CN207505174U - 线电压补偿电路、驱动器、及led驱动电路和驱动系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种线电压补偿电路、驱动器、及LED驱动电路和驱动系统。其中，所述线电压补偿电路接收反映母线电压的信号，并根据所述信号和预设的一基准电压和至少一个参考电压输出线电压补偿信号，其中，所述线电压补偿信号与所述信号成多段线性关系。本申请依据预设的至少一个阈值调整负载反馈电压和内置的基准电压的线性关系以输出分段式的线电压补偿信号，相较于单一斜率的线电压补偿技术，本申请提供的技术方案可获得较好的输入功率线性调整率和负载的电流线性调整率。

Description

线电压补偿电路、驱动器、及LED驱动电路和驱动系统

技术领域

本申请涉及照明技术领域，特别是涉及一种线电压补偿电路、驱动器、及LED驱动电路和驱动系统。

背景技术

在例如LED等负载的线性驱动电路中采用开环的工作方式较为常见，为防止线电压偏高时输入功率过高，通常会考虑加入线电压补偿电路。在图1呈现的一种实现方案中，通过由电阻RD，电流镜M0、M1构成的线电压采样电路采样功率管DRAIN端电压(即线电压VBUS减去LED负载的压降)并输出电流，由于线电压采样电路的输出电流与功率管DRAIN 端电压成正比，电阻Rcmp依据所述采样电路输出的电流调制基准电压VREF输出驱动电压VREF’给运算放大器Amp以驱动功率管Mpwr，功率管Mpwr的源极电压VCS跟随驱动电压VREF’，如此，LED负载电流等于VCS/Rcs。

图1提供的技术方案采用单一斜率的线电压补偿技术，其缺陷是LED负载电流的线性调整率和输入功率的线性调整率相矛盾，即驱动电压VREF’和功率管DRAIN端电压成反比的线性关系，呈如图2所示，换言之，若要得到较好的输入功率线性调整率，则LED负载电流的线性调整率就会较差。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供一种线电压补偿电路、驱动器、及LED驱动电路和驱动系统，用于采用分段式线电压补偿技术以同时获得较好的输入功率线性调整率和LED负载电流线性调整率。

基于上述目的，本申请在第一方面提供一种线电压补偿电路，接收反映母线电压的信号，并根据所述信号和预设的一基准电压和至少一个参考电压输出线电压补偿信号，其中，所述线电压补偿信号与所述信号成多段线性关系。

在所述第一方面的某些实施方式中，所述反映所述母线电压的信号是经由一分压单元对检测的母线电压分压处理后获取的。

在所述第一方面的某些实施方式中，所述线电压补偿电路包括：第一控制信号生成模块，连接第一参考电压，处理后输出第一控制信号；线电压生成模块，电连接所述第一控制信号生成模块，用于接收并根据所述反映母线电压的信号、所述第一控制信号、以及所述基准电压生成所述线电压补偿信号。

在所述第一方面的某些实施方式中，所述线电压生成模块包括：第一电流镜，包括连接一恒压源；第一开关器件，其漏极连接所述第一电流镜，其源极通过一第一电阻接地；第一运算放大器，其正向输入端接收所述信号，负向输入端接收所述第一控制信号，其输出端连接所述第一开关器件的栅极；第二电流镜，其输入端连接所述第一电流镜的输出端，其输出端用于将生成的线电压补偿信号输出。

在所述第一方面的某些实施方式中，所述第一控制信号生成模块包括：第三电流镜，连接一恒压源，其输出端连接所述线电压生成模块；第二开关器件，其漏极连接所述第三电流镜的共栅极，其源极通过第二电阻接地；第二运算放大器，其正向输入端连接一第一参考电压的产生电路，其负向输入端连接所述第二开关器件的源极，其输出端连接所述第二开关器件(M1)的栅极。

在所述第一方面的某些实施方式中，所述第一控制信号生成模块包括：跨导放大器，其正向输入端连接一第一参考电压的产生电路，其负向输入端连接所述线电压生成模块；第四电流镜，其输入端连接所述跨导放大器的输出端，其输出端连接所述线电压生成模块。

在所述第一方面的某些实施方式中，所述线电压补偿电路还包括第二控制信号生成模块，电连接所述线电压生成模块，用于接收第二参考电压和所述线电压补偿信号，并当所述线电压补偿信号小于等于所述第二参考电压时，对流经所述线电压生成模块的电流进行分流。

在所述第一方面的某些实施方式中，所述第二控制信号生成模块包括：跨导放大器，其正向输入端连接所述第二参考电压，其负向输入端连接所述线电压生成模块；第四电流镜，其输入端连接所述跨导放大器的输出端，其输出端连接所述线电压生成模块。

在所述第一方面的某些实施方式中，所述线电压补偿电路还包括第三控制信号生成模块，电连接所述线电压生成模块和所述第二控制信号生成模块之间，用于接收第三参考电压和所述线电压补偿信号，并当所述线电压补偿信号小于等于所述第三参考电压时，关断所述线电压生成模块流向所述第二控制信号生成模块的电流路径。

在所述第一方面的某些实施方式中，所述第三控制信号生成模块包括：第三运算放大器，其负向输入端连接所述第三参考电压，其正向输入端连接第二控制信号生成模块；第三开关器件，电连接所述线电压生成模块及所述第三运算放大器的输出端。

在所述第一方面的某些实施方式中，所述线电压补偿电路还包括用于生成所述基准电压和所述多个参考电压的基准电压产生电路。

在所述第一方面的某些实施方式中，所述线电压生成模块通过一电阻电连接所述基准电压。

本申请在第二方面提供一种驱动器，包括：如上任一所述的线电压补偿电路；驱动电路，连接所述线电压补偿电路及负载，用于将接收的线电压补偿信号及采样电压进行耦合以驱动所述负载。

在所述第二方面的某些实施方式中，所述驱动电路包括：功率器件，其漏极连接所述负载，其源极通过一采样电阻接地；运算放大器，其正向输入端连接所述线电压补偿电路，其负向输入端连接所述采样电阻以获取所述采样电压，其输出端连接所述功率器件的栅极以驱动所述负载。

本申请在第三方面提供一种LED驱动电路，包括：如上任一项所述的线电压补偿电路，连接所述LED负载；驱动电路，连接所述线电压补偿电路及LED负载，用于将接收的线电压补偿信号及采样电压进行耦合以驱动所述LED负载。

本申请在第四方面提供一种LED驱动系统，包括：整流单元，用于将外部交流输入的电流进行整流后输出给LED负载；储能单元，连接于所述LED负载的输入端及输出端；以及如上任一项所述的线电压补偿电路，连接所述LED负载；驱动单元，连接所述线电压补偿电路及LED负载，用于将接收的线电压补偿信号及所述采样电压进行耦合以驱动所述 LED负载。

在所述第四方面的某些实施方式中，所述整流单元用于将外部交流输入的电流进行全波整流后输出给LED负载。

在所述第四方面的某些实施方式中，所述LED驱动系统还包括一分压单元，连接所述 LED负载的输出端及所述线电压补偿电路，用于将所述LED负载反馈电压进行分压处理后输出给所述线电压补偿电路。

在所述第四方面的某些实施方式中，所述LED驱动系统还包括一采样单元，连接于所述驱动单元及地之间。

在所述第四方面的某些实施方式中，所述驱动单元包括：功率器件，其漏极连接所述 LED负载，其源极通过一采样电阻接地；运算放大器，其正向输入端连接所述线电压补偿电路，其负向输入端连接所述采样电阻以获取所述LED负载跟随电压，其输出端连接所述功率器件的栅极以驱动所述LED负载。

如上所述，本申请的线电压补偿电路、驱动器、及LED驱动电路和驱动系统依据预设的至少一个阈值调整LED负载反馈电压和内置的基准电压的线性关系以输出分段式的线电压补偿信号，相较于单一斜率的线电压补偿技术，本申请提供的技术方案可获得较好的输入功率线性调整率和LED负载的电流线性调整率，且本申请提供的技术方案采用开放式实现方式使得外围电路更为简单。

附图说明

图1显示为常见的一种线电压补偿电路的结构示意图。

图2显示为图1所示线电压补偿电路中VREF’和DRAIN端电压的线性关系示意图。

图3显示为在图2所示线电压补偿信号补偿下负载侧电压、电流波形示意图。

图4显示为本申请的线电压补偿电路接入母线电路在一实施方式中的结构示意图。

图5显示为本申请的线电压补偿电路中的第一控制信号生成模块在一种实施方式中的电路结构示意图。

图6显示为本申请的线电压补偿电路中的第一控制信号生成模块在又一种实施方式中的电路结构示意图。

图7显示为本申请的线电压补偿电路中的线电压生成模块在一种实施方式中的电路结构示意图。

图8显示为结合图5和图7所得到的线电压补偿电路随所获取的信号电压变化而对应提供线电压补偿信号的波形图。

图9显示为结合图6和图7所得到的线电压补偿电路随所获取的信号VD电压变化而对应提供线电压补偿信号的波形图。

图10显示为本申请的线电压补偿电路在一实施方式中的电路示意图。

图11显示为图10所示电路中随VD电压变化各电路节点的波形图。

图12显示为本申请的线电压补偿电路在又一实施方式中的结构示意图。

图13显示为图12所示电路中随VD电压变化各电路节点的波形图。

图14显示为本申请的驱动器在一实施方式中的结构示意图。

图15显示为本申请的LED驱动系统在一实施方式中的结构示意图。

图16显示为本申请的线电压补偿方法在一实施方式中的流程图。

图17显示为本申请的LED驱动方法在一实施方式中的流程图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。

