用于消除LED驱动系统电流纹波的控制器、芯片和方法与流程

技术特征：

1.一种用于消除LED驱动系统电流纹波的控制器，其特征在于，

所述控制器电连接LED负载的阴极、第一采样电阻和第一功率管，所述控制器被配置为采样LED负载的阴极的电压、第一采样电阻两端的电压和第一功率管的漏极电压，并根据所述LED负载的阴极的电压和所述第一采样电阻两端的电压生成第一电压信号，根据所述第一功率管的漏极电压生成第二电压信号；

所述控制器根据所述第一电压信号和所述第一采样电阻两端的电压生成控制信号用于控制与所述LED负载电连接的第一功率管的导通状态，使得所述第一电压信号的电压大小与参考电压相等，消除所述LED负载的电流纹波；

所述控制器在所述漏极电压超过电压阈值时，根据所述第一功率管的漏极电压和所述第二电压信号调节所述控制信号，使得所述第一功率管的漏极电压保持稳定。

2.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于：所述控制器包括：第一采样模块、第二采样模块、控制模块和稳压模块；

所述第一采样模块用于采样所述LED负载的阴极的电压和所述第一采样电阻两端的电压，并根据所述LED负载的阴极的电压与所述第一采样电阻两端的电压生成第一电压信号并输出至所述控制模块；

所述第二采样模块用于采样所述第一功率管的漏极电压，并根据所述第一功率管的漏极电压生成所述第二电压信号，并输出至所述稳压模块；

所述控制模块电连接至所述第一采样模块的输出端，用于接收所述第一电压信号，并根据所述第一电压信号生成所述控制信号；

所述稳压模块电连接至所述第二采样模块的输出端，用于接收所述第二电压信号，并根据所述第二电压信号调节所述控制信号。

3.根据权利要求2所述的控制器，其特征在于：所述第一采样模块包括第一电阻和第二电阻；其中，

所述第一电阻与所述第二电阻串联，所述第一电阻的另一端电连接所述LED负载的阴极，所述第二电阻的另一端电连接所述第一采样电阻的一端。

4.根据权利要求3所述的控制器，其特征在于：所述第二采样模块包括第三电阻和第四电阻；其中，

所述第三电阻与所述第四电阻串联，所述第三电阻的另一端电连接所述第一功率管的漏极，所述第四电阻的另一端接地。

5.根据权利要求4所述的控制器，其特征在于：所述第一电阻与所述第二电阻的比值要小于所述第三电阻和所述第四电阻的比值。

6.根据权利要求5所述的控制器，其特征在于：所述控制模块包括跨导放大器、第一电容、分压子模块和控制子模块；

所述跨导放大器的正输入端电连接所述采样模块的所述第一电阻和所述第二电阻的连接点，用于接收所述第一电压信号，负输入端电连接参考电压，并根据所述第一电压信号和所述参考电压生成第一电流信号；

所述第一电容的一端电连接所述跨导放大器的输出端，另一端接地；

所述分压子模块电连接至所述跨导放大器的输出端，用于根据所述第一电容两端的电压生成第三电压信号；

所述控制子模块电连接至所述分压子模块的输出端和所述第一采样电阻，并根据所述第三电压信号和所述第一采样电阻两端的电压生成所述控制信号输出至所述第一功率管的栅极。

7.根据权利要求6所述的控制器，其特征在于：所述稳压模块包括第一运算放大器和镜像电流源；

所述第一运算放大器的负输入端电连接至所述第三电阻和所述第四电阻的连接点，用于接收所述第二电压信号；正输入端连接所述参考电压；并根据所述第二电压信号和所述参考电压生成第四电压信号；

所述镜像电流源的输入端与所述第一运算放大器的输出端相连；两个输出端分别电连接在第一功率管的栅极和所述第一电容；

其中，所述电压阈值为在所述第一功率管的漏极电压高于时，所述控制器施行稳压保护：所述镜像电流源输出至所述第一功率管的栅极的电流增大，使得所述控制信号增大，所述第一功率管的漏极电压被稳定在上，其中，R3表示所述第三电阻的阻值，R4表示所述第四电阻的阻值。

8.根据权利要求7所述的控制器，其特征在于：所述镜像电流源包括第二MOS管和第三MOS管，其中，

所述第二MOS管和所述第三MOS管的栅极相连，并与所述第一运算放大器的输出端相连；

所述第二MOS管和所述第三MOS管的源极均与工作电压相连；

所述第二MOS管的漏极作为所述稳压模块的第一输出端，与所述第一MOS管的栅极相连；所述第三MOS管的漏极作为所述稳压模块的第二输出端，与所述第一电容相连。

9.根据权利要求7所述的控制器，其特征在于：所述控制模块还包括缓冲子模块，所述缓冲子模块的输入端电连接至所述跨导放大器的输出端，输出端电连接至所述分压子模块的输入端，用于实现所述跨导放大器和所述分压子模块之间的缓冲。

10.根据权利要求9所述的控制器，其特征在于：所述缓冲子模块为以第二运算放大器；所述第二运算放大器的正输入端电连接至所述跨导放大器的输出端，负输入端与输出端电连接。

