TW201524261A - 電容降壓式發光二極體驅動器及其電容降壓式發光二極體驅動方法 - Google Patents

電容降壓式發光二極體驅動器及其電容降壓式發光二極體驅動方法 Download PDF

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Abstract

本發明係關於一種電容降壓式LED驅動器及其電容降壓式LED驅動方法。電容降壓式LED驅動器包括一控制電路和一開關電路，其中，所述控制電路根據所述輸出電流以及所述電容降壓式LED驅動器的輸出電壓控制所述開關電路的開關狀態，從而控制從所述輸入側傳遞向所述輸出側的能量數值；在第一工作狀態時，所述開關電路控制所述輸入側不向所述輸出側傳遞能量；在第二工作狀態時，所述開關電路控制所述輸入側向所述輸出側傳遞能量，以維持所述輸出電流與所述期望驅動電流一致。

Description

電容降壓式發光二極體驅動器及其電容降壓式發光二極體驅動方法
本發明係關於電子技術領域，尤其係關於一種採用電容降壓模式的電容降壓式LED驅動器及其電容降壓LED驅動方法。
隨著LED燈的廣泛應用，LED驅動技術也日漸成熟。現有技術中，存在很多種LED驅動方式，例如PWM恆流驅動方式以及電容降壓LED驅動電路。PWM恆流驅動方式能夠很好的實現對輸出電流的恆流控制，因此，市場上存在大量的恆流控制晶片。但是，採用這種驅動方式，其成本非常高，控制方式非常複雜，電路設計也非常困難。電容降壓LED驅動電路控制簡單，成本低廉，因此廣泛應用於低功率LED照明驅動電路。
參考圖1，所示為採用現有技術的一種電容降壓LED驅動電路的原理方塊圖。利用容抗限流的原理，交流電源Vac經過輸入電容Cin進行降壓，然後輸入至整流電路11。輸出電容Cout對整流電路11輸出的直流電壓進行濾 波，濾波後的直流電壓作為輸出電壓輸入至負載LED燈。電阻R1與輸入電容Cin並聯，當關閉交流電源時，為輸入電容Cin提供電荷泄放回路。
採用圖1所示的現有技術的電容降壓LED驅動電路，輸出電流即LED驅動電流會隨著輸入電容Cin，交流電源Vac有很大的變化，造成LED燈的亮度穩定性很差；另一方面，由於LED驅動電流與輸入電容Cin的數值相關，因此，隨著輸入電容Cin的容值的減小，LED驅動電流也會隨之減小，造成LED燈的亮度減弱。同時，現有的電容降壓LED驅動電路的設計方案，當負載增大時將導致輸出電壓的顯著降低，影響了負載LED燈工作的穩定性。當交流電源發生過壓時，可能會導致輸出電容Cout的爆炸。另外，由於沒有突波限制，輸出短路保護以及輸出開路保護等保護方案，現有的電容降壓LED驅動電路存在諸多安全隱憂。
有鑑於此，本發明的目的在於提供一種新型的電容降壓式LED驅動器以及電容降壓驅動方法，以解決現有技術中電容降壓式LED驅動器穩定性差，壽命低，效率低等問題。
依據本發明一實施例的一種電容降壓式LED驅動器，用以在輸入側接收一交流電源，以在輸出側產生輸出電壓和輸出電流來驅動一LED燈負載，包括輸入電容， 整流電路，控制電路和開關電路，其中，所述輸入電容的一端連接至所述交流電源的一端，另一端連接至所述整流電路的一輸入端，所述整流電路的另一輸入端連接至所述交流電源的另一端；所述輸出電容與所述LED燈負載並聯；所述開關電路連接在所述整流電路的輸出端和所述輸出電容之間；所述控制電路根據所述輸出電流以控制所述開關電路的開關狀態，從而控制從所述輸入側傳遞向所述輸出側的能量數值；在第一工作狀態時，所述輸出電流大於一期望驅動電流，所述開關電路控制所述輸入側不向所述輸出側傳遞能量；在第二工作狀態時，所述輸出電流小於所述期望驅動電流，所述開關電路控制所述輸入側向所述輸出側傳遞能量，以維持所述輸出電流與所述期望驅動電流一致。
較佳的，所述開關電路包括連接在所述整流電路的兩個輸出端之間的第一開關；在第一工作狀態時，所述第一開關導通；在第二工作狀態時，所述第一開關關閉。