需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本申请可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本申请可实施的范畴。

再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示.应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加.此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和 C”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

请参阅图3，其显示为未补偿情况下负载供电电压VBUS，经采样的驱动负载工作的电压信号VD，经单一线性补偿的补偿点引号Vref’，以及补偿后负载工作电压信号IDrain的波形图。其中，经过线电压补偿后的IDrain电流在有有效供电与无法供电的切换瞬间具有尖峰A，这不仅说明输入源向负载供电是间隔的，更说明在单一线性补偿方式下每个供电周期的有效供电与无法供电的交汇瞬时时长是有抖动的。基于图3的波形分析，用户在利用这样的LED负载照明环境下，会感到刺眼等不适感。

基于所述单一线性补偿在LED驱动系统中的应用并推及至需利用线性补偿电路来补偿负载供电的其他驱动系统，本申请提供一种线电压补偿电路以提供抖动更小、使母线电压变化更趋缓的补偿信号。在此，所述线电压补偿电路接收反映母线电压的信号，并根据所述信号和预设的一基准电压和至少一个参考电压输出线电压补偿信号。其中，所述母线电路是输入源与负载相连的电路，所述输入源包括市电及整流单元，所述整流单元将交流电整流后输送给负载。所述线电压补偿信号与所述信号成多段线性关系。

在此，所述反映母线电压的信号可直接采集自为负载供电的母线电路。例如，在所述供电线路上连接采样电阻，所述线电压补偿电路通过连接采样电阻的输出端来获取所述信号。在一些实施方式中，所述反映母线电压的信号是经由一分压单元对检测的母线电压分压处理后获取的。其中，所述分压单元可以是连接在母线电路和地之间的电阻串，利用接地的电阻串在为负载供电的供电线路上分出用以反映母线电路的电流及电压变化的电路分支，所述线电压补偿电路从所述电路分支获取反映母线电压的信号。例如，请参阅图4，其显示为所述线电压补偿电路12通过分压单元11与负载电路相连的电路示意图，在所述负载电路上连接有驱动电路13、与所述驱动电路13串联的负载和其他外围电路。其中，所述驱动电路13当母线电压(如VBUS)达到为负载供电的电压时导通母线电路回路以使负载工作，以及当母线电压(如VBUS)无法达到为负载供电的电压时断开母线电路回路以阻止母线电路中其他阻性器件耗电。其中，图4中所述的驱动电路包含功率器件，所述功率器件如功率管等。所述分压单元连接功率器件的漏极(DRAIN端)，所述线性补偿电路12自分压单元11的电阻端获取所述信号VD。

所述基准电压由恒压源直接提供或分压提供。所述恒压源可以为所述线电压补偿电路专用的，也可以与线电压补偿电路所在芯片中其他恒压源共用。

所述参考电压作为对母线电压予以线性补偿的分段节点电压，由恒压源提供稳定电压。根据所述线电压补偿电路的设计需要，所述参考电压可作为基于所述信号电压变化而进行分段补偿的分段节点电压。例如，所述线电压补偿电路将所述参考电压与所述信号电压进行比较，根据比较结果选择线电压补偿路径以输出线电压补偿信号，使得对应不同的比较结果所述线电压补偿信号与所述信号具有不同的线性关系。所述参考电压也可以作为基于线电压补偿信号电压变化而进行分段补偿的分段节点电压。例如，所述线电压补偿电路将所述参考电压与所述线电压补偿信号电压进行比较，其中，所述线电压补偿信号根据所述信号而线性补偿得到的；根据比较结果选择线电压补偿路径以输出线电压补偿信号，使得对应不同的比较结果所述线电压补偿信号与所述信号具有不同的线性关系。出于成本和用户体验敏感度考虑，所述参考电压可以是一个或两个。例如，参考电压仅包含一个电压值v1，由所述参考电压v1作为线性补偿的分段节点电压，所述线电压补偿电路实现自基准电压Vref至v1之间提供第一种线性关系的线电压补偿信号，自电压v1至接地电压之间提供第二种线性关系的线电压补偿信号。又如，参考电压包含电压值v1、v2，其中，v1＞v2，由所述参考电压v1和 v2作为线性补偿的分段节点电压，所述线电压补偿电路实现自基准电压Vref至v1之间提供第一种线性关系的线电压补偿信号，自电压v1至v2之间提供第二种线性关系的线电压补偿信号，以及自电压v2至接地电压之间提供第三种线性关系的线电压补偿信号。为更细化地划分所述线电压补偿信号与所述信号的线性关系，使得多段线性补偿更贴近母线电压变化曲线，所述线电压补偿电路中可由大到小设置更多个参考电压。

需要说明的是，各线性关系应宽泛理解。所述线性关系包括线电压补偿信号的电压与信号电压呈具有非零线性系数的线性关系，或者，线电压补偿信号的电压与信号电压呈线性系数为零的线性关系。

在一种实施方式中，所述线电压补偿电路包括第一控制信号生成模块和线电压生成模块。其中，所述第一控制信号生成模块连接第一参考电压，处理后输出第一控制信号。其中，所述第一参考电压属于前述参考电压中一个。所述线电压生成模块电连接所述第一控制信号生成模块，用于接收并根据所述反映母线电压的信号、所述第一控制信号、以及所述基准电压生成所述线电压补偿信号。

请参阅图5，其显示为所述第一控制信号生成模块在一种实施方式中的电路结构示意图，其中，所述电路所接收的第一参考电压是基于信号电压变化而设置的参考电压。所述第一控制信号生成模块包括：第三电流镜、第二开关器件M1、第二运算放大器A1。其中，第三电流镜包含共栅极的功率管对(M3和M4)，功率管对(M3和M4)的漏极共同连接一恒压源VDD，第三电流镜输出端连接所述线电压生成模块。第二开关器件M1的漏极连接所述第三电流镜的共栅极，其源极通过第二电阻R1接地。第二运算放大器A1的正向输入端连接一第一参考电压的产生电路，其负向输入端连接所述第二开关器件M1的源极，其输出端连接所述第二开关器件M1的栅极。其中，为输出基于第一参考电压而产生的第一控制信号，第二开关器件M1需处于常导通状态，所述第三电流镜利用其输入端所连接的第二电阻R1 将第一参考电压传递至第三电流镜的输出端，第三电流镜的输出端再基于所连接的电阻R1’输出对应于第一参考电压vt1的第一控制信号。其中，受电阻R1和R1’阻值的影响，所述第一控制信号的电压可以与第一参考电压vt1相等或基于第一参考电压vt1分压而得到的。所述第一控制信号输送给线电压生成模块。所述线电压生成模块接收所述反映母线电压的信号 VD并比较所述信号电压与第一控制信号电压，当所述信号电压落入基于第一控制信号电压而设置的放大区间时，产生并输出一种线性补偿信号，当所述信号电压未落入基于第一控制信号电压而设置的放大区间时，产生并输出另一种线性补偿信号。

请参阅图6，其显示为所述第一控制信号生成模块在另一种实施方式中的电路结构示意图，其中，所述第一控制信号生成模块所接收的第一参考电压是基于线电压补偿信号电压变化而设置的参考电压值。所述第一控制信号生成模块包括：跨导放大器Gm、第四电流镜。所述跨导放大器Gm的正向输入端连接一第一参考电压的产生电路，且负向输入端连接所述线电压生成模块的输出端。所述第四电流镜包含共栅极的功率管对(M7和M8)，功率管对 (M7和M8)的漏极共同接地，第四电流镜的输入端连接所述跨导放大器的输出端，且输出端连接所述线电压生成模块的输入端。其中，所述第一参考电压的产生电路可包含恒压源，甚至还包括与所述恒压源连接的分压电阻。所述跨导放大器Gm将所获取的线电压生成模块所输出的线电压补偿信号Vref’与所述第一参考电压vt2之间的误差进行放大和积分处理得到用于反映线电压补偿信号的平均电压的第一控制信号。其中，所述线电压补偿信号Vref’可以是利用所述线电压生成模块所输出的电流调整电阻R2而得到的电压值。所述电阻R2的一端接入基准电压Vref、且另一端连接所述线电压生成模块输出端。所述第一控制信号经由所述第四电流镜(M7和M8)传递至线电压生成模块的输入端。所述线电压生成模块接收所述反映母线电压的信号并比较所述信号电压与第一控制信号电压，当所述信号电压落入基于第一控制信号电压而设置的放大区间时，产生并输出一种线性补偿信号，当所述信号电压未落入基于第一控制信号电压而设置的放大区间时，产生并输出另一种线性补偿信号。

