CN114364097A - 用于led驱动电路的缓冲电路、led驱动电路及其控制方法 - Google Patents

用于led驱动电路的缓冲电路、led驱动电路及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于LED驱动电路的缓冲电路、LED驱动电路及其控制方法，该缓冲电路包括：第一控制开关，串联在整流后的输入回路中；反馈控制模块，与整流后的输入回路连接，获取整流后的输入回路中的回路电流，用于根据回路电流和参考信号生成第一控制信号至第一控制开关，其中，第一控制开关为基于第一控制信号在完全导通状态和不完全导通状态之间转换，且当第一控制开关工作在不完全导通状态时抑制回路电流。本发明增强了对电流变化率的抑制效果，可以有效的抑制电路中的电流过冲，且安全性和可靠性更高。

Description

用于LED驱动电路的缓冲电路、LED驱动电路及其控制方法
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种用于LED驱动电路的缓冲电路、LED驱动电路及其控制方法。
背景技术
当前LED照明行业迅速发展，市场对节能效益的追求促使对LED调光的需求与日俱增。切相式调光是常用的调光方法之一，以前切相调光为例，就是采用可控硅调光器，从交流电的零相位开始，输入电压斩波，直到可控硅导通时，才进行电压输入。也即调节交流电每个半波的导通角来改变正弦波形，从而改变交流电流的有效值，以此实现调光的目的。
现有的一种LED驱动电路如图1所示，由于可控硅在导通时，其输入端电压会有大的电压变化率(dv/dt)，导致在输入端产生较大的浪涌电流，此浪涌电流幅值较高，持续时间短，极易造成可控硅的误关断，影响LED驱动电路的稳定工作，从而使LED灯产生闪烁。因此，为了降低浪涌电流的峰值，并且降低输入电流下降时的电流变化率(di/dt)，需要在整流桥后串入缓冲电路30。
如图1所示，现有的缓冲电路30大多是将缓冲电阻R1和第一控制开关Q1并联后接入经过整流桥20整流后的输入回路中，第一控制开关Q1的控制信号和输入回路中的回路电流Iin的时序波形如图2所示。由图2可知，现有的缓冲电路结构在抑制电路的电流变化率时效果较差，电路中的回路电流Iin在第一控制开关Q1由关断状态切换至导通状态的过程中存在较大的电流尖峰和较长时间的电流震荡，容易造成调光噪声；同时在电路工作异常时所并入的缓冲电阻R1也易受到损坏。
因此，有必要提供改进的技术方案以克服现有技术中存在的以上技术问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于LED驱动电路的缓冲电路、LED驱动电路及其控制方法，增强了对电流变化率的抑制效果，可以有效的抑制电路中的电流过冲，且安全性和可靠性更高。
根据本发明第一方面，提供了一种用于LED驱动电路的缓冲电路，包括：第一控制开关，串联在整流后的输入回路中；
反馈控制模块，与所述整流后的输入回路连接，获取所述整流后的输入回路中的回路电流，用于根据所述回路电流和参考信号生成第一控制信号至所述第一控制开关，
其中，所述第一控制开关为基于所述第一控制信号在完全导通状态和不完全导通状态之间转换，且当所述第一控制开关工作在不完全导通状态时抑制所述回路电流。
可选地，在所述参考信号与基于所述回路电流所获取的采样信号的差值大于第一阈值的情况下，所述第一控制开关工作在完全导通状态；
在所述参考信号与基于所述回路电流所获取的采样信号的差值小于第一阈值的情况下，所述第一控制开关工作在不完全导通状态。
可选地，所述反馈控制模块包括：
采样电阻，与所述第一控制开关串联连接在整流后的输入回路中；
运算放大器，反相输入端与所述采样电阻和所述第一控制开关的公共连接点连接以采样获得所述回路电流，正相输入端接收所述参考信号，输出端与所述第一控制开关的控制端连接以输出所述第一控制信号；
参考信号产生单元，与所述运算放大器的反相输入端连接，用于提供所述参考信号。
可选地，所述反馈控制模块还包括：
电压检测单元，与所述整流后的输入回路连接，获取所述整流后的输入回路中的输入电压，用于根据所述输入电压与第二阈值生成第二控制信号，所述第二控制信号用于调节所述参考信号产生单元提供的所述参考信号的电压值。
可选地，在所述整流后的输入回路的输入电压小于所述第二阈值的情况下，所述参考信号产生单元基于所述第二控制信号提供具有第一电压值的所述参考信号；
