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      負(fù)載驅(qū)動電路及方法,及燈具與流程

      文檔序號:11965292閱讀:463來源:國知局
      負(fù)載驅(qū)動電路及方法,及燈具與流程
      本申請總體上涉及一種負(fù)載驅(qū)動電路及方法,尤其涉及用于減小負(fù)載電流的紋波的負(fù)載驅(qū)動電路方法以及負(fù)載驅(qū)動方法,本申請還涉及使用所述負(fù)載驅(qū)動電路及方法的燈具。

      背景技術(shù):
      對于直流供電的負(fù)載,為其供電的直流電壓通常是帶有紋波的,這種紋波會導(dǎo)致負(fù)載電流的紋波。負(fù)載電流的紋波大小對于負(fù)載的工作狀態(tài)、效率等會產(chǎn)生很大影響,因此有效減小負(fù)載電流的紋波是非常重要的。

      技術(shù)實現(xiàn)要素:
      鑒于以上問題,作出了本發(fā)明。本發(fā)明意在提出一種負(fù)載驅(qū)動電路以及負(fù)載驅(qū)動方法,該負(fù)載驅(qū)動電路以及負(fù)載驅(qū)動方法能夠有效地減小負(fù)載電流的紋波。根據(jù)本發(fā)明的一個方面,提供了一種負(fù)載驅(qū)動電路,以用于減小流經(jīng)至少一個負(fù)載的負(fù)載電流的紋波。該電路包括:直流電源,用于基于交流/直流變換器的輸出電壓為至少一個負(fù)載提供直流輸出電壓,該直流輸出電壓具有紋波;可變電阻模塊,用于連接至該負(fù)載;紋波削減模塊,用于基于參考電壓與來自該負(fù)載的反饋信號,產(chǎn)生用于調(diào)節(jié)可變電阻模塊的阻值的可變電阻調(diào)節(jié)信號,以減小負(fù)載電流的紋波,其中,參考電壓基于直流輸出電壓產(chǎn)生;以及參考電壓調(diào)節(jié)模塊,用于基于可變電阻調(diào)節(jié)信號來調(diào)節(jié)參考電壓的均值,以使參考電壓的均值盡量接近反饋信號的均值。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面,提供了一種負(fù)載驅(qū)動方法,用于減小流經(jīng)至少一個負(fù)載的負(fù)載電流的紋波。該方法包括:基于具有交流/直流變換器的直流電源的直流輸出電壓,產(chǎn)生參考電壓;基于參考電壓與來自該負(fù)載的反饋信號,產(chǎn)生用于調(diào)節(jié)連接到該負(fù)載的可變電阻模塊的阻值的可變電阻調(diào)節(jié)信號,以減小負(fù)載電流的紋波;以及基于可變電阻調(diào)節(jié)信號來調(diào)參考電壓的均值,以使參考電壓的均值盡量接近反饋信號的均值。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面,本申請還提供了一種燈具,該燈具包括如上所述的負(fù)載驅(qū)動電路以及至少一個LED燈,其中該LED燈作為該負(fù)載驅(qū)動電路的至少一個負(fù)載。通過以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例的詳細(xì)說明,本發(fā)明的這些以及其他優(yōu)點將更加明顯。附圖說明為了進(jìn)一步闡述本發(fā)明的以上和其它優(yōu)點和特征,下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。所述附圖連同下面的詳細(xì)說明一起包含在本說明書中并且形成本說明書的一部分。應(yīng)當(dāng)理解,這些附圖僅描述本發(fā)明的典型示例,而不應(yīng)看作是對本發(fā)明的范圍的限定。在附圖中:圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的負(fù)載驅(qū)動電路100以及由負(fù)載驅(qū)動電路100驅(qū)動的一個或多個負(fù)載200。圖2示意性地示出了場效應(yīng)晶體管的輸出特性曲線。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的負(fù)載驅(qū)動電路100’以及由負(fù)載驅(qū)動電路100’驅(qū)動的一個或多個負(fù)載200。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明又一實施例的負(fù)載驅(qū)動電路100’’以及由負(fù)載驅(qū)動電路100”驅(qū)動的一個或多個負(fù)載200。