请参阅图7，其显示为线电压生成模块的电路结构示意图。所述线电压生成模块包括：第一电流镜、第一开关器件M2、第一运算放大器A2和第二电流镜。其中，第一电流镜包含共栅极功率管对(M5和M6)，所述功率管对(M5和M6)的漏极共接恒压源。第一开关器件M2的漏极连接所述第一电流镜的输入侧，且源极通过一第一电阻R3接地。第一运算放大器A2的正向输入端接收所述信号，且负向输入端接收所述第一控制信号，其输出端连接所述第一开关器件M2的栅极。第二电流镜包含共栅极功率管对(M9和M10)，所述功率管对(M9和M10)的漏极共接地，其输入端连接所述第一电流镜的输出端，其输出端输出基于所述第一运算放大器A2输出电压信号而得的线电压补偿信号。在图7中，所述第二电流镜的输出端还通过电阻R2连接基准电压源Vref，所述第一运算放大器A2所输出的电压信号经由第一电流镜、电阻R3和第二电流镜以对应的电流信号形式传递至所述基准电压源、电阻R2和接地线路上，所述第二电流镜的输出端所输出的线电压补偿信号的电压Vref’表示为：V_ref'＝(V_ref-V_R2)其中，V_R2是基于第二电流镜输出的电流变化而反映在电阻R2的压降。

请参阅图8其显示为结合图5和图7所得到的线电压补偿电路随所获取的信号电压变化而对应提供线电压补偿信号的波形图。其中，第一参考电压vt1基本等于跟随电压VR1、且大于VD变化的最小值，第一电流镜输入端所连接的电阻R3与第三电流镜输出端所连接的电阻R1’共用。当VD从最小值逐渐变大期间，在VD＜vt1阶段，第一控制信号生成模块所提供的第一控制信号的电压与VD的电压差不足以落入第一运算放大器A2的线性放大区，则所述线电压生成模块中的第一开关器件M2断开，所述线电压生成模块无电信号输出，则所述线电压补偿信号Vref’＝Vref。在VD≥vt1阶段，第一控制信号生成模块所提供的第一控制信号的电压与VD的电压差落入第一运算放大器A2的线性放大区，则所述线电压生成模块中的第一开关器件M2导通，经所述第一运算放大器A2放大的电压差经由第一电流镜和第二电流镜输出，则所述线电压补偿信号V_ref'＝(V_ref-V_R2)。在VD从最大值逐渐变小期间，VD在回落至vt1前，仍然按照V_ref'＝(V_ref-V_R2)输出线电压补偿信号；当VD回落至小于vt1阶段时，所述线电压生成模块无电信号输出，则所述线电压补偿信号Vref’＝Vref。所述线电压补偿信号Vref’反馈至母线上，形成如图8所示的IDrain电流波形。由此可见，在母线IDrain有效供电区域且靠近无效供电区域的瞬时时长，流经负载的电流变化相比于单一线性补偿更平缓，无图3所示的尖峰A。

请参阅图9，其显示为结合图6和图7所得到的线电压补偿电路随所获取的信号VD电压变化而对应提供线电压补偿信号的波形图。其中，第一参考电压vt2小于基准电压Vref；线电压生成模块的输入端连接第一控制信号生成模块的输出端，如图6所示的功率管M8与 M9共源极。在VD随母线电压自最小值升高期间，如图7所示的第一运算放大器A2基于所接收的VD和第一电流镜(M5和M6)输入侧提供的跟随电压处于线性放大区所输出放大后的VD经由第一电流镜和二电流镜作用在电阻R2上，使得Vref’从Vref逐渐以第一种线性关系下降并接近vt2；与此同时，在Vref’大于vt2期间，跨导Gm因负输入端电压大于正输入端电压，使得跨导Gm输出负向电流，由此导致第四电流镜处于断开状态。当Vref’电压降至接近vt2进而满足vt2≥Vref’时，Gm开始输出正向电流，即输出第一控制信号。所述第一控制信号的电压导通第四电流镜(M7和M8)，使得第四电流镜(M7和M8)分流流向线电压生成模块中第二电流镜(M9和M10)的电流，如此，第二电流镜输出端的电流下降速度降低，Vref’自此随VD电压的升高以第二种线性关系继续下降。在VD随母线电压自最大值下降期间，所述线电压补偿电路所输出的线电压补偿信号先按照第二种线性关系回升，再按照第一种线性关系回升。经反馈后的母线波形如图9中的IDrain波形所示。由此可见，在母线IDrain有效供电区域且靠近电压峰值期间，流经负载的电流变化相比于单一线性补偿更平缓。

根据上述两种第一控制信号生成模块的分段控制的区间，在一种实施方式中，所述线电压补偿电路包括：第一控制信号生成模块、第二控制信号生成模块和线电压生成模块。其中，所述第一控制信号生成模块和第二控制信号生成模块各自所生成的第一控制信号和第二控制信号用来调整线电压生成模块作用在线电压补偿信号上的不同线性系数。

在一些实施方式中，所述第一控制信号生成模块基于反映母线电压的信号的电压变化而预设的第一参考电压生成第一控制信号。第二控制信号生成模块基于线电压补偿信号的电压变化而生成第二控制信号。所述线电压生成模块随着所述信号的电压变化在第一控制信号和第二控制信号控制下出发相应分压或分流电路以得到分段线性变化的线电压补偿信号。例如，所述线电压生成模块基于第一控制信号分段线电压补偿信号的分压补偿节点，以及基于第二控制信号分段线电压补偿信号的分流节点。

需要说明的是，根据所述第一控制信号生成模块和第二控制信号生成模块中各自所设置的参考电压，所述线电压生成模块可先基于第一控制信号进行线电压补偿信号的线性调整，后基于第二控制信号进行线电压补偿信号的线性调整；也可以先基于第二控制信号进行线电压补偿信号的线性调整，后基于第一控制信号进行线电压补偿信号的线性调整。

在一些具体示例中，请参阅图10，其显示为线电压补偿电路在一实施方式中的电路示意图。所述第一控制信号生成模块21包含：第三电流镜(M3和M4)、第二开关器件M1、第二运算放大器A1。所述第二控制信号生成模块22包括：跨导放大器Gm、第四电流镜(M7 和M8)。线电压生成模块包括：第一运算放大器A2、第一电流镜(M5和M6)和第二电流镜(M9和M10)、第一开关器件M2。其中，第二运算放大器A1的正向输入端连接一第一参考电压的产生电路，其负向输入端连接所述第二开关器件M1的源极，其输出端连接所述第二开关器件M1的栅极。第二开关器件M1的漏极连接第三电流镜的共栅极，其源极通过第二电阻R1接地。第三电流镜包含共栅极的功率管对(M3和M4)，功率管对(M3和M4) 的漏极共同连接一恒压源VDD，第三电流镜输出端连接所述线电压生成模块23的输入端。第一运算放大器A2的正向输入端接收所述信号，且负向输入端接收所述第一控制信号，其输出端连接所述第一开关器件M2的栅极。第一开关器件M2的漏极连接所述第一电流镜的输入侧，且源极通过一第一电阻R3接地。第一电流镜包含共栅极功率管对(M5和M6)，所述功率管对(M5和M6)的漏极共接恒压源，第一电流镜的输出端连接第二电流镜的输入端。第二电流镜包含共栅极功率管对(M9和M10)，所述功率管对(M9和M10)的漏极共接地，第二电流镜的输出端通过电阻R2连接基准电压源Vref。所述第二电流镜的输出端作为线电压生成模块的输出端输出线电压补偿信号Vref’。

参见图11，其显示为图10所示电路中随VD电压变化各电路节点的波形图。其中，第一参考电压vt1基本等于跟随电压VR1、且大于VD变化的最小值，第二参考电压vt2小于基准电压Vref。当VD从最小值逐渐变大期间，在VD＜vt1且Vref’＞vt2的阶段，第一控制信号生成模块所提供的第一控制信号的电压与VD的电压差不足以落入第一运算放大器A2 的线性放大区，所述线电压生成模块中的第一开关器件M2断开；与此同时，由于跨导Gm 负输入端电压大于正输入端电压，即线电压补偿信号Vref’大于第二参考电压vt2，根据跨导特性，所述跨导Gm输出负向电流，并致使第四电流镜也处于断开状态，所述线电压生成模块所输出的线电压补偿信号以第一种线性关系即Vref’＝Vref被输出。当VD继续升高并处于 VD≥vt1且Vref’＞vt2阶段，第一控制信号生成模块所提供的第一控制信号的电压与VD的电压差落入第一运算放大器A2的线性放大区，与此同时，所述跨导Gm仍输出负向电流，致使第四电流镜仍处于断开状态，则所述线电压生成模块中的第一开关器件M2导通，经所述第一运算放大器A2放大的电压差经由第一电流镜和第二电流镜输出，则所述线电压补偿信号以第二种线性关系V_ref'＝(V_ref-V_R2)予以输出。当VD继续升高并处于VD＞vt1且Vref’≤ vt2阶段，第一运算放大器A2仍然放大VD与第一控制信号电压差，与此同时，所述跨导Gm输出正向电流(即第二控制信号)，使得第四电流镜导通并成为第二电流镜的分流器件，如此，第二电流镜输出端的电流下降速度降低，Vref’自小于vt2后随VD电压的升高以第三种线性关系继续下降。在VD从最大值逐渐变小期间，线电压补偿信号按照自第三种线性关系、第二种线性关系至第一种线性关系的顺序逐渐回调线电压补偿信号Vref’，使得在母线供电的一个有效供电周期内，经线性反馈后母线电流形成如图11中的IDrain电流波形。由此可见，在母线IDrain有效供电区域且靠近无效供电区域的瞬时时长，流经负载的电流变化相比于单一线性补偿更平缓，以及在母线IDrain有效供电区域且靠近电压峰值期间，流经负载的电流变化相比于单一线性补偿更平缓。

