WO2023241124A1 - 跳变沿检测模块、泄放控制电路、方法及led驱动系统 - Google Patents

跳变沿检测模块、泄放控制电路、方法及led驱动系统 Download PDF

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WO2023241124A1
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discharge
resistor
signal
control circuit
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刘军
李国成
吴泉清
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华润微集成电路(无锡)有限公司
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/02—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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    • H05B47/20—Responsive to malfunctions or to light source life; for protection
    • H05B47/25—Circuit arrangements for protecting against overcurrent

Definitions

  • the above solution needs to wait for the system to work stably before detecting relevant parameters, and the input AC voltage is a low-frequency industrial frequency signal, so a large capacitor filter or timing circuit is required for judgment, which reduces the area of the chip integrated into the chip. It will be huge. Moreover, once the input frequency of the power grid fluctuates, the cycle of the AC voltage will also change, thus affecting the accuracy of timing.
  • the purpose of the present invention is to provide a transition edge detection module, a discharge control circuit, a method and an LED driving system to solve the problem of large circuit losses caused by discharge current in the prior art.
  • the discharge control circuit has problems such as large area, high cost, and low accuracy.
  • One end of the current control module is connected to the positive pole of the input voltage, and the other end is connected to the negative pole of the input voltage, for controlling the discharge current, and when the current flowing through the LED constant current control circuit is greater than the first preset value, it outputs a third A discharge shutdown signal;
  • the discharge voltage amplitude detection module detects the amplitude of the discharge voltage, and the transition edge detection module detects the transition edge of the discharge voltage;
  • the second logic module is connected to the output end of the current control module and the first logic module, and outputs shutdown control when the first bleed off signal or the second bleed off signal is valid. signal, and provides the turn-off control signal to the current control module to turn off the discharge current.
  • the first end of the third resistor is connected to the ground end of the LED constant current control circuit, and the second end is connected to the negative electrode of the input voltage;
  • the input terminal of the constant current source is connected to the output terminal of the voltage conversion unit, and the output terminal is connected to the first input terminal of the first operational amplifier;
  • the working voltage on the third resistor is less than the forward conduction voltage of the first diode.
  • the discharge voltage amplitude detection module includes a seventh resistor, an eighth resistor and a ninth resistor; the seventh resistor, the eighth resistor and the ninth resistor are sequentially connected in series to the discharge voltage. Both ends of the voltage are discharged; the connection node of the eighth resistor and the ninth resistor outputs an amplitude detection signal.
  • the first input terminal of the second comparator is connected to the output terminal of the discharge voltage amplitude detection module, the second input terminal receives the third reference voltage, and when the discharge voltage is greater than the second preset value, a clock is output Signal;
  • the LED constant current control circuit includes a third diode, a first LED load, a second capacitor and a constant current control unit;
  • the anode of the fourth diode is connected to the input voltage, and the cathode is connected to the upper plate of the third capacitor and the positive electrode of the second LED load;
  • the current control unit is connected to the lower plate of the third capacitor and the negative electrode of the second LED load, and respectively controls the charging current of the third capacitor and the current flowing through the second LED load, Realize constant current and flicker-free control of the second LED load.
  • the present invention provides a discharge current control method, which is implemented based on the above discharge control circuit.
  • the discharge current control method at least includes:
  • the discharge voltage is detected, and based on the discharge voltage it is determined whether the thyristor is connected. When the thyristor is not connected, a second discharge shutdown signal is output. When the thyristor is connected, the second discharge shut-off signal is output. Bleed the shutdown signal to reset;
  • the current flowing through the LED constant current control circuit is sampled, and when the current flowing through the LED constant current control circuit is greater than the first preset value, the first discharge shutdown signal is output;
  • a shutdown control signal is output to shut off the discharge current.
  • the method of generating the second discharge shutdown signal includes: detecting the discharge voltage, starting counting when the discharge voltage is greater than the second preset value, and outputting the output when the count value reaches the set value.
  • the second bleed shutdown signal is
  • transition edge detection module As mentioned above, the transition edge detection module, discharge control circuit, method and LED driving system of the present invention have the following beneficial effects:
  • the discharge control circuit, method and LED driving system of the present invention use the periodic signal generated by the input AC voltage itself as the clock signal, and generate the discharge shutdown signal through counting. There is no need to filter and time the power frequency signal, which can significantly Reduce chip area and external capacitance.
  • the discharge control circuit, method and LED driving system of the present invention use the jump of the input voltage when the thyristor is turned on to generate a reset signal, so that the count is reset and the discharge shutdown signal cannot be output, thereby determining whether the thyristor is connected. , which can further reduce the chip area.
  • the discharge control circuit, method and LED driving system of the present invention require continuous counting to turn off the discharge current. Therefore, even if the thyristor is not connected, even if it encounters occasional interference, it will not cause detection errors and remain stable at off. It is in the state of cutting off the discharge current and has strong anti-interference ability.
  • Figure 2 shows a schematic structural diagram of the edge detection module of the present invention.
  • Figure 3 shows a schematic structural diagram of the discharge control circuit of the present invention.
  • Figure 4 shows a schematic flow chart of the discharge current control method of the present invention.
  • FIG. 5 shows a schematic structural diagram of the silicon-controlled thyristor dimming LED driving system of the present invention.
  • FIG. 6 shows another structural schematic diagram of the silicon-controlled thyristor dimming LED driving system of the present invention.
  • one end of the current control module 12 is connected to the positive pole of the input voltage Vin, and the other end is connected to the negative pole of the input voltage Vin to control the discharge current and flow through the LED constant current control circuit ( Figure When the current (not shown in 3) is greater than the first preset value, the first discharge shutdown signal is output.
  • the current control module 12 is used to generate a discharge current, and the size of the discharge current is set according to the conduction requirements of the thyristor.
  • the current flowing through the LED constant current control circuit is greater than the first preset value, it is considered that the current is greater than the conduction current of the thyristor.
  • the current flowing through the LED constant current control circuit is sufficient to maintain the normal operation of the thyristor. Therefore, The first bleed off signal is generated to reduce losses.
  • the current flowing through the LED constant current control circuit includes but is not limited to the output current of the LED and the charging and discharging current of the capacitor.
  • the current control module 12 includes: a power switch Q1, a second resistor R2, a third resistor R3, a fourth resistor R4, a voltage conversion unit 121, a first comparator CMP1, a constant current source I1 and The first operational amplifier OP1.
  • the resistance values of the fifth resistor R5 and the sixth resistor R6 may be unequal.
  • the output voltage VA of the voltage conversion unit 121 and the absolute value Vs of the voltage on the third resistor R3 There is a certain proportional relationship, which I will not go into details here. Since excessive negative voltage will affect the operation of the discharge control circuit 1, the first diode D1 is used to clamp and protect the internal circuit, and the working voltage on the third resistor R3 is set to be less than The forward conducting voltage of the first diode D1.
  • the first input terminal of the first comparator CMP1 is connected to the output terminal of the voltage conversion unit 121, and the second input terminal receives the first reference voltage Ref1 and outputs the first discharge shutdown signal.
  • the The non-inverting input terminal of a comparator CMP1 is connected to the output terminal of the voltage conversion unit 121, and the inverting input terminal is connected to the first reference voltage Ref1.
  • the input signal and the corresponding input can be adjusted through an inverter.
  • the relationship between terminal polarity is not limited to this embodiment.
  • the first comparator CMP1 compares the output voltage VA of the voltage conversion unit 121 with the first reference voltage Ref1 to determine whether the current flowing through the LED constant current control circuit reaches the first predetermined value.