在所述整流后的输入回路的输入电压大于所述第二阈值的情况下，所述参考信号产生单元基于所述第二控制信号提供具有第二电压值的所述参考信号，
其中，所述第一电压值小于所述第二电压值。
可选地，所述反馈控制模块在获取所述回路电流之前，还包括获取基准电压，并根据所述基准电压和参考信号生成第三控制信号至所述第一控制开关，
其中，所述基准电压大于所述第一电压值，所述第一控制开关在接收到所述第三控制信号后处于完全关断状态。
可选地，所述反馈控制模块还包括：
选择单元，与所述电压检测单元连接以接收所述第二控制信号，所述选择单元用于根据所述第二控制信号控制所述运算放大器的反相输入端接收所述回路电流和所述基准电压的其中之一。
可选地，在所述整流后的输入回路的输入电压小于所述第二阈值的情况下，所述运算放大器的反相输入端接收基准电压；
在所述整流后的输入回路的输入电压大于所述第二阈值的情况下，所述运算放大器的反相输入端接收所述回路电流。
可选地，所述选择单元包括：
选择开关，第一输入端接收所述基准电压，第二输入端接收所述回路电流，输出端与所述运算放大器的反相输入端连接，控制端接收所述第二控制信号，
所述选择开关根据所述第二控制信号选择第一输入端和所述第二输入端的其中之一与所述输出端连通。
可选地，所述电压检测单元包括：
采样单元，与所述整流后的输入回路连接，用于对所述输入电压进行采样；
比较器，反相输入端与所述采样单元连接以接收采样的所述输入电压，正相输入端接收第二阈值电压，所述比较器的输出端输出所述第二控制信号。
可选地，所述参考信号产生单元包括：
基准参考信号产生单元，用于根据第一电流源产生第一基准参考信号；
第一电压调节单元，用于在所述第二控制信号为第一电平状态的情况下将所述第一基准参考信号调节至所述第一电压值；
第二电压调节单元，用于在所述第二控制信号为第二电平状态的情况下将所述第一基准参考信号调节至所述第二电压值。
可选地，所述基准参考信号产生单元包括：
第一电流源，用于提供第一充电电流；
第一电容，与所述第一电流源连接，用于根据所述第一充电电流于第一节点处生成所述第一基准参考电压，
所述第一节点为所述第一电流源和所述第一电容的公共连接点。
可选地，所述第一电压调节单元包括：
第二控制开关，漏极与所述第一节点连接，栅极接收所述第二控制信号；
第一电压源，正电压端与所述第二控制开关的源极连接，负电压端与参考地连接。
可选地，所述第二电压调节单元包括：
第一二极管，阳极与所述第一节点连接；
第二电压源，正电压端与所述第一二极管的阴极连接，负电压端与参考地连接。
可选地，所述第二电压调节单元包括：
第二二极管，阳极与所述第一节点连接，阴极与第二节点连接；
第二电流源，用于提供第二充电电流；
第二电容，与所述第二电流源连接，用于根据所述第二充电电流于所述第二节点处生成第二基准参考电压，所述第二电流源与所述第二电容的公共连接点与所述第二节点连接；
第三控制开关，漏极与所述第二节点连接，栅极接收所述第二控制信号；
第三电压源，正电压端与所述第三控制开关的源极连接，负电压端与参考地连接；
齐纳二极管，阴极与所述第二节点连接，阳极与参考地连接。
根据本发明第二方面，提供了一种LED驱动电路，包括：可控硅调光器、整流电路、滤波电路以及LED驱动器，所述整流电路、所述滤波电路以及所述LED驱动器依次并联，构成输入回路，所述调光器串联在所述输入回路的输入端，
其中，所述LED驱动电路还包括：如前所述的用于LED驱动电路的缓冲电路，所述缓冲电路串联在所述输入回路中。
根据本发明第三方面，提供了一种LED驱动电路的控制方法，包括：在整流后的输入回路中设置第一控制开关；
采样获取所述整流后的输入回路中的回路电流，并基于所述回路电流和参考信号控制所述第一控制开关在完全导通状态和不完全导通状态之间转换，
其中，在检测到所述参考信号与基于所述回路电流所获取的采样信号的差值小于第一阈值的情况下，控制所述第一控制开关工作在不完全导通状态，以抑制所述回路电流。
可选地，所述控制方法还包括：在所述第一控制开关受控在不完全导通状态之前，所述第一控制开关处于完全关断状态。
可选地，所述控制方法还包括：
获取所述整流后的输入回路中的输入电压；
根据所述输入电压与第二阈值调节所述参考信号的电压值，
其中，当所述输入电压小于所述第二阈值时，调节所述参考信号至第一电压值；
当所述输入电压大于所述第二阈值时，调节所述参考信号至第二电压值，所述第一电压值小于所述第二电压值。
