[发明专利]LED控制电路及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于驱动LED照明装置的LED控制电路。此外，本发明还涉及一种用于控制上述类型的LED控制电路的方法。 

背景技术

目前，颜色混合的构思已经被广泛地应用以用于获得具有预期的CCT(色温)和CRI(显色性)的白光。同时，对于电子驱动器的设计提出了很高的要求。电子驱动器应当能够驱动多个LED灯串。但是，驱动多个LED灯串的电子驱动器应该对动负载有良好的响应。在现有技术中常常使用的峰值电流控制降压型拓扑电路对于多灯串驱动是一个良好的选择，这是因为其能够良好地响应动态电压的变化。 

图1中示出了用于多灯串驱动的典型的固定频率峰值电流控制降压型拓扑电路。通过以下公式可以得知输出电压与流过灯串的电流之间的关系。 

公式(1) 其中，D为控制信号占空比，V_out为灯串的输出电压，V_in为输入电压； 

公式(2) 其中，ΔI为在电感器L1上的电流纹波，F_s为控制信号，I_pk为流过电感器L1的受控的峰值电流； 

公式(3) 其中I_o为流过灯串的电流，由公式(1)，(2)和(3)可以推导出公式(4)I_o＝K1(V_out²-V_in·V_out)+I_pk，其中， 由以上公式(4)可以简单地获得图2中示出的电流-电压图表。从图2中可见，在利用该电路驱动多灯串时，在输出电压发生变化时，流过灯串的电流也动态地发生变化。 

图3通过波形图示出了上述问题。假设图1中示出的电路中的晶体管Q2一直断开并且转换器的占空比设定为50％。那么在t1阶段，晶体管Q3断开，那么输出电压V_out为所有三个灯串的电压之和，即V_out＝V_str1+V_str2+V_str3。在t2阶段，晶体管Q3接通，那么输出电压为V_out＝V_str1+V_str3。在Q3接通期间，输出电压V_out减小，导致电感器L1上的电流纹波ΔI减小。由于流过电感器L1的受控的峰值电流I_pk一直通过电流控制回路保持恒定，因此从公式(2)中可知，流过灯串的电流I_o增大。而电流I_o增大是我们所不希望的。 

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种用于控制LED照明装置的LED控制电路，该LED控制电路能够良好地响应负载的输出电压的动态变化，以保持流过负载的电流的恒定。此外，本发明还提出了一种用于控制上述类型的LED控制电路的方法。 

本发明的第一个目的通过一种用于控制LED照明装置的LED控制电路由此实现，即该LED照明装置包括至少两个串联连接的负载组，LED控制电路包括：转换模块，用于将输入电压转换为用于负载组的输出电压，并输出负载组的工作电流，该工作电流被采样以获得采样电流；基准电压发生模块，产生一基准电压；控制模块，将相应于采样电流的采样电压与 基准电压进行比较，并根据比较结果向转换模块输出控制信号；以及负载短路模块，包括多个与各自的负载组并联的开关，该开关根据切换信号对相应的负载组进行短路控制，其中，LED控制电路还包括基准电压补偿模块，该基准电压补偿模块响应于切换信号产生对基准电压进行补偿的补偿电压。在根据本发明的设计方案中，通过对参考电压进行补偿，改变了控制模块输出的控制信号的占空比，由此控制了峰值电流的大小，从而确保流过负载组的电流保持恒定。因此，利用根据本发明的LED控制电路能够良好地响应负载的输出电压的动态变化，以保持流过负载的电流的恒定。 

优选的是，控制模块包括：比较器，用于对采样电压和基准电压进行比较；脉宽调制器，连接至所述比较器的输出端，用于根据比较结果生成作为控制信号的脉宽调制信号。由于对基准电压进行了补偿，因此相应地改变了控制信号的占空比，由此控制了峰值电流的大小，从而确保流过负载组的电流保持恒定。 

进一步优选的是，基准电压补偿模块包括多个彼此并联的基准电压补偿子模块，其中，每个所述基准电压补偿子模块对应于负载短路模块的一个开关，并且基准电压补偿子模块和其对应的开关均通过同一切换信号控制。通过这种方式能够良好地响应负载的输出电压的动态变化。