  • the first preset value is VRef1/R3
  • VRef1 is the voltage value of the first reference voltage
  • the first input terminal of the first operational amplifier OP1 is connected to the output terminal of the second logic module 15, and the second input terminal receives the second reference voltage Ref2, based on the output terminal voltage of the constant current source I1
  • the difference with the second reference voltage Ref2 drives the power switch Q1 to adjust the discharge current, and turns off the power switch Q1 based on the turn-off control signal output by the second logic module 15 .
  • the inverting input terminal of the first operational amplifier OP1 is connected to the output terminal of the second logic module 15, the non-inverting input terminal is connected to the second reference voltage Ref2, and the output terminal is connected to the second reference voltage Ref2. Describe the gate of power switch Q1.
  • the relationship between the input signal and the polarity of the corresponding input terminal can be adjusted through an inverter, which is not limited to this embodiment.
  • VRef2 is the voltage value of the second reference voltage.
  • the second resistor R2 is used to adjust the size of the discharge current I Bleed .
  • the second resistor R2 can be set outside the chip to facilitate the discharge. Regulation of current I Bleed .
  • the second resistor R2 can also be set inside the chip to form a fixed discharge current application solution, thereby reducing the number of chip pins.
  • the discharge voltage amplitude detection module 13 includes a seventh resistor R7, an eighth resistor R8, and a ninth resistor R9.
  • the seventh resistor R7, the eighth resistor R8, and the ninth resistor R9 are connected in series at both ends of the discharge voltage Vbleed.
  • the first end of the seventh resistor R7 is connected to the first end of the power switch Q1
  • the second end of the seventh resistor R7 is connected to the first end of the eighth resistor R8.
  • the first logic module 14 includes a second comparator CMP2, a third comparator CMP3 and a counting unit 141.
  • the counting unit 141 is connected to the output terminals of the second comparator CMP2 and the third comparator CMP3, counts based on the clock signal, and outputs the third value when the count value reaches a set value. and a second bleed shut-off signal, and the second bleed shut-off signal is reset based on the reset signal.
  • the output terminal of the second comparator CMP2 is connected to the clock terminal CK of the counting unit 141
  • the output terminal of the third comparator CMP3 is connected to the reset terminal Reset of the counting unit 141.
  • the second logic module 15 is an OR gate, which in actual use can be set according to the effective levels of the first bleed off signal and the second bleed off signal.
  • the specific logic only needs to be able to realize the discharge shutdown function of the present invention, and is not limited to this embodiment.
  • the discharge control circuit 1 further includes a second diode D2.
  • the second diode D2 is connected between the output terminal of the second logic module 15 and the input terminal of the current control module 12 to block invalid shutdown control signals.
  • the anode of the second diode D2 is connected to the output terminal of the second logic module 15
  • the cathode is connected to the first input terminal of the first operational amplifier OP1 .
  • the second logic module 15 outputs a low level to block the low level signal; if the second logic module 15
  • the output of the logic module 15 is designed not to have low-level current sinking capability, so the second diode D2 can be omitted.
  • the specific connection relationship of the second diode D2 can be set based on the actual level and is not limited to this embodiment.
  • the method for generating the second discharge shutdown signal includes: detecting the discharge voltage Vbleed, starting counting when the discharge voltage Vbleed is greater than the second preset value, and when the count value reaches the set value
  • the second bleed off signal is output.
  • the seventh resistor R7, the eighth resistor R8 and the ninth resistor R9 divide the voltage to detect the discharge voltage Vbleed, and compare it with the third reference voltage Ref3 through the second comparator CMP2.
  • a clock signal related to the input AC voltage cycle is generated, and the clock signal is counted in the counting unit 141 .
  • the method for resetting the second discharge shutdown signal includes: detecting the discharge voltage Vbleed.
  • the discharge voltage Vbleed When the thyristor is turned on, the discharge voltage Vbleed generates a jump voltage.
  • the jump voltage is greater than the third preset value, the The second bleed shutdown signal is reset.
  • the discharge voltage Vbleed will generate a jump voltage ⁇ V due to the switching on of the thyristor (as shown in Figure 1).
  • negative voltage detection is used to detect the constant current flowing through the LED constant current control circuit, and the detected negative voltage is converted into a positive voltage VA, and then the positive voltage VA and the first reference voltage are Ref1 comparison, when the positive voltage VA is greater than the first reference voltage Ref1, it is determined that the current flowing through the LED constant current control circuit is greater than the first preset value. At this time, the current flowing through the LED constant current control circuit is sufficient to maintain the operation of the thyristor. , therefore, the first bleed off signal is output; otherwise, the first bleed off signal is not output or the first bleed off signal is considered invalid.
  • a shutdown control signal is output to turn off the discharge current.
  • this embodiment provides an LED driving system with silicon-controlled dimming.
  • the LED driving system with silicon-controlled dimming includes:
  • Discharge control circuit 1 voltage input circuit 2 and LED constant current control circuit 3.
  • the voltage input module 2 receives an AC voltage AC and converts the AC voltage AC into a DC input voltage Vin.
  • the voltage input module 2 includes a rectifier unit 21 and a thyristor 22 .
  • the AC terminal of the rectifier unit 21 is connected to the AC voltage AC, and the DC terminal outputs the input voltage Vin.
  • the thyristor 22 is connected in series to the AC terminal of the rectifier unit 21 .
  • the voltage input module 2 further includes a fuse F1, and the fuse F1 is connected in series to the AC terminal of the rectifier unit 21.
  • the LED constant current control circuit 3 is connected to the output end of the voltage input circuit 2, and realizes the constant current output of the LED based on the input voltage Vin.
  • the LED constant current control circuit 3 includes a third diode D3 , a first LED load LED1 , a second capacitor C2 and a constant current control unit 31 .
  • the anode of the third diode D3 is connected to the input voltage Vin, and the cathode is connected to the anode of the first LED load LED1.
  • the second capacitor C2 is connected in parallel to both ends of the first LED load LED1.
  • the constant current control unit 31 is connected to the negative electrode of the first LED load LED1, and performs constant current control on the current flowing through the first LED load LED1.
  • the constant current control unit 31 includes a first power tube, a first sampling resistor and a first drive controller, wherein one end of the first power tube is connected to the negative electrode of the first LED load LED1, and the first The other end of the power tube is grounded through the first sampling resistor, and the first drive controller generates the driving signal of the first power tube based on the difference between the sampling signal on the first sampling resistor and the reference signal.
  • the LED constant current control circuit 3 includes a fourth diode D4, a second LED load LED2, a third capacitor C3 and a current control unit 32.
  • the anode of the fourth diode D4 is connected to the input voltage Vin, and the cathode is connected to the upper plate of the third capacitor C3 and the anode of the second LED load LED2.
  • the current control unit 32 is connected to the lower plate of the third capacitor C3 and the negative electrode of the second LED load LED2, and respectively controls the charging current of the third capacitor C3 and the current flowing through the second LED load LED2. The current is controlled to achieve constant current and flicker-free control of the second LED load LED2.
  • the current control unit 32 includes a charging current control unit and a constant current control unit of FIG. 5 .
  • the charging current control unit includes a second power tube, a second sampling resistor and a second drive controller, where the second One end of the power tube is connected to the lower plate of the third capacitor C3, the other end of the second power tube is grounded via the second sampling resistor, and the second drive controller is based on the sampling signals on the first sampling resistor and the second sampling resistor. Generate a driving signal for the second power tube.
  • the discharge control circuit 1 and the LED constant current control circuit 3 can be integrated into the chip, and the resistors for adjusting the current can be set outside the chip.
  • the examples are limited to illustrations.
  • the LED constant current control circuit 3 also includes an operating voltage generating module 33.