較佳的，所述開關電路還包括串聯連接在所述第一開關和所述輸出電容之間的第二開關，在第二工作狀態時，當所述整流電路的整流輸出電壓大於所述輸出電壓時，所述第二開關導通。
較佳的，所述第二開關包括一二極體或者一可控開 關。
較佳的，所述控制電路包括一過零信號發生電路和一關閉信號發生電路；所述過零信號發生電路根據接收到的所述電容降壓式LED驅動器的整流電路的輸入電壓產生一過零信號；當所述輸入電壓過零時，所述開關電路根據所述過零信號，禁止所述輸入側向所述輸出側的能量傳遞；所述關閉信號發生電路根據當前所述輸出電流和所述期望驅動電流之間的誤差，以在一時間區間後產生一關閉信號，以允許所述輸入側向所述輸出側的能量傳遞。
依據本發明一實施例的一種電容降壓式LED驅動方法，用以調節電容降壓式LED驅動器以產生一輸出電壓和一輸出電流來驅動一LED燈負載，包括以下步驟，步驟1：比較所述輸出電流和一期望驅動電流；步驟2：當所述輸出電流大於所述期望驅動電流時，禁止所述電容降壓式LED驅動器的輸入側向輸出側傳遞能量；步驟3：當所述輸出電流小於所述期望驅動電流時，允許所述輸入側向所述輸出側傳遞能量，以維持所述輸出電流與所述期望驅動電流一致。
較佳的，其中，所述步驟3中所述輸入側向所述輸出側傳遞能量的步驟還包括：比較所述電容降壓式LED驅動器的整流輸出電壓和所述輸出電壓； 當所述整流輸出電壓小於所述輸出電壓時，所述輸入側不向所述輸出側傳遞能量；當所述整流輸出電壓大於所述輸出電壓時，所述輸入側向所述輸出側傳遞能量，以維持所述輸出電流與所述期望驅動電流一致。較佳的，其中，所述步驟2中禁止所述輸入側向所述輸出側傳遞能量的步驟還包括：監測所述電容降壓式LED驅動器的整流電路的輸入電壓；當所述輸入電壓過零時，開始禁止所述輸入側向所述輸出側的能量傳遞；在一時間區間後，開始允許所述輸入側向所述輸出側的能量傳遞；所述時間區間表示當前所述輸出電流和所述期望驅動電流之間的誤差。
依據本發明實施例的電容降壓式LED驅動器以及電容降壓LED驅動方法，能夠根據負載如LED燈的當前狀態，控制所述電容降壓式LED驅動器的輸入端至輸出端的能量傳遞。例如，當LED燈的驅動電流大於一期望驅動電流時，控制所述電容降壓式LED驅動器不再從輸入端向輸出端傳遞能量；當LED燈的驅動電流小於一基準電流值時，控制所述電容降壓式LED驅動器從輸入端向輸出端傳遞能量。通過上述回饋控制，能夠實現對LED驅動電流的調節，能夠即時控制輸出端的輸出電信號，在滿足負載需求的同時，實現了對輸出電信號的精確控制。 這種回饋控制方式降低了電路的功耗，提高了工作效率。同時，交流電源和輸入電容的變化不會影響LED驅動電流，增強了電路的工作穩定性，提高了電路的使用壽命。另外，通過LED開路保護以及LED短路保護進一步的增強了電路的工作穩定性，也實現了輸入電壓(交流電源)的過壓保護。
11‧‧‧整流電路
200‧‧‧電容降壓式LED驅動器
201‧‧‧開關電路
202‧‧‧控制電路
302‧‧‧控制電路
401‧‧‧過零信號發生電路
404‧‧‧RS觸發器
405‧‧‧斜坡信號發生電路
406‧‧‧補償信號發生電路
408‧‧‧比較器
501‧‧‧過零檢測電路
502‧‧‧單脈衝信號發生電路
503‧‧‧LED短路保護電路
505‧‧‧LED開路保護電路
圖1所示為採用現有技術的一種電容降壓LED驅動電路的原理框圖；圖2所示為依據本發明第一實施例的電容降壓式LED驅動器的原理框圖；圖3A所示為依據本發明第二實施例的電容降壓式LED驅動器的原理框圖；圖3B所示為圖3A所示的電容降壓式LED驅動器的工作波形圖；圖4A所示為依據本發明第三實施例的電容降壓式LED驅動器的原理框圖；圖4B所示為圖4A所示的電容降壓式LED驅動器的工作波形圖；圖5所示為依據本發明第四實施例的電容降壓式LED驅動器的原理框圖；圖6所示為依據本發明實施例的電容降壓式LED驅動方法的流程圖。
