CN112616220A - Led控制电路及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种LED控制电路及控制方法，所述LED控制电路包括第一调节电路和第二调节电路，所述第一调节电路与LED负载串联，第一参考电压调节LED负载电流；所述第二调节电路连接所述整流电路输出端；当输入电压大于LED负载电压时，所述输入电压给LED负载供电和给所述第二调节电路与充电；当所述输入电压小于LED负载电压时，所述第二调节电路向所述LED负载放电。本发明能够减小LED电流纹波，且在调光信号较小时，LED也能够快速启动。

Description

LED控制电路及控制方法
技术领域
本发明涉及电力电子领域，特别涉及一种LED控制电路及控制方法。
背景技术
现有技术的线性LED控制电路，包括整流电路、调整管M1、滤波电容C0和用于控制调整管的控制电路。所述控制电路通过调光信号得到参考电压，将参考电压和LED电流采样信号进行运算放大，以调节LED电流。
电容C0并联在LED两端，可减小LED的冲击电流，但在高PF应用中，LED纹波仍然较大。交流输入经整流后得到输入电压给LED供电，输入电压达到LED导通压降后启动LED，而在调光信号较低时，现有控制电路无法快速启动LED。
发明内容
本发明的目的是提供一种抑制LED电流纹波，且能快速启动的LED控制电路及控制方法，用以解决现有技术存在的LED电流纹波较大，调光信号较低时LED启动慢的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种LED控制电路，交流输入经整流电路后得到输入电压，包括：
第一调节电路，与LED负载串联，第一参考电压通过所述第一调节电路调节LED负载电流；
第二调节电路，连接所述整流电路输出端；
当所述输入电压大于LED负载电压时，所述输入电压给LED负载供电和给所述第二调节电路充电；当所述输入电压小于LED负载电压时，所述第二调节电路向所述LED负载放电。
可选的，所述第一调节电路包括第一调整管，所述第二调节电路包括第一电容和第二调整管；所述第一调整管和所述LED负载串联，所述第一电容和所述第二调整管串联；所述第一参考电压通过调节所述第一调整管调节LED负载电流；
当输入电压大于LED负载电压时，所述输入电压给所述LED负载供电和给所述第一电容充电；当输入电压小于LED负载电压时，所述第一电容向所述LED负载放电。
可选的，第一电容充电时，第二参考电压控制第二调整管和第一电容公共连接端的电压达到阈值电压。
可选的，检测第一调整管和LED负载公共连接端的电压得到第一电压，根据所述第一电压得到所述第二参考电压。
可选的，所述第一调节电路接收调光信号，根据所述调光信号得到所述第一参考电压；根据所述第一参考电压得到所述第二参考电压，当所述第一参考电压小于第一阈值时，所述第二参考电压为第一固定值；当所述第一参考电压大于所述第一阈值时，所述第二参考电压大于所述第一固定值，且所述第二参考电压跟随所述第一参考电压相同趋势变化；所述调光信号为PWM信号或者模拟信号。
可选的，所述第一电容充电电流的波形为凹型，根据所述第二参考电压调节第一电容充电电流的下凹程度。
可选的，当所述第二参考电压小于第二阈值时，第一电容充电电流的下凹程度不变；当所述第二参考电压大于第二阈值时，第一电容充电电流的下凹程度跟随所述第二参考电压相同趋势变化。
可选的，所述第二调节电路还包括下凹补偿电路、第一运放和第二运放，所述第一运放第一输入端连接第二调整管和第一电容的公共连接端，其第二输入端接收基准电压或者所述第一电压，所述第一运放输出端输出所述第二参考电压；所述下凹补偿电路接收所述第二参考电压和输入电压，其输出端连接所述第二运放第一输入端，所述第二运放第二输入端接收第二调节电路的电流采样信号，所述第二运放输出端连接所述第二调整管控制端。
可选的，所述第二调节电路还包括第一二极管，所述第一二极管和所述第二调整管反向并联；或者，所述第一二极管负极连接所述第二调整管和所述第一电容的公共连接端，所述第一二极管正极接地。
可选的，所述第一调节电路还包括第三运放，第三运放第一输入端接收所述第一参考电压，所述第三运放第二输入端接收LED负载电流采样信号，所述第三运放输出端连接所述第一调整管控制端。
本发明还提供一种LED控制电路，包括：
N个第一调节电路，对应N路LED负载，每路LED负载串联一个第一调节电路；每个第一调节电路调节所在支路上的LED负载电流；
第二调节电路，连接所述整流电路输出端；
当所述输入电压大于每路LED负载电压时，所述输入电压给所述第二调节电路充电；否则，所述第二调节电路向所有LED负载放电。
可选的，所述第二调节电路包括第一电容和第一调整管，所述第一电容和所述第一调整管串联；当所述输入电压大于每路LED负载电压时，所述第一电容充电；第一参考电压控制所述第一电容和所述第一调整管公共连接端的电压达到阈值电压。
