[发明专利]开关装置及所适用的LED驱动系统、驱动方法

说明书

技术领域

本申请涉及LED驱动领域，尤其涉及一种开关装置及所适用的LED驱动系统、驱动方法。

背景技术

LED(发光二极管)由于具有工作电压很低、工作电流很小、抗冲击和抗震性能好、可靠性高寿命长、易于调光等多种特性，在照明、装置、显示、指示等多个领域广泛应用。然而LED器件对驱动电源具有近乎苛刻的要求，例如为了确保LED在应用中反映出相应的特性，LED驱动电源需在效率转换、有效功率、恒流精度、电源寿命、电磁兼容等方面具有非常高的要求。

为了向LED负载提供具有高功率因数的恒流供电，LED驱动电源采用借助谐振装置的振荡而输出恒流电流的驱动方式。目前常见的LED驱动电源根据谐振装置的不同工作模式包含：基于BCM(临界连续电流工作模式)的开关装置或基于DCM(断续电流工作模式)的开关装置等。这些开关装置通过外围电路连接谐振装置，并致力于通过对谐振装置的检测而有效利用谐振提供符合高功率因数指标的恒流输出。

事实上，提高功率因数可通过改进开关装置而实现，同时技术人员希望利用半导体集成技术尽量减小开关装置的损耗和尺寸。故而，针对开关装置的研究日益深入。如图1所示，其描述了一种LED驱动系统的电路简化示意图，其中开关装置911和谐振装置912之间通过采样电阻RFBL和RFBH采集谐振装置中的电信号，并通过检测该电信号的谷值控制基于栅极驱动的开关装置911的导通和断开。在上述一类的开关装置中，由于谐振装置的振荡周期不必然与供电波动周期相关联，导致整个驱动系统的功率输出效率不高。

发明内容

本申请提供一种开关装置及所适用的LED驱动系统、驱动方法，用于解决驱动系统的功率输出效率不高问题。

为实现上述目的及其他目的，本申请在第一方面提供一种控制器，用于连接开关单元，其中所述开关单元用于连接在输入源与谐振装置之间，包括：检测单元，用于自所述开关单元获取用于反映谐振装置内电流变化的第一电信号和获取用于反映输入源所提供电压变化的第二电信号，当检测到基于所述第一电信号而设置的开关单元的断开时刻时输出第一检测信号，以及当检测到基于所述第二电信号的变化而设置所述开关单元的导通时刻时输出第二检测信号；控制单元，连接所述检测单元，用于基于所接收的第一检测信号和第二检测信号控制所连接的开关单元导通或断开。

在所述第一方面的某些实施方式中，所述检测单元包括：退磁开始检测模块，连接在开关单元的采样端与控制单元之间，用于当检测到所述开关单元导通时，基于自所述采样端采集的第一电信号开始进行充磁计时，并在充磁计时结束时输出第一检测信号。

在所述第一方面的某些实施方式中，所述退磁开始检测模块包括：参考电压生成电路，，用于通过检测所述第一电信号确定所述谐振装置的平均输出电流所对应的电压，并基于所确定的电压确定一参考电压；信号生成电路，与所述控制单元相连，用于当检测到所述开关单元导通时，生成一斜坡电信号；比较电路，与所述参考电压生成电路和信号生成电路相连，用于比较所述斜坡电信号的电压和所述参考电压，并在所述斜坡电信号的电压达到参考电压时输出第一检测信号。

在所述第一方面的某些实施方式中，所述参考电压生成电路包括跨导积分器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，所述第一输入端连接所述采样端，所述第二输入端连接一基准参考电压源，所述输出端用于连接一外部低通滤波单元。

在所述第一方面的某些实施方式中，所述信号生成电路包括斜坡信号发生器，具有控制端和输出端，所述控制端连接所述控制单元，所述输出端连接所述比较电路。

在所述第一方面的某些实施方式中，所述检测单元包括：退磁结束检测模块，与连接在所述开关单元的驱动端和控制单元之间，用于比较自所述驱动端采集的第二电信号与预设谷值电压阈值，并当所述第二电信号的电压达到所述谷值电压阈值时输出第二检测信号。

在所述第一方面的某些实施方式中，所述谷值电压阈值为基于所述开关单元中寄生电容释放所设置的阈值电压。

在所述第一方面的某些实施方式中，所述控制单元包括：控制模块，用于基于所接收的第一检测信号输出使所述开关单元导通的开关控制信号以及基于所接收的第二检测信号输出使所述开关单元断开的开关控制信号；驱动模块，与所述控制模块相连，用于将所接收的开关控制信号转换成对应的开关驱动信号以驱动所连接的开关单元。

在所述第一方面的某些实施方式中，所述控制器还包括：延迟单元，用于当检测到所述开关单元断开时在一延时时长内维持断开状态。