一种LED驱动方法

技术领域

本发明涉及LED照明领域，特别是涉及一种LED驱动方法。

背景技术

图1为现有常见的LED驱动电路，交流电压AC经过整流桥模块100及输入滤波电容Cin后转化为输入电压Vin，并通过工作电压产生模块201直接给恒流控制芯片200供电，同时该输入电压Vin经过LED驱动模块300驱动LED灯串发光，电流检测电阻Rs将LED灯串上的电流转化为电压反馈至恒流控制芯片200的运放输入端，并经过运算放大器(GM)202与基准电压Vref比较后，根据运算放大器(GM)202的输出对补偿电容Ccomp进行充放电，以此来调整补偿电压产生模块203产生的补偿电压Vcomp，最后再基于该补偿电压Vcomp通过驱动模块204来控制LED驱动模块300的峰值电流或占空比信号，从而使LED输出电流达到一个稳定的平衡值，也就是设定的输出电流；当然，也可以在输入滤波电容Cin和地之间增设一受控于补偿电压产生模块203的PF控制模块400，用来对系统的功率因数进行调控。

在图1所示的LED驱动电路中做软启动时，通常是使用较大的补偿电容Ccomp，由于运算放大器(GM)202的输出电流能力有限，因此开机时补偿电压产生模块203输出的补偿电压Vcomp只能缓慢上升，从而使得LED驱动模块300的输出峰值电流或占空比也只能缓慢增加，进而使得LED输出电流缓慢上升(见图2中t0-t1时间段)。

现有通过使用较大补偿电容实现软启动的方法中，在关机时，由于母线放电比较慢，在输入电压Vin不足以维持LED输出电流后，运算放大器(GM)202检测到电流检测电阻Rs的电压偏低，会将补偿电压产生模块203输出的补偿电压Vcomp抬高试图维持LED输出电流(实际LED已经没有电流)，如果此时电源快速开机，系统会因补偿电压Vcomp比较高而失去软启动的能力，导致输出过冲(见图2中t3-t4、t6-t7时间段)。

同时，该方法在输入电压Vin比较低时，输入滤波电容Cin上的母线电压纹波会比较大(若系统增设PF控制模块400，其还会加大母线纹波电压)，而由C*ΔV＝ILED*t_Discharge(输入电压Vin低于电容电压的时间是电容放电时间，而由于电容电压取决于LED灯压，因此针对某个确定的应用来说放电时间t_Discharge基本上是不变的)可知，一旦母线纹波电压超过ΔV，也就超出了LED驱动模块的电压调整范围，LED输出电流就会下降，从而导致LED灯串出现工频闪烁。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种LED驱动方法，用以解决现有LED驱动方法在快速开关机时存在软启动失效及低压输入工频闪烁的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种LED驱动方法，所述LED驱动方法包括：

通过LED驱动模块、LED负载及恒流控制模块形成的补偿控制环路对其中的LED负载进行恒流控制过程中；

建立所述恒流控制模块中参考电压与补偿电压的关系，使二者满足如下关系式：

在电源上电且所述恒流控制模块的工作电压开始建立时，将所述补偿电压拉高至第二补偿设定值，此时所述参考电压对应拉低至参考设定值，所述LED驱动模块的输出电流最小；

在所述补偿控制环路的环路调整时间内，所述补偿电压从第二补偿设定值逐渐降低并稳定在补偿稳定值处，所述参考电压从参考设定值逐渐升高并稳定在参考稳定值处，所述LED驱动模块的输出电流与所述参考电压呈同向变化并最终实现恒流输出；

在对电源进行关机操作时，所述补偿电压在所述补偿控制环路的控制下调整至最高钳位电压处；此时若对电源进行关机后快速重启，在所述补偿控制环路的环路调整时间内，所述补偿电压则从最高钳位电压逐渐降低并稳定在补偿稳定值处，所述参考电压则对应从参考设定值逐渐升高并稳定在参考稳定值处，所述LED驱动模块的输出电流与所述参考电压呈同向变化并最终实现恒流输出。

可选地，在所述补偿电压的正常工作区间为0-VA时，所述第一补偿设定值VB大于等于VA且小于VD，第二补偿设定值VC大于VA且小于VD。

可选地，所述参考设定值为0。

可选地，在所述补偿控制环路的环路调整时间内，所述输出电流均是从低向高变化并最终达到恒流输出，以此实现输出电流软启动。

可选地，在对电源进行关机后快速重启时，所述输出电流跟随所述参考电压减小，以此减小母线纹波电压，避免所述LED负载发生工频闪烁现象。

可选地，通过所述恒流控制模块中补偿电容的容值来调整所述环路调整时间，从而实现调整输出电流软启动的时间。

可选地，通过所述恒流控制模块中补偿电容的放电电流来调整所述环路调整时间，从而实现调整输出电流软启动的时间。

可选地，通过调整所述补偿控制环路的时钟频率来调整所述环路调整时间，从而实现调整输出电流软启动的时间。

如上所述，本发明的一种LED驱动方法，通过对补偿电压及参考电压的设计，使得每次开机时补偿电压从高向低变化并达到稳定，参考电压从低向高对应变化并达到稳定，输出电流则跟随参考电压同向变化，即从低向高变化并达到恒流输出，以此避免在快速重复开关机时输出电流出现过冲问题，每次都能实现输出电流软启动功能；即使在交流输入电压低于额定工作电压，补偿控制环路将补偿电压抬高至最高钳位电压时，输出电流也会跟随参考电压降低，使母线上的输入滤波电容的充放电纹波降低，即母线纹波电压减小，以此保证输出电流稳定，避免LED负载出现工频闪烁现象。