  • the operating voltage generating module 33 is connected to the upper plate of the capacitor (the second capacitor C2 or the third capacitor C3). , providing the working voltage for the chip.
  • the circuit structure of the LED constant current control circuit 3 can be set according to actual needs and is not limited to this embodiment.
  • the discharge control circuit 1 is connected to the output end of the voltage input circuit 2 and provides a discharge current to maintain the conduction of the voltage input circuit 2 (i.e., the silicon controlled silicon). And the discharge current is turned off according to the current flowing through the LED constant current control circuit 3 and the access condition of the thyristor.
  • the discharge control circuit 1 is the discharge control circuit of Embodiment 2.
  • the circuit structure and working principle of the discharge control circuit 1 will not be described in detail here.
  • the present invention provides a transition edge detection module, a discharge control circuit, a method and an LED driving system, in which the discharge control circuit includes: a current control module, a discharge voltage amplitude detection module, a first logic module, second Logic module and the above-mentioned transition edge detection module; one end of the current control module is connected to the positive pole of the input voltage, and the other end is connected to the negative pole of the input voltage, used to control the discharge current, and flows through the LED constant current control circuit
  • a first discharge shutdown signal is output;
  • the discharge voltage amplitude detection module detects the amplitude of the discharge voltage, and the transition edge detection module detects the discharge voltage The transition edge is detected;
  • the first logic module is connected to the output end of the discharge voltage amplitude detection module and the transition edge detection module; when the amplitude of the discharge voltage is greater than the second preset value When the time exceeds the set value, it is judged that the thyristor is not connected, and the second discharge shutdown

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Abstract

本发明提供一种跳变沿检测模块、泄放控制电路、方法及LED驱动系统，其中，泄放控制电路包括：电流控制模块，控制泄放电流，并在流经LED恒流控制电路的电流大于第一预设值时输出第一泄放关断信号；泄放电压幅值检测模块，对泄放电压的幅值进行检测；跳变沿检测模块，对泄放电压的跳变沿进行检测；第一逻辑模块，当泄放电压的幅值大于第二预设值的时间超过设定值时，输出第二泄放关断信号；当泄放电压跳变时，对第二泄放关断信号进行复位；第二逻辑模块，当第一或第二泄放关断信号有效时输出关断控制信号。本发明可以简化系统设计、减小芯片面积、减少外部电容、抗干扰能力强。

Description

跳变沿检测模块、泄放控制电路、方法及LED驱动系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2022年6月13日提交中国专利局、申请号为202210664617.8、发明名称为“跳变沿检测模块、泄放控制电路、方法及LED驱动系统”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及集成电路设计领域，特别是涉及一种跳变沿检测模块、泄放控制电路、方法及LED驱动系统。
背景技术
在可控硅调光应用于LED驱动中时，可控硅导通对维持电流有一定要求，一旦输入电流小于维持电流，可控硅就会关断然后重启，从而会造成LED的闪烁。因此，一般需要外加Bleed(泄放)电路来满足可控硅的维持电流的要求，使可控硅在工作范围内一直导通，避免LED出现闪烁。尤其在线性LED驱动中，由于LED灯压比较高，在输入电压低于LED灯压时为了保证可控硅可靠导通，需要加入泄放电流，但是泄放电流会带来较大的损耗，此外，在系统不接可控硅时就不需要泄放电流。
通常系统接入可控硅时，输入电压Vin会被切掉一块，导通时间Ton会小于周期时间T，此时是否接入可控硅可由检测输入电压Vdetect的开通时长是否满足要求来确定，进而确定是否要加入泄放电流IBleed，如图1左半部分所示。然而，有些应用条件下可控硅需要延迟开通，因此有一段时间内可控硅关断，母线电压(即输入电压Vin)会比较高，此时采用检测输入电压的方法判断是否接入可控硅会有问题，如图1右半部分所示。为了克服该问题，可以以最大时间导通泄放电流，并检测泄放电流的导通时间，由于接入可控硅后，泄放电流的导通时间会被缩短，因此当检测到泄放电流导通时间长于设定值时，可认为没接可控硅从而关断泄放电流。
上述方案需要待系统稳定工作后再检测相关参数的时间，并且输入的交流电压为低频的工频信号，因此需要较大的电容滤波或者计时电路来进行判断，从而导致集成到芯片中芯片的面积会很大。而且，电网的输入频率一旦发生波动，交流电压的周期也会发生变化，从而影响计时的准确性。
