CN113853040A - Led驱动的分段式输出电流控制方法、电路及led驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种LED驱动的分段式输出电流控制方法、电路及LED驱动系统，包括：基准电压产生模块基于系统工作状态设置基准电压的数值，以得到相应的尖峰电流；三角波产生模块基于系统工作状态设置三角波的下降时间与上升时间比值，以得到相应的开关开启时间与电感去磁时间之和在工作周期中的占比；逻辑控制模块基于所述尖峰电流及所述开关开启时间与所述电感去磁时间之和在工作周期中的占比控制LED的输出电流，实现输出电流的分段控制。本发明通过对开关开启时与电感去磁时间之和在开关周期中的占比和峰值电流的控制，改变输出电流的幅值，实现了分段式输出电流控制；逻辑简单、可操作性强，成本低，适于产业应用。

Description

LED驱动的分段式输出电流控制方法、电路及LED驱动系统

技术领域

本发明涉及集成电路设计领域，特别是涉及一种LED驱动的分段式输出电流控制方法、电路及LED驱动系统。

背景技术

由于LED是特性敏感的半导体器件，又具有负温度特性，因而在应用过程中需要对其进行稳定工作状态和保护，从而产生了驱动的概念。LED器件对驱动电源的要求近乎于苛刻，LED不像普通的白炽灯泡，可以直接连接220V的交流市电。LED是2～3伏的低电压驱动，必须要设计复杂的变换电路，不同用途的LED灯，要配备不同的电源适配器。国际市场上国外客户对LED驱动电源的效率转换、有效功率、恒流精度、电源寿命、电磁兼容的要求都非常高，设计一款好的电源必须要综合考虑这些因数，因为电源在整个灯具中的作用就好比像人的心脏一样重要。

随着LED灯光变化需求的增大，越来越多的LED驱动需要实现分段控制，如何实现LED输出电流的分段控制，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LED驱动的分段式输出电流控制方法、电路及LED驱动系统，用于解决现有技术中LED输出电流分段控制的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种LED驱动的分段式输出电流控制方法，所述LED驱动的分段式输出电流控制方法至少包括：

基于系统工作状态设置基准电压的数值，以得到相应的尖峰电流；

基于系统工作状态设置三角波的下降时间与上升时间比值，以得到相应的开关开启时间与电感去磁时间之和在工作周期中的占比；

基于所述尖峰电流及所述开关开启时间与所述电感去磁时间之和在工作周期中的占比控制LED的输出电流，实现输出电流的分段控制。

可选地，所述输出电流由所述尖峰电流及所述开关开启时间与所述电感去磁时间之和在工作周期中的占比的乘积确定。

更可选地，所述输出电流满足如下关系式：

I_out＝I_pk·K/2，

I_pk＝V_cs/R_cs，

K＝1/(1+t_{saw_dn}/t_{saw_up})

其中，I_out为所述输出电流，I_pk为所述尖峰电流，K为所述开关开启时间与所述电感去磁时间之和在工作周期中的占比，V_cs为所述基准电压，R_cs为输出电流的采样电阻，t_{saw_dn}/t_{saw_up}为所述三角波的下降时间与上升时间的比值。

可选地，通过分压得到不同数值的基准电压。

可选地，通过控制放电速度调节三角波中下降时间与上升时间比值。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种分段式输出电流控制电路，所述分段式输出电流控制电路至少包括：

基准电压产生模块，接收状态切换信号，基于所述状态切换信号输出对应数值的基准电压；

三角波产生模块，接收所述状态切换信号，基于所述状态切换信号输出具有对应下降时间与上升时间比值的三角波；

逻辑控制模块，连接于所述基准电压产生模块及所述三角波产生模块的输出端，并接收输出电流的采样电压，基于所述基准电压、所述三角波及所述采样电压得到相应的驱动控制信号。

可选地，所述基准电压产生模块包括参考电压产生单元、分压单元及开关单元；所述参考电压产生单元产生一参考电压；所述分压单元连接所述参考电压产生单元，对所述参考电压进行分压；所述开关单元接收所述状态切换信号，并连接所述分压单元，基于不同的状态输出对应的分压，进而得到所述基准电压。

