器COMP5的输出端连接脉冲产生电路，脉冲产生电路的输出端连接Tdelay脉冲发生器，所述延迟触发电路包括运算放大器COMP6、第二延时Delay单元，所述运算放大器COMP6的正向输入端经偏置电源Voffset连接第三电参数信号，运算放大器COMP6的反向输入端经延迟电路连接第三电参数信号，运算放大器COMP6的输出端经第二Delay单元连接到计数器的CLK端，所述延迟电路可以由连接的一个电阻和一个电容组成，所述第一与门电路AND1的两个输入端分别连接所述运算放大器COMP2的输出端和第一D触发器的输出端，所述第一与门电路AND1的输出端分别连接计数器的使能端EN和第二与门电路AND2的一个输入端，所述计数器的输出端连接第二与门电路AND2的另一输入端，所述第二与门电路AND2的输出端连接设定延时器的设置端SET，所述Tdelay脉冲发生器的输出端输出第三结果信号或第四结果信号。本发明实施例中，所述第三电参数信号为表征下拉直流母线电压信号Vin的电压参考信号Vfe；图9所示的电路中，运算放大器COMP5的反向输入端和运算放大器COMP6的正向和反向输入端是通过连接在直流母线和接地端之间的电阻分压电路(包括电阻R3和R4)来获取第三电参数信号Vfe的。当然，在一些其他实施例中，也可以通过直接检测直流母线电压信号Vin来获取第三电参数信号，具体的电路实现方式可以参照现有技术，本发明实施例中，对此不做限定。

在图9所示的计数逻辑电路中，当第一与门电路AND1接收到第一结果信号和第二结果信号时，向计数器使能，使计数器工作，当延迟触发电路检测第三电参数信号Vfe时，由于运算放大器COMP6的反向输入端信号延迟，所以运算放大器COMP6输出高电平信号，经第二Delay单元延时后发送到计数器，使计数器计数加1，若计数器计数小于预设值N时，计数器输出信号Con_ok为1，即第六结果信号为高电平信号；此时第二与门电路AND2的两个输入端均为高电平信号，第二与门电路的输出端为高电平信号，不向Tdelay脉冲发生器使能，当直流母线电压Vin到达波谷位置时，第二电压参考信号Vref2大于Vfe，运算放大器COMP5向脉冲产生电路输出高电平信号，使脉冲产生电路发送高脉冲信号到Tdelay脉冲发生器，Tdelay脉冲发生器输出信号Tdelay_ok为第四结果信号，即在预设时间Tdelay为低电平信号，且超过预设时间Tdelay时翻转为高电平信号；若计数器计数大于等于预设值N时，计数器输出信号Con_ok为0，即第五结果信号为低电平信号；当运算放大器COMP2输出的使能信号CON_EN1，第一D触发器Q端输出的使能信号CON_EN2和计计数器输出端输出信号Con_ok三者中的至少一个为低电平信号时，第二与门电路AND2输出低电平信号，向Tdelay脉冲发生器使能，此时Tdelay脉冲发生器输出信号Tdelay_ok为第三结果信号，即一直为高电平信号。

在本发明实施例中，图9所示的计数逻辑电路，仅为本发明实施例的具体实现方式的实例，还可以采用其他电路结构方式来进行实现，只要能够实现上述计数逻辑电路的功能即可，本发明实施例中，不做具体限定。

在一个可选的实施例中，参照图10所示，为图8中所示的泄放电流控制电路的泄放电流开启时间限制电路的一个具体实现电路，包括：运算放大器COMP7、延时脉冲TdelayPulse、RS触发器、触发脉冲电路和第二D触发器；其中：所述脉冲触发电路输出端连接到第二D触发器的CLK端，

