一種兼容可控硅調(diào)光器的線性恒流led驅(qū)動電路及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及供電電路和方法，具體涉及一種兼容可控硅調(diào)光器的線性恒流LED驅(qū)動電路和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]LED照明在取代白熾燈應(yīng)用中，很多場合需要解決與傳統(tǒng)的可控硅調(diào)光器兼容的問題。同白熾燈的純電阻性負(fù)載不同，LED照明驅(qū)動對市電電流的需求是不連續(xù)的，這造成了可控硅調(diào)光器在電流斷續(xù)的時(shí)候會誤關(guān)斷，從而造成LED燈具出現(xiàn)亮度跳躍，閃爍等不兼容問題。
[0003]線性恒流驅(qū)動方案因其電路簡潔，成本低廉的優(yōu)勢，正在擴(kuò)大其市場份額。
[0004]當(dāng)前的兼容可控硅調(diào)光器的線性恒流驅(qū)動方案，如圖1所示，市電經(jīng)可控硅調(diào)光器與整流橋DB1的輸入端相連，整流橋DB1的輸出端并聯(lián)一負(fù)載電路；LED單元、LED電流源和電阻Rs串聯(lián)后也并聯(lián)在整流橋DB1的輸出端；電阻Rs兩端電壓與基準(zhǔn)電壓Vs作為比較器C0MP的輸入端，比較器C0MP的輸出端連接到負(fù)載電路的控制端。
[0005]如圖la所示，LED單元內(nèi)部包含一組LED，或者在一些場合，為平滑LED上的電流紋波，LED單元還包括一濾波電容C和一用于阻止電容C對外部電路放電的二極管D。
[0006]圖1的工作波形如圖2a或圖2b，圖2a的工作原理為:
[0007]在t0時(shí)刻，正弦波處于正負(fù)交越點(diǎn)，電壓幅值為0，可控硅調(diào)光器因?yàn)殡娏鞣较蛘?fù)交越而關(guān)斷，整流電壓VREC小于LED導(dǎo)通閾值，LED電流源電流為0，電阻Rs兩端電壓低于基準(zhǔn)電壓Vs，比較器C0MP輸出高電平，負(fù)載電路開啟，流經(jīng)市電或者整流橋的電流為可控硅調(diào)光器內(nèi)部觸發(fā)電路的漏電流，直至tl時(shí)刻。
[0008]在tl時(shí)刻，可控硅調(diào)光器導(dǎo)通，整流電壓VREC仍小于LED導(dǎo)通閾值，LED電流源電流為0，電阻Rs兩端電壓低于基準(zhǔn)電壓Vs，比較器C0MP輸出高電平，負(fù)載電路開啟，流經(jīng)市電或者整流橋的電流為負(fù)載電路限制的電流值12，直至t2時(shí)刻。
[0009]在t2時(shí)刻，整流電壓VREC大于LED導(dǎo)通閾值，LED電流源使得電阻R1兩端電壓大于基準(zhǔn)電壓Vs，比較器C0MP輸出低電平，負(fù)載電路關(guān)斷，流經(jīng)市電或者整流橋的電流為LED電流源限制的電流值I 1，直至t3時(shí)刻。
[0010]在t3時(shí)刻，整流電壓VREC下降到小于LED導(dǎo)通閾值，LED電流源電流為0，電阻Rs兩端電壓低于基準(zhǔn)電壓Vs，比較器C0MP輸出高電平，負(fù)載電路開啟，流經(jīng)市電或者整流橋的電流為負(fù)載電路限制的電流值12，直至t4時(shí)刻，正弦波處于正負(fù)交越點(diǎn)，新的工作周期開始。
[0011]圖2b的工作原理為:
[0012]在t0時(shí)刻，正弦波處于正負(fù)交越點(diǎn)，電壓幅值為0，可控硅調(diào)光器因?yàn)殡娏鞣较蛘?fù)交越而關(guān)斷，整流電壓VREC小于LED導(dǎo)通閾值，LED電流源電流為0，電阻Rs兩端電壓低于基準(zhǔn)電壓Vs，比較器C0MP輸出高電平，負(fù)載電路開啟，流經(jīng)市電或者整流橋的電流為可控硅調(diào)光器內(nèi)部觸發(fā)電路的漏電流，直至tl，t2時(shí)刻。
[0013]在tl，t2時(shí)刻，可控硅調(diào)光器導(dǎo)通，整流電壓VREC大于LED導(dǎo)通閾值，LED電流源使得電阻Rs兩端電壓大于基準(zhǔn)電壓Vs，比較器C0MP輸出低電平，負(fù)載電路關(guān)斷，流經(jīng)市電或者整流橋的電流為LED電流源限制的電流值II，直至t3時(shí)刻。
[0014]在t3時(shí)刻，整流電壓VREC下降到小于LED導(dǎo)通閾值，LED電流源電流為0，電阻Rs兩端電壓低于基準(zhǔn)電壓Vs，比較器C0MP輸出高電平，負(fù)載電路開啟，流經(jīng)市電或者整流橋的電流為負(fù)載電路限制的電流值12，直至t4時(shí)刻，正弦波處于正負(fù)交越點(diǎn)，新的工作周期開始。