以下結合附圖對本發明的幾個較佳實施例進行詳細描述，但本發明並不僅僅限於這些實施例。本發明涵蓋任何在本發明的精髓和範圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。為了使公眾對本發明有徹底的瞭解，在以下本發明較佳實施例中詳細說明了具體的細節，而對本領域技術人員來說沒有這些細節的描述也可以完全理解本發明。
參考圖2，所示為依據本發明第一實施例的電容降壓式LED驅動器的原理框圖。在該實施例中，電容降壓式LED驅動器200用以驅動負載LED燈。在圖1所示的採用現有技術的電容降壓式LED驅動器的基礎上，電容降壓式LED驅動器200進一步包括一開關電路201和控制電路202，以控制電容降壓式LED驅動器200的輸入側向輸出側的能量傳遞。
其中，輸入電容Cin的一端連接至交流電源AC的一端，另一端連接至整流電路的11一輸入端，整流電路11的另一輸入端連接至交流電源AC的另一端；輸出電容Cout與LED燈負載並聯；開關電路201連接在整流電路11的輸出端和輸出電容Cout之間。
控制電路202接收輸出電流ILED和期望驅動電流IREF，以產生相應的控制信號Vctrl來控制開關電路201的開關狀態。
當電容降壓式LED驅動器200的輸出端的輸出電流 ILED大於期望驅動電流IREF時，控制電路202通過對開關電路201的控制，使得電容降壓式LED驅動器20不再從輸入端向輸出端傳遞能量；反之，當電容降壓式LED驅動器200的輸出電流ILED小於期望驅動電流IREF時，控制電路202通過對開關電路201的控制，使得電容降壓式LED驅動器200從輸入端向輸出端傳遞能量。通過這種回饋控制，可以實現對輸出電流ILED的即時精確調節，維持輸出電流ILED與期望驅動電流IREF一致。同時，這種回饋控制方式降低了電路的功耗，提高了工作效率。同時，交流電源Vac和輸入電容Cin的變化不會影響輸出電流ILED，增強了系統的工作穩定性，提高了系統的使用壽命。
具體的，開關電路201包括連接在整流電路11兩個輸出端之間的第一開關S1。
當輸出電流ILED大於期望驅動電流IREF時，控制電路202據以產生相應的控制信號Vctrl，以控制第一開關S1閉合。此時，輸入側的能量無法向輸出側進行傳遞，而是在輸入電源Vac、輸入電容Cin和整流電路11組成的環路中迴圈，從而降低電容降壓式LED驅動器的輸出電流ILED。
而當輸出電流ILED小於期望驅動電流IREF時，控制電路202據以產生相應的控制信號，以控制第一開關S1斷開，允許輸入側的能量向輸出側進行傳遞，以增加輸出電流ILED，使之與期望驅動電流IREF一致。
進一步的，開關電路201還可以包括串聯連接在整流電路11的正輸出端和輸出電容Cout的正輸出端之間的第二開關S2。
當整流電路11的正輸出端的電壓大於所述電容降壓式LED驅動器的輸出電壓Vout時，第二開關S2導通。此時，如果輸出電流ILED小於期望驅動電流IREF，則輸入側的能量開始向輸出側傳遞，即位於輸入側的交流電源Vac通過整流電路11向位於輸出側的輸出電容Cout傳遞能量，以增加電容降壓式LED驅動器的輸出電流ILED。
這裡，第二開關S2可以選擇合適開關類型，例如可以為二極體或者可控開關等。
另外，在系統工作過程中，尤其是開關電路201在導通瞬間，可能會產生很大的突波電流，如果不對其進行限制，可能會損壞系統中的元件，造成系統無法正常工作。因此，需要一定的突波限制電路來避免上述情況的發生。在該實施例中，在交流電源Vac和輸入電容Cin之間串聯一突波限制電路來限制開關電路201開通時的突波電流。突波限制電路可以包括一電感L1。當然，突波限制電路也可以位於系統的其他位置，例如，整流電路11的輸出端和開關電路之間的公共連線上。
這裡，控制電路202和電容降壓式LED驅動器200的主電路較佳為共電位。