在上述各线电压补偿电路的示例基础上，所述线电压补偿电路中还可以基于所述信号的电压变化、或者基于所述线电压补偿信号的电压变化而提供其他控制信号生成模块，以便于对线电压补偿信号提供更多分段线性调整，使得线电压补偿信号更贴合母线的波形变化。

在一些实施方式中，所述线电压补偿电路还包括第三控制信号生成模块，电连接所述线电压生成模块和所述第二控制信号生成模块之间，用于接收第三参考电压和所述线电压补偿信号，并当所述线电压补偿信号小于等于所述第三参考电压时，关断所述线电压生成模块流向所述第二控制信号生成模块的电流路径。在此，所述第三控制信号生成模块用于利用所产生的线性关系调整母线电压峰值区域。

在一些具体示例中，所述第三控制信号生成模块包括：第三运算放大器A3和第三开关器件M11。其中，第三运算放大器A3的负向输入端连接所述第三参考电压，其正向输入端连接第二控制信号生成模块；第三开关器件M11电连接所述线电压生成模块及所述第三运算放大器M11的输出端。

例如，请参阅图12，其显示为包含第一控制信号生成模块31、第二控制信号生成模块 32、第三控制信号生成模块33和线电压生成模块34的线电压补偿电路的结构示意图。其中，第二运算放大器A1的正向输入端连接一第一参考电压的产生电路，其负向输入端连接所述第二开关器件(M1)的源极，其输出端连接所述第二开关器件M1的栅极。第二开关器件M1的漏极连接第三电流镜的共栅极，其源极通过第二电阻R1接地。第三电流镜包含共栅极的功率管对(M3和M4)，功率管对(M3和M4)的漏极共同连接一恒压源VDD，第三电流镜输出端连接所述线电压生成模块的输入端。第一运算放大器A2的正向输入端接收所述信号，且负向输入端接收所述第一控制信号，其输出端连接所述第一开关器件M2的栅极。第一开关器件M2的漏极连接所述第一电流镜的输入侧，且源极通过一第一电阻R3接地。第一电流镜包含共栅极功率管对(M5和M6)，所述功率管对(M5和M6)的漏极共接恒压源，第一电流镜的输出端连接第二电流镜的输入端。第二电流镜包含共栅极功率管对(M9和M10)，所述功率管对(M9和M10)的漏极共接地，第二电流镜的输出端通过电阻R2连接基准电压源Vref。第三运算放大器A3的负向输入端连接所述第三参考电压vt3，其正向输入端与跨导Gm一并接收线电压补偿信号Vref’。第三开关器件M11的漏极连接第二电流镜和第四电流镜(M7和M8)的共连端，且栅极连接所述第三运算放大器M11的输出端。所述第二电流镜的输出端作为线电压生成模块的输出端输出线电压补偿信号Vref’。

参见图13，其显示为图12所示电路中随VD电压变化各电路节点的波形图。其中，第一参考电压vt1基本等于跟随电压VR1、且大于VD变化的最小值，第二参考电压vt2小于基准电压Vref。当VD从最小值逐渐变大期间，在VD＜vt1且Vref’＞vt2>vt3的阶段，第一控制信号生成模块所提供的第一控制信号的电压与VD的电压差不足以落入第一运算放大器A2 的线性放大区，所述线电压生成模块中的第一开关器件M2断开；与此同时，由于跨导Gm 负输入端的电压大于正输入端电压，即线电压补偿信号Vref’大于第二参考电压vt2，所述跨导Gm输出负向电流，并导致第四电流镜处于断电状态，以及第三运算放大器A3控制第三开关器件M11处于导通状态，则所述线电压生成模块所输出的线电压补偿信号以第一种线性关系Vref’＝Vref被输出。当VD继续升高并处于VD≥vt1且Vref’＞vt2阶段，第一控制信号生成模块所提供的第一控制信号的电压与VD的电压差落入第一运算放大器A2的线性放大区，所述线电压生成模块中的第一开关器件M2导通，与此同时，所述跨导Gm仍输出负向电流，第四电流镜断开，以及第三运算放大器A3控制第三开关器件M11仍处于导通状态，则所述线电压生成模块经所述第一运算放大器A2放大的电压差经由第一电流镜和第二电流镜输出，则所述线电压补偿信号以第二种线性关系V_ref'＝(V_ref-V_R2)予以输出。当VD继续升高并处于VD＞vt1且Vref’≤vt2，第一运算放大器A2仍然放大VD与第一控制信号电压差，与此同时，所述跨导Gm输出正向电流(即第二控制信号)，使得第四电流镜导通并成为第二电流镜的分流器件，如此，第二电流镜输出端的电流下降速度降低，Vref’自小于 vt2后随VD电压的升高以第三种线性关系继续下降。当Vref’降到小于vt3时，第三开关器件M11断开，使得Vref’被钳位在第四种线性关系即一恒压上。随着VD从最大值逐渐变小期间，线电压补偿信号的电压Vref’按照自第四种线性关系、第三种线性关系、第二种线性关系至第一种线性关系的顺序逐渐回调，使得在母线供电的一个有效供电周期内，经线性反馈后在负载上的电流形成如图13中的IDrain电流波形。由此可见，在在负载上的有效供电区域且靠近无效供电区域的瞬时时长，流经负载的电流变化相比于单一线性补偿更平缓，以及在在负载上的有效供电区域且靠近电压峰值期间，流经负载的电流变化相比于单一线性补偿更平缓。

所述线电压补偿电路中所提及的各参考电压和基准电压可均由基准电压产生电路提供。所述基准电压产生电路可以是所述线电压补偿电路中专用于提供各参考电压和基准电压的恒压源；也可以与线电压补偿电路所在驱动器中的共用恒压源。例如，所述基准电压产生电路为一共用恒压源经多个分压电阻分压而产生各参考电压和基准电压。

本申请还提供一种驱动器。所述驱动器包含上述任一种线电压补偿电路和驱动电路。所述驱动器用在需由所述线电压补偿电路的多段补偿的负载驱动设备上。所述驱动器可被封装在一芯片中、或通过PCB封装在一起。其中，所述驱动电路连接所述线电压补偿电路及负载，用于将接收的线电压补偿信号及所述负载的跟随电压进行耦合以驱动所述负载。

请参阅图14，其显示为驱动器在一实施方式中的结构示意图。所述线电压补偿电路41 的输出端连接驱动电路42中运算放大器Amp的正向输入端，Amp的输出端连接功率器件的栅极，该功率器件的漏极连接负载，并源极经一采样电阻Rcs接地。所述运算放大器Amp的负向输入端连接所述采样电阻以获取所述采样电压。其中，所述运算放大器Amp将线电压补偿信号Vref’与由采样电阻Rcs采集的电压Vcs的压差放大以驱动功率器件。

本申请还提供一种专用于LED负载的LED驱动电路。所述LED驱动电路设置在LED灯的驱动系统之内，可封装在一个芯片或集成在PCB上。所述LED驱动电路包含前述任一种线电压补偿电路和驱动电路。所述驱动电路又被描述为前述驱动器。

为实现对LED负载的驱动，如图15所示，本申请所述的LED驱动系统包括：整流单元51、储能单元52、线电压补偿电路53、驱动单元54。

所述整流单元51用于将外部交流输入的电流进行整流后输出给LED负载。其中，所述外部交流输入的电流可以是市电。所述整流单元51将外部交流输入的电流进行全波整流后以形成如图8、9、11、及13所示的母线电压VBUS波形，并输出给LED负载。其中，所述整流单元51可包括由四个二极管构成的整流桥，以进行全波整流。

所述储能单元52连接于所述LED负载的输入端及输出端，用于对LED负载进行低通滤波。所述储能单元52包括并联于LED负载的电容。

所述线电压补偿电路53连接所述LED负载，用以采集负载所在母线上的信号，并基于所获取的信号对母线电流变化进行线性补偿。所述线电压补偿电路53可通过一分压单元获取所述信号。其中，所述分压单元，如图15中R1和R2所在线路，其连接所述LED负载的输出端及所述线电压补偿电路，用于将所述LED负载反馈电压进行分压处理后输出给所述线电压补偿电路。所述线电压补偿电路53可根据所获取信号电压VD的变化进行多段线性补偿，其结构可如图5、6、7、10和12所示。

所述驱动单元54连接所述线电压补偿电路53及LED负载，用于将接收的线电压补偿信号及采样电压进行耦合以驱动所述LED负载。其中，所述驱动单元包54括如图14所示的运算放大器Amp和功率器件。所述线电压补偿电路53的输出端连接运算放大器Amp的正向输入端，Amp的输出端连接功率器件的栅极，该功率器件的漏极连接负载，并源极经一包含采样电阻Rcs的采样电路接地。所述运算放大器Amp的负向输入端连接所述采样电阻以获取所述采样电压。其中，所述运算放大器Amp将线电压补偿信号Vref’与由采样电阻Rcs采样的电压Vcs的压差放大以驱动功率器件。