本发明的有益效果是：本发明提供的用于LED驱动电路的缓冲电路(本文中简称为缓冲电路)，通过在整流后的输入回路中串联控制开关，并设置反馈控制模块根据采样获取的输入回路中的回路电流与参考信号提供控制信号以控制串联在输入回路中的控制开关在完全导通状态和不完全导通状态之间转换，进而可利用控制开关在不完全导通状态的电阻特性对可控硅导通时输入回路中产生的电流尖峰进行缓冲，实现了对回路电流的抑制；本发明将电流环引入了缓冲电路，实现了对输入回路中回路电流的闭环控制，具有更加优异的缓冲效果；同时，本发明提供的缓冲电路，电路结构简单，仅利用控制开关在不完全导通状态的电阻特性实现缓冲而并未设置缓冲电阻，避免了在电路工作异常时缓冲电阻易损坏的风险，安全性和可靠性更高；更进一步，反馈控制模块所基于的参考信号的电压值跟随电路的不同工作状态而变化，有助于确保输入回路中的控制开关能够在回路电流正常时完全导通，而在回路电流过冲时部分导通以有效的抑制回路中的电流过冲，增强了对回路电流的电流变化率(di/dt)的抑制效果。
应当说明的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
图1示出现有的一种LED驱动电路的结构示意图；
图2示出现有的LED驱动电路中部分信号的时序波形示意图；
图3示出根据本发明实施例提供的一种LED驱动电路的结构示意图；
图4示出根据本发明实施例提供的另一种LED驱动电路的结构示意图；
图5示出图4中选择单元的结构示意图；
图6示出根据本发明第一实施例提供的参考信号产生单元的结构示意图；
图7示出根据本发明第二实施例提供的参考信号产生单元的结构示意图；
图8示出根据图3的LED驱动电路中缓冲电路的仿真结果示意图；
图9示出根据图4的LED驱动电路中缓冲电路的仿真结果示意图；
图10示出根据本发明实施例提供的LED驱动电路的控制方法的流程示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以通过不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反的，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
参见图3，本发明提供了一种LED驱动电路，包括：可控硅调光器10、整流电路20、缓冲电路30、滤波电路、LED驱动器50和LED灯串。
可控硅调光器10串联在整流电路20的输入端，整流电路20依次与电容C1、LED驱动器50以及LED灯串并联，构成输入回路。
可控硅调光器10用于实现对交流电的前切相或后切相斩波。需要说明的是，本实施例中是以对交流电进行前切相斩波为例进行的说明，但本发明所公开的技术方案同样适用于对交流电进行后切相斩波的示例中。
整流电路20用于将斩波后的交流电整流成直流电。本实施例中，整流电路20如为全桥整流电路。
滤波电路例如包括滤波电容C1，用于对输入至LED驱动器50的输入信号进行滤波处理。
LED驱动器50用于根据滤波后的输入信号提供驱动LED灯的驱动信号。
缓冲电路30设置在整流电路20后的输入回路中，用于对输入回路中的电流进行缓冲，以降低输入回路中的回路电流的电流尖峰和震荡，抑制电流过冲。
本实施例中，缓冲电路30具体包括：第一控制开关Q1和反馈控制模块31。
第一控制开关Q1串联在整流后的输入回路中。示例性的，第一控制开关Q1例如为场效应晶体管或三极管，且本实施例中，第一控制开关Q1仅工作在不完全导通状态或完全导通状态。
反馈控制模块31与整流后的输入回路连接，获取整流后的输入回路中的回路电流(记为Iin)，用于根据回路电流Iin和参考信号(记为Vref)生成第一控制信号(记为Vgs)至第一控制开关Q1。第一控制开关Q1为基于第一控制信号Vgs在完全导通状态和不完全导通状态之间转换。基于第一控制开关Q1的工作原理可知，当第一控制开关Q1工作在完全导通状态时，第一控制开关Q1完全导通以使得驱动电路能够正常工作；当第一控制开关Q1工作在不完全导通状态时，第一控制开关Q1仅部分导通，进而此时可利用第一开关管Q1在不完全导通状态的电阻特性实现缓冲功能，以抑制回路电流Iin。由于本发明在缓冲电路中并未设置缓冲电阻，进而可以避免在驱动电路工作异常时缓冲电阻易损坏的风险，安全性和可靠性更高，电路结构更加简单。
反馈控制模块31包括：采样电阻R1、参考信号产生单元312和运算放大器313。
其中，采样电阻R1与第一控制开关Q1串联连接在整流后的输入回路中，进一步的，采样电路R1连接在第一控制开关Q1和整流电路20的输出端之间，用于实现对回路电流Iin的获取。
