[發明專利]開關裝置、開關控制方法及所適用的LED驅動系統

有效

• 申請號: 201710920179.6
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107484305B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 郜小茹;孫順根
• 申請（專利權）人: 上海晶豐明源半導體股份有限公司
• 主分類號: H05B45/3725
• 分類號: H05B45/3725;H05B45/345
• 代理公司: 上海思捷知識產權代理有限公司 31295
• 代理人: 王宏婧

本申請提供一種開關裝置、開關控制方法及所適用的LED驅動系統，其中，所述開關裝置用于連接諧振裝置及輸入源，包括：開關單元，用于受控地通斷諧振裝置和輸入源之間的通路；其中，所述開關單元包含具有第一驅動端的第一開關模塊和具有采樣端和第二驅動端的第二開關模塊；所述第二開關模塊通過所述第一驅動端連接所述第一開關模塊；控制器，與所述采樣端、第一驅動端和第二驅動端相連，且包含與所述第一驅動端相連的高通濾波模塊；所述控制器用于檢測來自所述采樣端的第一電信號和基于檢測所述高通濾波模塊輸出的第二電信號經由所述第二驅動端控制所述開關單元的導通和斷開。本申請有效提高LED驅動的效率。

技術領域

本申請涉及驅動電路領域，尤其涉及一種開關裝置、開關控制方法及所適用的LED驅動系統。

背景技術

LED(發光二極管)由于其多種優良的特性在照明、裝置、顯示、指示等多個領域廣泛應用。然而LED器件對驅動系統具有近乎苛刻的要求，例如為了確保LED在應用中反映出相應的特性，LED驅動系統需在效率轉換、有效功率、恒流精度、電源壽命、電磁兼容等方面具有非常高的要求。

其中，效率轉換的指標之一反映在功率因數指標上，具有高功率因數指標的LED驅動系統能夠提高市電供電利用率。目前應用在高功率因數指標的LED驅動系統架構中，為了能夠提供有效的恒流輸出，LED驅動系統中包含基于LC(電感電容)的諧振裝置，借助LC震蕩所產生的電流向LED負載提供恒流供電。進一步地，為了向諧振裝置提供可供振蕩的電流，LED驅動系統根據LC的不同工作模式分為基于BCM(臨界連續電流工作模式)的開關裝置和基于DCM(斷續電流工作模式)的開關裝置等。這些開關裝置通過外圍電路連接諧振裝置，并致力于通過對諧振裝置的檢測而有效利用諧振提供符合高功率因數指標的恒流輸出。

事實上，提高功率因數可通過改進開關裝置而實現，同時技術人員希望利用半導體集成技術盡量減小開關裝置的損耗和尺寸。故而，針對開關裝置的研究日益深入。如圖1所示，其描述了一種LED驅動系統的電路簡化示意圖，其中開關裝置911和諧振裝置912之間通過采樣電阻RFBL和RFBH采集諧振裝置中的電信號，并通過檢測該電信號的谷值控制基于柵極驅動的開關裝置911的導通和斷開。在上述一類的開關裝置中，由于諧振裝置的振蕩周期不必然與供電波動周期相關聯，導致整個驅動系統的功率輸出效率不高。

發明內容

本申請提供一種開關裝置、開關控制方法及所適用的LED驅動系統，用于解決驅動系統的輸出效率問題。

為實現上述目的及其他目的，本申請在第一方面提供一種開關裝置，用于連接諧振裝置及輸入源，包括：開關單元，用于受控地通斷諧振裝置和輸入源之間的通路；其中，所述開關單元包含具有第一驅動端的第一開關模塊和具有采樣端和第二驅動端的第二開關模塊；所述第二開關模塊通過所述第一驅動端連接所述第一開關模塊；控制器，與所述采樣端、第一驅動端和第二驅動端相連，且包含與所述第一驅動端相連的高通濾波模塊；所述控制器用于檢測來自所述采樣端的第一電信號和基于檢測所述高通濾波模塊輸出的第二電信號經由所述第二驅動端控制所述開關單元的導通和斷開。

在所述第一方面的某些實施方式中，所述控制器包括：檢測單元，用于基于檢測來自所述采樣端的第一電信號設置所述諧振裝置退磁開始時刻并輸出第一檢測信號，以及通過檢測所述高通濾波模塊輸出的第二電信號設置所述諧振裝置退磁結束時刻并輸出第二檢測信號；控制單元，與所述檢測單元相連，用于基于所接收的第一檢測信號和第二檢測信號向所述第二驅動端輸出用于驅動所述開關單元的控制信號。

在所述第一方面的某些實施方式中，所述檢測單元包括：退磁起始檢測模塊，與所述采樣端和所述控制單元相連，用于當檢測到所述控制單元導通開關單元時開始進行充磁計時，直至檢測到一變化電壓達到預設參考電壓時輸出第一檢測信號；其中，所述參考電壓為經檢測所述第一電信號而產生的電壓而定。