请参阅图16，其显示为本申请提供的一种线电压补偿方法的流程图。所述线电压补偿方法主要由如前所述任一种线电压补偿电路执行，或其他可执行所述补偿方法的电路、集成电路等。

在步骤S110中，获取反映母线电压的信号。

在此，所述反映母线电压的信号可直接采集自为负载供电的母线电路。例如，在所述供电线路上连接采样电阻，所述线电压补偿电路通过连接采样电阻的输出端来获取所述信号。在一些实施方式中，所述反映母线电压的信号是经由一分压单元对检测的母线电压分压处理后获取的。其中，所述分压单元可以是连接在母线电路和地之间的电阻串，利用接地的电阻串在为负载供电的供电线路上分出用以反映母线电路的电流及电压变化的电路分支，所述线电压补偿电路从所述电路分支获取反映母线电压的信号。例如，请参阅图4，其显示为所述线电压补偿电路12通过分压单元11与负载电路相连的电路示意图，在所述负载电路上连接有驱动电路13、与所述驱动电路13串联的负载和其他外围电路。其中，所述驱动电路13当母线电压(如VBUS)达到为负载供电的电压时导通母线电路回路以使负载工作，以及当母线电压(如VBUS)无法达到为负载供电的电压时断开母线电路回路以阻止母线电路中其他阻性器件耗电。其中，图4中所述的驱动电路包含功率器件，所述功率器件如功率管等。所述分压单元连接所述功率器件的漏极(DRAIN端)，所述线性补偿电路12自分压单元11的电阻端获取所述信号VD。

在步骤S120中，根据所述信号和预设的一基准电压和至少一个参考电压输出线电压补偿信号，其中，所述线电压补偿信号与所述信号成多段线性关系。

在此，所述基准电压由恒压源直接提供或分压提供。所述恒压源可以为所述线电压补偿电路专用的，也可以与线电压补偿电路所在芯片中其他恒压源共用。

所述参考电压作为对母线电压予以线性补偿的分段节点电压，由恒压源提供稳定电压。根据所述线电压补偿电路的设计需要，所述参考电压可作为基于所述信号电压变化而进行分段补偿的分段节点电压。例如，线电压补偿电路将所述参考电压与所述信号电压进行比较，根据比较结果选择线电压补偿路径以输出线电压补偿信号，使得对应不同的比较结果所述线电压补偿信号与所述信号具有不同的线性关系。所述参考电压也可以作为基于线电压补偿信号电压变化而进行分段补偿的分段节点电压。例如，所述线电压补偿电路将所述参考电压与所述线电压补偿信号电压进行比较，其中，所述线电压补偿信号根据所述信号而线性补偿得到的；根据比较结果选择线电压补偿路径以输出线电压补偿信号，使得对应不同的比较结果所述线电压补偿信号与所述信号具有不同的线性关系。出于成本和用户体验敏感度考虑，所述参考电压可以是一个或两个。例如，参考电压仅包含一个电压值v1，由所述参考电压v1 作为线性补偿的分段节点电压，线电压补偿电路实现自基准电压Vref至v1之间提供第一种线性关系的线电压补偿信号，自电压v1至接地电压之间提供第二种线性关系的线电压补偿信号。又如，参考电压包含电压值v1、v2，其中，v1＞v2，由所述参考电压v1和v2作为线性补偿的分段节点电压，线电压补偿电路实现自基准电压Vref至v1之间提供第一种线性关系的线电压补偿信号，自电压v1至v2之间提供第二种线性关系的线电压补偿信号，以及自电压v2至接地电压之间提供第三种线性关系的线电压补偿信号。为更细化地划分所述线电压补偿信号与所述信号的线性关系，使得多段线性补偿更贴近母线电压变化曲线，所述线电压补偿电路中可由大到小设置更多个参考电压。

需要说明的是，各线性关系应宽泛理解。所述线性关系包括线电压补偿信号的电压与信号电压呈具有非零线性系数的线性关系，或者，线电压补偿信号的电压与信号电压呈线性系数为零的线性关系。

在一种实施方式中，所述步骤S120进一步包括以下步骤。

当检测到所述反映母线电压的信号大于预设的第一参考电压时，通过将实施第一参考电压处理后输出第一控制信号；根据所述反映母线电压的信号，所述第一控制信号以及基准电压输出线电压补偿信号。

为此，线电压补偿电路包括第一控制信号生成模块和线电压生成模块。其中，所述第一控制信号生成模块连接第一参考电压，处理后输出第一控制信号。其中，所述第一参考电压属于前述参考电压中一个。所述线电压生成模块电连接所述第一控制信号生成模块，用于接收并根据所述反映母线电压的信号、所述第一控制信号、以及所述基准电压生成所述线电压补偿信号。

请参阅图5，其显示为所述第一控制信号生成模块在一种实施方式中的电路结构示意图，其中，所述电路所接收的第一参考电压是基于信号电压变化而设置的参考电压。所述第一控制信号生成模块包括：第三电流镜、第二开关器件M1、第二运算放大器A1。其中，第三电流镜包含共栅极的功率管对(M3和M4)，功率管对(M3和M4)的漏极共同连接一恒压源VDD，第三电流镜输出端连接所述线电压生成模块。第二开关器件M1的漏极连接所述第三电流镜的共栅极，其源极通过第二电阻R1接地。第二运算放大器A1的正向输入端连接一第一参考电压的产生电路，其负向输入端连接所述第二开关器件M1的源极，其输出端连接所述第二开关器件M1的栅极。其中，为输出基于第一参考电压而产生的第一控制信号，第二开关器件M1需处于常导通状态，所述第三电流镜利用其输入端所连接的第二电阻R1 将第一参考电压传递至第三电流镜的输出端，第三电流镜的输出端再基于所连接的电阻R1’输出对应于第一参考电压vt1的第一控制信号。其中，受电阻R1和R1’阻值的影响，所述第一控制信号的电压可以与第一参考电压vt1相等或基于第一参考电压vt1分压而得到的。所述第一控制信号输送给线电压生成模块。所述线电压生成模块接收所述反映母线电压的信号 VD并比较所述信号电压与第一控制信号电压，当所述信号电压落入基于第一控制信号电压而设置的放大区间时，产生并输出一种线性补偿信号，当所述信号电压未落入基于第一控制信号电压而设置的放大区间时，产生并输出另一种线性补偿信号。

在另一种实施方式中，所述步骤S120进一步包括以下步骤：

当检测到所述线电压补偿反馈信号小于等于预设的至少一个参考电压时，根据所述反映母线电压的信号，线电压补偿反馈信号输出线电压补偿信号。

请参阅图6，其显示为所述第一控制信号生成模块在另一种实施方式中的电路结构示意图，其中，所述第一控制信号生成模块所接收的第一参考电压是基于线电压补偿信号电压变化而设置的参考电压值。所述第一控制信号生成模块包括：跨导放大器Gm、第四电流镜。所述跨导放大器Gm的正向输入端连接一第一参考电压的产生电路，且负向输入端连接所述线电压生成模块的输出端。所述第四电流镜包含共栅极的功率管对(M7和M8)，功率管对 (M7和M8)的漏极共同接地，第四电流镜的输入端连接所述跨导放大器的输出端，且输出端连接所述线电压生成模块的输入端。其中，所述第一参考电压的产生电路可包含恒压源，甚至还包括与所述恒压源连接的分压电阻。所述跨导放大器Gm将所获取的线电压生成模块所输出的线电压补偿信号Vref’与所述第一参考电压vt2之间的误差进行放大和积分处理得到用于反映线电压补偿信号的平均电压的第一控制信号。其中，所述线电压补偿信号Vref’可以是利用所述线电压生成模块所输出的电流调整电阻R2而得到的电压值。所述电阻R2的一端接入基准电压Vref、且另一端连接所述线电压生成模块输出端。所述第一控制信号经由所述第四电流镜(M7和M8)传递至线电压生成模块的输入端。所述线电压生成模块接收所述反映母线电压的信号并比较所述信号电压与第一控制信号电压，当所述信号电压落入基于第一控制信号电压而设置的放大区间时，产生并输出一种线性补偿信号，当所述信号电压未落入基于第一控制信号电压而设置的放大区间时，产生并输出另一种线性补偿信号。

请参阅图7，其显示为线电压生成模块的电路结构示意图。所述线电压生成模块包括：第一电流镜、第一开关器件M2、第一运算放大器A2和第二电流镜。其中，第一电流镜包含共栅极功率管对(M5和M6)，所述功率管对(M5和M6)的漏极共接恒压源。第一开关器件M2的漏极连接所述第一电流镜的输入侧，且源极通过一第一电阻R3接地。第一运算放大器A2的正向输入端接收所述信号，且负向输入端接收所述第一控制信号，其输出端连接所述第一开关器件M2的栅极。第二电流镜包含共栅极功率管对(M9和M10)，所述功率管对(M9和M10)的漏极共接地，其输入端连接所述第一电流镜的输出端，其输出端输出基于所述第一运算放大器A2输出电压信号而得的线电压补偿信号。在图7中，所述第二电流镜的输出端还通过电阻R2连接基准电压源Vref，所述第一运算放大器A2所输出的电压信号经由第一电流镜、电阻R3和第二电流镜以对应的电流信号形式传递至所述基准电压源、电阻R2和接地线路上，所述第二电流镜的输出端所输出的线电压补偿信号的电压Vref’表示为：V_ref'＝(V_ref-V_R2)其中，V_R2是基于第二电流镜输出的电流变化而反映在电阻R2的压降。

