[发明专利]一种改善LED照明装置的频闪和压闪的电路及方法

说明书

技术领域

本发明涉及供电电路，具体涉及一种线性恒流电路，尤其适用于LED照明驱动。

背景技术

当前LED照明恒流驱动方案以传统的高频开关电源为主，该方案使用高频开关电路，电路复杂，成本高，使得众多厂商开始使用简单、可靠和廉价的线性恒流驱动方案。然而，线性恒流驱动方案需要将LED的电压串联到接近市电峰值电压才能够保证较高的效率，随之而来的弊端是：当市电电压降低到一定幅度后，市电电压不足以支持LED维持既定电流，体现在LED上的电流呈现较大的电流纹波，一方面导致LED发光出现工频闪烁，即所谓的频闪；另一方面，如果市电电压降低后，同时伴随着频繁的瞬态波动，人眼将感知到市电波动带来的亮度变化，即所谓的压闪。

图1给出了当前的线性恒流方案电路图。

图2为当前的线性恒流方案的波形图。

图1中，市电经整流桥和电容滤波后，为LED供电，为消除LED上的电流随着市电波动而波动，该方案使用一恒流源与LED串联以消除LED上的电流纹波，该恒流源由电压基准Vref，运放EA，晶体管Q和检流电阻Rcs组成。

晶体管Q，其恒流控制由电压基准VREF设定，正常市电状态下，晶体管Q的两个功率端的压降足够高，晶体管Q工作在线性区，LED电流为平滑直流，发光没有频闪和压闪；当市电降低导致晶体管Q的两个功率端的压降低于其饱和压降时，晶体管Q的输出电流与电压基准VREF的相关性降低，而与晶体管Q两个功率端的压降的相关性增加，因此，LED电流呈现出与市电整流后的电压VREC一致的脉动现象，造成压闪和频闪。

无论是频闪还是压闪，都会影响LED照明质量和人眼的视觉感受，亟需相应的解决方案。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种改善LED照明装置频闪和压闪的电路和方法，消除了LED电流纹波和降低了LED电流对市电瞬态波动的敏感度，使得在市电电压较低，供电不稳时，LED发光无频闪和压闪。

本发明基于以下思路，解决市电电压较低和供电不稳时，LED发光频闪和压闪问题：

市电电压较低时，恒流源的两个功率端会出现与LED纹波电流对应的电压或电流下跌信号，该下跌信号与LED纹波电流相对应，称之为纹波电流检测，检测到纹波电流后，通过控制电路降低恒流源的电流，则LED两端的电压会相应下降，进一步地，恒流源的两个功率端的压降会增加，再进一步地，LED的纹波电流得以改善，频闪得以改善；另一方面，LED电流的下降，使储能电容在单个市电周期内放电电荷减少，储能电容的能量相对的更加充裕，可以抵抗的市电波动能力更强，使LED发光的压闪得到改善。

本发明所采取的技术方案如下：

一种改善LED照明装置频闪和压闪的电路，包括市电、整流桥、储能电容、LED、可变电流源和纹波电流控制电路。整流桥的输入端与市电相连，输出端与储能电容并联，LED与可变电流源的两个功率端串联后并联在储能电容的输出端，可变电流源的控制端与纹波电流控制电路的输出相连。

优选的，纹波电流控制电路包括：一比较器，一预设信号，比较器的一输入端检测可变电流源的两个功率端电压获得一检测信号，另一输入端与预设信号相连，当检测信号小于预设信号时，纹波电流控制电路的输出信号控制可变电流源的电流下降，当检测信号大于预设信号时，纹波电流控制电路的输出信号控制可变电流源的电流上升。

可变电流源的功率端为一晶体管，当晶体管的两个功率端的压降足够高时，晶体管工作在线性区，可变电流源的输出电流与控制信号成比例；当晶体管的两个功率端的压降低于晶体管的饱和压降时，晶体管工作在饱和区，可变电流源的输出电流与控制信号的相关性变低，因此，预设信号的幅度越大，闭环控制使得可变电流源的两个功率端电压越相对远离饱和区，避免了可调电流源两个功率端之间的压降低不能维持可调电流源恒流的现象，因而避免了频闪和压闪，但另一方面，可变电流源的两个功率端电压越高，则可变电流源的功耗越大，实际应用中，预设信号的幅度为检测信号的最大值和最小值之间。晶体管的饱和压降与其负荷的电流有关，使预设信号的幅度随着流经可变电流源的电流增加而增加，能够较优化的处理频闪与压闪的余量改善和提升效率之间的矛盾。

优选的，纹波电流控制电路包括：一比较器，一预设信号，比较器的一输入端检测流经可变电流源的电流获得一检测信号，另一输入端与预设信号相连，当检测信号小于预设信号时，纹波电流控制电路的输出信号控制可变电流源的电流下降，当检测信号大于预设信号时，纹波电流控制电路的输出信号控制可变电流源的电流上升。