可选的，检测每路LED负载电压，根据每路LED负载电压得到所述第一参考电压。
可选的，所述第一电容充电电流的波形为凹型，根据所述第一参考电压调节第一电容充电电流的下凹程度。
可选的，当所述第一参考电压小于第一阈值时，第一电容充电电流的下凹程度不变；当所述第一参考电压大于第一阈值时，第一电容充电电流的下凹程度跟随所述第一参考电压相同趋势变化。
本发明还提供一种LED控制方法，基于LED控制电路，所述LED控制电路包括第一调节电路和第二调节电路，第一调节电路与LED负载串联，第一参考电压调节LED负载电流；第二调节电路连接所述整流电路输出端；当所述输入电压大于LED负载电压时，所述输入电压给LED负载供电和给所述第二调节电路充电；当所述输入电压小于LED负载电压时，所述第二调节电路向所述LED负载放电。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：LED控制电路包括第一调节电路和第二调节电路，第一调节电路与LED负载串联，第一参考电压调节LED负载电流；第二调节电路连接所述整流电路输出端；当所述输入电压大于LED负载电压时，所述输入电压给LED负载供电和给所述第二调节电路与充电；当所述输入电压小于LED负载电压时，所述第二调节电路向所述LED负载放电。本发明能够减小LED电流纹波，且在调光信号较小时，LED也能够快速启动。
附图说明
图1为现有技术LED控制电路原理图；
图2为本发明LED控制电路原理图；
图3为本发明第一调节电路原理图；
图4为本发明第二调节电路原理图；
图5为本发明LED调光时的参考电压产生电路原理图；
图6为本发明LED控制电路波形图；
图7为本发明多路LED的控制电路原理图；
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。
为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
虽然以上将实施例分开说明和阐述，但涉及部分共通之技术，在本领域普通技术人员看来，可以在实施例之间进行替换和整合，涉及其中一个实施例未明确记载的内容，则可参考有记载的另一个实施例。
图2示意了本发明LED控制电路原理图，交流输入经整流电路后得到输入电压VIN，LED负载导通电压为VLED，所述LED控制电路包括第一调节电路U1和第二调节电路U2，第一调节电路和LED负载组成串联电路，第二调节电路和所述串联电路并联。当VIN>VLED时，输入电压VIN给LED负载供电，第二调节电路充电；当VIN<VLED时，第二调节电路向LED负载放电。
图3示意了本发明第一调节电路原理图，包括第三运放U100和第一调整管M1，第一调整管M1和LED负载串联；第三运放U100同相输入端接收第一参考电压VREF1，其反相输入端接收LED电流采样信号VCS1，其输出端连接第一调整管M1控制端。第一参考电压VREF1控制LED负载电流。如图6所示，在LED调光时，根据调光信号得到所述第一参考电压VREF1，所述第一参考电压VREF1和所述调光信号相同趋势变化。所述调光信号为PWM信号或者模拟信号Vd。
图4示意了本发明第二调节电路原理图，第一运放U200、下凹补偿电路U201、第二运放U202、第一电容C1和第二调整管M2，第一电容C1和第二调整管M2串联，输入电压VIN大于LED负载电压时，第一电容C1充电；输入电压VIN小于LED负载电压时，第二调整管M2体二极管或者外部并联的二极管D1导通，第一电容C1向LED负载放电。第一运放U200同相输入端连接第一电容C1和第二调整管M2的公共连接端，其第二端接收基准电压V_REF1或者所述第一电压VD1；所述第一运放输出第二参考电压VREF2，所述第二参考电压VREF2控制第一电容C1和第二调整管M2的公共连接端的电压VD2达到阈值电压。为提高第二调节电路的效率，可以对第一电容C1的充电电流做进一步下凹处理。具体地，下凹补偿电路U201接收所述第二参考电压VREF2和输入电压VIN，输出控制电压VC1；当所述第二参考电压VREF2小于第二阈值时，第一电容充电电流的下凹程度不变；当所述第二参考电压VREF2大于第二阈值时，第一电容充电电流的下凹程度跟随所述第二参考电压相同趋势变化。下凹补偿电路U201可以产生一个下凹系数K，表征电容充电电流下凹程度，将下凹系数K和输入电压VIN相乘，得到补偿电压；将所述第二参考电压VREF2和所述补偿电压相减得到所述控制电压VC1。第二运放U202同相输入端接收所述控制电压VC1，所述第二运放U202反相输入端接收第二调节电路的电流采样信号VCS2，所述第二运放U200输出端连接所述第二调整管M2控制端。所述第二调节电路还包括二极管D1，所述二极管D1和所述第二调整管M2反相并联，或者所述二极管D1负极连接第二调整管M2第一端，其负极接地。当输入电压VIN小于LED负载电压时，第二调整管导通，或者体二极管导通，或者反并联的二极管D1导通，第一电容C1向LED负载放电；第一电容C1放电电流流经第二调整管M2、第二调整管体二极管或者第二调整管的反并联二极管D1。