在又一些实施方式中，所述步骤S120进一步包括以下步骤：

当检测到所述反映母线电压的信号大于预设的第一参考电压时，通过将实施第一参考电压处理后输出第一控制信号；根据所述反映母线电压的信号，所述第一控制信号以及基准电压输出线电压补偿信号。

当检测到所述线电压补偿信号小于等于预设的第二参考电压时，根据所述反映母线电压的信号，所述第一控制信号、第二参考电压及基准电压输出线电压补偿信号；其中，所述第二参考电压小于所述第一参考电。

请参阅图8其显示为结合图5和图7所得到的线电压补偿电路随所获取的信号电压变化而对应提供线电压补偿信号的波形图。其中，第一参考电压vt1基本等于跟随电压VR1、且大于VD变化的最小值，第一电流镜输入端所连接的电阻R3与第三电流镜输出端所连接的电阻R1’共用。当VD从最小值逐渐变大期间，在VD＜vt1阶段，第一控制信号生成模块所提供的第一控制信号的电压与VD的电压差不足以落入第一运算放大器A2的线性放大区，则所述线电压生成模块中的第一开关器件M2断开，所述线电压生成模块无电信号输出，则所述线电压补偿信号Vref’＝Vref。在VD≥vt1阶段，第一控制信号生成模块所提供的第一控制信号的电压与VD的电压差落入第一运算放大器A2的线性放大区，则所述线电压生成模块中的第一开关器件M2导通，经所述第一运算放大器A2放大的电压差经由第一电流镜和第二电流镜输出，则所述线电压补偿信号V_ref'＝(V_ref-V_R2)。在VD从最大值逐渐变小期间，VD在回落至vt1前，仍然按照V_ref'＝(V_ref-V_R2)输出线电压补偿信号；当VD回落至小于vt1阶段时，所述线电压生成模块无电信号输出，则所述线电压补偿信号Vref’＝Vref。所述线电压补偿信号Vref’反馈至母线上，形成如图8所示的IDrain电流波形。由此可见，在母线IDrain有效供电区域且靠近无效供电区域的瞬时时长，流经负载的电流变化相比于单一线性补偿更平缓，无图3所示的尖峰A。

请参阅图9，其显示为结合图6和图7所得到的线电压补偿电路随所获取的信号VD电压变化而对应提供线电压补偿信号的波形图。其中，第一参考电压vt2小于基准电压Vref；线电压生成模块的输入端连接第一控制信号生成模块的输出端，如图6所示的功率管M8与 M9共源极。

在VD随母线电压自最小值升高期间，如图7所示的第一运算放大器A2基于所接收的 VD和第一电流镜(M5和M6)输入侧提供的跟随电压处于线性放大区所输出放大后的VD经由第一电流镜和二电流镜作用在电阻R2上，使得Vref’从Vref逐渐以第一种线性关系下降并接近vt2；与此同时，在Vref’大于vt2期间，跨导Gm因负输入端电压大于正输入端电压，使得跨导Gm输出负向电流，由此导致第四电流镜处于断开状态。当Vref’电压降至接近 vt2进而满足vt2≥Vref’时，Gm开始输出正向电流，即输出第一控制信号。所述第一控制信号的电压导通第四电流镜(M7和M8)，使得第四电流镜(M7和M8)分流流向线电压生成模块中第二电流镜(M9和M10)的电流，如此，第二电流镜输出端的电流下降速度降低， Vref’自此随VD电压的升高以第二种线性关系继续下降。在VD随母线电压自最大值下降期间，所述线电压补偿电路所输出的线电压补偿信号先按照第二种线性关系回升，再按照第一种线性关系回升。经反馈后的母线波形如图9中的IDrain波形所示。由此可见，在母线 IDrain有效供电区域且靠近电压峰值期间，流经负载的电流变化相比于单一线性补偿更平缓。

根据上述两种第一控制信号生成模块的分段控制的区间，在一种实施方式中，所述线电压补偿电路包括：第一控制信号生成模块、第二控制信号生成模块和线电压生成模块。其中，所述第一控制信号生成模块和第二控制信号生成模块各自所生成的第一控制信号和第二控制信号用来调整线电压生成模块作用在线电压补偿信号上的不同线性系数。

在一些实施方式中，所述第一控制信号生成模块基于反映母线电压的信号的电压变化而预设的第一参考电压生成第一控制信号。第二控制信号生成模块基于线电压补偿信号的电压变化而生成第二控制信号。所述线电压生成模块随着所述信号的电压变化在第一控制信号和第二控制信号控制下出发相应分压或分流电路以得到分段线性变化的线电压补偿信号。例如，所述线电压生成模块基于第一控制信号分段线电压补偿信号的分压补偿节点，以及基于第二控制信号分段线电压补偿信号的分流节点。

需要说明的是，根据所述第一控制信号生成模块和第二控制信号生成模块中各自所设置的参考电压，所述线电压生成模块可先基于第一控制信号进行线电压补偿信号的线性调整，后基于第二控制信号进行线电压补偿信号的线性调整；也可以先基于第二控制信号进行线电压补偿信号的线性调整，后基于第一控制信号进行线电压补偿信号的线性调整。

在一些具体示例中，请参阅图10，其显示为线电压补偿电路在一实施方式中的电路示意图。所述第一控制信号生成模块21包含：第三电流镜(M3和M4)、第二开关器件M1、第二运算放大器A1。所述第二控制信号生成模块22包括：跨导放大器Gm、第四电流镜(M7 和M8)。线电压生成模块包括：第一运算放大器A2、第一电流镜(M5和M6)和第二电流镜(M9和M10)、第一开关器件M2。其中，第二运算放大器A1的正向输入端连接一第一参考电压的产生电路，其负向输入端连接所述第二开关器件M1的源极，其输出端连接所述第二开关器件M1的栅极。第二开关器件M1的漏极连接第三电流镜的共栅极，其源极通过第二电阻R1接地。第三电流镜包含共栅极的功率管对(M3和M4)，功率管对(M3和M4) 的漏极共同连接一恒压源VDD，第三电流镜输出端连接所述线电压生成模块23的输入端。第一运算放大器A2的正向输入端接收所述信号，且负向输入端接收所述第一控制信号，其输出端连接所述第一开关器件M2的栅极。第一开关器件M2的漏极连接所述第一电流镜的输入侧，且源极通过一第一电阻R3接地。第一电流镜包含共栅极功率管对(M5和M6)，所述功率管对(M5和M6)的漏极共接恒压源，第一电流镜的输出端连接第二电流镜的输入端。第二电流镜包含共栅极功率管对(M9和M10)，所述功率管对(M9和M10)的漏极共接地，第二电流镜的输出端通过电阻R2连接基准电压源Vref。所述第二电流镜的输出端作为线电压生成模块的输出端输出线电压补偿信号Vref’。

参见图11，其显示为图10所示电路中随VD电压变化各电路节点的波形图。其中，第一参考电压vt1基本等于跟随电压VR1、且大于VD变化的最小值，第二参考电压vt2小于基准电压Vref。当VD从最小值逐渐变大期间，在VD＜vt1且Vref’＞vt2的阶段，第一控制信号生成模块所提供的第一控制信号的电压与VD的电压差不足以落入第一运算放大器A2 的线性放大区，第一开关器件M2断开；与此同时，由于跨导Gm负输入端电压大于正输入端电压，即线电压补偿信号Vref’大于第二参考电压vt2，根据跨导特性，所述跨导Gm输出负向电流，并致使第四电流镜也处于断开状态，所输出的线电压补偿信号以第一种线性关系即Vref’＝Vref被输出。当VD继续升高并处于VD≥vt1且Vref’＞vt2阶段，第一控制信号生成模块所提供的第一控制信号的电压与VD的电压差落入第一运算放大器A2的线性放大区，与此同时，所述跨导Gm仍输出负向电流，致使第四电流镜仍处于断开状态，则第一开关器件M2导通，经所述第一运算放大器A2放大的电压差经由第一电流镜和第二电流镜输出，则所述线电压补偿信号以第二种线性关系V_ref'＝(V_ref-V_R2)予以输出。当VD继续升高并处于 VD＞vt1且Vref’≤vt2阶段，第一运算放大器A2仍然放大VD与第一控制信号电压差，与此同时，所述跨导Gm输出正向电流(即第二控制信号)，使得第四电流镜导通并成为第二电流镜的分流器件，如此，第二电流镜输出端的电流下降速度降低，Vref’自小于vt2后随 VD电压的升高以第三种线性关系继续下降。在VD从最大值逐渐变小期间，线电压补偿信号按照自第三种线性关系、第二种线性关系至第一种线性关系的顺序逐渐回调线电压补偿信号Vref’，使得在母线供电的一个有效供电周期内，经线性反馈后母线电流形成如图11中的 IDrain电流波形。由此可见，在母线IDrain有效供电区域且靠近无效供电区域的瞬时时长，流经负载的电流变化相比于单一线性补偿更平缓，以及在母线IDrain有效供电区域且靠近电压峰值期间，流经负载的电流变化相比于单一线性补偿更平缓。