因此，如何在保证可控硅可靠导通的情况下减小损耗、器件面积，提高准确性，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跳变沿检测模块、泄放控制电路、方法及LED驱动系统，用于解决现有技术中泄放电流造成电路损耗大、泄放控制电路面积大、成本高、准确性低等问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种跳变沿检测模块，所述跳变沿检测模块至少包括：
第一电容及第一电阻；所述第一电容的第一端连接待测电压，第二端连接所述第一电阻的第一端；所述第一电阻的第二端接地；所述第一电容与所述第一电阻的连接节点输出所述待测电压的跳变沿检测信号。
可选地，所述待测电压为泄放电压或泄放电压的采样电压。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种泄放控制电路，用于维持可控硅导通，所述泄放控制电路至少包括：
电流控制模块、泄放电压幅值检测模块、第一逻辑模块、第二逻辑模块及上述的跳变沿检测模块；
所述电流控制模块的一端连接输入电压的正极，另一端连接所述输入电压的负极，用于控制泄放电流，并在流经LED恒流控制电路的电流大于第一预设值时输出第一泄放关断信号；
所述泄放电压幅值检测模块对泄放电压的幅值进行检测，所述跳变沿检测模块对所述泄放电压的跳变沿进行检测；
所述第一逻辑模块连接所述泄放电压幅值检测模块及所述跳变沿检测模块的输出端；当所述泄放电压的幅值大于第二预设值的时间超过设定值时，判断未接入可控硅，并输出第二泄放关断信号；当所述泄放电压跳变时，判定接入可控硅，并对所述第二泄放关断信号进行复位；
所述第二逻辑模块连接于所述电流控制模块及所述第一逻辑模块的输出端，当所述第一泄放关断信号或所述第二泄放关断信号有效时输出关断控制信号，并将所述关断控制信号提供给所述电流控制模块以关断泄放电流。
可选地，所述电流控制模块包括：功率开关管、第二电阻、第三电阻、第四电阻、电压转换单元、第一比较器、恒流源及第一运算放大器；
所述功率开关管的第一端连接所述输入电压的正极，第二端经由所述第二电阻连接所述输入电压的负极；
所述第三电阻的第一端连接所述LED恒流控制电路的接地端，第二端连接所述输入电压的负极；
所述电压转换单元的输入端连接所述第三电阻的第二端，将所述第三电阻第二端的负电压转换为正电压；
所述第一比较器的第一输入端连接所述电压转换单元的输出端，第二输入端接收第一参考电压，输出所述第一泄放关断信号；
所述恒流源的输入端连接所述电压转换单元的输出端，输出端连接所述第一运算放大器的第一输入端；
所述第四电阻的一端连接所述恒流源的输出端，另一端连接所述功率开关管的第二端；
所述第一运算放大器的第一输入端连接所述第二逻辑模块的输出端，第二输入端接收第二参考电压，基于所述恒流源的输出端电压与所述第二参考电压的差值驱动所述功率开关管调整所述泄放电流，并基于所述关断控制信号关断所述功率开关管。
更可选地，所述电压转换单元包括第五电阻、第六电阻、第一二极管及第二运算放大器；
所述第五电阻及所述第六电阻串联于所述电压转换单元的输入端和输出端之间；
所述第一二极管的阴极连接所述电压转换单元的输入端，阳极连接所述LED恒流控制电路的接地端；
所述第二运算放大器的第一输入端连接于所述第五电阻与所述第六电阻之间，第二输入端连接所述第一二极管的阳极，输出端连接所述电压转换单元的输出端。
更可选地，所述第三电阻上的工作电压小于所述第一二极管的正向导通电压。
可选地，所述泄放控制电路还包括第二二极管；所述第二二极管连接在所述第二逻辑模块的输出端与所述电流控制模块的输入端之间，用于隔断无效的关断控制信号。
更可选地，所述泄放电压幅值检测模块包括第七电阻、第八电阻及第九电阻；所述第七电阻、所述第八电阻及所述第九电阻依次串联在所述泄放电压的两端；所述第八电阻和所述第九电阻的连接节点输出幅值检测信号。
更可选地，所述跳变沿检测模块中第一电容的第一端连接于所述第七电阻和所述第八电阻的连接节点。
更可选地，所述第一逻辑模块包括第二比较器、第三比较器及计数单元；
所述第二比较器的第一输入端连接所述泄放电压幅值检测模块的输出端，第二输入端接收第三参考电压，当所述泄放电压大于第二预设值时输出时钟信号；
所述第三比较器的第一输入端连接所述跳变沿检测模块的输出端，第二输入端接收第四参考电压，当所述泄放电压的跳变电压大于第三预设值时输出复位信号；
所述计数单元连接于所述第二比较器及所述第三比较器的输出端，基于所述时钟信号进行计数并在计数值达到设定值时输出所述第二泄放关断信号，并基于所述复位信号对所述第二泄放关断信号进行复位。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种可控硅调光的LED驱动系统，所述可控硅调光的LED驱动系统至少包括：
电压输入电路、LED恒流控制电路及上述泄放控制电路；
所述电压输入电路接收交流电压，并转换为直流的输入电压；
所述LED恒流控制电路连接于所述电压输入电路的输出端，基于所述输入电压实现LED的恒流输出；
所述泄放控制电路连接于所述电压输入电路的输出端，提供泄放电流维持所述电压输入电路的导通，并根据流经所述LED恒流控制电路的电流及可控硅接入情况关断所述泄放电流。
可选地，所述电压输入电路包括整流单元及可控硅；所述整流单元的交流端连接所述交流电压，直流端输出所述输入电压；所述可控硅串联于所述整流单元的交流端。
更可选地，所述LED恒流控制电路包括第三二极管、第一LED负载、第二电容及恒流控制单元；
所述第三二极管的阳极连接所述输入电压，阴极连接所述第一LED负载的正极；所述第二电容并联于所述第一LED负载的两端；
所述恒流控制单元连接于所述第一LED负载的负极，对流经所述第一LED负载的电流进行恒流控制。
更可选地，所述LED恒流控制电路包括第四二极管、第二LED负载、第三电容及电流控制单元；
所述第四二极管的阳极连接所述输入电压，阴极连接所述第三电容的上极板及所述第二LED负载的正极；
所述电流控制单元连接于所述第三电容的下极板及所述第二LED负载的负极，分别对所述第三电容的充电电流及流经所述第二LED负载的电流进行控制，实现所述第二LED负载的恒流及无频闪控制。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种泄放电流控制方法，基于上述泄放控制电路实现，所述泄放电流控制方法至少包括：
上电，产生泄放电流；
对泄放电压进行检测，基于所述泄放电压判断是否接入可控硅，当未接入可控硅时输出第二泄放关断信号，当接入可控硅时对所述第二泄放关断信号进行复位；
若接入可控硅则对流经LED恒流控制电路的电流进行采样，当流经LED恒流控制电路的电流大于第一预设值时输出第一泄放关断信号；
当所述第一泄放关断信号或所述第二泄放关断信号有效时输出关断控制信号，以关断泄放电流。
可选地，产生所述第二泄放关断信号的方法包括：检测泄放电压，当所述泄放电压大于第二预设值时开始计数，并在计数值达到设定值时输出所述第二泄放关断信号。
可选地，复位所述第二泄放关断信号的方法包括：检测所述泄放电压，当可控硅导通时，所述泄放电压产生跳变电压，所述跳变电压大于第三预设值时对所述第二泄放关断信号复位。
如上所述，本发明的跳变沿检测模块、泄放控制电路、方法及LED驱动系统，具有以下有益效果：
1、本发明的跳变沿检测模块中检测跳变的电容容量很小，可以和电阻一起集成到芯片内部，简化了系统设计。
2、本发明的泄放控制电路、方法及LED驱动系统利用输入交流电压本身产生的周期信号作为时钟信号，通过计数产生泄放关断信号，不再需要对工频信号进行滤波计时，可以显著减小芯片面积及外部电容。