圖5是根據(jù)本發(fā)明的上述各實施例的負(fù)載驅(qū)動電路的一個具體例子500的電路圖。圖6至圖8分別是負(fù)載驅(qū)動電路100中參考電壓均值接近負(fù)載電流均值、過大、過小這三種情況下,參考電壓、反饋信號、可變電阻調(diào)節(jié)信號以及負(fù)載電流的示意波形圖。圖9為圖示檢測可變電阻調(diào)節(jié)信號的不同時刻的示意圖。具體實施方式在下文中將結(jié)合附圖對本發(fā)明的示例性實施例進(jìn)行描述。為了清楚和簡明起見,在說明書中并未描述實際實施方式的所有特征。然而,應(yīng)該了解,在開發(fā)任何這種實際實施例的過程中必須做出很多特定于實施方式的決定,以便實現(xiàn)開發(fā)人員的具體目標(biāo),并且這些決定可能會隨著實施方式的不同而有所改變。此外,還應(yīng)該了解,雖然開發(fā)工作有可能是非常復(fù)雜和費時的,但對得益于本公開內(nèi)容的本領(lǐng)域技術(shù)人員來說,這種開發(fā)工作僅僅是例行的任務(wù)。此外,為了便于說明,在所描述的一些示例性實施例中使用了具體的元件。但是應(yīng)當(dāng)明白,本發(fā)明所應(yīng)用的負(fù)載驅(qū)動器電路以及負(fù)載驅(qū)動方法不限于此,這里所描述的實施例只是用于說明,而不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求及其等效含義來限定。另外應(yīng)注意,以下說明中所涉及的“連接”(包括“串聯(lián)”、“并聯(lián)”或者其他類似的詞語)包括直接的連接和間接的連接,即所連接的元件、電路或者模塊之間可能有或者沒有其他的元件、電路或者模塊。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的負(fù)載驅(qū)動電路100以及由負(fù)載驅(qū)動電路100驅(qū)動的一個或多個負(fù)載200。負(fù)載驅(qū)動電路100包括直流電源101、可變電阻模塊102、紋波削減模塊103以及參考電壓調(diào)節(jié)模塊104。直流電源101為負(fù)載200提供直流輸出電壓,這個直流輸出電壓是具有紋波的直流電壓??勺冸娮枘K102連接至負(fù)載200。負(fù)載驅(qū)動電路100基于直流電源101的直流輸出電壓而產(chǎn)生參考電壓,并從負(fù)載200獲得一個反饋信號。紋波削減模塊103基于參考電壓與這個反饋信號,產(chǎn)生用于調(diào)節(jié)可變電阻模塊102的阻值的可變電阻調(diào)節(jié)信號,以減小負(fù)載電流的紋波。在紋波削減模塊103工作的同時,參考電壓調(diào)節(jié)模塊104基于紋波削減模塊103輸出的可變電阻調(diào)節(jié)信號來調(diào)節(jié)參考電壓的均值,以使參考電壓的均值盡量接近反饋信號的均值。此處應(yīng)注意,盡管電路100中示出可變電阻模塊102與負(fù)載200串聯(lián),但是這只是示意性的??勺冸娮枘K102與負(fù)載200的連接關(guān)系不限于串聯(lián),而也可以并聯(lián)。負(fù)載驅(qū)動電路100減小紋波的原理是利用歐姆定律I=U/R。如果負(fù)載驅(qū)動電路100能使可變電阻模塊102的阻值跟隨負(fù)載驅(qū)動電路100提供的直流輸出電壓而同步地變大或變小,則可為負(fù)載200“抵抗”直流輸出電壓的紋波,從而減小負(fù)載電流的紋波。對可變電阻模塊102的上述控制是通過紋波削減模塊103產(chǎn)生的可變電阻調(diào)節(jié)信號實現(xiàn)的。實際工作中,由于負(fù)載電流的紋波與直流輸出電壓的紋波同步變化,因此紋波削減模塊103獲得來自負(fù)載的反饋信號,并基于該反饋信號(體現(xiàn)了負(fù)載電流的紋波)以及作為標(biāo)準(zhǔn)的參考電壓而產(chǎn)生相應(yīng)的可變電阻調(diào)節(jié)信號,以控制可變電阻模塊102的阻值適當(dāng)?shù)刈兓?。希望可變電阻調(diào)節(jié)信號盡可能反映負(fù)載電流的紋波的情況,這樣就可以合適地調(diào)節(jié)可變電阻模塊102的阻值。此時,產(chǎn)生可變電阻調(diào)節(jié)信號時所使用的參考電壓本身的特性對整個電路的工作有很大影響。在本實施例中,參考電壓是基于直流輸出電壓而產(chǎn)生的,因此也是帶有紋波的直流電壓,其紋波與直流輸出電壓的紋波同步變化,而且一般小于反饋信號的紋波。由于直流電源的一般性能,直流輸出電壓的紋波波形可以保持基本不變,而均值可能發(fā)生改變。