可选地，所述三角波产生模块包括充电单元、预设电流单元、放电单元及输出电容；所述充电单元连接所述输出电容的上极板，对所述输出电容进行充电；所述预设电流单元产生一预设电流；所述放电单元接收所述状态切换信号，并连接所述预设电流单元及所述输出电容的上极板，基于不同的状态调节对应放电速度，进而得到所述三角波。

更可选地，所述放电单元包括多路并联的放电支路；各放电支路包括串联的开关管及电流镜结构，各支路中电流镜的比例不同，各开关管接收所述状态切换信号，基于不同的状态选择对应的放电支路，进而得到对应的放电速度。

更可选地，其中一放电支路仅包括开关管。

可选地，所述逻辑控制模块包括尖峰电流控制单元及驱动控制信号产生单元；所述尖峰电流控制单元连接所述基准电压产生模块并接收所述采样电压，将所述基准电压与所述采样电压比较并输出相应的差值；所述驱动控制信号产生单元基于所述尖峰电流控制单元及所述三角波产生电路的输出信号产生驱动控制信号，所述基准电压与所述采样电压的差值决定所述驱动控制信号关闭功率开关管的时间点，所述三角波的下降沿决定所述驱动控制信号打开所述功率开关管的时间点。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种LED驱动系统，所述LED驱动系统至少包括：

上述分段式输出电流控制电路，产生分段控制的驱动控制信号；

LED驱动电路，所述LED驱动电路中功率开关管的栅极连接所述分段式输出电流控制电路的输出端，基于所述分段式输出电流控制电路输出的驱动控制信号实现LED输出电流的分段控制。

可选地，所述LED驱动电路为BUCK结构、BOOST结构或BUCK-BOOST结构。

如上所述，本发明的LED驱动的分段式输出电流控制方法、电路及LED驱动系统，具有以下有益效果：

本发明的LED驱动的分段式输出电流控制方法、电路及LED驱动系统通过对开关开启时与电感去磁时间之和在开关周期中的占比和峰值电流的控制，改变输出电流的幅值，实现了分段式输出电流控制。

本发明的LED驱动的分段式输出电流控制方法、电路及LED驱动系统逻辑简单、可操作性强，成本低，适于产业应用。

附图说明

图1显示为本发明的分段式输出电流控制电路的结构示意图。

图2显示为本发明的基准电压产生模块的结构示意图。

图3显示为本发明的三角波产生模块的结构示意图。

图4显示为本发明的三角波波形示意图。

图5显示为本发明的LED驱动系统的结构示意图。

图6显示为本发明的系统工作状态为state_0时的各节点波形示意图。

图7显示为本发明的系统工作状态为state_n时的各节点波形示意图。

元件标号说明

1 分段式输出电流控制电路

11 基准电压产生模块

111 参考电压产生单元

112 分压单元

113 开关单元

12 三角波产生模块

121 充电单元

122 预设电流单元

123 放电单元

124 偏置单元

13 逻辑控制模块

2 LED驱动电路

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1～图7。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。

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种分段式输出电流控制电路1，所述分段式输出电流控制电路1包括：

基准电压产生模块11、三角波产生模块12及逻辑控制模块13。

如图1所示，所述基准电压产生模块11接收状态切换信号，基于所述状态切换信号输出对应数值的基准电压V_cs。

具体地，如图2所示，在本实施例中，所述基准电压产生模块11包括参考电压产生单元111、分压单元112及开关单元113。

更具体地，所述参考电压产生单元111产生一参考电压V_ref。作为示例，所述参考电压产生单元111包括第一NMOS管N1及运算放大器OP；所述第一NMOS管N1的漏极连接电源电压，栅极连接所述运算放大器OP的输出端，源极输出参考电压；所述运算放大器OP的反相输入端连接所述第一NMOS管N1的源极，正相输入端连接参考电压V_ref；通过环路反馈控制使得所述第一NMOS管N1的源极输出的参考电压等于所述运算放大器OP正相输入端的参考电压V_ref。