可見，依據本發明實施例的電容降壓式LED驅動器，與現有技術相比，輸出電信號(輸出電流或者輸出電 壓)是可控的。根據當前輸出電信號資訊，通過回饋控制，對輸出電信號進行調節，維持輸出電信號恆恆定，降低了電路的功耗，提高了工作效率。同時，交流電源和輸入電容的變化不會影響LED驅動電流，增強了電路的工作穩定性，提高了電路的使用壽命。
參考圖3A，所示為依據本發明第二實施例的電容降壓式LED驅動器的原理框圖。
在該實施例中，電容降壓式LED驅動器300的第二開關S2為一單向開關，以保證僅在輸入電壓Vin大於輸出電壓Vout時，第二開關S2可以導通，以允許從輸入側向輸出側傳遞能量。而當輸入電壓Vin小於輸出電壓Vout時，第二開關S2維持斷開狀態，防止輸出側向輸入側的能量倒流。這裡，第二開關S2包括一二極體D1。
另一方面，第一開關S1的頻繁關閉和導通，會產生很大的導通損耗，以及很大的電磁干擾(EMI)，因此如果能夠實現第一開關S1的零電壓開通，導通損耗將會大大降低。在該實施例中，控制電路302即時監測整流電路11的輸入電壓Vin。當輸入電壓Vin過零時，控制第一開關S1導通，從而使第一開關S1和輸入電壓Vin的相位同步，來減小第一開關S1的導通損耗和EMI干擾。
第一開關S1的關閉控制通過一表示當前輸出電流ILED和期望驅動電流IREF之間的誤差的時間區間來控制。所述時間區間通過一斜坡信號VCOMP和一表示輸出電流ILED和期望驅動電流IREF之間的誤差的補償信號VCOMP來 獲得。
結合圖3B所示的圖3A所示的電容降壓式LED驅動器300的工作波形圖，其工作原理為：
在第一開關S1關閉時，整流電路11的輸入電壓Vin與交流電源Vac成比例關係，兩者的波形相同。因此，在時刻t0，當交流電源Vac過零時，整流電路11的輸入電壓Vin過零，此時控制電路302產生的驅動信號VG變為高電平，以驅動第一開關S1開通。同時，斜坡信號VRAMP由零值開始持續上升，輸入電壓Vin保持為零值。在時刻t1，斜坡信號VRAMP上升至補償信號VCOMP，驅動信號VG變為低電平，以斷開第一開關S1，輸入電壓Vin再次跟隨交流電源Vac。周而復始，第一開關S1根據當前LED驅動電流和期望驅動電流之間的誤差資訊被週期性的開通或者關閉，以控制LED驅動電流ILED維持恆定。
另外，在該實施例中，突波限制電路(包括電感L1’)串聯連接在整流電路11的正輸出端和第一開關S1的第一端之間。
參考圖4A，所示為依據本發明第三實施例的電容降壓式LED驅動器的原理框圖。在該實施例中，將詳細說明電容降壓式LED驅動器的控制電路的原理方塊圖以及其工作原理。
控制電路包括過零信號發生電路401，關閉信號發生電路402和邏輯電路。其中，邏輯電路包括RS觸發器404。過零信號發生電路401的輸入端接收輸入電壓Vin， 當輸入電壓Vin過零時，產生過零信號SZERO。當輸入電壓Vin過零時，過零信號SZERO置位元RS觸發器404，Q端輸出的控制信號VG通過相應的驅動電路將第一開關S1導通，禁止輸入側向輸出側傳遞能量。
關閉信號發生電路402用以產生一時間區間，以在第一開關S1導通後的所述時間區間後關閉第一開關S1，以允許輸入側向輸出側傳遞能量。所述時間區間表示當前輸出電流ILED和期望驅動電流IREF之間的誤差。
在該實施例中，檢測電阻RSENSE與LED燈負載串聯連接，以在檢測電阻RSENSE兩端產生表示輸出電流ILED的檢測電壓信號VSENSE。基準電壓VREF1表示期望驅動電流IREF。
關閉信號發生電路402包括補償信號發生電路406和斜坡信號發生電路405。
補償信號發生電路406根據檢測電壓信號VSENSE和基準電壓VREF1，產生表示當前LED驅動電流和期望驅動電流之間的誤差的補償信號VCOMP。具體的，補償信號發生電路406包括一誤差放大器EA1和一連接至誤差放大器EA1的輸出端的補償電容CCOMP。誤差放大器EA1的兩個輸入端分別接收檢測電壓信號VSENSE和基準電壓VREF1，輸出端的輸出信號通過補償電容CCOMP進行補償後，產生補償信號VCOMP。