运算放大器313的反相输入端与采样电阻R1和第一控制开关Q1的公共连接点连接以对回路电流Iin进行采样，从而获得采样信号，运算放大器313的正相输入端接收参考信号Vref，运算放大器313的输出端与第一控制开关Q1的控制端连接以输出第一控制信号Vgs。示例性的，回路电流Iin经采样电阻R1后被转换为电压信号，进而被运算放大器313的反相输入端采样获得。
参考信号产生单元312与运算放大器313的反相输入端连接，用于提供参考信号Vref。
本实施例中，运算放大器313例如可被配置成减法器电路或差分放大电路。进而，运算放大器313所输出的第一控制信号Vgs的电压值与参考信号Vref和基于回路电流Iin所获取的采样信号的差值之间具有一定的比例关系。运算放大器313基于采样电阻R1可将输入回路中回路电流Iin的变化情况反映在其所输出的第一控制信号Vgs的电压值上，在回路电流Iin产生电流尖峰、震荡等异常时刻，能够使得第一控制信号Vgs具有相应的电压值以控制第一控制开关Q1工作在不完全导通状态，进而达到抑制回路电流Iin的作用。
进一步的，在参考信号Vref与基于回路电流Iin所获取的采样信号的差值大于第一阈值的情况下，第一控制开关Q1可基于第一控制信号Vgs工作在完全导通状态；在参考信号Vref与基于回路电流Iin所获取的采样信号的差值小于第一阈值的情况下，第一控制开关Q1可基于第一控制信号Vgs工作在不完全导通状态。其中，第一阈值的具体数值可基于第一控制开关Q1的工作原理进行设定，本发明对此不作限定。
基于上述描述可知，本发明在缓冲电路30中引入了电流环，基于回路电流Iin产生第一控制信号Vgs，同时又基于第一控制信号Vgs通过第一控制开关Q1抑制回路电流Iin，实现了对输入回路中回路电流Iin的闭环、反馈控制，使得缓冲电路30对回路电流Iin的缓冲更准确度、有力，增强了系统的稳定性和缓冲过程中对不确定因素的抗干扰能力，控制精度更高，缓冲效果更佳。
进一步的，反馈控制模块31还包括电压检测单元311。该电压检测单元311与整流后的输入回路连接，获取整流后的输入回路中的输入电压，也即输入回路中的母线电压(记为VBUS)，用于根据输入电压VBUS与第二阈值生成第二控制信号(记为CP)，第二控制信号CP用于调节参考信号产生单元312提供的参考信号Vref的电压值。电压检测单元311使得参考信号产生单元312提供的参考信号Vref的电压值能够跟随驱动电路的不同工作状态而动态变化，进而在基于动态的参考信号Vref生成第一控制信号Vgs来驱动第一控制开关Q1时，第一控制开关Q1能够更加及时准确的进行工作状态转换以有效的抑制回路中的电流过冲，有助于增强对回路电流的电流变化率的抑制效果。
在本发明一个可能的实施例中，在电压检测单元311检测到输入电压VBUS小于第二阈值的情况下，参考信号产生单元312基于第二控制信号CP提供具有第一电压值的参考信号Vref；而在电压检测单元311检测到输入电压VBUS大于第二阈值的情况下，参考信号产生单元312基于第二控制信号CP提供具有第二电压值的参考信号Vref。其中，第一电压值小于第二电压值。如此，提供至运算放大器313的参考信号Vref根据驱动电路的不同工作状态仅在第一电压值和第二电压值之间进行转换，在确保第一控制开关Q1能够在回路电流Iin正常时完全导通，而在回路电流Iin过冲时仅部分导通以达到抑制回路电流的同时，参考信号产生单元312的设计复杂程度和成本相对较低，电路结构也相对简单。
示例性的，参见图6或图7，电压检测单元311包括：采样单元和比较器3111。其中，采样单元与整流后的输入回路连接，用于对输入回路中的输入电压VBUS进行采样。比较器3111的反相输入端与采样单元连接以接收采样的输入电压，比较器3111正相输入端接收对应第二阈值的第二阈值电压V_zvp，比较器3111输出端输出第二控制信号CP。
可选的，采样单元例如为电阻分压单元，对输入电压VBUS分压后再进行采样并输出至比较器3111的反相输入端。且当采样单元为电阻分压单元时，可包括串联在整流电路20的两输出端之间的电阻R2和电阻R3，以及电阻R2和电阻R3的公共连接点与比较器3111的反相输入端连接。
本发明实施例中，参考信号产生单元312包括：基准参考信号产生单元3121、第一电压调节单元3122和第二电压调节单元3123。基准参考信号产生单元3121用于根据第一电流源I1产生第一基准参考信号。第一电压调节单元3122用于在第二控制信号CP为第一电平状态的情况下将第一基准参考信号调节至第一电压值，进而实现具有第一电压值的参考信号Vref的输出。第二电压调节单元3123用于在第二控制信号CP为第二电平状态的情况下将第一基准参考信号调节至第二电压值，进而实现具有第二电压值的参考信号Vref的输出。