所述运算放大器COMP7的正向输入端连接所述第三电参数阈值，所述运算放大器COMP7的反向输入端连接表征下拉直流母线电压信号Vin的第四电参数信号，所述运算放大器COMP7的输出端连接RS触发器的S端，所述Tdelay Pulse连接到RS触发器的R端，所述RS触发器的Q端连接到第二D触发器的D端，所述触发脉冲电路连接第二D触发器的CLK端，所述第二D触发器的设置端SET连接到所述计数逻辑电路的计数器的输出端，所述第二D触发器的Q端输出下述结果中的一个：第七结果信号、第八结果信号和第九结果信号。本发明实施例中，所述第四电参数信号为表征下拉直流母线电压信号Vin的电压参考信号Vpd；图10所示的电路中，运算放大器COMP7的反向输入端是通过连接在直流母线和接地端之间的电阻分压电路(包括电阻R5和R6)来获取第四电参数信号的。当然，在一些其他实施例中，也可以通过直接检测直流母线电压信号Vin来获取第四电参数信号，具体的电路实现方式可以参照现有技术，本发明实施例中，对此不做限定。

在图10所示的泄放电流开启时间限制电路中，在第二D触发器接收到计数逻辑电路的计数器的输出信号为第五结果信号时，第二D触发器使能，在当前半波周期内第二D触发器的Q端的输出信号BLD_EN为1；在第二D触发器接收到计数逻辑电路的计数器的输出信号为第六结果信号时，第二D触发器正常工作，在当前半波周期通过运算放大器COMP7比较第四电参考信号Vpd和第三电参数阈值，若在延时预设时间Tdelay后，在启动时间阈值Tth时间内出现第四电参考信号Vpd小于第三电参数阈值的情况，则运算放大器COMP7输出高电平信号，并被RS触发器锁存，在当前半波周期经过预设时间Tdelay与启动时间阈值Tth的时间之和时，触发脉冲电路产生上升沿脉冲，第二D触发器的D端得到高电平信号，第二D触发器的Q端输出信号BLD_EN为1，控制泄放电路在当前半波周期内维持泄放电路正常工作；若在延时预设时间Tdelay后，在启动时间阈值Tth时间内没有出现第四电参考信号Vpd小于第三电参数阈值的情况，RS触发器输出低电平信号，最终第二D触发器的D端得到低电平信号，第二D触发器的Q端输出信号BLD_EN为0，此时，表明LED负载系统中存在其他泄放电流为可控硅供电，可以关断或减小电流输出当前LED驱动电路中的泄放电流Ibleeder。

在本发明实施例中，图10所示的泄放电流开启时间限制电路，仅为本发明实施例的具体实现方式的实例，还可以采用其他电路结构方式来进行实现，只要能够实现上述实施例中泄放电流开启时间限制电路的功能即可，本发明实施例中，不做具体限定。

在一个可选的实施例中，参照图11所示，为图3中所示的泄放电流控制电路的使能逻辑电路的一个具体实现电路，所述包括：运算放大器COMP8、第三与门电路和开关管；其中：

所述运算放大器COMP8的正向输入端连接第三参照电压Vref3，所述运算放大器COMP8的反向输入端连接第一电参数信号Vcs，所述第三与门电路的输入端分别连接第二D触发器的Q端输出信号BLD_EN、所述Tdelay脉冲发生器的输出端信号Tdelay_ok和所述运算放大器COMP8的输出端信号AMP_EN，所述第三与门电路的输出端连接开关管Q2的控制端；所述开关管Q2与所述泄放电路串联连接。

在图11所示的电路中，当LED负载正常工作时，第一电参数信号Vcs电压值为负载电流Ics流过采样电阻Rcs的电压值，设置第三参照电压Vref3小于负载电流Ics流过采样电阻Rcs的电压值，此时，运算放大器COMP8输出信号AMP_EN为低电平信号，第三与门电路输出端为低电平信号，开关管Q2关断，泄放电路不再向可控硅提供泄放电流Ibleeder。在高效模式下，在LED负载未正常工作时，Vcs电压值为0，运算放大器COMP8输出信号AMP_EN为高电平信号，若Tdelay_ok为第四结果信号时，则BLD_EN为第七结果信号，此时第三与门电路的三个输入端均为高电平信号，所以第三与门电路输出高电平信号，开关管Q2在当前半波周期的开始时刻即控制泄放电路开启，LED驱动电路退出高效模式；若Tdelay_ok为第四结果信号，且BLD_EN为第八结果信号，第三与门电路输出低电平信号，开关管Q2在高效模式的当前半波周期内关断泄放电路；若Tdelay_ok为第四结果信号时，且BLD_EN为第九结果信号，所以第三与门电路在预设时间Tdelay时间内输出低电平信号，在超过Tdelay时间后输出高电平信号，开关管Q2在当前半波周期内控制泄放电路延时预设时间Tdelay开启，即在当前半波周期，LED驱动电路保持高效模式。