3、本发明的泄放控制电路、方法及LED驱动系统利用可控硅导通时输入电压的跳变产生复位信号，使得计数清零无法输出泄放关断信号，从而判断接入可控硅，可以进一步减小芯片面积。
4、本发明的泄放控制电路、方法及LED驱动系统需要持续的计数才能关断泄放电流，因此不接可控硅时即使遇到偶发的干扰也不会导致检测出错，保持稳定在关断泄放电流的状态，抗干扰能力强。
附图说明
图1显示为有无可控硅时电压和电流的示意图。
图2显示为本发明的跳变沿检测模块的结构示意图。
图3显示为本发明的泄放控制电路的结构示意图。
图4显示为本发明的泄放电流控制方法的流程示意图。
图5显示为本发明的可控硅调光的LED驱动系统的一种结构示意图。
图6显示为本发明的可控硅调光的LED驱动系统的另一种结构示意图。
元件标号说明
1                 泄放控制电路
11                跳变沿检测模块
12                电流控制模块
121               电压转换单元
13                泄放电压幅值检测模块
14                第一逻辑模块
141               计数单元
15                第二逻辑模块
2                 电压输入电路
21                整流单元
22                可控硅
3                 LED恒流控制电路
31                恒流控制单元
32                电流控制单元
33                工作电压产生模块
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2～图6。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2所示，本实施例提供一种跳变沿检测模块11，所述跳变沿检测模块11包括：
第一电容C1及第一电阻R1；所述第一电容C1的第一端连接待测电压，第二端连接所述第一电阻R1的第一端；所述第一电阻R1的第二端接地；所述第一电容C1与所述第一电阻R1的连接节点输出所述待测电压的跳变沿检测信号V1。
具体地，在本实施例中，所述待测电压为LED驱动系统中用于维持可控硅正常工作的泄放电压Vbleed或所述泄放电压Vbleed的采样电压；可控硅导通时，所述泄放电压的跳变电压变化速度非常快，所述第一电容C1只需要很小的容量就可以检测出跳变信号，因此所述第一电容C1及所述第一电阻R1可以一起集成到芯片内部，进而简化系统设计。
需要说明的是，在实际使用中，所述跳变沿检测模块11可根据需要基于待测电压的跳变速度设置相应大小的第一电容(作为示例，所述第一电容的大小限定为能集成到芯片内部)，进而实现对任意信号的跳变沿检测，不以本实施例为限。
实施例二
如图3所示，本实施例提供一种泄放控制电路1，所述泄放控制电路1用于维持可控硅导通。所述泄放控制电路1包括：
跳变沿检测模块11、电流控制模块12、泄放电压幅值检测模块13、第一逻辑模块14、及第二逻辑模块15。
如图3所示，所述电流控制模块12的一端连接输入电压Vin的正极，另一端连接所述输入电压Vin的负极，用于控制泄放电流，并在流经LED恒流控制电路(图3中未显示)的电流大于第一预设值时输出第一泄放关断信号。
具体地，所述电流控制模块12用于产生泄放电流，泄放电流的大小根据可控硅的导通需求设定。当流经LED恒流控制电路的电流大于第一预设值时，认为该电流大于可控硅的导通电流，此时流经LED恒流控制电路的电流足以维持可控硅正常工作，因此产生所述第一泄放关断信号，以减小损耗。流经LED恒流控制电路的电流包括但不限于LED的输出电流及电容的充放电电流，任意从所述输入电压Vin的正极流出并流入所述LED恒流控制电路的接地端的电流均涵盖在内，在此不一一赘述。在本实施例中，所述电流控制模块12包括：功率开关管Q1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、电压转换单元121、第一比较器CMP1、恒流源I1及第一运算放大器OP1。
更具体地，所述功率开关管Q1的第一端连接输入电压Vin的正极，第二端经由所述 第二电阻R2连接所述输入电压Vin的负极；在本示例中，所述功率开关管Q1的第一端通过第十电阻R10连接于所述输入电压Vin的正极。通过控制所述功率开关管Q1的导通和关断，调整流经所述功率开关管Q1的电流，进而实现对泄放电流的控制。所述泄放电流用于在输入电流小于可控硅的导通电流时维持可控硅导通，进而避免LED出现闪烁。在本示例中，所述功率开关管Q1为MOS管，此时，所述功率开关管Q1的第一端为漏极，第二端为源极，控制端为栅极；在实际使用中，可根据需要设置所述功率开关管Q1的类型，各端口可适应性调整，在此不一一赘述。
更具体地，所述第三电阻R3的第一端连接LED恒流控制电路的接地端GND，第二端连接所述输入电压Vin的负极。所述第三电阻R3从所述LED恒流控制电路的接地端GND获取流经所述LED恒流控制电路的电流，所述第三电阻R3上得到一负电压，记为-Vs。
更具体地，所述电压转换单元121的输入端连接所述第三电阻R3的第二端，将所述第三电阻R3第二端的负电压转换为正电压。作为示例，所述电压转换单元121包括第五电阻R5、第六电阻R6、第一二极管D1及第二运算放大器OP2。所述第五电阻R5及所述第六电阻R6串联于所述电压转换单元121的输入端和输出端之间。所述第一二极管D1的阴极连接所述电压转换单元121的输入端(即所述输入电压Vin的负极)，阳极连接所述LED恒流控制电路的接地端GND(即所述第三电阻R3的第一端)。所述第二运算放大器OP2的第一输入端连接于所述第五电阻R5与所述第六电阻R6之间，第二输入端连接于所述第一二极管D1的阳极，输出端连接于所述电压转换单元121的输出端；在本示例中，所述第二运算放大器OP2的反相输入端连接于所述第五电阻R5与所述第六电阻R6之间，正相输入端连接所述第一二极管D1的阳极，在实际使用中可通过反相器调节输入信号与对应输入端极性的关系，不以本实施例为限。在本实施例中，所述第五电阻R5与所述第六电阻R6的阻值相等，则所述电压转换单元121的输出电压VA＝Vs。在实际使用中，所述第五电阻R5与所述第六电阻R6的阻值可不相等，此时，所述电压转换单元121的输出电压VA与所述第三电阻R3上电压的绝对值Vs具有一定的比例关系，在此不一一赘述。由于过高的负压会影响所述泄放控制电路1的工作，因此，通过所述第一二极管D1来钳位及保护内部电路，设定所述第三电阻R3上的工作电压小于所述第一二极管D1的正向导通电压。作为示例，当所述泄放控制电路1集成于芯片内时，所述第一二极管D1可以利用芯片接口ESD保护器件的寄生二极管实现；所述第一二极管D1也可以是独立设置的器件，不以本实施例为限。
更具体地，所述第一比较器CMP1的第一输入端连接于所述电压转换单元121的输出端，第二输入端接收第一参考电压Ref1，输出所述第一泄放关断信号。作为示例，所述第 一比较器CMP1的正相输入端连接于所述电压转换单元121的输出端，反相输入端连接于所述第一参考电压Ref1，在实际使用中可通过反相器调节输入信号与对应输入端极性的关系，不以本实施例为限。所述第一比较器CMP1将所述电压转换单元121的输出电压VA与所述第一参考电压Ref1进行比较，以此判断流经所述LED恒流控制电路的电流是否达到所述第一预设值(在本实施例中，所述第一预设值为VRef1/R3，VRef1为所述第一参考电压的电压值)，若达到所述第一预设值则输入电流大于可控硅的导通电流，此时无需泄放电流，因此可基于所述第一泄放关断信号关断所述功率开关管Q1，进而关断泄放电流，减小功耗。当所述泄放控制电路1集成在芯片内时，所述第三电阻R3可设置在芯片外部，便于调节阻值，进而设置合适的预设值。