更具体地，所述分压单元112连接所述参考电压产生单元111，对所述参考电压进行分压。作为示例，所述分压单元112包括串联的四个电阻，分别记为第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3及第四电阻R4，各电阻串联后连接于所述NMOS管N1的源极及参考地之间，通过各个电阻的分压得到所述参考电压的不同分压值，各电阻的阻值可根据实际需要设定。

更具体地，所述开关单元113接收所述状态切换信号，并连接所述分压单元112，基于不同的状态输出对应的分压，进而得到所述基准电压V_cs。作为示例，所述开关单元113包括第二NMOS管N2、第三NMOS管N3及第四NMOS管N4，各NMOS管的源极分别连接各电阻的分压节点，栅极分别连接一状态切换信号(state_0、state_1、state_2)，漏极连接在一起并输出所述基准电压V_cs。

如图1所示，所述三角波产生模块12接收所述状态切换信号，基于所述状态切换信号输出具有对应下降时间与上升时间比值的三角波Vsaw。

具体地，如图3所示，在本实施例中，所述三角波产生模块12包括充电单元121、预设电流单元122、放电单元123及输出电容C。

更具体地，作为示例，所述三角波产生模块12还包括偏置单元124，所述偏置单元124包括第一PMOS管P1、第二PMOS管P1及电流源I，所述第一PMOS管P1的源极连接电源电压，栅极与漏极相连，漏极连接所述第二PMOS管P2的源极；所述第二PMOS管P2的栅极与漏极相连，漏极经由所述电流源I接地；所述第一PMOS管P1及所述第二PMOS管P2的栅极输出第一偏置电压及第二偏置电压。

更具体地，所述充电单元121连接所述输出电容C的上极板，对所述输出电容C进行充电。所述输出电容C的下极板接地。作为示例，所述充电单元121包括第三PMOS管P3、第四PMOS管P4及第五PMOS管P5；所述第三PMOS管P3的源极连接电源电压，栅极与所述第一PMOS管P1的栅极连接(形成电流镜)，漏极连接所述第四PMOS管P4的源极；所述第四PMOS管P4的栅极连接上升时间控制信号t_rise，漏极连接所述第五PMOS管P5的源极；所述第五PMOS管P5的栅极连接所述第二PMOS管P2的栅极(形成电流镜)，漏极连接所述输出电容C的上极板。

需要说明的是，可以设置所述第四PMOS管P4对三角波的上升时间进行控制，增大三角波上升时间调节的灵活性；也可通过改变所述第三PMOS管P3及所述第五PMOS管P5的电流镜比例实现对三角波上升时间与下降时间比例的设置，不以本实施例为限。

更具体地，所述预设电流单元122产生一预设电流。作为示例，所述预设电流单元122包括第六PMOS管P6及第七PMOS管P7；所述第六PMOS管P6的源极连接电源电压，栅极连接所述第一PMOS管P1的栅极(形成电流镜)，漏极连接所述第七PMOS管P7的源极；所述第七PMOS管P7的栅极连接所述第二PMOS管P2的栅极(形成电流镜)，漏极输出所述预设电流。

