[发明专利]线性恒流控制器

说明书

技术领域

本发明涉及线性恒流控制器电路，具体而言，涉及一种用于驱动恒流源负载的高效率线性恒流控制器，包含该控制器的芯片与驱动装置，以及包含所述驱动装置的照明灯具。

背景技术

由于具有光效高、寿命长、无辐射与低功耗等特点，发光二极管(LED)在照明工业中的应用日益广泛。作为一种恒流源负载，LED需要与恒压源负载不同的控制器。目前，工业界主要有两大类驱动LED的控制器。一类是开关恒流控制器，主要特点在于需要电感和变压器，在各种条件下效率一般都实现得较高，但同时成本也高。另一类是线性恒流控制器，它不需要电感和变压器，虽然在某些条件下效率很难实现得高，但是成本很低。

参照图1，图1示出了现有技术的线性恒流方案。其中，经整流桥180整流，再经电容105滤波之后，由全球照明电网提供的交流110V或交流220V电压转换为近似直流电压VIN。LED负载190和功率场效应管101以及恒流控制器100串接在一起。恒流控制器100用于实现恒流控制，功率场效应管101承担多余的电压和功率耗散，也就是散热。电阻103、稳压二极管104用以实现电压钳位，向功率场效应管101的栅极提供合适的直流电压。

由于控制器100实现了恒流控制，控制器100和功率场效应管101消耗的功率为

P_LOSE＝I*(VIN-VLED)

其中，I表示由控制器100决定的LED电流。因交流电网电压基本不变，所以VIN基本不变。那么，决定P_LOSE高低的唯一参数就是VLED。VLED越小，P_LOSE就越大，控制器的效率就越低，产生的热量也就越多。显然，产生的热量越多，电路散热成本就要相应增加，同时控制电路的寿命也受到影响。正是由于上述缺陷的存在，使得线性恒流控制器目前只能在VIN与VLED的差较小的情况下适用。

例如，交流电网电压为220V，负载190由40颗20mA LED串联而成，每颗LED的正向导通电压为3.3V，那么

P_LOSE～0.02*(1.414*220-40*3.3)＝3.6W

效率为

η＝P_LED/P_IN＝2.64/6.22＝42％

控制器的效率比较低，无用热功率P_LOSE高达3.6W。这样不仅造成能源的白白浪费，而且必然需要更高的散热成本来散发如此高的热量，比如需要加装大的散热器。

又如，交流电网电压仍为220V，负载190由80颗20mA LED串联而成，每颗LED的正向导通电压3.3V不变，那么

P_LOSE～0.02*(1.414*220-80*3.3)＝0.9W

效率为

η＝P_LED/P_IN＝5.28/6.22＝85％

可见，VLED增大，控制器的效率明显高于上例，无用热功率P_LOSE也要低得多。

实际上，效率低下的缺陷是限制线性恒流控制器应用的最主要原因。可以预见的是，如果能够实现高效率并且继续维持低成本，线性恒流控制器的应用范围将会相应扩大。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于，提供一种以低成本实现高效率线性恒流控制器的解决机制。

本发明的上述目的通过提供线性恒流控制器、芯片、驱动恒流源负载的装置以及照明灯具而实现。

根据第一方面，提供一种线性恒流控制器，所述控制器经恒流源负载连接至输入电压源，其特征在于，所述输入电压源提供对交流电网电压整流的单向脉动电网电压，所述控制器包括：电网电流控制电路，基于一来自所述输入电压源的分压信号和一经放大的误差信号，控制在所述单向脉动电网电压的取电流窗口内获取电网电流；以及误差放大电路，基于经所述电网电流控制电路流出的电网电流的检测信号，确定所述电网电流的平均电流，以及产生所述经放大的误差信号。

在第一方面中，优选的是，在所述恒流源负载的两端并联一电容，用以对所述电网电流进行平滑滤波。