在本发明实施例中，图11所示的使能逻辑电路，仅为本发明实施例的具体实现方式的实例，还可以采用其他电路结构方式来进行实现，只要能够实现上述实施例中使能逻辑电路的功能即可，本发明实施例中，不做具体限定。

在一个实施例中，还可以是，参照图12所示，所述泄放电流控制电路，还包括：启动时间限制电路，所述启动时间限制电路与所述计数逻辑电路连接，所述泄放电流开启时间限制电路、计数逻辑电路和使能逻辑电路相互连接。

在一个具体实施例中，所述启动时间判断电路，用于在高效模式中的每个半波周期检测可控硅开启时间Tst，并与预设的启动时间阈值Tth进行比较，并将比较结果信号输出到所述使能逻辑电路。可以理解的是，所述可控硅开启时间Tst，也可以周期性的检测。

具体的，可以是，所述启动时间判断电路，具体用于当可控硅开启时间Tst大于等于启动时间阈值Tth时，产生第十结果信号，否则产生第十一结果信号，并将所述第十结果信号或第十一结果信号输出到所述计数逻辑电路；

所述计数逻辑电路还用于，当接收到所述第十结果信号时，产生所述第三结果信号；当接收到所述第十一结果信号时，产生所述第四结果信号。

本发明实施例中，在高效模式下，LED驱动电路可以在每个半波周期检测可控硅充电启动所需要的Tst是否大于启动时间阈值Tth，如果检测可控硅充电启动所需要的Tst大于启动时间阈值Tth，表明可控硅开启时的直流母线电压信号Vin的电压值大于LED负载的导通电压VLED，为了维持LED负载系统的稳定工作，可以控制泄放电路立即或者延迟一个设定时间后退出高效模式。

本发明实施例中，图12所示的泄放电流控制电路中，泄放电流开启时间限制电路和使能逻辑电路可以采用前述实施例中图10和图11所示的电路，具体实现过程，参见前述实施例中的详细描述，在此不再赘述。

本发明实施例中，图12所示的泄放电流控制电路中的计数逻辑电路参见图13所示，图13所示的计数逻辑电路与图9的差别在于，图13中计数逻辑电路的第一与门电路AND1为三输入与门电路，其中第一与门电路AND1的第三个输入端连接所述启动时间判断电路的输出端接收CON_EN3信号，图13所示的计数逻辑电路的其他电路结构及电路控制过程，可以参照对图9的详细描述，在此不再赘述。所述启动时间判断电路的可控硅启动时间Tst的检测以及可控硅启动时间Tst与启动时间阈值Tth具体实现方式，可以采用现有技术中的常见的电路。在本发明实施例中，为与前述实施例中的图9所示的计数逻辑电路的控制信号相适应，设定所述启动时间判断电路的输出信号CON_EN3中第十结果信号为低电平信号，第十一结果信号为高电平信号。

在一个实施例中，可控硅切波角度检测电路，用于当第一电参数信号大于等于第一电参数阈值时，产生第十二结果信号并输出到泄放电流控制电路；

可控硅FIRE电压检测电路，用于当第二电参数信号大于等于第二电参数阈值，产生第十三结果信号并输出到泄放电流控制电路；

泄放电流控制电路，用于当接收到可控硅FIRE电压检测电路和泄放电流控制电路输出的第十二结果信号和第十三结果信号中的至少一个时，在直流母线电压信号Vin当前半波周期的结束时刻开启泄放电路，控制泄放电路不启动高效模式。