更具体地，所述放电单元123接收所述状态切换信号，并连接所述预设电流单元122及所述输出电容C的上极板，基于不同的状态调节对应放电速度，进而得到所述三角波V_saw。所述放电单元123包括多路并联的放电支路；各放电支路包括串联的开关管及电流镜结构，各支路中电流镜的比例不同，各开关管接收所述状态切换信号，基于不同的状态选择对应的放电支路，进而得到对应的放电速度。作为示例，所述放电单元123包括第五NMOS管N5、第六NMOS管N6、第七NMOS管N7、第八NMOS管N8、第九NMOS管N9、第十NMOS管N10、第十一NMOS管N11、第十二NMOS管N12及第十三NMOS管N13；所述第五NMOS管N5的漏极接收所述预设电流，栅极与漏极相连，源极连接所述第六NMOS管N6的源极；所述第六NMOS管N6的栅极与漏极相连，源极接地；所述第七NMOS管N7并联于所述输出电容C的两端，栅极连接一状态切换信号state_0；所述第八NMOS管N8的漏极连接所述输出电容C的上极板，栅极连接所述第五NMOS管N5的栅极(形成电流镜)，源极连接所述第九NMOS管N9的漏极；所述第九NMOS管N9的栅极连接另一状态切换信号state_1，源极连接所述第十NMOS管N10的漏极；所述第十NMOS管N10的栅极连接所述第六NMOS管N6的栅极(形成电流镜)，源极接地；所述第十一NMOS管N11的漏极连接所述输出电容C的上极板，栅极连接所述第五NMOS管N5的栅极(形成电流镜)，源极连接所述第十二NMOS管N12的漏极；所述第十二NMOS管N12的栅极连接又一状态切换信号state_2，源极连接所述第十三NMOS管N13的漏极；所述第十三NMOS管N13的栅极连接所述第六NMOS管N6的栅极(形成电流镜)，源极接地。如图4所示为所述三角波V_saw一个周期的波形，t_{saw_up}为上升时间，t_{saw_dn}为下降时间。所述第七NMOS管N7构成第一放电支路，当状态切换信号state_0有效时，所述输出电容C上的电压被瞬间拉低，因此，所述三角波V_saw的下降时间t_{saw_dn}(放电时间)很短。所述第八～第十NMOS管构成第二放电支路，当状态切换信号state_1有效时基于流过所述第八NMOS管N8及所述第十NMOS管N10的电流控制放电速度，得到相应的所述三角波V_saw的下降时间t_{saw_dn}。所述第十一～第十三NMOS管构成第三放电支路，当状态切换信号state_2有效时基于流过所述第十一NMOS管N11及所述第十三NMOS管N13的电流控制放电速度，得到相应的所述三角波V_saw的下降时间t_{saw_dn}。

需要说明的是，除了第一放电支路中未设置电流镜，其它支路均基于各自电流镜设置的电流进行放电。在实际使用中，所述第一放电支路中也可设置相应的电流镜，在此不一一赘述。

如图1所述，所述逻辑控制模块13连接于所述基准电压产生模块11及所述三角波产生模块12的输出端，并接收输出电流的采样电压V_fb，基于所述基准电压V_cs、所述三角波V_saw及所述采样电压V_fb得到相应的驱动控制信号PWM。

具体地，所述逻辑控制模块13产生所述驱动控制信号PWM，所述驱动控制信号PWM用于控制功率开关管的导通和关断，进而实现输出电流的控制。作为示例，所述逻辑控制模块13包括尖峰电流控制单元及驱动控制信号产生单元。所述尖峰电流控制单元连接所述基准电压产生模块11并接收所述采样电压V_fb，将所述基准电压V_cs与所述采样电压V_fb比较并输出相应的差值。所述驱动控制信号产生单元连接所述尖峰电流控制单元及所述三角波产生模块12的输出端，所述基准电压V_cs与所述采样电压V_fb的差值决定了所述驱动控制信号产生单元输出的驱动控制信号PWM何时跳变为低电平(相应的功率开关管被关闭)，以此将所述采样电压V_fb限制在所述基准电压V_cs之下，实现对尖峰电流的控制；所述三角波V_saw的下降沿决定了所述驱动控制信号PWM何时跳变为高电平(相应的功率开关管被打开)，相当于在所述三角波V_saw的上升沿电感正常充磁、退磁，在所述三角波V_saw的下降沿电感工作周期中加入相应的延时(与所述三角波V_saw的下降沿时间一致)；由此可调整所述开关开启时间与所述电感去磁时间之和在工作周期中的占比。

需要说明的是，任意可实现上述功能的电路结构均适用于本发明的分段式输出电流控制电路，不限于本实施例所列举的具体电路结构，在此不一一赘述。

本发明中通过基准电压选取控制电流的尖峰值；通过三角波下降与上升阶段比值控制开关开启时间与去磁时间的和在开关周期中的占比；通过逻辑电路产生占空比控制信号PWM。最终通过调整基准电压，及开关开启时间与电感去磁时间之和对开关周期的比值，实现对输出总电流的分段控制。