示例性的，参见图6或图7，基准参考信号产生单元3121包括：串联连接的第一电流源I1和第一电容C3。第一电流源I1用于提供第一充电电流；第一电容C3的第一端与第一电流源I1连接，第一电容C3的第二端与参考地连接，用于根据第一充电电流于第一节点a处生成第一基准参考电压。其中，第一节点a对应为第一电流源I1和第一电容C3的公共连接点。
第一电压调节单元3122包括：第二控制开关Q2和第一电压源U1。第二控制开关Q2的漏极与第一节点a连接，第二控制开关Q2的栅极接收第二控制信号CP；第一电压源U1的正电压端与第二控制开关Q2的源极连接，第一电压源U1的负电压端与参考地连接。
在本发明一个可能的实施例中，如图6所示，第二电压调节单元3123包括：第一二极管D1和第二电压源U2。第一二极管D1的阳极与第一节点a连接；第二电压源U2的正电压端与第一二极管D1的阴极连接，第二电压源U2的负电压端与参考地连接。
在本发明另一个可能的实施例中，如图7所示，第二电压调节单元3123包括：第二二极管D2、第二电流源I2、第二电容C4、第三控制开关Q3、第三电压源U3和齐纳二极管ZD1。第二二极管D2的阳极与第一节点a连接，第二二极管D2的阴极与第二节点b连接；第二电流源I2用于提供第二充电电流；第二电容C4的第一端与第二电流源I2连接，第二电容C4的第二端与参考地连接，用于根据第二充电电流于第二节点b处生成第二基准参考电压。其中，第二电流源I2与第二电容C4的公共连接点与第二节点b连接。第三控制开关Q3的漏极与第二节点b连接，第三控制开关Q3的栅极接收第二控制信号CP；第三电压源U3的正电压端与第三控制开关Q3的源极连接，第三电压源U3的负电压端与参考地连接；齐纳二极管ZD1的阴极与第二节点b连接，齐纳二极管ZD1的阳极与参考地连接。
参见图8，由LED驱动电路的工作原理可知，输入电压VBUS在每个周期内的一个锯齿波形均对应一个周期内的正弦交流电在经可控硅调光器10斩波及整流电路20整流后的电压波形。
在每个周期内，当电压检测单元311检测到输入电压VBUS的电压值小于第二阈值电压V_zvp时，输出高电平的第二控制信号CP，该高电平的第二控制信号CP可触发第一节点a处产生的第一基准参考信号经由第一电压调节单元3122进行放电，并在放电完成后生成具有第一电压值的参考信号Vref并输出至运算放大器313的正相输入端，此时，由于输入回路中不存在电流尖峰和/或震荡，进而基于此时的第一电压值的参考信号Vref与经由采样电阻R1采样获得的回路电流Iin的采样信号的差值，运算放大器313可生成控制第一控制开关Q1工作在完全导通状态的第一控制信号Vgs，使得LED驱动电路能够正常工作。
而在每个周期内，当电压检测单元311检测到输入电压VBUS的电压值大于第二阈值电压V_zvp时，输出低电平的第二控制信号CP，该低电平的第二控制信号CP可触发第一节点a处产生的第一基准参考信号经由第二电压调节单元3123进行放电，并在放电完成后生成具有第二电压值的参考信号Vref并输出至运算放大器313的正相输入端，此时，由于输入回路中出现了电流尖峰和/或震荡，进而基于此时的第二电压值的参考信号Vref与经由采样电阻R1采样获得的回路电流Iin的采样信号的差值，运算放大器313可生成控制第一控制开关Q1工作在不完全导通状态的第一控制信号Vgs，实现对回路电流Iin的抑制。
本发明中基于电压检测单元311可使得参考电压Vref的电压值能够在临界输入电压VBUS的一个变化周期开始时由第一电压值转换至第二电压值，而在临界输入电压VBUS的一个变化周期结束时才恢复至第一电压值，使得在输入电压VBUS的每个变化周期内不论回路电流Iin在何时出现过冲现象，均能够实现对回路电流Iin的有效抑制，同时能够避免出现第一控制开关Q1被完全关断而使得LED驱动电路无法正常工作的问题，
可以理解的是，本发明中通过电流源给电容充电的方式产生基准参考信号，再通过控制对该基准参考信号的放电量来实现调节参考信号的电压值的目的，可基于电容两端电压不能突变的特性，即电容两端的电压在充电或放电过程中存在电压渐变的过程，相应的，输出至运算放大器313的参考信号Vref在由第一电压值变化为第二电压值的过程中也会存在一定的电压渐变过程，同时，由于在对回路电流Iin的抑制过程中回路电流Iin是逐渐变化的，进而基于参考信号Vref的电压渐变过程，可进一步的增强对第一控制开关Q1在不完全导通状态的导通程度的控制，使得第一控制开关Q1在不完全导通状态的导通程度能够跟随回路电流Iin的变化而变化，提高对回路电流Iin的抑制效果更佳。