斜坡信號發生電路405用以在第一開關S1導通後，產生一持續上升的斜坡信號VRAMP。具體的，斜坡信號發 生電路405包括串聯連接的電流源I0和電容CCHG，以及與電容CCHG並聯的開關Q0。開關Q0的開關狀態由控制信號VG的非信號進行控制。當第一開關S1開始導通時，電流源I0對電容CCHG進行充電，電流源I0和電容CCHG的公共連接點A處的斜坡信號VRAMP的數值持續上升。比較器408將接收到的斜坡信號VRAMP和補償信號VCOMP進行比較。當斜坡信號VRAMP上升至補償信號VCOMP時，比較器408的輸出信號SOFF重定RS觸發器404，從而將第一開關S1關閉。
參考圖4B，所示為圖4A所示的電容降壓式LED驅動器的工作波形圖。以下將結合工作波形圖來詳細說明電容降壓式LED驅動器400的工作原理。
在第一開關S1處於關閉狀態時，如時刻t0至時刻t1，輸入電壓Vin大於輸出電壓Vout，二極體D1處於正嚮導通狀態，輸入電容Cin和輸出電容Cout串聯連接在交流電源Vac的兩端。因此，輸入電容電壓Vcin的波形形狀與交流電源Vac的形狀相同，輸入電容電壓Vcin的數值與交流電源Vac的數值成比例關係，輸入電壓Vin的數值持續上升。當到達時刻t1時，輸入電容電壓Vcin的數值與交流電源Vac的數值到達峰值。從時刻t1至時刻t2，交流電源Vac開始下降，輸入電容電壓Vcin維持不變。當在時刻t2，交流電源Vac的數值下降至輸入電容電壓Vcin的數值時，輸入電壓Vin快速下降至零值。此時，控制信號VG變為高電位，第一開關S1開始導通；並且斜坡信號 VRAMP開始由零值持續上升。當到達時刻t3時，斜坡信號VRAMP上升至補償信號VCOMP，控制信號VG變為低電平，第一開關S1被關閉。在時刻t2至時刻t3時間區間內，第一開關S1導通，輸入電容電壓Vcin跟隨交流電源Vac，因此，輸入電壓Vin數值保持為零值。在時刻t3至時刻t4的時間區間內，輸入電壓Vin小於輸出電壓Vout，二極體D1處於截止狀態，因此輸入電容電壓Vcin維持不變。至時刻t4時，輸入電壓Vin大於輸出電壓Vout，二極體D1開始導通，輸入電容電壓Vcin再次與交流電源Vac的數值成比例關係，直至時刻t5。相同的原理，在交流電源Vac的負半週期內，在時刻t6，輸入電壓Vin變為零值，再次導通第一開關S1，直至時刻t7。周而復始，根據當前LED驅動電流和期望LED驅動電流之間的誤差調節第一開關S1的導通時間，從而維持LED驅動電流始終保持與期望LED驅動電流一致。
以上僅僅結合具體實施例詳細說明了斜坡信號發生電路、補償信號發生電路，以及表示LED驅動電流的檢測電壓信號的一種實現方式。本領域技術人員可以得知，其他合適的實現方式同樣可以適用於本發明。
參考圖5，所示為依據本發明第四實施例的電容降壓式LED驅動器的原理框圖。在圖4所示的實施例的基礎上，圖5所示的電容降壓式LED驅動器500進一步包括LED短路保護電路503和LED開路保護電路505。
LED短路保護電路503接收輸出電壓Vout和第一電壓 閾值Vth1，並產生短路保護信號SSHORT。LED開路保護電路505接收輸出電壓Vout和第二電壓閾值Vth2，並產生開路保護信號SOPEN。
LED開路保護電路505接收輸出電壓Vout和第二電壓閾值Vth2，並產生開路保護信號SOPEN。或閘504的三個輸入端分別接收過零信號發生電路輸出的過零信號SZERO、短路保護信號SSHORT和開路保護信號SOPEN。當輸入電壓Vin過零，或者負載LED燈短路時，或者負載LED燈開路時，或閘504的輸出信號傳遞至RS觸發器404的置位端S，從而控制第一開關S1導通。而當輸出電壓Vout小於第一電壓閾值Vth1時，負載LED燈發生短路，第一開關S1會導通，禁止輸入電源給輸出輸送能量。當輸出電壓Vout大於第二電壓閾值Vth2時，負載LED燈發生開路，第一開關S1也會導通，禁止輸入電源給輸出輸送能量。