附图说明

图1显示为现有LED驱动电路的结构示意图。

图2显示为在现有LED驱动电路基础上采用较大补偿电容实现软启动时对应的各信号波形图。

图3显示为本发明所述LED驱动方法实现软启动时对应的各信号波形图。

图4显示为本发明所述补偿电压与所述参考电压的线性关系图。

元件标号说明

100 整流桥模块

200 恒流控制芯片

201 工作电压产生模块

202 运算放大器

203 补偿电压产生模块

204 驱动控制模块

300 LED驱动模块

400 PF控制模块

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图3至图4。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。

如图3所示，本实施例提供一种LED驱动方法，所述LED驱动方法包括：

通过LED驱动模块、LED负载及恒流控制模块形成的补偿控制环路对其中的LED负载进行恒流控制过程中；

建立所述恒流控制模块中参考电压与补偿电压的关系，使二者满足如下关系式：

在电源上电且所述恒流控制模块的工作电压开始建立时，将所述补偿电压拉高至第二补偿设定值，此时所述参考电压对应拉低至参考设定值，所述LED驱动模块的输出电流最小；

在所述补偿控制环路的环路调整时间(即在补偿控制环路启动后且达到稳定前所对应的时间段)内，所述补偿电压从第二补偿设定值逐渐降低并稳定在补偿稳定值(即在补偿控制环路达到稳定时补偿电压所对应的值)处，所述参考电压从参考设定值逐渐升高并稳定在参考稳定值处，所述LED驱动模块的输出电流与所述参考电压呈同向变化并最终实现恒流输出(如图3中t0-t1时间段)；

在对电源进行关机操作时，所述补偿电压在所述补偿控制环路的控制下调整至最高钳位电压处；此时若对电源进行关机后快速重启，在所述补偿控制环路的环路调整时间内，所述补偿电压则从最高钳位电压逐渐降低并稳定在补偿稳定值处，所述参考电压则对应从参考设定值逐渐升高并稳定在参考稳定值处，所述LED驱动模块的输出电流与所述参考电压呈同向变化并最终实现恒流输出(如图3中t3-t4、t6-t7时间段)。

需要注意的是，本示例所述恒流控制模块不仅包括图1所示电路中的恒流控制芯片200，还包括电流检测电阻Rs及补偿电容Ccomp；而LED驱动模块及恒流控制模块的具体电路则为现有任一种可实现基于补偿电压对输出电流进行恒流调控的电路，本示例对其具体电路组成不做限定。特别需要说明的是，在补偿控制环路的具体电路确定后，对应的补偿稳定值、参考稳定值及最高钳位电压也就随之确定；而参考设定值Ref

作为示例，在所述补偿控制环路的环路调整时间内，所述输出电流均是从低向高变化并最终达到恒流输出，以此实现输出电流软启动；即使是在电源关机并快速重启后的环路调整时间内，本示例所述的输出电流软启动功能依然有效。而且，在对电源进行关机后快速重启时，所述输出电流跟随所述参考电压减小，以此来减小母线纹波电压，避免所述LED负载发生工频闪烁现象；这由公式C*ΔV＝ILED*t_Discharge可推知，在所述补偿电容的容值C及其放电时间t_Discharge不变的情况下，由于所述输出电流ILED减小，因此母线纹波电压ΔV也减小。

具体的，通过所述恒流控制模块中补偿电容的容值来调整所述环路调整时间，从而实现调整输出电流软启动的时间；或者，通过所述恒流控制模块中补偿电容的放电电流来调整所述环路调整时间，从而实现调整输出电流软启动的时间。需要注意的是，在通过补偿电容的放电电流来调整环路调整时间时，可通过选择合适的运算放大器GM来实现调整补偿电容放电电流的目的，当然，其它能够实现补偿电容放电电流调节的方法同样适用于本示例。实际应用中，还可采用数字控制电路(如计数器或开关电容等)来替换运算放大器GM和补偿电容，以实现去电容的目的；此时，可通过调整数字控制电路的时钟频率来调整所述环路调整时间，从而实现调整输出电流软启动的时间。

作为示例，在所述补偿电压的正常工作区间为0-VA(即补偿控制环路稳定后，补偿电压的值稳定在补偿稳定值处，而补偿稳定值大于0，小于等于VA)时，所述第一补偿设定值VB大于等于VA且小于VD，所述第二补偿设定值VC大于VA且小于VD。需要注意的是，在补偿控制环路的具体电路确定后，最大补偿稳定值VA也就随之确定。

具体的，所述参考设定值为0，以在电源关机后快速重启时，参考电压可以从0开始逐渐升高，此时对应的输出电流最小值相较于参考设定值为非0时更小；即在电源关机后快速重启时，通过将输出电流减至最小来降低母线纹波电压，从而进一步避免LED负载出现工频闪烁现象。其中，在所述参考设定值为0时，参考电压与补偿电压的关系如下：

综上所述，本发明的一种LED驱动方法，通过对补偿电压及参考电压的设计，使得每次开机时补偿电压从高向低变化并达到稳定，参考电压从低向高对应变化并达到稳定，输出电流则跟随参考电压同向变化，即从低向高变化并达到恒流输出，以此避免在快速重复开关机时输出电流出现过冲问题，每次都能实现输出电流软启动功能；即使在交流输入电压低于额定工作电压，补偿控制环路将补偿电压抬高至最高钳位电压时，输出电流也会跟随参考电压降低，使母线上的输入滤波电容的充放电纹波降低，即母线纹波电压减小，以此保证输出电流稳定，避免LED负载出现工频闪烁现象。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。