11.根据权利要求7或9所述的控制器，其特征在于：所述分压子模块包括第五电阻和第六电阻；其中，

所述第五电阻与所述第六电阻串联，所述第五电阻的另一端电连接所述跨导放大器的输出端，所述第六电阻的另一端接地；

所述控制子模块电连接至所述第五电阻和所述第六电阻的连接点，用于接收第电压信号。

12.根据权利要求11所述的控制器，其特征在于：所述控制子模块包括第三运算放大器，其正输入端电连接至所述第五电阻和所述第六电阻的连接点，用于接收所述第三电压信号；负输入端电连接至所述第一采样电阻，根据所述第三电压信号与所述第一采样电阻两端的电压生成所述控制信号，并输出至所述第一功率管的栅极。

13.根据权利要求12所述的控制器，其特征在于：

在所述第一功率管的漏极电压高于时，所述控制器施行稳压保护：所述镜像电流源按比例放大所述第二MOS管的电流，并提供给所述第一电容，用于对所述第一电容进行快速充电，直至所述第三运算放大器的输出的所述控制信号趋于0，稳压保护结束，实施泄放保护；

在所述泄放保护中，所述跨导放大器输出的电流对所述第一电容进行缓慢充电，直至所述第一电压信号的大小与所述参考电压相同；其中，所述跨导放大器输出的电流小于所述镜像电流源提供给所述第一电容的电流。

14.根据权利要求7所述的控制器，其特征在于：通过改变所述跨导放大器的跨导和/或所述第一电容的容值，改变消除所述LED负载电流纹波所需的时间常数，以消除不同频率的输入电流引起的电流纹波。

15.一种用于消除LED驱动系统的电流纹波芯片，其特征在于：包括权利要求1或7所述的控制器。

16.一种用于消除LED驱动系统的电流纹波芯片，其特征在于：包括权利要求1或7所述的控制器、所述第一功率管和所述第一采样电阻。

17.一种LED驱动系统，其特征在于：包括LED驱动器、LED负载、如权利要求1—14中任一项所述的控制器，其中，

所述LED驱动器用于根据交流电压生成驱动所述LED负载的电流，并输出至所述LED负载；

所述控制器电连接至所述LED负载的阴极，用于消除所述驱动LED负载的电流纹波或低频抖动，对第一功率管施行过压保护。

18.一种用于消除LED驱动系统电流纹波的方法，其特征在于：采用如权利要求1所述的控制器，包括如下步骤：

所述控制器电连接LED负载的阴极、第一采样电阻和第一功率管，所述控制器被配置为采样LED负载的阴极的电压、第一采样电阻两端的电压和第一功率管的漏极电压，并根据所述LED负载的阴极的电压和所述第一采样电阻两端的电压生成第一电压信号，根据所述第一功率管的漏极电压生成第二电压信号；

所述控制器根据所述第一电压信号和所述第一采样电阻两端的电压生成控制信号用于控制与所述LED负载电连接的第一功率管的导通状态，使得所述第一电压信号的电压大小与参考电压相等，消除所述LED负载的电流纹波；

所述控制器根据所述第一功率管的漏极电压和所述第二电压信号，在所述漏极电压超过电压阈值时，调节所述控制信号，使得所述第一功率管的漏极电压保持稳定。

19.一种用于消除LED驱动系统电流纹波的方法，其特征在于：采用如权利要求12所述的控制器，包括如下步骤：

所述第一采样模块采样所述LED负载的阴极电压和所述第一采样电阻两端的电压，并根据所述LED负载的阴极的电压与所述第一采样电阻两端的电压生成第一电压信号并输出至所述跨导放大器；所述第二采样模块采样所述第一功率管的漏极电压，并输出至所述稳压模块；

所述跨导放大器根据所述第一电压信号和所述参考电压生成第一电流信号；

所述第一电容根据所述第一电流信号进行充放电；

所述分压子模块根据所述第一电容两端的电压生成第二电压信号；

所述控制子模块根据所述第二电压信号和所述第一采样电阻两端的电压生成所述控制信号，并输出至所述第一功率管的栅极。

20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于：所述方法还包括：所述稳压模块和所述控制模块对所述第一功率管进行稳压保护和泄放保护；

所述稳压保护包括：在第一功率管的漏极电压大于时，所述稳压模块的第二MOS管提供给所述第一功率管栅极的电流增大，使得输出至所述第一功率管的栅极的控制信号升高，漏极电压被稳定在上；同时，所述稳压模块的所述第二MOS管和第三MOS管组成的镜像电流源按比例放大所述第二MOS管的电流，并提供给所述第一电容进行快速充电，使得第三运算放大器的正输入端的电压迅速升高，直至其输出端的输出的所述控制信号趋于0，则所述稳压保护结束，实施所述泄放保护；

所述泄放保护包括：所述控制模块的所述跨导放大器的输出电流对所述第一电容进行缓慢充电，使得所述第三运算放大器的正输入端的电压缓慢升高、输入至所述第一功率管栅极的控制信号缓慢升高、所述第一功率管的漏极电压缓慢下降，直至所述第一电压信号的大小与所述参考电压相同；其中，所述跨导放大器的输出电流小于所述镜像电流源提供给所述第一电容的电流。