实施例二

如图5所示，本实施例提供一种LED驱动系统，所述LED驱动系统包括：

分段式输出电流控制电路1及LED驱动电路2。

如图5所示，所述分段式输出电流控制电路1产生分段控制的驱动控制信号PWM。

具体地，所述分段式输出电流控制电路1的结构及原理如实施例一所述，在此不一一赘述。

如图5所示，所述LED驱动电路2中功率开关管的栅极连接所述分段式输出电流控制电路1的输出端，基于所述分段式输出电流控制电路1输出的驱动控制信号PWM实现LED输出电流的分段控制。

具体地，所述LED驱动电路2包括但不限于BUCK结构、BOOST结构、BUCK-BOOST结构或他们的变形。在本实施例中，所述LED驱动电路2以BUCK结构为例，所述LED驱动电路2包括二极管D，LED灯串，电感L，功率开关管SW及采样电阻Rcs；所述二极管D的阴极连接输入电压Vin及所述LED灯串的输入端；所述LED灯串的输出端经由所述电感L连接所述二极管D的阳极；所述功率开关管SW的漏极连接所述二极管D的阳极，栅极连接所述分段式输出电流控制电路1的输出端，源极经由所述采样电阻Rcs接地；所述功率开关管SW的源极与所述采样电阻Rcs的连接节点输出所述采样电压V_fb。

实施例三

本实施例提供一种LED驱动的分段式输出电流控制方法，所述LED驱动的分段式输出电流控制方法包括：

基于系统工作状态设置基准电压的数值，以得到相应的尖峰电流；

基于系统工作状态设置三角波的下降时间与上升时间比值，以得到相应的开关开启时间与电感去磁时间之和在工作周期中的占比；

基于所述尖峰电流及所述开关开启时间与所述电感去磁时间之和在工作周期中的占比控制LED的输出电流，实现输出电流的分段控制。

在本实施例中，以实施例一的分段式输出电流控制电路及实施例二的LED驱动系统为例说明本发明的LED驱动的分段式输出电流控制方法，在实际使用中，可采用其他任意结构的硬件或软件架构，不以本实施例为限。

具体地，根据不同的系统工作状态得到对应的基准电压V_cs，作为示例，可通过电阻分压的方式得到不同的基准电压V_cs，并通过系统工作状态控制开关的导通和关断以此实现系统工作状态与基准电压V_cs数值的对应。下式为系统工作状态与基准电压V_cs对应的关系：

在本实施例中，a_n为大于0小于1的实数。由此基于所述基准电压V_cs可实现对输出电流的尖峰电流I_pk的控制，I_pk＝V_cs/R_cs，R_cs为输出电流的采样电阻。

作为示例，不同的系统工作状态可基于包括但不限于输入电压幅值变化、输入电压相位变化进行划分，系统工作状态不少于两个，具体状态数可基于实际进行设置，在此不一一赘述。

具体地，根据系统工作状态得到具有对应的下降时间与上升时间比值

的三角波V_saw，作为示例，可通过控制电流镜比值得到不同的放电速度，并通过系统工作状态控制开关的导通和关断以此实现系统工作状态与三角波下降时间与上升时间比值

的对应。下式为系统工作状态与三角波下降时间与上升时间比值

对应的关系：

在本实施例中，k_n为大于0的实数。由此基于所述三角波V_saw可实现对开关开启时间t_on与电感去磁时间t_dm之和在工作周期T中的占比，K＝1/(1+t_{saw_dn}/t_{saw_up})；其中，所述三角波的上升时间t_{saw_up}对应开关开启时间t_on与电感去磁时间t_dm之和，所述三角波的下降时间t_{saw_dn}对应延迟时间t_dly，一个所述开关开启时间t_on、所述电感去磁时间t_dm及所述延迟时间t_dly的总和为一个工作周期T；所述三角波的下降时间t_{saw_dn}相当于在所述电感工作周期T中加入延迟时间t_dly，以此减小输出电流，且不同系统工作状态下加入的延迟时间t_dly不同。

具体地，由所述尖峰电流I_pk及所述开关开启时间与所述电感去磁时间之和在工作周期中的占比K的乘积控制功率开关管的导通和关断，进而实现所述输出电流I_out的分段控制。所述输出电流I_out＝I_pk·K/2。