在一个实施例中，所述第一结果信号与所述第十二结果信号为相反电平信号；所述第二结果信号与所述第十三结果信号为相反电平信号。

实施例二

如图14所示，基于相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种LED负载控制系统，包括：可控硅调光器2、与可控硅调光器2并联连接的至少一个上述实施例一中所述的LED驱动电路1。

关于上述实施例中的LED负载控制系统，其中可控硅调光器和LED驱动电路的执行操作的具体方式已经在上述实施例一的LED驱动电路中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

实施例三

如图14所示，基于相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种LED负载系统，包括：可控硅调光器2、与可控硅调光器1并联连接的至少一个上述实施例一所述的LED驱动电路1、以及与所述LED驱动电路1连接的LED负载3。

关于上述实施例中的LED负载系统，其中可控硅调光器和LED驱动电路的执行操作的具体方式已经在上述实施例一的LED驱动电路中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

实施例四

基于相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种LED驱动电路的控制方法，包括：

S11：检测表征可控硅切波角度的第一电参数信号，并与预设的第一电参数阈值进行比较，当第一电参数信号小于第一电参数阈值时，产生第一结果信号；

S12：检测表征可控硅开启时的FIRE电压的第二电参数信号，并与预设的第二电参数阈值进行比较，当第二电参数信号小于第二电参数阈值时，产生第二结果信号；

S13：根据第一结果信号和第二结果信号，控制泄放电路启动高效模式；

所述高效模式是指，在直流母线电压信号Vin后续预设N个半波周期的开始时刻延时预设时间Tdelay开启泄放电路的工作模式，其中N为整数。

关于上述实施例中的LED驱动电路的控制方法，实施的具体步骤可以参照上述实施例一的LED驱动电路中的详细描述，此处将不做详细阐述说明。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (16)

1.一种LED驱动电路，与可控硅调光器连接，包括：整流电路、与整流电路连接的泄放电路和LED恒流控制电路，其特征在于，还包括：可控硅开启FIRE电压检测电路、可控硅切波角度检测电路和泄放电流控制电路；

所述可控硅切波角度检测电路，与LED恒流控制电路连接，以检测表征可控硅切波角度的第一电参数信号值，并与预设的第一电参数阈值进行比较，当第一电参数信号值小于第一电参数阈值时，产生第一结果信号；

所述可控硅开启FIRE电压检测电路，与整流电路连接，以检测表征可控硅开启时的FIRE电压的第二电参数信号值，并与预设的第二电参数阈值进行比较，当第二电参数信号值小于第二电参数阈值时，产生第二结果信号；

所述泄放电流控制电路，分别与所述可控硅切波角度检测电路和可控硅开启FIRE电压检测电路连接，当接收到可控硅切波角度检测电路和可控硅开启FIRE电压检测电路输出的第一结果信号和第二结果信号时，控制泄放电路启动高效模式；

所述高效模式为：在直流母线电压信号Vin后续预设N个半波周期的开始时刻延时预设时间Tdelay开启泄放电路的工作模式，其中N为正整数。

2.如权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述泄放电流控制电路，包括：使能逻辑电路和计数逻辑电路；所述使能逻辑电路与计数逻辑电路连接，所述计数逻辑电路与所述可控硅切波角度检测电路和所述可控硅开启FIRE电压检测电路分别连接；

所述计数逻辑电路，用于当接收到第一结果信号和第二结果信号时，在高效模式中的每个半波周期检测表征拉低直流母线电压信号Vin的第三电参数信号值，得到可控硅开启的半波周期的数量，与预设的半波周期数量N进行比较，并根据比较结果输出对应的使能信号到所述使能逻辑电路。

3.如权利要求2所述的LED驱动电路，其特征在于，所述计数逻辑电路，具体用于当所述半波周期的数量大于等于N时，产生第三结果信号，否则，产生第四结果信号；

所述使能逻辑电路，用于当接收到第三结果信号时，退出高效模式；当接收到第四结果信号时，保持高效模式。

4.如权利要求3所述的LED驱动电路，其特征在于，所述泄放电流控制电路，还包括：泄放电流开启时间限制电路，所述泄放电流开启时间限制电路分别与所述计数逻辑电路和使能逻辑电路连接；