更具体地，所述恒流源I1的输入端连接所述电压转换单元121的输出端，输出端连接所述第一运算放大器OP1的第一输入端。所述第四电阻R4的一端连接所述恒流源I1的输出端，另一端连接所述功率开关管Q1的第二端。
更具体地，所述第一运算放大器OP1的第一输入端连接所述第二逻辑模块15的输出端，第二输入端接收第二参考电压Ref2，基于所述恒流源I1的输出端电压与所述第二参考电压Ref2的差值驱动所述功率开关管Q1调整所述泄放电流，并基于所述第二逻辑模块15输出的关断控制信号关断所述功率开关管Q1。在本实施例中，所述第一运算放大器OP1的反相输入端连接于所述第二逻辑模块15的输出端，正相输入端连接于所述第二参考电压Ref2，输出端连接于所述功率开关管Q1的栅极。在实际使用中，可通过反相器调节输入信号与对应输入端极性的关系，不以本实施例为限。
更具体地，所述电压转换单元121的输出电压VA控制所述恒流源I1在所述第四电阻R4上产生一个幅值为Vs的电压，以此抵消所述第三电阻R3上的负压对所述功率开关管Q1第二端的影响。令I1＝K1*Vs，I1*R4＝Vs，从而得到K1*R4＝1，其中，K1为控制系数，通过设置所述第四电阻R4的阻值确定，此时，泄放电流IBleed满足如下关系式：
其中，VRef2为所述第二参考电压的电压值。所述第二电阻R2用于调节所述泄放电流IBleed的大小，当所述泄放控制电路1集成在芯片中时，所述第二电阻R2可设置在芯片外部，便于所述泄放电流IBleed的调节。所述第二电阻R2也可以设置在芯片内部，做成固定泄放电流的应用方案，以此减少芯片引脚的数目。
需要说明的是，本发明中采用负压检测的方式，泄放电流不影响LED输出电流的反馈，因此LED恒流精度高；此外，将负压转换为正压后参与电路反馈控制，以避免系统无法工 作的问题。在实际使用中，任意能产生维持可控硅导通的泄放电流的电流控制模块均适用于本发明，不以本实施例为限。
如图3所示，所述泄放电压幅值检测模块13对泄放电压Vbleed的幅值进行检测。
具体地，作为示例，所述泄放电压幅值检测模块13包括第七电阻R7、第八电阻R8及第九电阻R9。所述第七电阻R7、所述第八电阻R8及所述第九电阻R9依次串联在所述泄放电压Vbleed的两端。在本实施例中，所述第七电阻R7的第一端连接所述功率开关管Q1的第一端，所述第七电阻R7的第二端连接所述第八电阻R8的第一端，所述第八电阻R8的第二端连接所述第九电阻R9的第一端，所述第九电阻R9的第二端连接所述LED恒流控制电路的接地端GND；在实际使用中可根据实际电路结构确定泄放电压Vbleed的两端，不以本实施例为限。所述第八电阻R8和所述第九电阻R9的连接节点输出幅值检测信号V2。
如图3所示，所述跳变沿检测模块11对所述泄放电压Vbleed的跳变沿进行检测。
具体地，所述跳变沿检测模块11的电路结构参见实施例一，在此不一一赘述。作为示例，所述跳变沿检测模块11中第一电容C1的第一端连接于所述第七电阻R7和所述第八电阻R8的连接节点，所述第一电阻R1的第二端连接所述第九电阻R9的低压端(在本实施例中即为所述LED恒流控制电路的接地端GND)。在实际使用中，所述跳变沿检测模块11可根据需要设置连接节点，能检测到所述泄放电压Vbleed的跳变沿即可。
如图3所示，所述第一逻辑模块14连接所述泄放电压幅值检测模块13及所述跳变沿检测模块11的输出端；当所述泄放电压Vbleed的幅值大于第二预设值的时间超过设定值时，判断未接入可控硅，并输出第二泄放关断信号；当所述泄放电压Vbleed跳变时，判定接入可控硅，并对所述第二泄放关断信号进行复位。其中，所述第二预设值用于和泄放电压进行比较，以判断是否接入可控硅，具体数值根据实际应用场景设定，在本实施例中，第二预设值经过R7、R8、R9分压等于第三参考电压Ref3。
具体地，所述第一逻辑模块14包括第二比较器CMP2、第三比较器CMP3及计数单元141。
更具体地，所述第二比较器CMP2的第一输入端连接所述泄放电压幅值检测模块13的输出端，第二输入端接收所述第三参考电压Ref3，当所述泄放电压Vbleed大于第二预设值时输出时钟信号。作为示例，所述第二比较器CMP2的正相输入端连接所述第八电阻R8和所述第九电阻R9的连接节点，反相输入端连接所述第三参考电压Ref3，在实际使用中可通过反相器调节输入信号与对应输入端极性的关系，不以本实施例为限。
更具体地，所述第三比较器CMP3的第一输入端连接所述跳变沿检测模块11的输出 端，第二输入端接收第四参考电压Ref4，当所述泄放电压Vbleed的跳变电压大于第三预设值时输出复位信号。其中，所述第三预设值用于和泄放电压进行比较，以产生复位信号，具体数值根据实际应用场景设定，在本实施例中，第三预设值经过R7、C1、R1分压等于所述第四参考电压Ref4。作为示例，所述第三比较器CMP3的正相输入端连接所述第一电容C1的第二端，反相输入端连接所述第四参考电压Ref4，在实际使用中可通过反相器调节输入信号与对应输入端极性的关系，不以本实施例为限。
更具体地，所述计数单元141连接于所述第二比较器CMP2及所述第三比较器CMP3的输出端，基于所述时钟信号进行计数并在计数值达到设定值时输出所述第二泄放关断信号，并基于所述复位信号对所述第二泄放关断信号进行复位。在本实施例中，所述第二比较器CMP2的输出端连接所述计数单元141的时钟端CK，所述第三比较器CMP3的输出端连接所述计数单元141的复位端Reset，当检测到泄放电压Vbleed大于所述第二预设值时在所述计数单元141内进行计数，计数至设定值后输出高电平的第二泄放关断信号，所述第二泄放关断信号用于关断所述功率开关管Q1；当可控硅导通时所述复位信号有效，将所述计数单元141的计数清零，所述计数单元141无法输出高电平的第二泄放关断信号。
如图3所示，所述第二逻辑模块15连接于所述电流控制模块12及所述第一逻辑模块14的输出端，当所述第一泄放关断信号或所述第二泄放关断信号有效时输出关断控制信号，并将所述关断控制信号提供给所述电流控制模块12以关断泄放电流。
具体地，在本实施例中，所述第二逻辑模块15为或门，在实际使用中可根据所述第一泄放关断信号及所述第二泄放关断信号的有效电平设置具体逻辑，能实现本发明的泄放关断功能即可，不以本实施例为限。
具体地，当所述第一泄放关断信号或所述第二泄放关断信号有效时，所述关断控制信号有效，在本实施例中，所述关断控制信号为高电平(大于所述第二参考电压Ref2)，则所述第一运算放大器OP1输出低电平驱动信号，所述功率开关管Q1被关断。当所述第一泄放关断信号及所述第二泄放关断信号均无效时，所述第一运算放大器OP1通过调整所述功率开关管Q1的驱动电压，将所述第一运算放大器OP1反相输入端的电压稳定在所述第二参考电压Ref2，进而得到想要的泄放电流。
作为本发明的另一种实现方式，所述泄放控制电路1还包括第二二极管D2。所述第二二极管D2连接在所述第二逻辑模块15的输出端与所述电流控制模块12的输入端之间，用于隔断无效的关断控制信号。在本实施例中，所述第二二极管D2的阳极连接所述第二逻辑模块15的输出端，阴极连接所述第一运算放大器OP1的第一输入端。当所述关断控制信号无效时，所述第二逻辑模块15输出低电平，以此隔断低电平信号；如果所述第二 逻辑模块15输出设计为没有低电平吸电流能力，则所述第二二极管D2可以省掉。需要说明的是，所述第二二极管D2的具体连接关系可基于实际电平设定，不以本实施例为限。
实施例三
如图4所示，本实施例提供一种泄放电流控制方法，在本实施例中，所述泄放电流控制方法基于实施例二的泄放控制电路1实现，在实际使用中，任意能实现本方法的硬件或软件均适用。所述泄放电流控制方法包括：
1)上电，产生泄放电流。
具体地，电路上电，所述功率开关管Q1处于导通状态，并产生预设大小的泄放电流。在本实施例中，泄放电流IBleed满足如下关系式：
2)对泄放电压Vbleed进行检测，基于所述泄放电压Vbleed判断是否接入可控硅，当未接入可控硅时输出第二泄放关断信号，当接入可控硅时对所述第二泄放关断信号进行复位。