如图5所示，在LED调光时，可根据第一参考电压VREF1得到第二参考电压VREF2，当第一参考电压VREF1小于第一阈值时，第二参考电压VREF2为第一固定值；当第一参考电压VREF1大于第一阈值时，第二参考电压VREF2大于第一固定值，且跟随第一参考电压VREF1相同趋势变化；基于所述第二参考电压VREF2再对电容充电电流做下凹调节。既可以保证调光信号较低时LED也能快速启动，也避免第一电容C1电压充的过高，电路损耗过大。
图6示意了本发明LED控制电路工作波形图，其中iC0对应图2中第一电容C0充放电电流波形，iLED为LED电流波形，Iout为整流电路输出电流波形。
图7示意了本发明多路LED控制电路原理图，每路LED串联一个第一调节电路后并联在整流电路输出端，并与第二调节电路U2并联。第一调节电路和第二调节电路的电路原理参照上述一路LED时的电路原理。最大的LED导通电压控制所述第二调节电路的充电电流，保证最大LED导通电压大于输入电压VIN时，第二调节电路上电压也能驱动该路LED导通。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种LED控制电路，交流输入经整流电路后得到输入电压，其特征在于，包括：
第一调节电路，与LED负载串联，第一参考电压通过所述第一调节电路调节LED负载电流；
第二调节电路，连接所述整流电路输出端；
当所述输入电压大于LED负载电压时，所述输入电压给LED负载供电和给所述第二调节电路充电；当所述输入电压小于LED负载电压时，所述第二调节电路向所述LED负载放电。
2.据权利要求1所述的LED控制电路，其特征在于：所述第一调节电路包括第一调整管，所述第二调节电路包括第一电容和第二调整管；所述第一调整管和所述LED负载串联，所述第一电容和所述第二调整管串联；所述第一参考电压通过调节所述第一调整管调节LED负载电流；
当输入电压大于LED负载电压时，所述输入电压给所述LED负载供电和给所述第一电容充电；当输入电压小于LED负载电压时，所述第一电容向所述LED负载放电。
3.据权利要求2所述的LED控制电路，其特征在于：第一电容充电时，第二参考电压控制第二调整管和第一电容公共连接端的电压达到阈值电压。
4.据权利要求3所述的LED控制电路，其特征在于：检测第一调整管和LED负载公共连接端的电压得到第一电压，根据所述第一电压得到所述第二参考电压。
5.据权利要求2所述的LED控制电路，其特征在于：所述第一调节电路接收调光信号，根据所述调光信号得到所述第一参考电压；根据所述第一参考电压得到第二参考电压，当所述第一参考电压小于第一阈值时，所述第二参考电压为第一固定值；当所述第一参考电压大于所述第一阈值时，所述第二参考电压大于所述第一固定值，且所述第二参考电压跟随所述第一参考电压相同趋势变化；所述调光信号为PWM信号或者模拟信号。
6.据权利要求4或5所述的LED控制电路，其特征在于：所述第一电容充电电流的波形为凹型，根据所述第二参考电压调节第一电容充电电流的下凹程度。
7.据权利要求6所述的LED控制电路，其特征在于：当所述第二参考电压小于第二阈值时，第一电容充电电流的下凹程度不变；当所述第二参考电压大于第二阈值时，第一电容充电电流的下凹程度跟随所述第二参考电压相同趋势变化。
8.根据权利要求7所述的LED控制电路，其特征在于：所述第二调节电路还包括下凹补偿电路、第一运放和第二运放，所述第一运放第一输入端连接第二调整管和第一电容的公共连接端，其第二输入端接收基准电压或者所述第一电压，所述第一运放输出端输出所述第二参考电压；所述下凹补偿电路接收所述第二参考电压和输入电压，其输出端连接所述第二运放第一输入端，所述第二运放第二输入端接收第二调节电路的电流采样信号，所述第二运放输出端连接所述第二调整管控制端。
9.根据权利要求8所述的LED控制电路，其特征在于：所述第二调节电路还包括第一二极管，所述第一二极管和所述第二调整管反向并联；或者，所述第一二极管负极连接所述第二调整管和所述第一电容的公共连接端，所述第一二极管正极接地。
10.根据权利要求5所述的LED控制电路，其特征在于：所述第一调节电路还包括第三运放，第三运放第一输入端接收所述第一参考电压，所述第三运放第二输入端接收LED负载电流采样信号，所述第三运放输出端连接所述第一调整管控制端。
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