當然，對負載LED燈的短路保護也可以通過其他方式來實現。例如。當發生短路時，根據短路保護信號SSHORT，不使能控制電路。
另外，對於開路保護，也可以利用開路保護信號SOPEN對第一開關的關閉進行控制。例如，當斜坡信號VRAMP大於補償信號VCOMP，並且，負載LED燈沒有發生開路時，及閘506的輸出信號傳遞至RS觸發器404的復位端R，從而控制第一開關S1關閉。當輸出電壓Vout大於第二電壓閾值Vth2時，負載LED燈發生開路，即使斜 坡信號VRAMP大於補償信號VCOMP，第一開關S1也不會被關閉，從而保證輸入側的能量不會傳遞至輸出電容Cout，防止輸出電容Cout電壓過高而發生爆炸。
在該實施例中，也列舉了過零信號發生電路的一種實現方式。過零信號發生電路包括過零檢測電路501和單脈衝信號發生電路502。當輸入電壓Vin過零時，過零檢測電路501的輸出信號通過單脈衝信號發生電路502，輸出一單脈衝信號，來作為過零信號SZERO。
其中，依據一實施例的LED短路保護電路503包括一比較器，其兩輸入端分別接收輸出電壓Vout和表示負載LED燈短路狀態的第一電壓閾值，當輸出電壓小於所述第一電壓閾值時，表示負載LED燈發生短路。
類似的，依據一實施例的LED開路保護電路505包括另一比較器，其兩輸入端分別接收輸出電壓Vout和表示負載LED燈開路狀態的第二電壓閾值，當輸出電壓大於所述第二電壓閾值時，表示負載LED燈發生開路。
這裡，也可以採用一電阻分壓網路來對輸出電壓進行採樣，所述電壓閾值進行相應的設置即可。
以下將結合具體實施例，詳細說明依據本發明實施例的電容降壓式LED驅動方法。參考圖6，所示為依據本發明一實施例的電容降壓式LED驅動方法的流程圖。
在該實施例中，電容降壓式LED驅動方法，用以調節電容降壓式LED驅動器以產生一輸出電壓和一輸出電流來驅動一LED燈負載，包括以下步驟： S601：比較所述輸出電流和一期望驅動電流；S602：當所述輸出電流大於所述期望驅動電流時，禁止所述電容降壓式LED驅動器的輸入側向輸出側傳遞能量；S603：當所述輸出電流小於所述期望驅動電流時，允許所述輸入側向所述輸出側傳遞能量，以維持所述輸出電流與所述期望驅動電流一致。
其中，步驟S603中所述輸入側向所述輸出側傳遞能量的步驟還包括：比較所述電容降壓式LED驅動器的整流輸出電壓和所述輸出電壓；當所述整流輸出電壓小於所述輸出電壓時，所述輸入側不向所述輸出側傳遞能量；當所述整流輸出電壓大於所述輸出電壓時，所述輸入側向所述輸出側傳遞能量，以維持所述輸出電流與所述期望驅動電流一致。
其中，步驟S602中禁止所述輸入側向所述輸出側傳遞能量的步驟還包括：監測所述電容降壓式LED驅動器的整流電路的輸入電壓；當所述輸入電壓過零時，開始禁止所述輸入側向所述輸出側的能量傳遞；在一時間區間後，開始允許所述輸入側向所述輸出側的能量傳遞；所述時間區間表示當前所述輸出電流和所述 期望驅動電流之間的誤差。
依據本發明一實施例的時間區間的產生步驟可以包括：根據當前輸出電流和期望驅動電流之間的誤差產生一補償信號；在每一開關週期內，從禁止所述輸入側向所述輸出側的能量傳遞時刻起，一斜坡信號從零值持續上升，所述斜坡信號上升至所述補償信號的時間為所述時間區間。
依據本發明實施例的電容降壓式LED驅動方法，還包括，利用一磁性元件限制所述輸入側的突波電流，防止開關導通時產生的突波電流損壞電路元器件。
依據本發明實施例的電容降壓式LED驅動方法，還包括，當所述LED燈負載發生短路時，禁止所述輸入側向所述輸出側的能量傳遞。
這裡，LED燈負載發生短路的判斷步驟包括：比較所述輸出電壓和第一電壓閾值；當所述輸出電壓小於所述第一電壓閾值時，所述LED燈負載發生短路。
當LED燈發生短路時，一種保護措施為不使能電容降壓式LED驅動器的控制電路，使之不工作。