另外，在本发明的其他实施例中，也可采用其它合理的方式来根据第二控制信号CP调节输出至运算放大器313的参考信号Vref的电压值，例如，设置可以生成第一电压值的第一线性电源和可以生成第二电压值的第二线性电源，由第二控制信号CP控制第一线性电源和第二线性电源分时运行等方式。
参见图4，本发明还提供了另外一种LED驱动电路，其中，图4所示出的LED驱动电路的电路结构与图3所示出的LED驱动电路的电路结构基本相同，其相同之处不再详述。其不同之处在于：图4所示出的LED驱动电路中，反馈控制模块31在获取回路电流Iin之前，还包括获取基准电压，并根据基准电压和参考信号Vref生成第三控制信号至第一控制开关Q1。其中，基准电压的电压值大于第一电压值，以及第一控制开关Q1在接收到第三控制信号后处于完全关断状态。
具体地，图4所示出的LED驱动电路中的反馈控制模块31还包括选择单元314。该选择单元314与电压检测单元311连接以接收第二控制信号CP，选择单元314用于根据第二控制信号CP控制运算放大器313的反相输入端接收回路电流Iin和基准电压的其中之一。其中，在整流后的输入回路的输入电压VBUS小于第二阈值的情况下，运算放大器313的反相输入端接收基准电压；在整流后的输入回路的输入电压VBUS大于第二阈值的情况下，运算放大器313的反相输入端接收回路电流Iin。
参考图9，图4所示出的LED驱动电路在半波电压的初始上升时刻，当输入回路的输入电压VBUS还未达到对应第二阈值的第二阈值电压V_zvp时，第二控制信号CP为高电平，且此时输入回路中采样电阻R1基于回路电流Iin而产生的电压基本为0。此时选择单元314基于该高电平的第二控制信号CP选择将电压值大于第一电压值的基准电压作为采样电压Vsense提供至运算放大器313的反相输入端，而非将基于回路电流Iin而产生的采样电压Vsense提供至运算放大器313的反相输入端，可使得在输入回路的输入电压VBUS还未达到对应第二阈值的第二阈值电压V_zvp之前，第一控制开关Q1是完全关断状态，进而使得缓冲电路30在LED驱动电路的回路电路电流进行缓冲时，充分考虑实际应用中电压初始上升时的延迟问题，可靠性更高，缓冲效果更优。之后，当输入回路的输入电压VBUS达到对应第二阈值的第二阈值电压V_zvp时，第二控制信号CP变为低电平，此时选择单元314基于该低电平的第二控制信号CP选择将基于回路电流Iin而产生的采样电压Vsense提供至运算放大器313的反相输入端，使得第一控制开关Q1进入不完全导通状态以实现缓冲功能，直至进入到完全导通状态。
本实施例中，选择单元314包括选择开关，该选择开关的第一输入端接收基准电压，选择开关的第二输入端接收回路电流Iin，选择开关的输出端与运算放大器313的反相输入端连接，选择开关的控制端接收第二控制信号CP。选择开关根据第二控制信号CP选择其第一输入端和其第二输入端的其中之一与其输出端连通。其中，当第二控制信号CP为高电平时，选择开关连通其第一输入端和其输出端，进而将基准电压传输至运算放大器313的反相输入端；当第二控制信号CP为低电平时，选择开关连通其第二输入端和其输出端，进而将回路电流Iin传输至运算放大器313的反相输入端。
示例性的，前述选择开关为二选一选择开关；或者如图5所示，前述选择开关包括第一开关K1和第二开关K2，其中，第一开关K1的第一端接收基准电压，第一开关K1的第二端与运算放大器313的反相输入端连接；第二开关K2的第一端接收回路电流Iin，第二开关K2的第二端与运算放大器313的反相输入端连接，且第一开关K1和第二开关K2的控制信号由逻辑单元3141基于第二控制信号CP分别提供。示例性的，基准电压为由第四电压源U4提供。
当然，本发明中的选择单元314并不限定于前述示例性结构，在本发明其它实施例中，选择单元314还可以是其它常规结构，只要可以实现前述相应功能即可。
进一步地，本发明还提供了一种LED驱动电路的控制方法，该控制方法可应用于如图3至图9所示出的LED驱动电路。参考图10，该控制方法包括执行如下步骤：
在步骤S01中，在整流后的输入回路中设置第一控制开关。
本实施例中，第一控制开关如图3所示串联在LED驱动电路的输入回路中。