基于直流輸出電壓而產(chǎn)生的參考電壓具有類似的特性,即紋波波形基本保持不變。因此,如果能使該參考電壓的均值始終保持與反饋信號的均值一致,就可以相較于等于反饋信號均值的恒定直流參考電壓更接近反饋信號,因此所產(chǎn)生的可變電阻調(diào)節(jié)信號不會過于劇烈地變化,能更為方便地控制可變電阻模塊102的阻值。但是,如果該參考電壓的均值相對反饋信號的均值發(fā)生偏移,則會導(dǎo)致產(chǎn)生不適當(dāng)?shù)目勺冸娮枵{(diào)節(jié)信號。在實際工作中,這種偏移是很常見的,例如,在直流電源101發(fā)生變化、溫度等外界條件發(fā)生變化以及在更換負(fù)載200時,都可能導(dǎo)致參考電壓的均值變化和/或負(fù)載電流的均值變化,使得二者不再對應(yīng)。此時,本實施例的參考電壓調(diào)節(jié)模塊104能夠發(fā)現(xiàn)這種均值偏移,并對這種均值偏移進(jìn)行調(diào)節(jié)。具體地,在本實施例中,由于紋波削減模塊103基于參考電壓和反饋信號而產(chǎn)生可變電阻調(diào)節(jié)信號,因此,當(dāng)參考電壓的均值相對于反饋信號的均值發(fā)生偏移時,所產(chǎn)生的可變電阻調(diào)節(jié)信號就會發(fā)生變化而反映出這種偏移。所以,參考電壓調(diào)節(jié)模塊104能夠基于可變電阻調(diào)節(jié)信號來相應(yīng)地調(diào)節(jié)參考電壓的均值,從而盡量消除該偏移,以適應(yīng)參考電壓的均值和/或負(fù)載電流的均值的可能波動。然后,紋波削減模塊103再基于均值被調(diào)節(jié)后的參考電壓以及反饋信號來產(chǎn)生新的可變電阻調(diào)節(jié)信號,用來控制可變電阻模塊102的阻值。由于此時參考電壓和反饋信號的均值更為接近,因此,此時的參考電壓產(chǎn)生的可變電阻調(diào)節(jié)信號能準(zhǔn)確地反映反饋信號本身的紋波(即負(fù)載電流的紋波),并且變化并不劇烈。這樣,該信號對可變電阻模塊102的阻值的調(diào)節(jié)更為適當(dāng),就更好地“抵消”了負(fù)載電流的紋波,使負(fù)載電流紋波減小,同時又不會過度調(diào)節(jié)。從這個紋波減小的負(fù)載電流獲得的新的反饋信號又再次回到紋波削減模塊103。這個不斷進(jìn)行的反饋過程可以使負(fù)載電流的紋波越來越小。在上述反饋過程進(jìn)行的同時,參考電壓調(diào)節(jié)模塊104一直基于變化著的可變電阻調(diào)節(jié)信號對參考電壓進(jìn)行調(diào)節(jié),使得參考電壓的均值盡量接近反饋信號的均值。紋波削減模塊103和參考電壓調(diào)節(jié)模塊104的上述控制不斷地交織進(jìn)行。理論上,這個過程可以直到參考電壓的均值近似于反饋信號的均值并且可變電阻調(diào)節(jié)信號波形穩(wěn)定為止,此時電路達(dá)到平衡。在一個優(yōu)選實施例中,可以基于參考電壓的瞬時值與反饋信號的瞬時值之間的差來控制可變電阻模塊102的阻值。這是由于在上述兩個瞬時值之間的差在一定程度上“反相”地反映了負(fù)載電流的紋波瞬時值。因此,如果根據(jù)這個差變大或變小來使可變電阻模塊102的阻值發(fā)生相反的變化,就可以一定程度上“抵消”負(fù)載電流的紋波瞬時值的變化,因而減小了紋波。具體地,可以將紋波削減模塊103配置為當(dāng)參考電壓的瞬時值與反饋信號的瞬時值之間的差變大時,增大所產(chǎn)生的可變電阻調(diào)節(jié)信號,并在上述兩個瞬時值之間的差變小時,減小所產(chǎn)生的可變電阻調(diào)節(jié)信號。同時,將可變電阻模塊102配置為其阻值隨著可變電阻調(diào)節(jié)信號變大而變小,并且隨著可變電阻調(diào)節(jié)信號變小而變大。這里,在考慮所述差的大小時,要考慮所述差的符號而不只是其絕對值。此外,在這個優(yōu)選實施例中,當(dāng)參考電壓的均值高于反饋信號的均值時,會導(dǎo)致參考電壓的瞬時值與反饋信號的瞬時值之間的差過大,也就會使紋波削減模塊103輸出的可變電阻調(diào)節(jié)信號的值過大。類似地,當(dāng)參考電壓的均值低于反饋信號的均值的時候,會使紋波削減模塊103輸出的可變電阻調(diào)節(jié)信號的值過小。因此,可以使參考電壓調(diào)節(jié)模塊104基于可變電阻調(diào)節(jié)信號的這種過大或者過小來調(diào)節(jié)參考電壓的均值。