依據本發明實施例的電容降壓式LED驅動方法，還包括，當所述LED燈負載發生開路時禁止所述輸入側向所述輸出側的能量傳遞。
這裡，LED燈負載發生開路的判斷步驟包括： 比較所述輸出電壓和第二電壓閾值；當所述輸出電壓大於所述第二電壓閾值時，所述LED燈負載發生開路。
當所述LED燈負載發生開路時，禁止所述輸入側向所述輸出側的能量傳遞，以充分保護輸出側的輸出電容，防止超出其耐壓，而發生爆炸。
為了限制開關起始時刻的突波電流，依據本發明實施例的電容降壓式LED驅動方法，還可以包括，利用一磁性元件限制所述輸入側的突波電流。
需要說明的是，本發明各個實施例間名稱相同的器件功能也相同，且改進行性的實施例可分別與上述多個相關實施例進行結合，但說明時僅已在上一實施例的基礎上舉例說明。本領域技術人員根據本發明公開的上述具體實施例的基礎上，無須創造性的勞動，可以推知其他合適的電路結構也同樣適用於本發明，例如，過零信號發生電路，LED短路保護電路，LED開路保護電路，斜坡信號發生電路以及補償信號發生電路等。因此，本領域技術人員在本發明實施例公開的電路的基礎上所做的相關的改進，也在本發明實施例的保護範圍之內。
另外，還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關係術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的 包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個......”限定的要素，並不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
依照本發明的實施例如上文所述，這些實施例並沒有詳盡敘述所有的細節，也不限制該發明僅為所述的具體實施例。顯然，根據以上描述，可作很多的修改和變化。本說明書選取並具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發明的原理和實際應用，從而使所屬技術領域技術人員能很好地利用本發明以及在本發明基礎上的修改使用。本發明僅受申請專利範圍及其全部範圍和等效物的限制。
11‧‧‧整流電路
200‧‧‧電容降壓式LED驅動器
201‧‧‧開關電路
202‧‧‧控制電路

Claims (19)

  1. 一種電容降壓式LED驅動器，用以在輸入側接收一交流電源，以在輸出側產生輸出電壓和輸出電流來驅動一LED燈負載，其特徵在於，包括輸入電容、整流電路、控制電路和開關電路，其中，該輸入電容的一端連接至該交流電源的一端，另一端連接至該整流電路的一輸入端，該整流電路的另一輸入端連接至該交流電源的另一端；該輸出電容與該LED燈負載並聯；該開關電路連接在該整流電路的輸出端和該輸出電容之間；該控制電路根據該輸出電流以控制該開關電路的開關狀態，從而控制從該輸入側傳遞向該輸出側的能量數值；在第一工作狀態時，該輸出電流大於一期望驅動電流，該開關電路控制該輸入側不向該輸出側傳遞能量；在第二工作狀態時，該輸出電流小於該期望驅動電流，該開關電路控制該輸入側向該輸出側傳遞能量，以維持該輸出電流與該期望驅動電流一致。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的電容降壓式LED驅動器，其中，該開關電路包括連接在該整流電路的兩個輸出端之間的第一開關；在第一工作狀態時，該第一開關導通；在第二工作狀態時，該第一開關關閉。
  3. 根據申請專利範圍第2項所述的電容降壓式LED驅動器，其中，該開關電路還包括串聯連接在該第一開關和 該輸出電容之間的第二開關，在第二工作狀態時，當該整流電路的整流輸出電壓大於該輸出電壓時，該第二開關導通。
  4. 根據申請專利範圍第3項所述的電容降壓式LED驅動器，其中，該第二開關包括一二極體或者一可控開關。