在上述各线电压补偿电路的示例基础上，所述线电压补偿电路中还可以基于所述信号的电压变化、或者基于所述线电压补偿信号的电压变化而提供其他控制信号生成模块，以便于对线电压补偿信号提供更多分段线性调整，使得线电压补偿信号更贴合母线的波形变化。

为此，所述步骤S120还进一步包括以下步骤：

当检测到所述反映母线电压的信号大于预设的第一参考电压时，通过将实施第一参考电压处理后输出第一控制信号；根据所述反映母线电压的信号，第一控制信号和基准电压输出线电压补偿信号。

检测到所述线电压补偿反馈信号小于等于预设的第二参考电压时，根据所述反映母线电压的信号，第一控制信号，第二参考电压，以及基准电压输出线电压补偿信号。

当检测到所述线电压补偿反馈信号小于第三参考电压时，根据所述反映母线电压的信号，第一控制信号和第二参考电压，第三参考电压和基准电压输出线电压补偿信号；其中，所述第二参考电压小于所述第一参考电压，所述第三参考电压小于所述第二参考电压。

在一些实施方式中，所述线电压补偿电路还包括第三控制信号生成模块，电连接所述线电压生成模块和所述第二控制信号生成模块之间，用于接收第三参考电压和所述线电压补偿信号，并当所述线电压补偿信号小于等于所述第三参考电压时，关断所述线电压生成模块流向所述第二控制信号生成模块的电流路径。在此，所述第三控制信号生成模块用于利用所产生的线性关系调整母线电压峰值区域。

在一些具体示例中，所述第三控制信号生成模块包括：第三运算放大器A3和第三开关器件M11。其中，第三运算放大器A3的负向输入端连接所述第三参考电压，其正向输入端连接第二控制信号生成模块；第三开关器件M11电连接所述线电压生成模块及所述第三运算放大器M11的输出端。

例如，请参阅图12，其显示为包含第一控制信号生成模块31、第二控制信号生成模块 32、第三控制信号生成模块33和线电压生成模块34的线电压补偿电路的结构示意图。其中，第二运算放大器A1的正向输入端连接一第一参考电压的产生电路，其负向输入端连接所述第二开关器件(M1)的源极，其输出端连接所述第二开关器件M1的栅极。第二开关器件M1的漏极连接第三电流镜的共栅极，其源极通过第二电阻R1接地。第三电流镜包含共栅极的功率管对(M3和M4)，功率管对(M3和M4)的漏极共同连接一恒压源VDD，第三电流镜输出端连接所述线电压生成模块的输入端。第一运算放大器A2的正向输入端接收所述信号，且负向输入端接收所述第一控制信号，其输出端连接所述第一开关器件M2的栅极。第一开关器件M2的漏极连接所述第一电流镜的输入侧，且源极通过一第一电阻R3接地。第一电流镜包含共栅极功率管对(M5和M6)，所述功率管对(M5和M6)的漏极共接恒压源，第一电流镜的输出端连接第二电流镜的输入端。第二电流镜包含共栅极功率管对(M9和 M10)，所述功率管对(M9和M10)的漏极共接地，第二电流镜的输出端通过电阻R2连接基准电压源Vref。第三运算放大器A3的负向输入端连接所述第三参考电压vt3，其正向输入端与跨导Gm一并接收线电压补偿信号Vref’。第三开关器件M11的漏极连接第二电流镜和第四电流镜(M7和M8)的共连端，且栅极连接所述第三运算放大器M11的输出端。所述第二电流镜的输出端作为线电压生成模块的输出端输出线电压补偿信号Vref’。

参见图13，其显示为图12所示电路中随VD电压变化各电路节点的波形图。其中，第一参考电压vt1基本等于跟随电压VR1、且大于VD变化的最小值，第二参考电压vt2小于基准电压Vref。当VD从最小值逐渐变大期间，在VD＜vt1且Vref’＞vt2>vt3的阶段，第一控制信号生成模块所提供的第一控制信号的电压与VD的电压差不足以落入第一运算放大器A2 的线性放大区，所述线电压生成模块中的第一开关器件M2断开；与此同时，由于跨导Gm 负输入端的电压大于正输入端电压，即线电压补偿信号Vref’大于第二参考电压vt2，所述跨导Gm输出负向电流，并导致第四电流镜处于断电状态，以及第三运算放大器A3控制第三开关器件M11处于导通状态，则所述线电压生成模块所输出的线电压补偿信号以第一种线性关系Vref’＝Vref被输出。当VD继续升高并处于VD≥vt1且Vref’＞vt2阶段，第一控制信号生成模块所提供的第一控制信号的电压与VD的电压差落入第一运算放大器A2的线性放大区，所述线电压生成模块中的第一开关器件M2导通，与此同时，所述跨导Gm仍输出负向电流，第四电流镜断开，以及第三运算放大器A3控制第三开关器件M11仍处于导通状态，则所述线电压生成模块经所述第一运算放大器A2放大的电压差经由第一电流镜和第二电流镜输出，则所述线电压补偿信号以第二种线性关系V_ref'＝(V_ref-V_R2)予以输出。当VD继续升高并处于VD＞vt1且Vref’≤vt2，第一运算放大器A2仍然放大VD与第一控制信号电压差，与此同时，所述跨导Gm输出正向电流(即第二控制信号)，使得第四电流镜导通并成为第二电流镜的分流器件，如此，第二电流镜输出端的电流下降速度降低，Vref’自小于vt2后随VD电压的升高以第三种线性关系继续下降。当Vref’降到小于vt3时，第三开关器件M11断开，使得Vref’被钳位在第四种线性关系即一恒压上。随着VD从最大值逐渐变小期间，线电压补偿信号的电压Vref’按照自第四种线性关系、第三种线性关系、第二种线性关系至第一种线性关系的顺序逐渐回调，使得在母线供电的一个有效供电周期内，经线性反馈后在负载上的电流形成如图13中的IDrain电流波形。由此可见，在在负载上的有效供电区域且靠近无效供电区域的瞬时时长，流经负载的电流变化相比于单一线性补偿更平缓，以及在在负载上的有效供电区域且靠近电压峰值期间，流经负载的电流变化相比于单一线性补偿更平缓。

所述线电压补偿电路中所提及的各参考电压和基准电压可均由基准电压产生电路提供。所述基准电压产生电路可以是所述线电压补偿电路中专用于提供各参考电压和基准电压的恒压源；也可以与线电压补偿电路所在驱动器中的共用恒压源。例如，所述基准电压产生电路为一共用恒压源经多个分压电阻分压而产生各参考电压和基准电压。

请参阅图17，其显示为本申请提供LED驱动方法的流程示意图，如图所示，所述LED驱动方法可由本申请提供的LED驱动系统来执行，或其他能够执行所述LED驱动方法的电路或集成电路等。

在步骤S210中，实时采集LED负载一端的电压。

在此，利用所述步骤S210采集电压的方式可与前述实施例中的步骤S110采集电压的方式相同或相似，即所述反映母线电压的信号可直接采集自为LED负载供电的母线电路。例如，在所述供电线路上连接采样电阻，所述线电压补偿电路通过连接采样电阻的输出端来获取所述信号。在一些实施方式中，所述反映母线电压的信号是经由一分压单元对检测的母线电压分压处理后获取的。其中，所述分压单元可以是连接在母线电路和地之间的电阻串，利用接地的电阻串在为LED负载供电的供电线路上分出用以反映母线电路的电流及电压变化的电路分支，所述线电压补偿电路从所述电路分支获取反映母线电压的信号。例如，请参阅图4，其显示为所述线电压补偿电路12通过分压单元11与母线电路相连的电路示意图，在所述母线电路上连接有驱动电路13、与所述驱动电路13串联的LED负载和其他外围电路。其中，所述驱动电路13当母线电压(如VBUS)达到为LED负载供电的电压时导通母线电路回路以使LED负载工作，以及当母线电压(如VBUS)无法达到为LED负载供电的电压时断开负载电路回路以阻止负载电路中其他阻性器件耗电。其中，图4中所述的驱动电路包含功率器件，所述功率器件如功率管等。所述分压单元连接所述功率器件的漏极(DRAIN 端)获得电信号，所述线性补偿电路12自分压单元11的电阻端获取所述信号VD。

