[發明專利]LED恒流電源的控制方法及LED恒流電源電路

無效

• 申請號: 201010544512.6
• 申請日: 2010-11-15
• 公開（公告）號: CN101984732A
• 公開（公告）日: 2011-03-09
• 發明（設計）人: 王際
• 申請（專利權）人: 深圳市大有慶科技有限公司
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 深圳市中知專利商標代理有限公司 44101
• 代理人: 宋湘紅

技術領域

本發明涉及一種LED恒流電源的控制方法及LED恒流電源電路。

背景技術

隨著LED燈在照明領域的越來越廣泛的應用，對于能夠滿足LED燈高性能長壽命要求的驅動電源的要求越來越迫切。根據LED照明設備的技術標準，LED驅動電源要滿足安全規范，電磁兼容性規范。并且要小體積，高溫度環境長時間連續工作。傳統的開關電源的設計方法很難滿足其要求。加上LED本身特殊的電氣性能，傳統的電源設計方法在大批量生產時的一致性問題更加突出。

目前比較好的驅動方案有美國國家半導體公司(National?Semiconductor)推出了一款LM3445，是一款LED專用控制集成電路，其應用電路圖如附圖1所示，LM3445的內部原理圖如附圖2所示。

此電路的特點是：是一款專門針對LED特性的恒流驅動控制電路，采用可調整的固定關斷方式，簡化了傳統開關電源復雜的取樣反饋補償回路，能夠滿足恒流驅動和高溫度環境工作時的可靠性。

其缺點是：1、采用虛線框1的外部被動元件功率因素補償電路，量產時一般只能達到0.75的功率因素；2、采用虛線框2的電感工作波形取樣，干擾較大，量產的一致性受到不利影響；3、采用非隔離的方式，在滿足安全規范時要花費更多的成本。

開關電源頻率抖動技術是指開關電源的工作頻率并非固定不變，而是周期性地變化來減小電磁干擾的方法。其原理是通過工作頻率的變化來分散電磁噪聲的各次諧波分量的分布，有效降低各次噪聲的峰值。

Power?integrations公司的TOPSwitch系列是采用這種技術的典型應用。TOPSwitch系列芯片是一種內部集成了PWM控制電路和MOSFET的功率芯片，工作頻率為132kHz，并周期性地以132kHz為中心上下變動4kHz。在4ms周期(頻率為250Hz)內，完成一次從128kHz至136kHz之間的頻率抖動。其工作原理圖如附圖3所示。其不足之處是內部固定了模式，對不同實際應用的適應性較差。并且以固定的頻率變化周期工作，各次諧波的分布離散性還不夠大，其降低電磁干擾的能力還有提升的空間。

發明內容

本發明的第一個目的在于針對現有的LED控制方法存在的上述問題，提供一種能自動適應負載LED的變化并消除電路參數變化對工作狀態的影響，保證電路長期穩定工作的LED恒流電源的控制方法。

本發明的第二個目的在于針對現有的開關電路存在的上述問題，提供一種能自動適應負載LED的變化并消除電路參數變化對工作狀態的影響，保證電路長期穩定工作的LED恒流電源電路。

本發明的LED恒流電源的控制方法如下：提取輸入電壓信號、輸入電流信號、反饋電壓信號輸入控制電路，控制電路把取得的信號轉換為數字信號并加入頻率抖動信號經過邏輯運算得到控制開關管工作的脈沖信號，所得高頻率的交流電經高頻變壓器隔離，對LED進行恒流驅動；所述頻率抖動信號采用不需要時鐘信號的預設時間的頻率抖動模式獲得。

作為較佳方案，所述預設時間的頻率抖動模式是在開關管的每一個關斷時間附加一個小的不同的時間段來改變每一個工作周期的時間。所述小的不同的時間段由控制電路提供的變動的電壓通過一個電阻對電容充放電來產生，或者通過固定的電壓通過變動的電阻對電容充電，或設定不同的電容充電電壓值來獲得不同的時間段，這個時間自由設定，控制電路檢測到這個時間并用于設定控制電路的每個工作周期的時間長度差別，結果是每個工作周期的時間長度有細微的差別，從而實現了工作頻率的抖動。

作為較佳方案，所述控制電路具有自適應關斷時間判斷，監測輸出電壓的電平，獲取高于預設電平的時間段參與形成控制功率開關管的關斷時間。

作為較佳方案，本發明采用微電流啟動方式，啟動時小電流給控制回路提供電流，支持開關管進行啟動工作，隨后由輔助供電回路提供供電。

本發明的LED恒流電源電路，包括：

一個控制電路，用于將輸入的輸入電壓信號、輸入電流信號、反饋電壓信號轉換為數字信號并加入頻率抖動信號經過邏輯運算得到控制開關管工作的脈沖信號；

一個供電單元，用于給所述控制電路供電；

一個輸入電壓檢測單元，用于檢測輸入電壓并將檢測的輸入電壓信號輸入控制電路參與輸出電流控制與功率因素控制；

一個輸出頻率抖動控制單元，采用預設時間的頻率抖動模式，用于在開關管的每一個關斷時間附加一個小的不同的時間段來改變每一個工作周期的時間；

一個輸出電壓波形檢測單元，用于檢測輸出電壓波形并將反饋電壓信號進入控制電路參與輸出電流控制與功率因素控制；