[发明专利]用于LED驱动电源的多维度比较型电流控制方法及LED驱动电路

说明书

技术领域

本发明涉及LED驱动技术，尤其是一种用于LED驱动电源的多维度比较型电流控制方法及LED驱动电路。

背景技术

LED灯具有显著的优势，近年来的市场份额不断增大。在LED灯应用中，仍存在着长期未能解决的技术问题，详述如下。

电子变压器通常由一个频率在40KHz~100KHz的自振荡功率变换器构成，它能把工频交流电（120V/60Hz或230V/50Hz）转变为12V电压。但其与LED驱动器这种非线性负载相连会产生很大问题：当电子变压器输出接到LED灯具上时，灯光不稳定甚至严重闪烁，反映出LED功率不定，驱动电路中直流母线电压波动和电子变压器工作异常。

申请人经研究后发现：现有的解决方法主要有两种，即电流控制模式和电压控制模式。这两种方法都是通过控制电源中的主开关以达到稳定中间级直流电压和调节输出光通量（电流）的目标。

电流模式控制通常设置在每个开关周期初始时刻，控制器接通开关，使输出电流上升。同时一直监测输入电流，当它达到固定峰值时，开关打开使得电流向零下降。一旦电流下降为零，控制器保持开关的断开状态直至下一个周期开始。这种方法虽然可以稳定中间级电压但无法提供稳定的输出。

电压模式控制采取中间级电压检测并反馈到控制器。在每个开关周期的开始，主开关导通来增加输入电流，控制器不断比较反馈信号和预设值，并计算当前周期的导通时间。主开关在算出的导通时间结束后关断。这种控制方法虽然能得到稳定的中间电压，但不能提供稳定的输出功率。此外，目前的方法都面临电子变压器异常工作的现象而带来的LED灯光闪烁的问题。

发明内容

发明目的：提供一种用于LED驱动电源的多维度比较型电流控制方法，以解决现有技术存在的上述问题。进一步的目的是提供基于上述控制方法的LED驱动电路。

技术方案：一种用于LED驱动电源的多维度比较型电流控制方法，在任一开关周期中，首先在电子变压器点燃时刻，产生一高电流峰值，以使电子变压器正常启动；随着输入电压的增加，输入电流的峰值逐渐减小，直至到达预定谷点值；随后输入电流的峰值逐渐增加，以维持电子变压器的导通。

进一步的，以时间为横轴，输入电流为纵轴，构建输入电流波形图和输入电流峰值二维查询表。

进一步的，获取反馈母线电压并计算传输功率，从二维查询表中选择一条曲线作为高电平值，通过PWM方式调整直流电压。

一种LED驱动电路，包括依次连接的电子变压器、整流桥、升压变换器、中间级电压反馈网络和降压变换器，其中：

所述升压变换器包括第一电感L1、第一控制开关Q1、第三电阻R3、第一二极管D1和第一电容C1；所述第一电感L1的两端分别接整流桥的输出端和第一控制开关Q1的漏极，所述第三电阻的两端分别与地、第一控制开关Q1的源极连接，所述第一二极管D1的正极与第一控制开关Q1的漏极连接，第一二极管的负极与第一电容C1的一端连接，第一电容C1的另一端接地；

所述中间级电压反馈网络包括第一电阻R1和第二电阻R2，第一电阻R1的一端与第一二极管D1的负极连接，所述第二电阻R2的一端接地；

所述降压变换器包括第二控制开关Q2、第二二极管D2、第四电阻R4、第二电感L2和第二电容C2；所述第二控制开关Q2的源极连接第四电阻R4，第四电阻R4的另一端接地，所述第二控制开关Q2的漏极与第二二极管D2的正极和第二电容C2的一端连接，所述第二电感L2的两端分别与第二二极管D2的负极和第二电容C2的另一端连接；

通过第一控制开关调整输入电流波形：在任一开关周期中，首先在电子变压器点燃时刻，产生一高电流峰值，以使电子变压器正常启动；随着输入电压的增加，输入电流的峰值逐渐减小，直至到达预定谷点值；随后输入电流的峰值逐渐增加，以维持电子变压器的导通。

进一步的，以时间为横轴，输入电流为纵轴，构建输入电流波形图和输入电流峰值二维查询表。

进一步的，通过中间级电压反馈网络获取反馈母线电压并计算传输功率，从二维查询表中选择一条曲线作为高电平值，通过PWM方式调整直流电压。

优选的，在每个开关周期中，电流峰值点对应的高电平位于一平滑曲线上。

优选的，所述平滑曲线为圆锥曲线。

优选的，各开关周期中，电流峰值点对应的高电平形成的平滑曲线具有相似的弧度，端点相同，腹部谷点不同。

优选的，所述圆锥曲线经过两相同的点，离心率不同。