在步骤S220中，依据预设的至少一个参考电压，根据所述电压和至少一个参考电压输出线电压补偿信号，所述线电压补偿信号和所述电压成多段线性关系。

在此，所述基准电压由恒压源直接提供或分压提供。所述恒压源可以为所述线电压补偿电路专用的，也可以与线电压补偿电路所在芯片中其他恒压源共用。

所述参考电压作为对母线电压予以线性补偿的分段节点电压，由恒压源提供稳定电压。根据所述线电压补偿电路的设计需要，所述参考电压可作为基于所述信号电压变化而进行分段补偿的分段节点电压。例如，所述线电压补偿电路将所述参考电压与所述信号电压进行比较，根据比较结果选择线电压补偿路径以输出线电压补偿信号，使得对应不同的比较结果所述线电压补偿信号与所述信号具有不同的线性关系。所述参考电压也可以作为基于线电压补偿信号电压变化而进行分段补偿的分段节点电压。例如，所述线电压补偿电路将所述参考电压与所述线电压补偿信号电压进行比较，其中，所述线电压补偿信号根据所述信号而线性补偿得到的；根据比较结果选择线电压补偿路径以输出线电压补偿信号，使得对应不同的比较结果所述线电压补偿信号与所述信号具有不同的线性关系。出于成本和用户体验敏感度考虑，所述参考电压可以是一个或两个。例如，参考电压仅包含一个电压值v1，由所述参考电压v1作为线性补偿的分段节点电压，所述线电压补偿电路实现自基准电压Vref至v1之间提供第一种线性关系的线电压补偿信号，自电压v1至接地电压之间提供第二种线性关系的线电压补偿信号。又如，参考电压包含电压值v1、v2，其中，v1＞v2，由所述参考电压v1和 v2作为线性补偿的分段节点电压，所述线电压补偿电路实现自基准电压Vref至v1之间提供第一种线性关系的线电压补偿信号，自电压v1至v2之间提供第二种线性关系的线电压补偿信号，以及自电压v2至接地电压之间提供第三种线性关系的线电压补偿信号。其中，所述线电压补偿电路可如图5、6、7、10和12所示，在此不再详述。为更细化地划分所述线电压补偿信号与所述信号的线性关系，使得多段线性补偿更贴近母线电压变化曲线，所述线电压补偿电路中可由大到小设置更多个参考电压。

需要说明的是，各线性关系应宽泛理解。所述线性关系包括线电压补偿信号的电压与信号电压呈具有非零线性系数的线性关系，或者，线电压补偿信号的电压与信号电压呈线性系数为零的线性关系。

在此，利用所述步骤S220输出线电压补偿信号的方式可与前述实施例中的步骤S120输出线电压补偿信号相同或相似，在此不予赘述。

在步骤S230中，将接收的线电压补偿信号及采样电压进行耦合以驱动所述LED负载。在此，本步骤可由所述LED驱动系统中与线电压补偿电路的输出端相连的驱动电路来执行。请参阅图14，其显示为驱动器在一实施方式中的结构示意图。所述线电压补偿电路41的输出端连接驱动电路42中运算放大器Amp的正向输入端，Amp的输出端连接功率器件的栅极，该功率器件的漏极连接负载，并源极经一采样电阻Rcs接地。所述运算放大器Amp的负向输入端连接所述采样电阻以获取所述采样电压。其中，所述运算放大器Amp将线电压补偿信号Vref’与由采样电阻Rcs采集的电压Vcs的压差放大以驱动功率器件。

综上所述，本申请的线电压补偿电路、LED驱动系统及驱动方法依据预设的至少一个阈值调整LED负载反馈电压和内置的基准电压的线性关系以输出分段式的线电压补偿信号，相较于单一斜率的线电压补偿技术，本申请提供的技术方案可获得较好的输入功率线性调整率和LED负载的电流线性调整率，且本申请提供的技术方案采用开放式实现方式使得外围电路更为简单。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，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申请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，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (20)

1.一种线电压补偿电路，其特征在于：接收反映母线电压的信号，并根据所述信号和预设的一基准电压和至少一个参考电压输出线电压补偿信号，其中，所述线电压补偿信号与所述信号成多段线性关系。

2.根据权利要求1所述的线电压补偿电路，其特征在于，所述反映所述母线电压的信号是经由一分压单元对检测的母线电压分压处理后获取的。

3.根据权利要求1所述的线电压补偿电路，其特征在于，包括：

第一控制信号生成模块，连接第一参考电压，处理后输出第一控制信号；

线电压生成模块，电连接所述第一控制信号生成模块，用于接收并根据所述反映母线电压的信号、所述第一控制信号、以及所述基准电压生成所述线电压补偿信号。

4.根据权利要求3所述的线电压补偿电路，其特征在于，所述线电压生成模块包括：

第一电流镜，包括连接一恒压源；

第一开关器件，其漏极连接所述第一电流镜，其源极通过一第一电阻接地；

第一运算放大器，其正向输入端接收所述信号，负向输入端接收所述第一控制信号，其输出端连接所述第一开关器件的栅极；

第二电流镜，其输入端连接所述第一电流镜的输出端，其输出端用于将生成的线电压补偿信号输出。

5.根据权利要求3或4所述的线电压补偿电路，其特征在于：所述第一控制信号生成模块包括：

第三电流镜，连接一恒压源，其输出端连接所述线电压生成模块；

第二开关器件，其漏极连接所述第三电流镜的共栅极，其源极通过第二电阻接地；

第二运算放大器，其正向输入端连接一第一参考电压的产生电路，其负向输入端连接所述第二开关器件的源极，其输出端连接所述第二开关器件的栅极。

6.根据权利要求3所述的线电压补偿电路，其特征在于：所述第一控制信号生成模块包括：

跨导放大器，其正向输入端连接一第一参考电压的产生电路，其负向输入端连接所述线电压生成模块；

第四电流镜，其输入端连接所述跨导放大器的输出端，其输出端连接所述线电压生成模块。

7.根据权利要求3所述的线电压补偿电路，其特征在于，还包括第二控制信号生成模块，电连接所述线电压生成模块，用于接收第二参考电压和所述线电压补偿信号，并当所述线电压补偿信号小于等于所述第二参考电压时，对流经所述线电压生成模块的电流进行分流。

8.根据权利要求7所述的线电压补偿电路，其特征在于，所述第二控制信号生成模块包括：

跨导放大器，其正向输入端连接所述第二参考电压，其负向输入端连接所述线电压生成模块；

第四电流镜，其输入端连接所述跨导放大器的输出端，其输出端连接所述线电压生成模块。

9.根据权利要求7所述的线电压补偿电路，其特征在于，还包括第三控制信号生成模块，电连接所述线电压生成模块和所述第二控制信号生成模块之间，用于接收第三参考电压和所述线电压补偿信号，并当所述线电压补偿信号小于等于所述第三参考电压时，关断所述线电压生成模块流向所述第二控制信号生成模块的电流路径。

10.根据权利要求9所述的线电压补偿电路，其特征在于，所述第三控制信号生成模块包括：

第三运算放大器，其负向输入端连接所述第三参考电压，其正向输入端连接第二控制信号生成模块；

第三开关器件，电连接所述线电压生成模块及所述第三运算放大器的输出端。

11.根据权利要求1所述的线电压补偿电路，其特征在于，还包括用于生成所述基准电压和所述多个参考电压的基准电压产生电路。

12.根据权利要求1所述的线电压补偿电路，其特征在于，通过一电阻电连接所述基准电压。

13.一种驱动器，其特征在于，包括：

如权利要求1-12任一项所述的线电压补偿电路；

驱动电路，连接所述线电压补偿电路及负载，用于将接收的线电压补偿信号及所述负载的跟随电压进行耦合以驱动所述负载。

14.根据权利要求13所述的驱动器，其特征在于，所述驱动电路包括：

功率器件，其漏极连接所述负载，其源极通过一采样电阻接地；

运算放大器，其正向输入端连接所述线电压补偿电路，其负向输入端连接所述采样电阻以获取所述负载跟随电压，其输出端连接所述功率器件的栅极以驱动所述负载。

15.一种LED驱动电路，其特征在于，包括：

如权利要求1-12任一项所述的线电压补偿电路，连接所述LED负载；

驱动电路，连接所述线电压补偿电路及LED负载，用于将接收的线电压补偿信号及所述LED负载的跟随电压进行耦合以驱动所述LED负载。

16.一种LED驱动系统，其特征在于，包括：

整流单元，用于将外部交流输入的电流进行整流后输出给LED负载；

储能单元，连接于所述LED负载的输入端及输出端；以及

如权利要求1-12任一项所述的线电压补偿电路，连接所述LED负载；

驱动单元，连接所述线电压补偿电路及LED负载，用于将接收的线电压补偿信号及所述LED负载的跟随电压进行耦合以驱动所述LED负载。

17.根据权利要求16所述的LED驱动系统，其特征在于，所述整流单元用于将外部交流输入的电流进行全波整流后输出给LED负载。

18.根据权利要求16所述的LED驱动系统，其特征在于，还包括一分压单元，连接所述LED负载的输出端及所述线电压补偿电路，用于将所述LED负载的反馈电压进行分压处理后输出给所述线电压补偿电路。

19.根据权利要求16所述的LED驱动系统，其特征在于，还包括一采样单元，连接于所述驱动单元及地之间。

20.根据权利要求16所述的LED驱动系统，其特征在于，所述驱动单元包括：

功率器件，其漏极连接所述LED负载，其源极通过一采样电阻接地；

运算放大器，其正向输入端连接所述线电压补偿电路，其负向输入端连接所述采样电阻以获取所述LED负载跟随电压，其输出端连接所述功率器件的栅极以驱动所述LED负载。