[发明专利]避免电感电流过冲的PWM调光式LED发光系统

说明书

本发明公开了一种避免电感电流过冲的PWM调光式LED发光系统，涉及LED调光技术领域，控制器在检测到调光控制模块提供的PWM信号的上升沿时控制驱动器给功率级电路输出第一占空比的驱动信号，功率级电路内部的电感的电流在无负载电流的状态下升高直至经延时电路延时预定时长后的PWM延时信号的上升沿到来时切换至稳定状态，功率级电路的驱动信号先行输出几个脉冲信号且占空比较高，经过一定延时后，再打开负载电流，从而可以使电感在无负载电流的状态下先升高至一定程度，使得输出电压不至于由于电感的电流没有达到稳定值而下降，从而可以有效避免因此电感的电流过冲现象。

技术领域

本发明涉及LED调光技术领域，尤其是一种避免电感电流过冲的PWM调光式LED发光系统。

背景技术

LED发光系统有模拟调光和数字调光两种调光控制方式，数字调光又称PWM调光，可以达到比较宽的调光范围，而且每次开的时候LED负载的电流都是固定、使得LED没有色偏，因此目前业界普遍使用PWM调光控制方式。

目前的PWM调光式LED发光系统一般采用开关电源供电，常用的电路结构如图1所示，主要包括串联在一起的功率级电路(Power Stage)、LED负载(Led Load)、开关K和电流源I，调光控制模块(PWM dimming)产生PWM信号给驱动器Driver并控制开关K的通断，控制器(Controller)和驱动器(Driver)控制功率级电路并与其构成Boost电路。

如图1所示的电路对应的信号时序图如图2所示，该电路在工作时，PWM信号高电平有效时，Boost电路工作、开关K闭合、LED负载有负载电流，且LED负载的负载电流ILED与PWM信号的占空比相当，因此当PWM信号的占空比发生变化时，LED负载的负载电流ILED也相应变化，从而改变LED负载的亮度实现调光。而在上述工作过程中，当Boost电路中的电感L上通有电流时，电感L会产生磁场，即部分电流转换成磁能的方式存储在电感L中，当不再向电感L上通电流时，电感L会将磁能通过电流的方式在回路中释放出来，这也是电感L上电流不能突变的原因，基于电感L的这种充放电原理，可以将它用来平均PWM调光中产生的不连续电流。但是，当PWM信号上升沿来临时，触发Boost电路的驱动器输出的DRV信号开启，同时负载电流ILED被打开，电感L的电流从零上升，刚开始时，电感L的电流IL较低，由于电感L向LED负载提供的电流不够大，所以LED负载两端的VOUT会下降，促使电路调节是占空比增加，由于开关系统响应速度不够，因此会出现电感L的电流IL超过需要后又被调节回来的现象，也即出现如图2所示的过冲现象，这会导致电流耐流度不够的电感进行饱和状态并损伤电感L，失去其调节功能。

发明内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种避免电感电流过冲的PWM调光式LED发光系统，本发明的技术方案如下：

一种避免电感电流过冲的PWM调光式LED发光系统，包括功率级电路和LED负载，该系统还包括：调光控制模块、延时电路、负载电流电路、驱动器和控制器，功率级电路、LED负载和负载电流电路形成串联电路；

调光控制模块连接控制器和延时电路并输出PWM信号，延时电路的输出端分别连接控制器和负载电流电路，延时电路将输入的PWM信号进行预定时长的延时处理后得到PWM延时信号并分别输出给控制器和负载电流电路，负载电流电路在PWM延时信号高电平有效时导通；

控制器在检测到高电平有效的PWM信号的上升沿时控制驱动器给功率级电路输出第一占空比的驱动信号，功率级电路内部的电感的电流在负载电流电路未导通、LED负载无负载电流的状态下升高；

负载电流电路从PWM延时信号的上升沿开始时导通，且控制器在检测到PWM延时信号的上升沿时控制驱动器切换至输出第二占空比的驱动信号直至PWM信号变为低电平，第二占空比小于第一占空比。

其进一步的技术方案为，在负载电流电路受控于PWM延时信号导通后，LED负载的负载电流在负载电流电路的作用下斜坡升高直至预定阈值。