所述计数逻辑电路，还用于当所述半波周期的数量大于等于N时，产生第五结果信号，否则，产生第六结果信号，并将所述第五结果信号或第六结果信号输出到所述泄放电流开启时间限制电路；

所述泄放电流开启时间限制电路，用于当接收到第五结果信号时，产生第七结果信号，并输出到所述使能逻辑电路；当接收到所述第六结果信号时，在当前半波周期的可控硅启动时间阈值Tth时间内，检测表征拉低直流母线电压信号Vin的第四电参数信号值，并与预设的第三电参数阈值进行比较，当第四电参数信号大于等于第三电参数阈值时，产生第八结果信号；否则，产生第九结果信号，并将所述第八结果信号或第九结果信号输出到所述使能逻辑电路；

所述使能逻辑电路，用于当接收到第七结果信号时，退出高效模式；当接收到第八结果信号时，在直流母线电压信号Vin当前半波周期内关断泄放电路或降低泄放电路的泄放电流；以及当接收到第九结果信号时，控制泄放电路在当前半波周期内维持泄放电路正常工作。

5.根据权利要求4所述的LED驱动电路，其特征在于，所述泄放电流控制电路，还包括：启动时间判断电路，用于在高效模式中的每个半波周期检测可控硅开启时间Tst，并与预设的启动时间阈值Tth进行比较，并将比较结果信号输出到所述使能逻辑电路。

6.根据权利要求5所述的LED驱动电路，其特征在于，所述启动时间判断电路与所述计数逻辑电路连接，所述启动时间判断电路，具体用于当可控硅开启时间Tst大于等于启动时间阈值Tth时，产生第十结果信号，否则产生第十一结果信号，并将所述第十结果信号或第十一结果信号输出到所述计数逻辑电路；

所述计数逻辑电路还用于，当接收到所述第十结果信号时，产生所述第三结果信号；当接收到所述第十一结果信号时，产生所述第四结果信号。

7.根据权利要求5或6所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第一电参数信号为表征流过LED负载的电流的电参数信号Vcs；所述第二电参数信号为表征可控硅开启时刻直流母线电压信号Vin发生跳变时的可控硅开启FIRE电压Vst。

8.根据权利要求7所述的LED驱动电路，其特征在于，所述可控硅切波角度检测电路，包括：运算放大器COMP1、采样积分电路和运算放大器COMP2；

所述运算放大器COMP1的正向输入端连接第一电参数信号Vcs，运算放大器COMP1的反向输入端连接第一参照电压Vref1，运算放大器COMP1的输出端与采样积分电路相连，并且采样积分电路上接参考电压VDD，采样积分电路的输出端Vθ连接运算放大器COMP2的正向输入端，运算放大器COMP2的反向输入端连接所述第一电参数阈值，所述运算放大器COMP2输出端能够输出第一结果信号。

9.根据权利要求8所述的LED驱动电路，其特征在于，所述可控硅开启FIRE电压检测电路，包括：运算放大器COMP3、触发电路和第一D触发器；

所述运算放大器COMP3的正向输入端连接第二电参数阈值，运算放大器COMP3的反向输入端连接第二电参数信号Vst，运算放大器COMP3的输出端连接到第一D触发器的D端；所述触发电路包括偏置电源Voffset、延迟电路、运算放大器COMP4和第一延时单元，所述运算放大器COMP4的正向输入端经偏置电源Voffset连接第二电参数信号Vst，运算放大器COMP4的反向输入端经延迟电路连接到第二电参数信号Vst，运算放大器COMP4的输出端经第一延时单元连接到第一D触发器的CLK端，所述第一D触发器Q端能够输出第二结果信号。

10.根据权利要求9所述的LED驱动电路，其特征在于，所述计数逻辑电路，包括：运算放大器COMP5、脉冲产生电路、Tdelay脉冲发生器、延迟触发电路、计数器、第一与门电路和第二与门电路；