[0015]該方案的缺點(diǎn)是:從t3時(shí)刻開始，整流電壓VREC幅值開始小于LED單元的閾值電壓，流經(jīng)市電的電流以較大斜率從I 1迅速下降到12，尤其是當(dāng)LED單元內(nèi)的LED兩端并聯(lián)電容(如圖la)以平滑LED電流波形時(shí)更是如此，這將導(dǎo)致可控硅內(nèi)部的電氣線路自諧振，諧振幅值過大時(shí)，會使可控硅調(diào)光器誤關(guān)斷，當(dāng)諧振幅值處于臨界狀態(tài)時(shí)，可控硅調(diào)光器誤關(guān)斷將會無規(guī)律的隨機(jī)發(fā)生，造成可控硅調(diào)光器對負(fù)載的控制失效，進(jìn)一步地，會造成與可控娃調(diào)光器相連的LED閃爍。
[0016]因此，需要一種能夠在上述時(shí)刻避免可控硅調(diào)光器誤關(guān)斷的線性LED驅(qū)動電路和方法，以改善線性LED驅(qū)動方案在配合可控硅調(diào)光器供電應(yīng)用中的兼容問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種動態(tài)控制市電電流下降的線性恒流驅(qū)動電路和方法，有效地改善了線性LED驅(qū)動方案在配合可控硅調(diào)光器供電應(yīng)用中的兼容問題。
[0018]本發(fā)明提供一種兼容可控硅調(diào)光器的LED驅(qū)動電路，由市電供電，可控硅調(diào)光器串聯(lián)于市電中，包括一整流橋、一 LED單元和一組合電流源，其中，LED單元至少包含一組LED，組合電流源包含三個(gè)端子；LED單元的正極與整流橋的輸出正極相連，負(fù)極與組合電流源的第三端相連，組合電流源的第一端連接到整流橋的正極，第二端與整流橋的負(fù)極相連。
[0019]進(jìn)一步，本發(fā)明提供一種兼容可控硅調(diào)光器的LED驅(qū)動電路，還可以具有這樣的特征:組合電流源包含LED電流源、動態(tài)電流源、電流檢測電路和檢流電阻；LED電流源限制流經(jīng)LED單元的電流，一端與組合電流源的第三端相連，另一端經(jīng)由檢流電阻與組合電流源的第二端相連；動態(tài)電流源控制流經(jīng)可控硅調(diào)光器的電流波形，一端與組合電流源的第一端相連，另一端連接到LED電流源與檢流電阻的交匯處，動態(tài)電流源受控于電流檢測電路；電流檢測電路的輸入信號來自于檢流電阻的電壓；動態(tài)電流源依據(jù)電流檢測電路的控制，對應(yīng)至少四個(gè)電流狀態(tài):電流截止、第一電流、第二電流和以設(shè)定斜率從第一電流下降到第二電流的電流過渡。
[0020]進(jìn)一步，本發(fā)明提供一種兼容可控硅調(diào)光器的LED驅(qū)動電路，還可以具有這樣的特征:檢流電阻上的電流不小于第一電流時(shí)，動態(tài)電流源截止；當(dāng)檢流電阻上的電流小于第一電流時(shí)，動態(tài)電流源控制檢流電阻上的電流以第一電流開始導(dǎo)通，經(jīng)電流過渡后維持在第二電流，直到檢流電阻上流過的電流大于第一電流。
[0021]進(jìn)一步，本發(fā)明提供一種兼容可控硅調(diào)光器的LED驅(qū)動電路，還可以具有這樣的特征:第一電流不大于LED電流源設(shè)定的電流值。
[0022]進(jìn)一步，本發(fā)明提供一種兼容可控硅調(diào)光器的LED驅(qū)動電路，還可以具有這樣的特征:電流檢測電路包括比較器、第一信號基準(zhǔn)和控制開關(guān)；比較器的反相輸入端經(jīng)由檢流電阻連接到組合電流源的第二端，同相輸入端連接到第一信號基準(zhǔn)的正極，輸出控制開關(guān)；控制開關(guān)的一端與動態(tài)電流源相連，另一端與第一基準(zhǔn)信號的負(fù)極的正極相連；第一基準(zhǔn)信號的負(fù)極連接到組合電流源的第二端。
[0023]進(jìn)一步，本發(fā)明提供一種兼容可控硅調(diào)光器的LED驅(qū)動電路，還可以具有這樣的特征:LED電流源包括第二晶體管、第二運(yùn)放和第二基準(zhǔn)信號；第二晶體管的門極與第二運(yùn)放的輸出相連，漏極連接到組合電流源的第三端，源極經(jīng)由檢流電阻連接到組合電流源的第二端；第二運(yùn)放的同相輸入端連接到第二基準(zhǔn)信號的正極，反相輸入端連接到第二晶體管的源極；第二基準(zhǔn)信號的負(fù)極連接到組合電流源的第二端。
[0024]進(jìn)一步，本發(fā)明提供一種兼容可控硅調(diào)光器的LED驅(qū)動電路，還可以具有這樣的特征:LED單元還包含一儲能電容和一二極管，儲能電容與并聯(lián)于LED兩端，二極管的陰極與LED的陽極相連，二極管的陽極作為LED單元的正極，LED的陰極作為LED單元的負(fù)極。
[0025]另外，本發(fā)明還提供一種兼容可控硅調(diào)光器的LED驅(qū)動方法，動態(tài)電流源的電流受控于檢流電阻上的電流值，當(dāng)檢流電阻上的電流不小于第一電流時(shí)，動態(tài)電流源截止；當(dāng)檢流電阻上的電流小于第一電流時(shí)，動態(tài)電流源導(dǎo)通，控制檢流電阻上流過的電流以第一電流開始，經(jīng)電流過渡后維持在第二電流，直到檢流電阻上流過的電流大于第一電流。