[发明专利]用于LED照明的分段恒流控制系统和方法

说明书

本公开提供了用于LED照明的分段恒流控制系统和方法。该分段恒流控制系统包括电流调整管、LED电流感测电阻、电流调整管的栅极电压控制单元、和输入电压检测单元。电流调整管的栅极、漏极和源极分别与栅极电压控制单元的输出端、LED以及LED电流感测电阻相耦接。输入电压检测单元基于所检测到的LED的输入电压的大小产生并输出控制信号，用于控制选通预定参考电压，使得当输入电压越高时，选通越低的预定参考电压。栅极电压控制单元对LED电流感测电阻上的感测电压与所选通的预定参考电压进行误差放大，以输出控制电流调整管的栅极电压。从而对LED照明系统实现输入电压低时输出电流大，输入电压高时输出电流小的分段恒流控制，降低LED照明系统的损耗。

技术领域

本发明涉及发光二极管(LED)照明领域，更具体地涉及用于LED照明的分段恒流控制系统和方法。

背景技术

线性恒流LED照明系统因结构简单可靠、系统成本低的特点在LED照明领域有广泛应用。图1示出了典型的线性恒流控制的LED照明系统，该系统主要包括桥式整流器BD101、放大器U101、电流调整管M101、输出电容C101、LED电流感测电阻R101等。该系统的工作过程如下：系统上电以后，市电VAC经过桥式整流器BD101整流后产生输入电压VIN；放大器U101在上电后控制电流调整管M101的栅极电压使M101处于导通状态；当输入电压VIN高于LED的最小正向导通电压时，电流通过LED经电流调整管M101流入感测电阻R101，感测电阻R101上的感测电压Vsense的大小对应于LED的电流大小；放大器U101通过侦测感测电阻R101上的感测电压Vsense并将该感测电压Vsense与参考电压Vref进行误差放大，来调节电流调整管M101的栅极电压，从而实现LED的恒流控制。

在该系统中，电流调整管M101在进行恒流控制的过程中会产生较大的功率损耗，该功率损耗是影响系统效率的主要因素。电流调整管M101上的功率损耗可以用下面的公式(1)来表示：

P_M101＝(V_drain-Vsense)*I_LED (1)

其中，V_drain是电流调整管M101的漏极电压，I_LED是流经电流调整管M101的LED电流，由于Vsense电压具有基本固定的大小，所以损耗P_M101主要受漏极电压V_drain的影响。

电流调整管M101的漏极电压V_drain等于输入电压VIN和LED正向导通电压V_LED之差，如下面的公式(2)所示：

V_drain＝VIN-V_LED (2)

输入电压VIN是输入交流电压经桥式整流器BD101整流后的M形波信号，因而会在VIN对应的M形波的波峰附近产生较大的漏极电压V_drain。由此带来的问题是在进行恒流控制的过程中电流调整管M101上会产生较大的功率损耗，降低系统效率。

发明内容

鉴于以上所述的问题，本发明提供了一种用于LED照明的分段恒流控制系统和方法。

根据本发明的一方面，提供了一种用于LED照明的分段恒流控制系统，包括：电流调整管、LED电流感测电阻、所述电流调整管的栅极电压控制单元、以及输入电压检测单元。其中，电流调整管的栅极、漏极和源极分别与栅极电压控制单元的输出端、LED以及LED电流感测电阻相耦接；输入电压检测单元被配置为检测LED的输入电压，并基于所检测到的输入电压的大小产生并输出控制信号，用于控制选通多个预定参考电压中的一个预定参考电压，使得当输入电压检测单元所检测到的输入电压越高时，选通越低的预定参考电压；并且栅极电压控制单元被配置为对LED电流感测电阻上的感测电压与所选通的预定参考电压进行误差放大，以输出控制电流调整管的栅极电压。