以下結(jié)合圖6、圖7、圖8來描述參考電壓調(diào)節(jié)模塊104基于可變電阻調(diào)節(jié)信號是否過小或過大來調(diào)節(jié)參考電壓均值的這個優(yōu)選實施例。在圖6至圖8中:上圖同時示出了參考電壓和反饋信號,其中虛線波形為參考電壓而實線波形為反饋信號;中圖示出了基于上圖的參考電壓瞬時值與反饋信號瞬時值之差得到的可變電阻調(diào)節(jié)信號;下圖示出了由于中圖的可變電阻調(diào)節(jié)信號而獲得的負(fù)載電流。注意,為了便于說明,圖7和圖8的波形是假設(shè)只進(jìn)行一次反饋所得到的,即,上圖中的反饋信號波形經(jīng)過一次反饋將負(fù)載電流調(diào)節(jié)為下圖所示,但負(fù)載電流未進(jìn)一步提供反饋信號。另外,盡管此處使用了具體的波形進(jìn)行描述,但是可以理解的是,這些波形僅是用于說明性的目的,而非對本發(fā)明構(gòu)成限制。首先,圖6示出了參考電壓的均值與負(fù)載電流的均值一致時試驗得到的各個波形。此時,負(fù)載電流紋波近似為與直流輸出電壓同步的正弦波形,并且負(fù)載電流紋波的幅度較小,而可變電阻調(diào)節(jié)信號近似為在基準(zhǔn)值(圖中的虛線)上下幅度很小的方波。具體反饋調(diào)節(jié)過程如下:首先,由于反饋信號紋波的幅度一直大于直流輸出電壓紋波的幅度、因而一直大于參考電壓紋波的幅度,因此,根據(jù)圖6中波形可以想象,如果以參考電壓紋波“相對過零點”時刻(這里,為方便說明起見,將帶有紋波的直流信號的瞬時值等于其均值的點稱為該直流信號的“相對過零點”)為標(biāo)準(zhǔn),則可以認(rèn)為參考電壓瞬時值與反饋信號瞬時值之差的符號在參考電壓紋波的“正”半周期(在相對過零點以上的“峰”)與“負(fù)”半周期(在相對過零點以下的“谷”)是相反的。其次,在每個正半周期和每個負(fù)半周期內(nèi),由于參考電壓與負(fù)載電流具有一致的均值,因此二者瞬時值之差的絕對值既不會過大也不會小,所以所產(chǎn)生的可變電阻調(diào)節(jié)信號能夠恰當(dāng)?shù)仳?qū)動可變電阻模塊102,從而恰當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)負(fù)載電流紋波。經(jīng)過不斷地反饋,負(fù)載電流(從而反饋信號)和可變電阻調(diào)節(jié)信號達(dá)到圖6所示的穩(wěn)定狀態(tài)。如果參考電壓均值過高,則會出現(xiàn)圖7的情況。在圖7中,在參考電壓紋波的負(fù)半周期中,參考電壓均值過高,導(dǎo)致上述瞬時值之差過大并且變化很大。因此,可變電阻調(diào)節(jié)信號在參考電壓紋波負(fù)半周期中的具有較大的“峰”,即該信號最大值過大,這導(dǎo)致過于劇烈地調(diào)節(jié)可變電阻模塊102的阻值,使該阻值變得過小。這樣,負(fù)載電流的紋波被糾正“過頭”而出現(xiàn)了過沖,即在“谷”中出現(xiàn)了向上的尖峰。如果參考電壓均值過低,則出現(xiàn)圖8的情況,其與圖7的區(qū)別在于,在參考電壓的正半周期,可變電阻調(diào)節(jié)信號具有較深的“谷”(最小值過?。┎⑶邑?fù)載電流在紋波的峰中出現(xiàn)“下沖”,即出現(xiàn)下陷的尖谷。此時,如果以紋波削減模塊103在參考電壓瞬時值等于反饋信號瞬時值時所輸出的可變電阻調(diào)節(jié)信號瞬時值作為基準(zhǔn)值,則可以將參考電壓調(diào)節(jié)模塊104配置為根據(jù)可變電阻調(diào)節(jié)信號的最大值和/或最小值與這個基準(zhǔn)值的之間的差是否大于預(yù)定閾值時而判斷是否發(fā)生最大值過大或最小值過小,從而相應(yīng)地調(diào)節(jié)參考電壓的均值。即,可以將參考電壓調(diào)節(jié)模塊104配置為在可變電阻調(diào)節(jié)信號的最大值與基準(zhǔn)值之間的差大于預(yù)定閾值時,減小參考電壓的均值,并在可變電阻調(diào)節(jié)信號的基準(zhǔn)值與最小值之間的差大于預(yù)定閾值時,增加參考電壓的均值。這個預(yù)定閾值是根據(jù)電路參數(shù)決定的,也可以根據(jù)電路的實際工作情況來進(jìn)行調(diào)整。此時,在圖7的情況下,參考電壓調(diào)節(jié)模塊104將會發(fā)現(xiàn)可變電阻調(diào)節(jié)信號的最大值與基準(zhǔn)值之間的差大于預(yù)定閾值,因而減小參考電壓的均值。相應(yīng)地,紋波削減模塊103產(chǎn)生的可變電阻調(diào)節(jié)信號的“峰”變小,使得可變電阻模塊102的阻值過小的程度減小,因此負(fù)載電流的過沖可以減小。