[发明专利]一种LED驱动系统及LED驱动的闭环控制方法

说明书

本发明提供一种LED驱动系统及LED驱动的闭环控制方法，该LED驱动系统包括LED负载、恒流控制模块、电解电容、放电电压检测模块、母线电压检测模块及充电电流控制模块，其中，充电电流控制模块连接放电电压检测模块、母线电压检测模块的输出端及电解电容的下极板，基于放电电压检测模块的控制信号及母线电压检测模块的检测电压调整电解电容的充电电流，其中，通过加减法计数器进行减法运算以减小电解电容的充电电流，通过加减法计数器进行加法运算以增大电解电容的充电电流。本发明利用加减法计数器实现环路补偿数字化，无需采用补偿环路的外部补偿大电容，使得外围电路最简化，系统成本低。此外，加减法计数器的计数溢出可以实现一些额外功能或保护。

技术领域

本发明属于系统设计领域，涉及一种LED驱动系统及LED驱动的闭环控制方法。

背景技术

随着企业资源规划系统(ERP)标准的推行，发光二极管(LED)驱动在满足功率因数PF、谐波、效率等要求下还增加了对频闪的要求，对此线性LED驱动也推出了一些新的方案：一种是在传统的线性高效高PF驱动中外加去纹波电路，或者是将去纹波模块集成到驱动芯片中，如图1所示，但是由于去纹波模块比较复杂，并且该模块会额外损失一些效率，成本和性能都不是最佳的方案。另一种简单的方法，是将LED恒流部分与电解电容充放电部分分开单独控制，如图2所示：第二功率开关管Q2部分采用传统的线性LED恒流驱动，第一功率开关管Q1采用过压降电流等措施对电解电容的充放电进行控制实现高功率因数PF，在输入电压高峰时减少电解电容Co的充电电流，降低第一功率开关管Q1的充电损耗提高效率，在输入电压波谷时电解电容Co对LED放电，通过第二功率开关管Q2进行LED恒流控制实现去频闪功能。在图2所示的方案中，第一功率开关管Q1和第二功率开关管Q2是两个独立的控制回路，无法相互配合达到最佳状态，因此在输入高压时，第一功率开关管Q1充电时间会增加导致电解电容Co充电电压上升，从而第二功率开关管Q2漏极上承担的电压(VQ2＝VCo-VLED)升高从而增加损耗降低效率，输入低压时第一功率开关管Q1充电时间会减少导致电解电容Co充电电压下降，从而第二功率开关管Q2的工作电压不足使LED出现掉电流的工频纹波。

以上两种方法都不是闭环控制系统，输出受输入电压变化的影响比较大，因此输入电压的正常工作范围都比较窄。

因此，如何提供一种满足ERP标准的LED驱动闭环控制方案，并简化外围电路、降低系统成本、减小器件面积，成为本领域技术人员亟待解决的一个重要技术问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种LED驱动系统及LED驱动的闭环控制方法，用于解决现有技术中LED驱动系统的输入电压正常工作范围较窄的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种LED驱动系统，包括：

LED负载，所述LED负载的正极连接母线电压；

恒流控制模块，连接所述LED负载的负极，用于对所述LED负载进行恒流控制；

电解电容，所述电解电容的上极板连接所述LED负载的正极，用于在所述母线电压小于所述电解电容上的电压时向所述LED负载放电；

放电电压检测模块，连接所述LED负载的负极，基于所述LED负载的负极电压判断所述电解电容的放电电压大小，得到控制信号；

母线电压检测模块，对所述母线电压进行检测得到第一检测电压；

充电电流控制模块，连接所述放电电压检测模块、所述母线电压检测模块的输出端及所述电解电容的下极板，基于所述控制信号及所述第一检测电压调整所述电解电容的充电电流，其中，所述充电电流控制模块包括补偿单元，所述补偿单元的输入端连接所述放电电压检测模块，基于所述放电电压模块的输出信号产生相应的补偿电压，所述补偿单元包括加减法计数器，通过进行减法运算以减小所述电解电容的充电电流，通过进行加法运算以增大所述电解电容的充电电流。