如图6所示为系统工作状态state_0时相应的关键节点波形，此时，所述三角波V_saw的放电速度很快，所述三角波V_saw的下降时间t_{saw_dn}接近0，三角波下降时间与上升时间比值

在所述三角波V_saw的上升时间段内，所述驱动控制信号PWM保持一段时间高电平后跳变为低电平，所述基准电压V_cs与所述采样电压V_fb决定了所述驱动控制信号PWM保持为高电平的时长，以此控制尖峰电流；所述驱动控制信号PWM为高电平时，所述功率开关管SW导通，所述功率开关管SW的漏极电压V_sw为低电平，所述电感L处于充磁状态(电感电流I_L逐渐增大)，所述驱动控制信号PWM为低电平时，所述功率开关管SW关断，所述功率开关管SW的漏极电压V_sw为高电平，所述电感L处于去磁状态(电感电流I_L逐渐减小)。在所述三角波V_saw的下降时间段内，所述驱动控制信号PWM保持为低电平，且所述三角波V_saw的下降时间决定了所述驱动控制信号PWM继续保持低电平的时长，相当于在电感工作周期中加入延迟时间，以此控制所述开关开启时间与所述电感去磁时间之和在工作周期中的占比；由于所述三角波V_saw的下降时间t_{saw_dn}接近0，因此，所述电感L去磁结束后马上再次进入充磁状态(没有加入延迟时间)，所述输出电流I_out为满载值。

图7所示为系统工作状态state_n(n为大于0的自然数)时相应的关键节点波形，此时，所述三角波V_saw的放电速度与充电速度基本一致，所述三角波V_saw的下降时间t_{saw_dn}等于所述三角波V_saw的上升时间t_{saw_up}，三角波下降时间与上升时间比值

同理，所述驱动控制信号PWM为高电平时，所述功率开关管SW导通，所述功率开关管SW的漏极电压V_sw为低电平，所述电感L处于充磁状态(电感电流I_L逐渐增大)；所述驱动控制信号PWM为低电平时，所述功率开关管SW关断，所述功率开关管SW的漏极电压V_sw为高电平，所述电感L处于去磁状态(电感电流I_L逐渐减小)；当去磁结束后，所述电感L经过延迟时间t_dly后重新开始充磁，所述输出电流I_out为满载值的a_n/(1+k_n)。在本实施例中，所述电感L充磁的时间(即所述开关开启时间t_on)与所述电感去磁时间t_dm的和等于延迟时间t_dly，在所述延迟时间t_dly内所述功率开关管SW的漏极电压V_sw出现波动。

基于不同系统工作状态下所述基准电压V_cs及所述三角波V_saw的不同，可得到不同的输出电流值，进而实现分段式调光控制，在此不一一赘述。

综上所述，本发明提供一种LED驱动的分段式输出电流控制方法、电路及LED驱动系统，包括：基准电压产生模块基于系统工作状态设置基准电压的数值，以得到相应的尖峰电流；三角波产生模块基于系统工作状态设置三角波的下降时间与上升时间比值，以得到相应的开关开启时间与电感去磁时间之和在工作周期中的占比；逻辑控制模块基于所述尖峰电流及所述开关开启时间与所述电感去磁时间之和在工作周期中的占比控制LED的输出电流，实现输出电流的分段控制。本发明的LED驱动的分段式输出电流控制方法、电路及LED驱动系统通过对开关开启时与电感去磁时间之和在开关周期中的占比和峰值电流的控制，改变输出电流的幅值，实现了分段式输出电流控制。本发明的LED驱动的分段式输出电流控制方法、电路及LED驱动系统逻辑简单、可操作性强，成本低，适于产业应用。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 (13)

1.一种LED驱动的分段式输出电流控制方法，其特征在于，所述LED驱动的分段式输出电流控制方法至少包括：

基于系统工作状态设置基准电压的数值，以得到相应的尖峰电流；

基于系统工作状态设置三角波的下降时间与上升时间比值，以得到相应的开关开启时间与电感去磁时间之和在工作周期中的占比；

基于所述尖峰电流及所述开关开启时间与所述电感去磁时间之和在工作周期中的占比控制LED的输出电流，实现输出电流的分段控制。

2.根据权利要求1所述的LED驱动的分段式输出电流控制方法，其特征在于：所述输出电流由所述尖峰电流及所述开关开启时间与所述电感去磁时间之和在工作周期中的占比的乘积确定。