而在“峰”之外的其它部分,也會由于參考電壓的均值更靠近負(fù)載電流的均值而使得可變電阻調(diào)節(jié)信號更準(zhǔn)確地反映負(fù)載電流紋波的瞬時值,因此能更好地控制對可變電阻模塊102的阻值,使得更好地減小負(fù)載電流紋波。這個調(diào)整過程會不斷地進(jìn)行,直到可變電阻調(diào)節(jié)信號和負(fù)載電流的波形不再變化,近似為圖6中的情況為止。另外,從圖7和圖8可以看到,當(dāng)參考電壓和反饋信號的均值偏離時,得到的可變電阻調(diào)節(jié)信號是不對稱的。因此,作為替選,可以利用這種不對稱性來檢測所述均值的偏離并調(diào)節(jié)所述均值,即,可以將上述可變電阻調(diào)節(jié)信號的最大值和/或最小值與基準(zhǔn)值的比較轉(zhuǎn)換為計算最大值與基準(zhǔn)值之間的差以及基準(zhǔn)值與最小值之間的差并進(jìn)行比較:如果前者大于后者,則對應(yīng)于最大值過大,反之則對應(yīng)于最小值過小。此時,可以將參考電壓調(diào)節(jié)模塊104配置為在可變電阻調(diào)節(jié)信號的最大值與基準(zhǔn)值之間的差大于可變電阻調(diào)節(jié)信號的最小值與基準(zhǔn)值之間的差時,減小參考電壓的均值;反之,則增加參考電壓的均值。此外,當(dāng)參考電壓的均值偏移反饋信號的均值較少時,可以認(rèn)為二者瞬時值之差為零的點將會出現(xiàn)在參考電壓的“相對過零點”附近、也就是直流輸出電壓的“相對過零點”附近。因此,可以將直流輸出電壓的“相對過零點”時刻的參考電壓瞬時值作為上述基準(zhǔn)值。這個“相對過零點”可以通過檢測直流電源101的交流/直流轉(zhuǎn)換器的過零點而確定。這樣,就可以將參考電壓調(diào)節(jié)模塊104配置為檢測交流/直流轉(zhuǎn)換器輸出電壓的過零點時刻的可變電阻調(diào)節(jié)信號作為上述的基準(zhǔn)值,并分別檢測離該過零點時刻四分之一周期和四分之三周期處的可變電阻調(diào)節(jié)信號作為可變電阻調(diào)節(jié)信號的最大值和最小值。圖9示出了交流/直流轉(zhuǎn)換器為整流橋的情況下的上述檢測時刻,其中Vac為整流橋輸出電壓,并且a)對應(yīng)于圖7的情況(參考電壓均值過高)而b)對應(yīng)于圖8的情況(參考電壓均值過低)。注意,此時由于Vac與直流輸出電壓的相位和頻率關(guān)系,如果選擇Vac的上升沿處過零點時刻作為檢測基準(zhǔn)值的時刻,就可以將距其四分之一直流輸出電壓周期處作為檢測最大值的時刻并將距其四分之三周期處作為檢測最小值。另外,這種檢測也可以針對直流電源101的輸入交流電源進(jìn)行,在此不做詳細(xì)描述。從圖中可以注意到,上述檢測得到的結(jié)果并不是在可變電阻調(diào)節(jié)信號真正的過零點和最大、最小值處,但能夠在一定程度上反映所述過零點、最大值和最小值,因此也能實現(xiàn)要達(dá)到的目的。因此,在本申請中,提到(相對)過零點、最大值和最小值時,都應(yīng)做這樣的理解。另外,上述優(yōu)選實施例中,可變電阻模塊102的一個具體示例是場效應(yīng)晶體管(FET),將其源極與漏極之間的等效電阻RDS=VDS/IDS作為連接在電路中的電阻,其中VDS為源極與漏極之間的電壓而IDS為源極與漏極之間的電流。此時可變電阻調(diào)節(jié)信號被用作FET的柵極控制電壓VGS,并使得FET工作在可變電阻區(qū)。通過改變柵極控制電壓VGS,就可以改變FET源極與漏極之間的等效電阻RDS=VDS/IDS。圖2示意性地示出了FET的輸出特性曲線。在該圖中,不同的曲線對應(yīng)于不同的VGS,而在同一曲線上不同點的斜率代表不同的IDS/VDS,該斜率的倒數(shù)即為等效電阻RDS。在可變電阻區(qū),F(xiàn)ET的等效電阻RDS隨VDS和VGS而變化。可以看出,如果在VDS一定的情況下,則柵極控制電壓VGS越大,等效電阻RDS越小。因此,可以將VGS用作對FET的等效電阻RDS的調(diào)節(jié)信號。該FET可以與這些電路負(fù)載中的至少一個負(fù)載相并聯(lián),也可以與這些負(fù)載串聯(lián)。由于并聯(lián)時FET對所并聯(lián)的負(fù)載分流,所以流過FET的電流較小,比較利于FET的工作。串聯(lián)時負(fù)載的全部電流都流過FET,F(xiàn)ET電流可能較大,但是也可以通過選擇合適的電路參數(shù)來保證FET的工作??勺冸娮枘K102的另一具體示例是工作在可變電阻區(qū)的雙極晶體管BJT。