在步骤S02中，采样获取整流后的输入回路中的回路电流，并基于回路电流和参考信号控制第一控制开关在完全导通状态和不完全导通状态之间转换。
本实施例中，采用反馈控制模块31与整流后的输入回路连接，获取整流后的输入回路中的回路电流Iin，并根据获取的回路电流Iin和参考信号Vref生成第一控制信号Vgs进而控制第一控制开关Q1在完全导通状态和不完全导通状态之间转换。在参考信号Vref与基于回路电流Iin所获取的采样信号的差值大于第一阈值的情况下，第一控制开关Q1可基于第一控制信号Vgs工作在完全导通状态，此时第一控制开关Q1完全导通以使得驱动电路能够正常工作；在参考信号Vref与基于回路电流Iin所获取的采样信号的差值小于第一阈值的情况下，第一控制开关Q1可基于第一控制信号Vgs工作在不完全导通状态，此时第一控制开关Q1仅部分导通，进而可利用第一开关管Q1在不完全导通状态的电阻特性实现缓冲功能，以抑制回路电流Iin。具体控制方法可参考前述对图3的描述进行理解，此处不再赘述。
进一步地，该控制方法还包括：在第一控制开关Q1受控在不完全导通状态之前，控制第一控制开关Q1处于完全关断状态。具体可参考前述对图4和图5的描述进行理解，此处不再赘述。
进一步地，该控制方法还包括：获取整流后的输入回路中的输入电压；根据输入电压与第二阈值调节参考信号的电压值。其中，当输入电压小于第二阈值时，调节参考信号至第一电压值；当输入电压大于第二阈值时，调节参考信号至第二电压值，且第一电压值小于第二电压值。具体可参考前述对图6和图7的描述进行理解，此处不再赘述。
综上，本发明将电流环引入了缓冲电路，实现了对输入回路中回路电流的闭环控制，具有更加优异的缓冲效果；同时，本发明提供的缓冲电路，电路结构简单，仅利用控制开关在不完全导通状态的电阻特性实现缓冲而并未设置缓冲电阻，避免了在电路工作异常时缓冲电阻易损坏的风险，安全性和可靠性更高；更进一步，反馈控制模块所基于的参考信号的电压值跟随电路的不同工作状态而变化，有助于确保输入回路中的控制开关能够在回路电流正常时完全导通，而在回路电流过冲时部分导通以有效的抑制回路中的电流过冲，增强了对回路电流的电流变化率(di/dt)的抑制效果。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (19)

1.一种用于LED驱动电路的缓冲电路，其中，包括：
第一控制开关，串联在整流后的输入回路中；
反馈控制模块，与所述整流后的输入回路连接，获取所述整流后的输入回路中的回路电流，用于根据所述回路电流和参考信号生成第一控制信号至所述第一控制开关，
其中，所述第一控制开关为基于所述第一控制信号在完全导通状态和不完全导通状态之间转换，且当所述第一控制开关工作在不完全导通状态时抑制所述回路电流。
2.根据权利要求1所述的缓冲电路，其中，在所述参考信号与基于所述回路电流所获取的采样信号的差值大于第一阈值的情况下，所述第一控制开关工作在完全导通状态；
在所述参考信号与基于所述回路电流所获取的采样信号的差值小于第一阈值的情况下，所述第一控制开关工作在不完全导通状态。
3.根据权利要求2所述的缓冲电路，其中，所述反馈控制模块包括：
采样电阻，与所述第一控制开关串联连接在整流后的输入回路中；
运算放大器，反相输入端与所述采样电阻和所述第一控制开关的公共连接点连接以采样获得所述回路电流，正相输入端接收所述参考信号，输出端与所述第一控制开关的控制端连接以输出所述第一控制信号；
参考信号产生单元，与所述运算放大器的反相输入端连接，用于提供所述参考信号。
4.根据权利要求3所述的缓冲电路，其中，所述反馈控制模块还包括：
电压检测单元，与所述整流后的输入回路连接，获取所述整流后的输入回路中的输入电压，用于根据所述输入电压与第二阈值生成第二控制信号，所述第二控制信号用于调节所述参考信号产生单元提供的所述参考信号的电压值。
5.根据权利要求4所述的缓冲电路，其中，在所述整流后的输入回路的输入电压小于所述第二阈值的情况下，所述参考信号产生单元基于所述第二控制信号提供具有第一电压值的所述参考信号；
在所述整流后的输入回路的输入电压大于所述第二阈值的情况下，所述参考信号产生单元基于所述第二控制信号提供具有第二电压值的所述参考信号，
其中，所述第一电压值小于所述第二电压值。
6.根据权利要求5所述的缓冲电路，其中，所述反馈控制模块在获取所述回路电流之前，还包括获取基准电压，并根据所述基准电压和参考信号生成第三控制信号至所述第一控制开关，
其中，所述基准电压大于所述第一电压值，所述第一控制开关在接收到所述第三控制信号后处于完全关断状态。