3.根据权利要求1或2所述的LED驱动的分段式输出电流控制方法，其特征在于：所述输出电流满足如下关系式：

I_out＝I_pk·K/2，

I_pk＝V_cs/R_cs，

K＝1/(1+t_{saw_dn}/t_{saw_up})

其中，I_out为所述输出电流，I_pk为所述尖峰电流，K为所述开关开启时间与所述电感去磁时间之和在工作周期中的占比，V_cs为所述基准电压，R_cs为输出电流的采样电阻，t_{saw_dn}/t_{saw_up}为所述三角波的下降时间与上升时间的比值。

4.根据权利要求1所述的LED驱动的分段式输出电流控制方法，其特征在于：通过分压得到不同数值的基准电压。

5.根据权利要求1所述的LED驱动的分段式输出电流控制方法，其特征在于：通过控制放电速度调节三角波中下降时间与上升时间比值。

6.一种分段式输出电流控制电路，其特征在于，所述分段式输出电流控制电路至少包括：

基准电压产生模块，接收状态切换信号，基于所述状态切换信号输出对应数值的基准电压；

三角波产生模块，接收所述状态切换信号，基于所述状态切换信号输出具有对应下降时间与上升时间比值的三角波；

逻辑控制模块，连接于所述基准电压产生模块及所述三角波产生模块的输出端，并接收输出电流的采样电压，基于所述基准电压、所述三角波及所述采样电压得到相应的驱动控制信号。

7.根据权利要求6所述的分段式输出电流控制电路，其特征在于：所述基准电压产生模块包括参考电压产生单元、分压单元及开关单元；所述参考电压产生单元产生一参考电压；所述分压单元连接所述参考电压产生单元，对所述参考电压进行分压；所述开关单元接收所述状态切换信号，并连接所述分压单元，基于不同的状态输出对应的分压，进而得到所述基准电压。

8.根据权利要求6所述的分段式输出电流控制电路，其特征在于：所述三角波产生模块包括充电单元、预设电流单元、放电单元及输出电容；所述充电单元连接所述输出电容的上极板，对所述输出电容进行充电；所述预设电流单元产生一预设电流；所述放电单元接收所述状态切换信号，并连接所述预设电流单元及所述输出电容的上极板，基于不同的状态调节对应放电速度，进而得到所述三角波。

9.根据权利要求8所述的分段式输出电流控制电路，其特征在于：所述放电单元包括多路并联的放电支路；各放电支路包括串联的开关管及电流镜结构，各支路中电流镜的比例不同，各开关管接收所述状态切换信号，基于不同的状态选择对应的放电支路，进而得到对应的放电速度。

10.根据权利要求9所述的分段式输出电流控制电路，其特征在于：其中一放电支路仅包括开关管。

11.根据权利要求6所述的分段式输出电流控制电路，其特征在于：所述逻辑控制模块包括尖峰电流控制单元及驱动控制信号产生单元；所述尖峰电流控制单元连接所述基准电压产生模块并接收所述采样电压，将所述基准电压与所述采样电压比较并输出相应的差值；所述驱动控制信号产生单元基于所述尖峰电流控制单元及所述三角波产生电路的输出信号产生驱动控制信号，所述基准电压与所述采样电压的差值决定所述驱动控制信号关闭功率开关管的时间点，所述三角波的下降沿决定所述驱动控制信号打开所述功率开关管的时间点。

12.一种LED驱动系统，其特征在于，所述LED驱动电路至少包括：

如权利要求6～11任意一项所述的分段式输出电流控制电路，产生分段控制的驱动控制信号；

LED驱动电路，所述LED驱动电路中功率开关管的栅极连接所述分段式输出电流控制电路的输出端，基于所述分段式输出电流控制电路输出的驱动控制信号实现LED输出电流的分段控制。

13.根据权利要求12所述的LED驱动系统，其特征在于：所述LED驱动电路为BUCK结构、BOOST结构或BUCK-BOOST结构。

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