BJT的工作原理與FET類似,而且同樣可以與負(fù)載串聯(lián)或并聯(lián)??勺冸娮枘K102也可以是任何其它適當(dāng)?shù)钠骷4送?,上述?yōu)選實施例中的紋波削減模塊可以實現(xiàn)為比較模塊。比較模塊將參考電壓與所述反饋信號進(jìn)行比較,并輸出與參考電壓和反饋信號之間的差有關(guān)的比較結(jié)果,作為可變電阻調(diào)節(jié)信號。例如,比較模塊可以是運算放大器。將參考電壓接入到運算放大器的正輸入端V+并將來自負(fù)載的反饋信號接到運算放大器的負(fù)輸入端V-,放大器的輸出Vout作為可變電阻調(diào)節(jié)信號。假設(shè)運算放大器的放大倍數(shù)為K,則Vout=(V+-V-)×K。此時,上述基準(zhǔn)值等于參考電壓的瞬時值與反饋信號的瞬時值大致相等時運算放大器的輸出?,F(xiàn)參考圖3,圖3示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的負(fù)載驅(qū)動電路100’。負(fù)載驅(qū)動電路100’與圖1的負(fù)載驅(qū)動電路100之間的區(qū)別在于進(jìn)一步包括第一分壓電路105和與第一分壓電路105相連接的第二分壓電路106。在負(fù)載驅(qū)動電路100’中,第一分壓電路105從直流輸出電壓分出第一電壓。同時,參考電壓調(diào)節(jié)模塊104基于可變電阻調(diào)節(jié)信號產(chǎn)生調(diào)節(jié)電壓,而第二分壓電路106從這個調(diào)節(jié)電壓中分出第二電壓并疊加到第一電壓上,作為參考電壓。此外,盡管圖3示出的負(fù)載驅(qū)動電路100’同時包括第一分壓電路105和第二分壓電路106,但可以理解的是,負(fù)載驅(qū)動電路100’也可以只包括第一分壓電路105。此時,第一分壓電路105從直流輸出電壓分出第一電壓作為參考電壓,而參考電壓調(diào)節(jié)模塊104直接對這個參考電壓進(jìn)行調(diào)整。接著參考圖4,圖4示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的負(fù)載驅(qū)動電路100”。負(fù)載驅(qū)動電路100”與圖1的負(fù)載驅(qū)動電路100之間的區(qū)別在于進(jìn)一步包括恒流控制器107。恒流控制器107從負(fù)載200獲得反饋信號,并基于這個反饋信號來控制直流電源101的直流輸出電壓,使負(fù)載電流的均值保持恒定。使用恒流控制器107的優(yōu)點在于,當(dāng)負(fù)載電流的均值保持恒定時,可變電阻模塊102阻值的變化只會影響到負(fù)載電流的紋波,而不會影響其均值。這樣,在通過紋波削減模塊103和參考電壓調(diào)節(jié)模塊104來適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)可變電阻模塊102的阻值,從而減小負(fù)載電流的紋波的過程中,反饋調(diào)節(jié)過程本身不會進(jìn)一步影響負(fù)載電流的均值,從而使紋波消減過程能夠更快地完成。如果沒有恒流控制器107,則所述反饋調(diào)節(jié)過程本身改變負(fù)載電流均值,因此妨礙了紋波消減過程更快地進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。上述各實施例中的直流電源101可以是通過功率因數(shù)校正(PFC)變換器、升壓變換器、降壓變換器、升降壓變換器等實現(xiàn)的。參考電壓調(diào)節(jié)模塊104可以是微控制器(MCU),一個管腳接收來自紋波削減模塊103的可變電阻調(diào)節(jié)信號,而另一管腳提供用于調(diào)節(jié)參考電壓的輸出??梢允褂酶鞣N型號的MCU,例如PIC16F系列,ATxmega系列MCU等,只要其能夠?qū)崿F(xiàn)以上描述的功能即可。參考電壓調(diào)節(jié)模塊104也可以是實現(xiàn)類似功能的專用集成電路。負(fù)載200可以是發(fā)光二極管(LED),但不限于此。第一分壓電路105和第二分壓電路106可以通過電阻器來實現(xiàn)。此外,恒流控制器107也可以通過MCU實現(xiàn),占有MCU的兩個管腳,一個用于接入從負(fù)載獲得的采樣電流,一個用于輸出對直流電源101的控制信號,使得直流電源101的直流輸出電壓的均值根據(jù)負(fù)載電流的均值而改變,以保持負(fù)載電流的均值恒定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解以上示例僅用于說明性目的,而非限制本發(fā)明的范圍。