7.根据权利要求6所述的缓冲电路，其中，所述反馈控制模块还包括：
选择单元，与所述电压检测单元连接以接收所述第二控制信号，所述选择单元用于根据所述第二控制信号控制所述运算放大器的反相输入端接收所述回路电流和所述基准电压的其中之一。
8.根据权利要求7所述的缓冲电路，其中，在所述整流后的输入回路的输入电压小于所述第二阈值的情况下，所述运算放大器的反相输入端接收所述基准电压；
在所述整流后的输入回路的输入电压大于所述第二阈值的情况下，所述运算放大器的反相输入端接收所述回路电流。
9.根据权利要求8所述的缓冲电路，其中，所述选择单元包括：
选择开关，第一输入端接收所述基准电压，第二输入端接收所述回路电流，输出端与所述运算放大器的反相输入端连接，控制端接收所述第二控制信号，
所述选择开关根据所述第二控制信号选择第一输入端和所述第二输入端的其中之一与所述输出端连通。
10.根据权利要求9所述的缓冲电路，其中，所述电压检测单元包括：
采样单元，与所述整流后的输入回路连接，用于对所述输入电压进行采样；
比较器，反相输入端与所述采样单元连接以接收采样的所述输入电压，正相输入端接收第二阈值电压，所述比较器的输出端输出所述第二控制信号。
11.根据权利要求10所述的缓冲电路，其中，所述参考信号产生单元包括：
基准参考信号产生单元，用于根据第一电流源产生第一基准参考信号；
第一电压调节单元，用于在所述第二控制信号为第一电平状态的情况下将所述第一基准参考信号调节至所述第一电压值；
第二电压调节单元，用于在所述第二控制信号为第二电平状态的情况下将所述第一基准参考信号调节至所述第二电压值。
12.根据权利要求11所述的缓冲电路，其中，所述基准参考信号产生单元包括：
第一电流源，用于提供第一充电电流；
第一电容，与所述第一电流源连接，用于根据所述第一充电电流于第一节点处生成所述第一基准参考电压，
所述第一节点为所述第一电流源和所述第一电容的公共连接点。
13.根据权利要求12所述的缓冲电路，其中，所述第一电压调节单元包括：
第二控制开关，漏极与所述第一节点连接，栅极接收所述第二控制信号；
第一电压源，正电压端与所述第二控制开关的源极连接，负电压端与参考地连接。
14.根据权利要求13所述的缓冲电路，其中，所述第二电压调节单元包括：
第一二极管，阳极与所述第一节点连接；
第二电压源，正电压端与所述第一二极管的阴极连接，负电压端与参考地连接。
15.根据权利要求13所述的缓冲电路，其中，所述第二电压调节单元包括：
第二二极管，阳极与所述第一节点连接，阴极与第二节点连接；
第二电流源，用于提供第二充电电流；
第二电容，与所述第二电流源连接，用于根据所述第二充电电流于所述第二节点处生成第二基准参考电压，所述第二电流源与所述第二电容的公共连接点与所述第二节点连接；
第三控制开关，漏极与所述第二节点连接，栅极接收所述第二控制信号；
第三电压源，正电压端与所述第三控制开关的源极连接，负电压端与参考地连接；
齐纳二极管，阴极与所述第二节点连接，阳极与参考地连接。
16.一种LED驱动电路，包括：可控硅调光器、整流电路、滤波电路以及LED驱动器，所述整流电路、所述滤波电路以及所述LED驱动器依次并联，构成输入回路，所述调光器串联在所述输入回路的输入端，
其中，所述LED驱动电路还包括：如权利要求1至15中任一项所述的用于LED驱动电路的缓冲电路，所述缓冲电路串联在所述输入回路中。
17.一种LED驱动电路的控制方法，其中，包括：
在整流后的输入回路中设置第一控制开关；
采样获取所述整流后的输入回路中的回路电流，并基于所述回路电流和参考信号控制所述第一控制开关在完全导通状态和不完全导通状态之间转换，
其中，在检测到所述参考信号与基于所述回路电流所获取的采样信号的差值小于第一阈值的情况下，控制所述第一控制开关工作在不完全导通状态，以抑制所述回路电流。
18.根据权利要求17所述的控制方法，其中，所述控制方法还包括：在所述第一控制开关受控在不完全导通状态之前，所述第一控制开关处于完全关断状态。
19.根据权利要求17所述的控制方法，其中，所述控制方法还包括：
获取所述整流后的输入回路中的输入电压；
根据所述输入电压与第二阈值调节所述参考信号的电压值，
其中，当所述输入电压小于所述第二阈值时，调节所述参考信号至第一电压值；
当所述输入电压大于所述第二阈值时，调节所述参考信号至第二电压值，所述第一电压值小于所述第二电压值。
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