  5. 根據申請專利範圍第1項所述的電容降壓式LED驅動器，其中，還包括一突波限制電路，以限制所述開關電路導通時的突波電流。
  6. 根據申請專利範圍第5項所述的電容降壓式LED驅動器，其中，該突波限制電路包括一磁性元件。
  7. 根據申請專利範圍第5項所述的電容降壓式LED驅動器，其中，該突波限制電路位於該交流電源和該輸入電容之間。
  8. 根據申請專利範圍第5項所述的電容降壓式LED驅動器，其中，該突波限制電路位於該整流電路的輸出端和該開關電路之間。
  9. 根據申請專利範圍第1項所述的電容降壓式LED驅動器，其中，該控制電路包括一過零信號發生電路和一關閉信號發生電路；該過零信號發生電路根據接收到的該電容降壓式LED驅動器的整流電路的輸入電壓產生一過零信號；當該輸入電壓過零時，該開關電路根據該過零信號，禁止該輸入側向該輸出側的能量傳遞；該關閉信號發生電路根據當前該輸出電流和該期望驅 動電流之間的誤差，以在一時間區間後產生一關閉信號，以允許該輸入側向該輸出側的能量傳遞。
  10. 根據申請專利範圍第2項所述的電容降壓式LED驅動器，其中，還包括LED短路保護電路；當該LED燈負載發生短路時，該控制電路控制該第一開關處於導通狀態，該輸入側不向該輸出側的能量傳遞。
  11. 根據申請專利範圍第10項所述的電容降壓式LED驅動器，其中，該LED短路保護電路接收該輸出電壓和第一電壓閾值，當該輸出電壓小於該第一電壓閾值時，該LED燈負載發生短路，該LED短路保護電路產生一短路保護信號，以控制該第一開關處於導通狀態。
  12. 根據申請專利範圍第2項所述的電容降壓式LED驅動器，其中，還包括LED開路保護電路；當該LED燈負載發生開路時，該控制電路控制該第一開關處於導通狀態，該輸入側不向該輸出側的能量傳遞。
  13. 根據申請專利範圍第12項所述的電容降壓式LED驅動器，其中，該LED開路保護電路接收該輸出電壓和第二電壓閾值，當該輸出電壓大於該第二電壓閾值時，該LED燈負載發生開路，該LED開路保護電路產生一開路保護信號，以控制該第一開關處於導通狀態。
  14. 一種電容降壓式LED驅動方法，用以調節電容降壓式LED驅動器以產生一輸出電壓和一輸出電流來驅動一LED燈負載，其特徵在於，包括，步驟1：比較該輸出電流和一期望驅動電流； 步驟2：當該輸出電流大於該期望驅動電流時，禁止該電容降壓式LED驅動器的輸入側向輸出側傳遞能量；步驟3：當該輸出電流小於該期望驅動電流時，允許該輸入側向該輸出側傳遞能量，以維持該輸出電流與該期望驅動電流一致。
  15. 根據申請專利範圍第14項所述的電容降壓式LED驅動方法，其中，還包括，利用一磁性元件限制該輸入側的突波電流。
  16. 根據申請專利範圍第14項所述的電容降壓式LED驅動方法，其中，該步驟3中該輸入側向該輸出側傳遞能量的步驟還包括：比較該電容降壓式LED驅動器的整流輸出電壓和該輸出電壓；當該整流輸出電壓小於該輸出電壓時，該輸入側不向該輸出側傳遞能量；當該整流輸出電壓大於該輸出電壓時，該輸入側向該輸出側傳遞能量，以維持該輸出電流與該期望驅動電流一致。
  17. 根據申請專利範圍第14項所述的電容降壓式LED驅動方法，其中，該步驟2中禁止該輸入側向該輸出側傳遞能量的步驟還包括：監測該電容降壓式LED驅動器的整流電路的輸入電壓；當該輸入電壓過零時，開始禁止該輸入側向該輸出側 的能量傳遞；在一時間區間後，開始允許該輸入側向該輸出側的能量傳遞；該時間區間表示當前該輸出電流和該期望驅動電流之間的誤差。
  18. 根據申請專利範圍第14項所述的電容降壓式LED驅動方法，其中，還包括，當該LED燈負載發生短路時，禁止該輸入側向該輸出側的能量傳遞。
  19. 根據申請專利範圍第14項所述的電容降壓式LED驅動方法，其中，還包括，當該LED燈負載發生開路時，禁止該輸入側向該輸出側的能量傳遞。
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