[發(fā)明專利]基于快速反應(yīng)能量平衡運算技術(shù)的LED驅(qū)動方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210177041.9
• 申請日: 2012-05-31
• 公開（公告）號: CN102711330A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權(quán)）人: 耀發(fā)電子股份有限公司
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

1.一種基于快速反應(yīng)能量平衡運算技術(shù)的LED驅(qū)動方法，其特征在于，將照明系統(tǒng)的：

a)變壓器主次側(cè)輸入功率估計均值與變壓器二次側(cè)輸出功率估計均值的比較值，以及

b)LED控制開關(guān)的源極電壓與變壓器主次側(cè)輸入電流的幅度輪廓控制信號的比較值，

生成脈沖幅度調(diào)制信號作用于LED控制開關(guān)的柵極實現(xiàn)開啟和關(guān)閉的控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述的LED控制開關(guān)為N溝道增強型MOSFET管或NPN型雙極結(jié)型晶體管。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述的變壓器主次側(cè)輸入功率估計均值是指：照明系統(tǒng)的變壓器主次側(cè)系統(tǒng)輸入電壓與LED控制開關(guān)的開關(guān)打開時間內(nèi)輸入電流估計值的乘積與三角波疊加后求平均。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述的輸入電流估計值通過LED控制開關(guān)的源級電壓經(jīng)峰值電流檢測和電流估計得到。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述的變壓器二次側(cè)輸出功率估計均值是指：照明系統(tǒng)的變壓器從側(cè)段系統(tǒng)輸出電壓與輸出電流的乘積的積分后平均值。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述的變壓器主次側(cè)輸入電流的幅度輪廓控制信號是指：系統(tǒng)輸出電壓經(jīng)誤差放大積分處理后與系統(tǒng)輸入電壓倍率相乘所得到的信號。

7.一種基于快速反應(yīng)能量平衡運算技術(shù)的LED驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，包括：能量平衡邏輯模塊、輸入電流估計模塊、功率平均估算模塊和功率因數(shù)修正模塊，其中：能量平衡邏輯模塊的輸入端分別接收二次端輸出功率信號、功率平均估算模塊的輸出信號、功率因數(shù)修正模塊的輸出信號以及LED控制開關(guān)的源極電壓信號，能量平衡邏輯模塊的輸出端與LED控制開關(guān)的柵極相連并輸出脈寬調(diào)制信號，功率平均估算模塊根據(jù)主次側(cè)系統(tǒng)輸入電壓與輸入電流估計模塊輸出的輸入電流估計值的乘積得到主次側(cè)輸入功率估計均值，功率因數(shù)修正模塊根據(jù)系統(tǒng)輸出電壓和參考電壓的差值以及系統(tǒng)輸入電壓得到主次側(cè)輸入電流的幅度輪廓控制信號。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的驅(qū)動系統(tǒng)，其特征是，所述的輸入電流估計模塊包括：電流峰值檢測器和電流估計器，其中：電流峰值檢測器接收LED控制開關(guān)的源級電壓信號經(jīng)過峰值做取樣處理后輸出至電流估計器，電流估計器經(jīng)過對采樣后的源級電壓信號峰值與開關(guān)打開時間的相乘處理后輸出輸入電流估計值與系統(tǒng)輸入電壓的乘積至功率平均估算模塊。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的驅(qū)動系統(tǒng)，其特征是，所述的功率平均估算模塊采用以下兩種結(jié)構(gòu)中的任意一種：

a)功率平均估算模塊包括：兩個低通濾波器和一個加法器，其中：第一低通濾波器的輸入端與輸入電流估計模塊相連并將輸入電流估計值與系統(tǒng)輸入電壓的乘積輸出至加法器得到輸入功率估計值，加法器將三角波疊加至輸入功率估計值實現(xiàn)求平均并輸出主次側(cè)輸入功率估計均值至能量平衡邏輯模塊；第二低通濾波器根據(jù)系統(tǒng)輸出電壓與系統(tǒng)輸出電流預(yù)設(shè)定值的乘積輸出二次側(cè)輸出功率估計均值至能量平衡邏輯模塊；

b)功率平均估算模塊包括：兩個低通濾波器、一個非門邏輯開關(guān)和一個或門邏輯開關(guān)，其中：第一低通濾波器根據(jù)系統(tǒng)輸入電壓與系統(tǒng)輸入電流在電阻上的跨壓值，即LED控制開關(guān)的源級電壓的乘積輸出至能量平衡邏輯模塊；第二低通濾波器根據(jù)系統(tǒng)輸出電壓與系統(tǒng)輸出電流預(yù)設(shè)定值的乘積輸出二次側(cè)輸出功率估計均值至能量平衡邏輯模塊；非門邏輯開關(guān)對LED控制開關(guān)的最大開關(guān)打開時間求反后通過或門邏輯開關(guān)與LED控制開關(guān)的最小開關(guān)時間求和并輸出至能量平衡邏輯模塊的第一比較器的輸出端；

c)功率平均估算模塊包括：兩個采樣保持電路和加法器，其中：第一采樣保持電路與輸入電流估計模塊相連并將輸入電流估計值與系統(tǒng)輸入電壓的乘積輸出至能量平衡邏輯模塊；第二采樣保持電路根據(jù)系統(tǒng)輸出電壓與系統(tǒng)輸出電流預(yù)設(shè)定值的乘積輸出至加法器，通過加法器將三角波反向疊加后實現(xiàn)求平均并輸出二次側(cè)輸出功率估計均值至能量平衡邏輯模塊；

d)功率平均估算模塊包括：采樣保持電路和積分器，其中：采樣保持電路根據(jù)系統(tǒng)輸出電壓與系統(tǒng)輸出電流預(yù)設(shè)定值的乘積輸出二次側(cè)輸出功率估計均值至能量平衡邏輯模塊；積分器與輸入電流估計模塊相連并將輸入電流估計值與系統(tǒng)輸入電壓的乘積作為主次側(cè)輸入功率估計均值至能量平衡邏輯模塊。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的驅(qū)動系統(tǒng)，其特征是，所述的功率因數(shù)修正模塊采用以下兩種結(jié)構(gòu)中的任意一種：

i)功率因數(shù)修正模塊包括：依次連接的誤差放大器、RC阻尼器和乘法器，其中：誤差放大器將系統(tǒng)輸出電壓信號與參考信號的差值輸出至RC阻尼器和乘法器，乘法器將差值與倍率輸入信號相乘生成主次側(cè)輸入電流的幅度輪廓控制信號并輸出至能量平衡邏輯模塊；

ii)功率因數(shù)修正模塊包括：乘法器和設(shè)置于次側(cè)的線性調(diào)節(jié)器與光耦合器，線性調(diào)節(jié)器接收輸入電壓差值并輸出不同大小電流至光耦合器，光耦合器接收電流后并輸出轉(zhuǎn)換電流對補償電容做充放電形成控制增益信號至乘法器，乘法器將差值與倍率輸入信號相乘生成主次側(cè)輸入電流的幅度輪廓控制信號并輸出至能量平衡邏輯模塊。