所述运算放大器COMP5的正向输入端连接第二参照电压Vref2，运算放大器COMP5的反向输入端连接表征直流母线电压信号Vin的第三电参数信号Vfe，运算放大器COMP5的输出端连接脉冲产生电路，脉冲产生电路的输出端连接Tdelay脉冲发生器，所述延迟触发电路包括运算放大器COMP6、第二延时Delay单元，所述运算放大器COMP6的正向输入端经偏置电源Voffset连接第三电参数信号Vfe，运算放大器COMP6的反向输入端经延迟电路连接第三电参数信号Vfe，运算放大器COMP6的输出端经第二Delay单元连接到计数器的CLK端，所述第一与门电路的两个输入端分别连接所述运算放大器COMP2的输出端和第一D触发器的输出端，所述第一与门电路的输出端分别连接计数器的使能端EN和第二与门电路的一个输入端，所述计数器的输出端连接第二与门电路的另一输入端，所述第二与门电路的输出端连接Tdelay脉冲发生器的设置端SET，所述Tdelay脉冲发生器的输出端输出第三结果信号或第四结果信号，所述计数器的输出端输出第五结果信号或第六结果信号。

11.根据权利要求10所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第一与门电路的第三个输入端与所述启动时间判断电路输出端连接，接收所述启动时间判断电路发送的第十结果信号或第十一结果信号。

12.根据权利要求10或11所述的LED驱动电路，其特征在于，所述泄放电流开启时间限制电路，包括：运算放大器COMP7、延时脉冲Tdelay Pulse、RS触发器、触发脉冲电路和第二D触发器；

所述运算放大器COMP7的正向输入端连接所述第三电参数阈值，所述运算放大器COMP7的反向输入端连接表征下拉直流母线电压信号Vin的第四电参数信号Vpd，所述运算放大器COMP7的输出端连接RS触发器的S端，所述Tdelay Pulse连接到RS触发器的R端，所述RS触发器的Q端连接到第二D触发器的D端，所述触发脉冲电路连接第二D触发器的CLK端，所述第二D触发器的设置端SET连接到所述计数逻辑电路的计数器的输出端，所述第二D触发器的Q端输出下述结果中的一个：第七结果信号、第八结果信号和第九结果信号。

13.根据权利要求12所述的LED驱动电路，其特征在于，所述使能逻辑电路，包括：运算放大器COMP8、第三与门电路和开关管；

所述运算放大器COMP8的正向输入端连接第三参照电压Vref3，所述运算放大器COMP8的反向输入端连接第一电参数信号Vcs，所述第三与门电路的输入端分别连接第二D触发器的Q端、所述Tdelay脉冲发生器的输出端和所述运算放大器COMP8的输出端，所述第三与门电路的输出端连接开关管Q2的控制端；所述开关管Q2与所述泄放电路串联连接。

14.一种LED负载控制系统，包括：可控硅调光器、与可控硅调光器并联连接的至少一个权利要求1-13任一项所述的LED驱动电路。

15.一种LED负载系统，包括：可控硅调光器、与可控硅调光器并联连接的至少一个权利要求1-13任一项所述的LED驱动电路、以及与所述LED驱动电路连接的LED负载。

16.一种LED驱动电路的控制方法，其特征在于，包括：

检测表征可控硅切波角度的第一电参数信号，并与预设的第一电参数阈值进行比较，当第一电参数信号小于第一电参数阈值时，产生第一结果信号；

检测表征可控硅开启时的FIRE电压的第二电参数信号，并与预设的第二电参数阈值进行比较，当第二电参数信号小于第二电参数阈值时，产生第二结果信号；

根据泄放电流控制电路接收到的第一结果信号和第二结果信号，控制泄放电路启动高效模式；

所述高效模式是指，在直流母线电压信号Vin后续预设N个半波周期的开始时刻延时预设时间Tdelay开启泄放电路的工作模式，其中N为整数。

Images