具体地，由于LED导通电压比较高，因此可控硅开通后如果LED没有导通，泄放电流会一直存在，此时泄放电流造成的损耗就会很大，容易造成芯片过热。本发明对系统是否接可控硅进行判断，如果系统没有接可控硅，则产生所述第二泄放关断信号将泄放电流关断，并且其后每个工频周期不再有泄放电流流过，以提高系统效率；如果系统接入可控硅，则不产生所述第二泄放关断信号，泄放电流的关断由所述第一泄放关断信号决定。
更具体地，产生所述第二泄放关断信号的方法包括：检测泄放电压Vbleed，当所述泄放电压Vbleed大于第二预设值时开始计数，并在计数值达到设定值时输出所述第二泄放关断信号。如图3所示，所述第七电阻R7、第八电阻R8及第九电阻R9分压检测所述泄放电压Vbleed，经过所述第二比较器CMP2与所述第三参考电压Ref3比较以产生一个与输入交流电压周期相关的时钟信号，该时钟信号在所述计数单元141中进行计数。所述计数单元141的计数达到设定值后会输出一个高电平的第二泄放关断信号，且所述计数单元141输出高电平后稳定不变，由此可将泄放电流一直保持关断状态，以提高系统效率，直至所述第二泄放关断信号复位。由于需要持续计数才能关断所述泄放电流，因此不接可控硅时即使遇到偶发的干扰也不会导致检测出错。
更具体地，复位所述第二泄放关断信号的方法包括：检测所述泄放电压Vbleed，当可控硅导通时，所述泄放电压Vbleed产生跳变电压，所述跳变电压大于第三预设值时对所述 第二泄放关断信号复位。如图3所示，如果系统接入了可控硅，此时泄放电压Vbleed由于可控硅的开通切换会产生一个跳变电压△V(如图1所示)，所述跳变电压△V被所述第七电阻R7、第八电阻R8及第九电阻R9分压后通过所述第一电容C1耦合到所述第一电阻R1上产生一个尖峰电压(其中，所述第一电容C1和所述第一电阻R1组成一个微分电路，可以检测输入电压的跳变沿)，然后经过所述第三比较器CMP3与所述第四参考电压Ref4比较以产生一个复位信号，该复位信号将所述计数单元141的计数清零。因此系统一旦接入可控硅后，所述计数单元141由于复位信号的存在使得每个工频周期都将被清零，因此所述计数单元141无法计数到设定值，进而无法关断泄放电流。如果没有检测到跳变沿，则无法产生复位信号，所述计数单元141一直计数到设定值，认为未接可控硅。
3)若接入可控硅则对流经LED恒流控制电路的电流进行采样，当流经LED恒流控制电路的电流大于第一预设值时输出第一泄放关断信号。
具体地，在本实施例中，采用负压检测的方式对流经LED恒流控制电路进行检测，并将检测到的负电压转换为正电压VA，再将正电压VA与所述第一参考电压Ref1比较，当正电压VA大于所述第一参考电压Ref1时判定流经LED恒流控制电路的电流大于第一预设值，此时流经LED恒流控制电路的电流足以维持可控硅工作，因此，输出所述第一泄放关断信号；反之，不输出所述第一泄放关断信号或认为所述第一泄放关断信号无效。
4)当所述第一泄放关断信号或所述第二泄放关断信号有效时输出关断控制信号，以关断泄放电流。
实施例四
如图5及图6所示，本实施例提供给一种可控硅调光的LED驱动系统，所述可控硅调光的LED驱动系统包括：
泄放控制电路1、电压输入电路2及LED恒流控制电路3。
如图5及图6所示，所述电压输入模块2接收交流电压AC，并将所述交流电压AC转换为直流的输入电压Vin。
具体地，在本实施例中，所述电压输入模块2包括整流单元21及可控硅22。所述整流单元21的交流端连接所述交流电压AC，直流端输出所述输入电压Vin。所述可控硅22串联于所述整流单元21的交流端。作为本发明的另一种实现方式，所述电压输入模块2还包括保险丝F1，所述保险丝F1串联于所述整流单元21的交流端。
如图5及图6所示，所述LED恒流控制电路3连接于所述电压输入电路2的输出端，基于所述输入电压Vin实现LED的恒流输出。
具体地，如图5所示，作为一示例，所述LED恒流控制电路3包括第三二极管D3、第一LED负载LED1、第二电容C2及恒流控制单元31。所述第三二极管D3的阳极连接所述输入电压Vin，阴极连接所述第一LED负载LED1的正极。所述第二电容C2并联于所述第一LED负载LED1的两端。所述恒流控制单元31连接于所述第一LED负载LED1的负极，对流经所述第一LED负载LED1的电流进行恒流控制。在本示例中，所述恒流控制单元31包括第一功率管、第一采样电阻及第一驱动控制器，其中，第一功率管的一端连接在所述第一LED负载LED1负极，第一功率管的另一端经由第一采样电阻接地，第一驱动控制器基于第一采样电阻上的采样信号与基准信号的差值产生第一功率管的驱动信号。如图6所示，所述LED恒流控制电路3包括第四二极管D4、第二LED负载LED2、第三电容C3及电流控制单元32。所述第四二极管D4的阳极连接所述输入电压Vin，阴极连接所述第三电容C3的上极板及所述第二LED负载LED2的正极。所述电流控制单元32连接于所述第三电容C3的下极板及所述第二LED负载LED2的负极，分别对所述第三电容C3的充电电流及流经所述第二LED负载LED2的电流进行控制，实现所述第二LED负载LED2的恒流及无频闪控制。在本示例中，所述电流控制单元32包括充电电流控制单元及图5的恒流控制单元，充电电流控制单元包括第二功率管、第二采样电阻及第二驱动控制器，其中，第二功率管的一端连接在所述第三电容C3的下极板，第二功率管的另一端经由第二采样电阻接地，第二驱动控制器基于第一采样电阻和第二采样电阻上的采样信号产生第二功率管的驱动信号。
需要说明的是，所述泄放控制电路1及所述LED恒流控制电路3(除电容及LED负载)可集成在芯片中，其中，各调节电流的电阻可设置在芯片外部，不以本实施例的图示为限。如图5及图6所示，所述LED恒流控制电路3还包括工作电压产生模块33，所述工作电压产生模块33连接于电容(第二电容C2或第三电容C3)的上极板，为芯片提供工作电压。所述LED恒流控制电路3的电路结构可根据实际需要设置，不以本实施例为限。
如图5及图6所示，所述泄放控制电路1连接于所述电压输入电路2的输出端，提供泄放电流以维持所述电压输入电路2(即可控硅)的导通，并根据流经所述LED恒流控制电路3的电流及可控硅接入情况关断所述泄放电流。
具体地，所述泄放控制电路1为实施例二的泄放控制电路，所述泄放控制电路1的电路结构及工作原理在此不一一赘述。
综上所述，本发明提供一种跳变沿检测模块、泄放控制电路、方法及LED驱动系统，其中，泄放控制电路包括：电流控制模块、泄放电压幅值检测模块、第一逻辑模块、第二 逻辑模块及上述的跳变沿检测模块；所述电流控制模块的一端连接输入电压的正极，另一端连接所述输入电压的负极，用于控制泄放电流，并在流经LED恒流控制电路的电流大于第一预设值时输出第一泄放关断信号；所述泄放电压幅值检测模块对泄放电压的幅值进行检测，所述跳变沿检测模块对所述泄放电压的跳变沿进行检测；所述第一逻辑模块连接所述泄放电压幅值检测模块及所述跳变沿检测模块的输出端；当所述泄放电压的幅值大于第二预设值的时间超过设定值时，判断未接入可控硅，并输出第二泄放关断信号；当所述泄放电压跳变时，判定接入可控硅，并对所述第二泄放关断信号进行复位；所述第二逻辑模块连接于所述电流控制模块及所述第一逻辑模块的输出端，当所述第一泄放关断信号或所述第二泄放关断信号有效时输出关断控制信号，并将所述关断控制信号提供给所述电流控制模块以关断泄放电流。本发明的跳变沿检测模块中检测跳变的电容容量很小，可以和电阻一起集成到芯片内部，简化了系统设计。本发明的泄放控制电路、方法及LED驱动系统利用输入交流电压本身产生的周期信号作为时钟信号，通过计数产生泄放关断信号，不再需要对工频信号进行滤波计时，可以显著减小芯片面积及外部电容；利用可控硅导通时输入电压的跳变产生复位信号，使得计数清零无法输出泄放关断信号，从而判断接入可控硅，可以进一步减小芯片面积；需要持续的计数才能关断泄放电流，因此不接可控硅时即使遇到偶发的干扰也不会导致检测出错，保持稳定在关断泄放电流的状态，抗干扰能力强。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 (15)