下面參考圖5至圖9說明前述各實施例的負(fù)載驅(qū)動電路的一個具體例子500及其工作過程。圖5是負(fù)載驅(qū)動電路500的電路圖。如圖中所示,對于前文所描述的各個電路模塊,在圖5中采用了具體的電路元件。但是,如前文所述,并非所有這些電路元件都是必須的,在前文各實施例中未提及的電路元件或者模塊都是可以通過電路的具體參數(shù)設(shè)計而省略或者替換的。同時,如前文已經(jīng)提到的,各個電路模塊也并非只有圖5所示一種實施方式,而可以有各種替代方式,在此不再重復(fù)。總之,圖5在這里只是用來通過一個具體的例子來更詳盡地說明電路的工作原理和工作過程,而非限定本發(fā)明的范圍。在圖5中,V_PFC代表來自用作直流電源101的降壓PFC變換器(未示出)的直流輸出電壓,并被提供到用作負(fù)載200的串聯(lián)連接的n+1個LED。工作在可變電阻區(qū)的場效應(yīng)晶體管Q1用作可變電阻模塊102,其源極和漏極分別與一個LED的兩端連接,因此與這個LED并聯(lián)。將這個被Q1并聯(lián)的LED稱為旁路LED。此時,場效應(yīng)晶體管Q1源極和漏極之間的等效電阻是受到其柵極控制電壓控制的等效電阻。另外,在圖5中,從連接在并聯(lián)的場效應(yīng)晶體管Q1和旁路LED與地電勢之間的采樣電阻R1獲得反映負(fù)載LED的電流的電壓信號,提供給運算放大器U1的負(fù)輸入端,作為反饋信號。注意,此處可以如圖1、圖3、圖4中那樣省略采樣電阻R1或以其他方式獲得反饋信號。例如,可以如圖1、3、4中那樣在旁路LED與另外n個LED相連接的節(jié)點處獲得表示負(fù)載電流的反饋信號,再以任意適當(dāng)?shù)姆绞教峁┙o運算放大器U1的負(fù)輸入端。運算放大器U1的正輸入端的輸入為參考電壓V_Ref。電阻器R4、R5構(gòu)成第一分壓電路105,基于直流輸出電壓V_PFC而產(chǎn)生第一電壓。同時,用作參考電壓調(diào)節(jié)模塊104的MCU輸出大小可以改變的直流調(diào)節(jié)電壓V_DAC,調(diào)節(jié)電壓V_DAC通過電阻器R6、R5構(gòu)成的第二分壓電路106與來自V_PFC的第一電壓相疊加,因而獲得參考電壓V_Ref,該參考電壓V_Ref提供到運算放大器U1的正輸入端。通過調(diào)節(jié)電阻器R4、R5、R6,可以獲得合適的分壓比例,得到適當(dāng)?shù)膮⒖茧妷篤_Ref如下:運算放大器U1用作紋波削減模塊103。根據(jù)需要,可以使用電阻器R2、R3和電容器C1來調(diào)整運算放大器U1的性能參數(shù)。運算放大器基于正輸入端的參考電壓V_Ref與負(fù)輸入端的V-的差值獲得運算放大器輸出Comp_out=(V_Ref–V-)×K,其中K為運算放大器U1的放大倍數(shù)(該放大倍數(shù)可以用電阻器R2、R3和電容器C1來調(diào)整)。運算放大器輸出Comp_out用作場效應(yīng)晶體管Q1的柵極電壓,以控制Q1的等效電阻。注意,應(yīng)合適地選擇運算放大器或者電阻器R2、R3和電容器C1,以確保Q1工作在等效電阻區(qū)。當(dāng)參考電壓V_Ref與負(fù)輸入端的V-的均值(對應(yīng)于LED電流的均值)一致時,與以上針對圖1中的電路100所討論的類似,能夠適當(dāng)?shù)乜刂芉1的等效電阻,從而適當(dāng)?shù)亍暗窒盠ED電流的變化而減小紋波。用作參考電壓調(diào)節(jié)模塊104的MCU基于用作可變電阻調(diào)節(jié)信號的運算放大器輸出Comp_out來產(chǎn)生調(diào)節(jié)電壓V_DAC。通過基于運算放大器輸出Comp_out的變化而輸出不同大小的直流調(diào)節(jié)電壓V_DAC,就可以調(diào)節(jié)參考電壓V_Ref的均值,以使V_Ref的均值盡量接近反饋信號V-的均值、即接近LED電流的均值。另外,MCU可以同時用作恒流控制器107,獲得反映負(fù)載電流的信號,并基于該信號來控制直流輸出電壓V_PFC,以使得LED電流均值保持不變。此處,盡管在圖5中示出MCU從采樣電阻R1處獲得反映負(fù)載電流的信號,但是與運算放大器U1獲得反映負(fù)載的電流的電壓信號時所提出的相類似,這個信號的具體獲取方式不限于圖中所示,而是可以有不同的替代方式。如以上針對圖4的恒流控制器107的描述中所說明的,當(dāng)工作條件發(fā)生變化時,MCU會調(diào)節(jié)作為直流電源101的PFC變換器所輸出的直流電壓V_PFC的均值(或者偏置值),以保持負(fù)載LED電流的均值恒定。