[發(fā)明專利]恒定功率的LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及恒定功率控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611220220.0
• 申請(qǐng)日: 2016-12-26
• 公開（公告）號(hào): CN106658851B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高智浩;劉慧博;許明偉;呂洪博
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江芯邁電子科技有限公司
• 主分類號(hào): H05B33/08
• 分類號(hào): H05B33/08
• 代理公司: 上海精晟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司31253
• 代理人: 馮子玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及到節(jié)能照明領(lǐng)域，確切的說是涉及到在含有發(fā)光二極管的LED串組的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中提供一種驅(qū)動(dòng)LED串組的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，在恒定功率的條件下使得流經(jīng)LED串組的總電流波形接近正弦波，保障提供給LED串組的電壓在過高等情況下依然能夠維持輸入功率處于基本恒定的模式之下，且具有較好的功率因子/總諧波失真指標(biāo)。

背景技術(shù)

在照明領(lǐng)域采用發(fā)光二極管燈具后，由于發(fā)光二極管燈具具有發(fā)光效率高、節(jié)能效果明顯、壽命長(zhǎng)以及無(wú)污染、抗震動(dòng)等顯著優(yōu)點(diǎn)，日益受到世界各國(guó)的重視，尤其是在能源短缺的國(guó)家和地區(qū)這種需求更強(qiáng)烈。發(fā)光二極管燈具的驅(qū)動(dòng)方法根據(jù)二極管半導(dǎo)體器件自身的伏安特性，也一直在不斷的創(chuàng)新。傳統(tǒng)發(fā)光二極管燈具驅(qū)動(dòng)較多的采用恒流電源和恒壓電源，雖然電源成本和價(jià)格是在逐步降低，但與發(fā)光二極管燈珠的價(jià)格相比其降價(jià)幅度仍然相差很大，傳統(tǒng)發(fā)光二極管燈具使用的驅(qū)動(dòng)電源中的某些磁性元件和某些電解電容的使用，會(huì)嚴(yán)重的制約的發(fā)光二極管燈具驅(qū)動(dòng)電源的整體壽命和轉(zhuǎn)換效率，也影響了發(fā)光二極管燈具的照明效果，作為替代方案，開發(fā)低成本、高效率、長(zhǎng)壽命的新型驅(qū)動(dòng)方案已成為未來發(fā)光二極管燈具發(fā)展的重點(diǎn)。而驅(qū)動(dòng)電路與發(fā)光二極管光源相互結(jié)合的光電一體化設(shè)計(jì)思維，除了需要去除電解電容和磁性元件等負(fù)面影響，發(fā)光二極管燈具驅(qū)動(dòng)性能的外部離散元件及其相關(guān)性的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)思路，正成為光電一體化發(fā)光二極管燈具驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)之一。站在半導(dǎo)體的角度觀察，發(fā)光二極管具有普通二極管的伏安特性，即在發(fā)光二極管兩端施加正向?qū)妷汉螅瑯O其微小的電壓變化即可引起流經(jīng)發(fā)光二極管的電流的較大幅度變化：例如，當(dāng)發(fā)光二極管的正向?qū)妷杭s為3.00V時(shí)，則流經(jīng)發(fā)光二極管的電流大約為350mA，當(dāng)發(fā)光二極管的正向?qū)妷簽?.25V時(shí)，流經(jīng)發(fā)光二極管的電流大約為750mA，通過簡(jiǎn)單的對(duì)比由此可知，發(fā)光二極管的正向?qū)妷弘m然僅僅只是略微變化了較小的250mV，但流經(jīng)發(fā)光二極管的電流卻增加了大約一倍以上，且發(fā)光二極管具有較高的負(fù)電壓/溫度系數(shù)，因此恒壓電源并不能保證發(fā)光二極管電流按照預(yù)期的那樣維持不變，這無(wú)疑影響了發(fā)光二極管的發(fā)光效果，因?yàn)榘l(fā)光二極管的光輻射強(qiáng)度與流經(jīng)它的電流是相關(guān)聯(lián)的。而恒流電源雖能使發(fā)光二極管燈具穩(wěn)定工作，但由于受環(huán)境工作溫度影響，發(fā)光二極管兩端的工作電壓并不相同，發(fā)光二極管燈具的功率也就隨之發(fā)生變化，因此發(fā)光二極管的亮度也不能得到最佳發(fā)揮。所以現(xiàn)有的發(fā)光二極管燈具的恒壓或恒流的驅(qū)動(dòng)方法無(wú)法有效解決發(fā)光二極管功率隨溫度及發(fā)光二極管工作電壓變化而帶來的問題，業(yè)界需要提出更好的發(fā)光二極管燈具恒定功率控制方法。

基于當(dāng)前某些驅(qū)動(dòng)電路架構(gòu)的恒定功率方案，由于交流市電有時(shí)候?qū)嶋H峰值比預(yù)期的峰值要略大，或者某個(gè)時(shí)刻的線電壓比在該時(shí)刻的常規(guī)預(yù)設(shè)電壓值要大，結(jié)果是：在提供給發(fā)光二極管串組的線電壓過高時(shí)，流經(jīng)發(fā)光二極管的總電流波形在對(duì)應(yīng)于過高線電壓時(shí)刻會(huì)顯現(xiàn)出來有個(gè)凹陷，線電壓漂移得越高總電流的這個(gè)凹陷特征就越深，在線電壓過高也即總電流凹陷的時(shí)刻雖然可以使得輸入功率基本恒定，但是它會(huì)導(dǎo)致總電流的波形偏離正弦曲線，在凹陷處容易受到干擾，會(huì)使得功率因子和總諧波失真的指標(biāo)嚴(yán)重惡化。

發(fā)明內(nèi)容

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，披露了一種恒定功率的LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，主要是用于驅(qū)動(dòng)串接的LED串組(LED Lamp/Light String)，其中主要包括：

與所述LED串組串聯(lián)連接的主晶體管、電流感測(cè)電阻，其中交流電經(jīng)過橋式整流器整流后產(chǎn)生的脈動(dòng)電壓為所述LED串組供電；

驅(qū)動(dòng)所述主晶體管的第一運(yùn)算放大器，其中用于表征流經(jīng)所述LED串組電流大小的并施加在所述電流感測(cè)電阻上的壓降輸入在所述第一運(yùn)算放大器的反相端，以及一個(gè)基準(zhǔn)電壓輸入在所述第一運(yùn)算放大器的正相端；

所述基準(zhǔn)電壓至少具有采樣自所述脈動(dòng)電壓的有效值和交流值，使所述基準(zhǔn)電壓在每個(gè)周期的波形趨于按照正弦波曲線的規(guī)律變化。

上述的恒功率LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，還包括一個(gè)用于采樣所述脈動(dòng)電壓的采樣電路，其具有第一分壓器和第一緩沖器；

第一緩沖器利用第一分壓器對(duì)所述脈動(dòng)電壓進(jìn)行分壓并輸出前后級(jí)隔離的采樣值。

上述的恒功率LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，還包括一個(gè)產(chǎn)生的電壓與所述有效值成比例關(guān)系的第二運(yùn)算放大器；