  1. 一种跳变沿检测模块，其特征在于，所述跳变沿检测模块包括：
    第一电容及第一电阻；所述第一电容的第一端连接待测电压，第二端连接所述第一电阻的第一端；所述第一电阻的第二端接地；所述第一电容与所述第一电阻的连接节点输出所述待测电压的跳变沿检测信号。
  2. 根据权利要求1所述的跳变沿检测模块，其特征在于：所述待测电压为泄放电压或泄放电压的采样电压。
  3. 一种泄放控制电路，用于维持可控硅导通，其特征在于，所述泄放控制电路至少包括：电流控制模块、泄放电压幅值检测模块、第一逻辑模块、第二逻辑模块及如权利要求2所述的跳变沿检测模块；
    所述电流控制模块的一端连接输入电压的正极，另一端连接所述输入电压的负极，用于控制泄放电流，并在流经LED恒流控制电路的电流大于第一预设值时输出第一泄放关断信号；
    所述泄放电压幅值检测模块对泄放电压的幅值进行检测，所述跳变沿检测模块对所述泄放电压的跳变沿进行检测；
    所述第一逻辑模块连接所述泄放电压幅值检测模块及所述跳变沿检测模块的输出端；当所述泄放电压的幅值大于第二预设值的时间超过设定值时，判断未接入可控硅，并输出第二泄放关断信号；当所述泄放电压跳变时，判定接入可控硅，并对所述第二泄放关断信号进行复位；
    所述第二逻辑模块连接于所述电流控制模块及所述第一逻辑模块的输出端，当所述第一泄放关断信号或所述第二泄放关断信号有效时输出关断控制信号，并将所述关断控制信号提供给所述电流控制模块以关断所述泄放电流。
  4. 根据权利要求3所述的泄放控制电路，其特征在于：所述电流控制模块包括：功率开关管、第二电阻、第三电阻、第四电阻、电压转换单元、第一比较器、恒流源及第一运算放大器；
    所述功率开关管的第一端连接所述输入电压的正极，第二端经由所述第二电阻连接所述输入电压的负极；
    所述第三电阻的第一端连接所述LED恒流控制电路的接地端，第二端连接所述输入电压的负极；
    所述电压转换单元的输入端连接所述第三电阻的第二端，将所述第三电阻第二端的负电压转换为正电压；
    所述第一比较器的第一输入端连接所述电压转换单元的输出端，第二输入端接收第一参考电压，输出所述第一泄放关断信号；
    所述恒流源的输入端连接所述电压转换单元的输出端，输出端连接所述第一运算放大器的第一输入端；
    所述第四电阻的一端连接所述恒流源的输出端，另一端连接所述功率开关管的第二端；
    所述第一运算放大器的第一输入端连接所述第二逻辑模块的输出端，第二输入端接收第二参考电压，基于所述恒流源的输出端电压与所述第二参考电压的差值驱动所述功率开关管调整所述泄放电流，并基于所述关断控制信号关断所述功率开关管。
  5. 根据权利要求4所述的泄放控制电路，其特征在于：所述电压转换单元包括第五电阻、第六电阻、第一二极管及第二运算放大器；
    所述第五电阻及所述第六电阻串联于所述电压转换单元的输入端和输出端之间；
    所述第一二极管的阴极连接所述电压转换单元的输入端，阳极连接所述LED恒流控制电路的接地端；
    所述第二运算放大器的第一输入端连接于所述第五电阻与所述第六电阻之间，第二输入端连接所述第一二极管的阳极，输出端连接所述电压转换单元的输出端。
  6. 根据权利要求3所述的泄放控制电路，其特征在于：所述泄放控制电路还包括第二二极管；所述第二二极管连接在所述第二逻辑模块的输出端与所述电流控制模块的输入端之间，用于隔断无效的关断控制信号。
  7. 根据权利要求3所述的泄放控制电路，其特征在于：所述泄放电压幅值检测模块包括第七电阻、第八电阻及第九电阻；所述第七电阻、所述第八电阻及所述第九电阻依次串联在所述泄放电压的两端；所述第八电阻和所述第九电阻的连接节点输出幅值检测信号。
  8. 根据权利要求7所述的泄放控制电路，其特征在于：所述跳变沿检测模块中第一电容的第一端连接于所述第七电阻和所述第八电阻的连接节点。
  9. 根据权利要求3-8中任意一项所述的泄放控制电路，其特征在于：所述第一逻辑模块包括第二比较器、第三比较器及计数单元；
    所述第二比较器的第一输入端连接所述泄放电压幅值检测模块的输出端，第二输入端接收第三参考电压，当所述泄放电压大于第二预设值时输出时钟信号；
    所述第三比较器的第一输入端连接所述跳变沿检测模块的输出端，第二输入端接收第四参考电压，当所述泄放电压的跳变电压大于第三预设值时输出复位信号；
    所述计数单元连接于所述第二比较器及所述第三比较器的输出端，基于所述时钟信号进行计数并在计数值达到设定值时输出所述第二泄放关断信号，并基于所述复位信号对所述第二泄放关断信号进行复位。
  10. 一种可控硅调光的LED驱动系统，其特征在于，所述可控硅调光的LED驱动系统至少包括：
    电压输入电路、LED恒流控制电路及如权利要求3-9中任意一项所述的泄放控制电路；
    所述电压输入电路接收交流电压，并转换为直流的输入电压；
    所述LED恒流控制电路连接于所述电压输入电路的输出端，基于所述输入电压实现LED的恒流输出；
    所述泄放控制电路连接于所述电压输入电路的输出端，提供泄放电流维持所述电压输入电路的导通，并根据流经所述LED恒流控制电路的电流及可控硅接入情况关断所述泄放电流。
  11. 根据权利要求10所述的可控硅调光的LED驱动系统，其特征在于：所述电压输入电路包括整流单元及可控硅；所述整流单元的交流端连接所述交流电压，直流端输出所述输入电压；所述可控硅串联于所述整流单元的交流端。
  12. 根据权利要求10或11所述的可控硅调光的LED驱动系统，其特征在于：所述LED恒流控制电路包括第三二极管、第一LED负载、第二电容及恒流控制单元；
    所述第三二极管的阳极连接所述输入电压，阴极连接所述第一LED负载的正极；所述第二电容并联于所述第一LED负载的两端；
    所述恒流控制单元连接于所述第一LED负载的负极，对流经所述第一LED负载的电流进行恒流控制。
  13. 根据权利要求10或11所述的可控硅调光的LED驱动系统，其特征在于：所述LED恒流控制电路包括第四二极管、第二LED负载、第三电容及电流控制单元；
    所述第四二极管的阳极连接所述输入电压，阴极连接所述第三电容的上极板及所述第二LED负载的正极；
    所述电流控制单元连接于所述第三电容的下极板及所述第二LED负载的负极，分别对所述第三电容的充电电流及流经所述第二LED负载的电流进行控制，实现所述第二LED负载的恒流及无频闪控制。
  14. 一种泄放电流控制方法，基于如权利要求3-9中任意一项所述的泄放控制电路实现，其特征在于，所述泄放电流控制方法至少包括：
    上电，产生泄放电流；
    对泄放电压进行检测，基于所述泄放电压判断是否接入可控硅，当未接入可控硅时输出第二泄放关断信号，当接入可控硅时对所述第二泄放关断信号进行复位；
    若接入可控硅则对流经LED恒流控制电路的电流进行采样，当流经LED恒流控制电路的电流大于第一预设值时输出第一泄放关断信号；
    当所述第一泄放关断信号或所述第二泄放关断信号有效时输出关断控制信号，以关断泄放电流。
  15. 根据权利要求14所述的泄放电流控制方法，其特征在于：产生所述第二泄放关断信号的方法包括：检测所述泄放电压，当所述泄放电压大于第二预设值时开始计数，并在计数值达到设定值时输出所述第二泄放关断信号；和/或，复位所述第二泄放关断信号的方法包括：检测所述泄放电压，当可控硅导通时，所述泄放电压产生跳变电压，所述跳变电压大于第三预设值时对所述第二泄放关断信号复位。
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