這樣可以保證LED的處在穩(wěn)定的、較好的工作條件下,同時也利于LED電流紋波的減小。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是,盡管在電路500中使用了電阻器R4、R5、R6作為第一分壓電路105和第二分壓電路106,但是實際上可替換為其他任意適當(dāng)?shù)脑?,或者像圖1的示例中那樣省略。此外,用作采樣電阻的電阻器R1可以以其他元件實現(xiàn),或者可以如圖1、圖3、圖4中所示那樣省略電阻器R1而以其他方式從LED處獲得的反饋信號。電阻器R2、R3和電容器C1使得能夠控制放大器U1對正負(fù)輸入端的放大倍數(shù),在實際應(yīng)用中可以通過任意適當(dāng)?shù)钠渌韺崿F(xiàn)。此外,電容器C2是電解電容器,用于在一定程度上減小V_PFC的紋波。如果V_PFC本身的紋波較小,則可以省略電容器C2。當(dāng)然,也可以采用其他電路元件來實現(xiàn)減小V_PFC紋波的目的。根據(jù)以上描述,可知不僅公開了負(fù)載驅(qū)動電路和使用該負(fù)載驅(qū)動電路的燈具,而且公開了一種負(fù)載驅(qū)動方法,用于減小流經(jīng)至少一個負(fù)載的負(fù)載電流的紋波。根據(jù)其一種實施方式,該方法包括:基于具有交流/直流變換器的直流電源的直流輸出電壓,產(chǎn)生參考電壓;以及基于參考電壓與來自至少一個負(fù)載的反饋信號,產(chǎn)生用于調(diào)節(jié)連接到至少一個負(fù)載的可變電阻模塊的阻值的可變電阻調(diào)節(jié)信號,以減小負(fù)載電流的紋波;以及基于可變電阻調(diào)節(jié)信號來調(diào)節(jié)參考電壓的均值,以使參考電壓的均值盡量接近反饋信號的均值。優(yōu)選地,當(dāng)參考電壓的瞬時值與反饋信號的瞬時值之間的差變大時,增大可變電阻調(diào)節(jié)信號,當(dāng)參考電壓的瞬時值與反饋信號的瞬時值之間的差變小時,減小可變電阻調(diào)節(jié)信號。類似地,當(dāng)可變電阻調(diào)節(jié)信號變大時,可變電阻模塊的阻值變小,而當(dāng)可變電阻調(diào)節(jié)信號變小時,可變電阻模塊的阻值變大。優(yōu)選地,在可變電阻調(diào)節(jié)信號的最大值與基準(zhǔn)值之間的差大于預(yù)定閾值時,減小參考電壓的均值,在該基準(zhǔn)值與可變電阻調(diào)節(jié)信號的最小值之間的差大于預(yù)定閾值時,增加參考電壓的均值。作為替選,在可變電阻調(diào)節(jié)信號的最大值與基準(zhǔn)值之間的差大于基準(zhǔn)值與可變電阻調(diào)節(jié)信號的最小值之間的差時,減小參考電壓的均值;在最大值與基準(zhǔn)值之間的差小于基準(zhǔn)值與最小值之間的差時,增加參考電壓的均值。優(yōu)選地,基準(zhǔn)值為參考電壓的瞬時值等于反饋信號的瞬時值時可變電阻調(diào)節(jié)信號的瞬時值。優(yōu)選地,檢測交流/直流變換器的輸出電壓的過零點時刻或者輸入交流電源的過零點時刻的可變電阻調(diào)節(jié)信號作為上述基準(zhǔn)值,并檢測離該過零點時刻四分之一周期和四分之三周期處的可變電阻調(diào)節(jié)信號作為上述最大值和最小值。優(yōu)選地,通過將參考電壓與反饋信號進(jìn)行比較來產(chǎn)生可變電阻調(diào)節(jié)信號。最后,還需要說明的是,術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含,從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素,而且還包括沒有明確列出的其他要素,或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。此外,在沒有更多限制的情況下,由語句“包括一個……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。雖然以上參照特定實施例描述了本發(fā)明,但是應(yīng)當(dāng)理解,所描述的實施例僅是說明性的而不是限定性的。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,在不背離本發(fā)明的實質(zhì)和范圍的情況下,可以進(jìn)行各種修改和改變。本發(fā)明的范圍僅由所附的權(quán)利要求及其等效含義來限定。
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