[发明专利]自适应LED电流纹波消除电路

说明书

一种自适应LED电流纹波消除电路，应用在LED驱动系统，自适应LED电流纹波消除电路包括驱动模块以及电流判别模块。驱动模块与LED驱动系统连接，驱动模块包括多个晶体管；以及电流判别模块与驱动模块连接，用以判定LED驱动系统的输出电流大小，并依据所述输出电流大小控制多个晶体管的栅极电压。

技术领域

本发明涉及LED驱动系统领域，尤指一种应用在LED驱动系统领域的自适应LED电流纹波消除电路。

背景技术

LED作为一种新型光源，因其具备亮度强、能耗低且寿命长的优点而被广泛应用于照明领域。LED驱动芯片作为LED照明驱动电路的核心部件，随着LED市场的不断扩大，亟需不断地创新和发展。LED产业的快速发展也加速了调光产业的进步。调光技术不仅可以进一步节约能源，延长LED的使用年限，而且能够提高视觉效果，改善生活质量。可控硅调光自60年代开始出现，在近半个世纪以来一直主宰着整个照明调光领域。其以高兼容性，低成本，小体积，操作简便等优点深得消费者青睐。但是，目前传统家用双向可控硅(TRIAC)调光器适合调节白炽灯和卤素灯这类电阻性负载，当用其对普通LED驱动负载调光时会产生闪烁的问题，更不能实现宽范围的调光控制。

请参阅图1，图1为现有技术的LED电流纹波消除电路的电路结构图。如图1所示，第二运算放大器A2作为一个缓冲(buffer)电路，将前后级隔离，且使得缓冲电路的输入输出电压相等，即

V_VCBUF＝V_VC

缓冲电路的输出电压V_VCBUF经过第一电阻R1和第二电阻R2分压后，输入第一运算放大器A1的正输入端。第一运算放大器A1与晶体管M(MOS管)和第三电阻R3组成了一个电压电流转换器，产生LED的驱动电流I_LED，

晶体管M的漏端电压V_LEDN与基准电压V_REF在比较器CMP中比较：当V_LEDN低于V_REF时，第一开关S1断开，第二开关S2闭合，通过第二电流源I2对节点VC的电容C1放电，节点VC的电压逐步降低，GATE点的电压下降，晶体管M的导通阻抗升高，从而逐步减小流过LED的电流I_LED，V_LEDN也将随之升高。当V_LEDN高于V_REF时，第一开关S1闭合，第二开关S2断开，通过第一电流源I1对节点VC的电容C1充电，节点VC的电压逐步升高，GATE点的电压上升，晶体管M的导通阻抗下降，从而逐步增加流过LED的电流I_LED，V_LEDN也将随之下降。由此，可以将输入节点LEDN的电压V_LEDN控制在一个相对合理的范围内，同时实现对前级输入电流纹波的衰减。但是，由于在每个工频周期中，电容C1总是存在充电和放电的过程，这样就在VC引脚形成一定的电压纹波，该电压纹波的幅度由C1电容的大小和第一电流源I1和第二电流源I2的大小决定。基于电路的实现和以及成本等因素，VC点的电压纹波幅度约为几十毫伏，VC点的电压纹波通过第一运算放大器A1会使得GATE点的电压出现电压纹波。在可控硅调光应用中，由于芯片要保证可控硅调光最大导通角时可流过大电流，因此要求芯片中晶体管M具有较小的导通阻抗和较大的宽长比。但在工作于可控硅调光最小导通角输出最小电流时，晶体管M工作于亚阈值区。

请参阅图2，图2为图1的晶体管工作在亚阈值区时导通阻抗随栅源电压变化关系图。如图2所示，工作在亚阈值区的晶体管M，栅源电压的波动会引起MOS导通阻抗的显着变化。在每个工频周期中MOS导通阻抗的显着变化会使得系统不能稳定流过LED的电流I_LED，进而出现LED灯的频闪现象。