消除上电闪烁的LED驱动电路、驱动装置和驱动方法与流程

本发明涉及led照明领域，特别涉及消除上电闪烁的led驱动电路、驱动装置和驱动方法。

背景技术：

可控硅调光器具有体积小、效率高、稳定性好及工作可靠等优点，在led照明领域中作为调光器得到广泛的应用。但是部分可控硅在上电初到建立正常工作状态之前，因其维持导通所需要的最小电流得不到满足及可控硅自身控制电路还未建立正常工作状态等原因，导致可控硅工作状态不稳定进而引起led灯串的电压波动，人眼可直接观察到led灯闪烁。

因而现有技术还有待改进和提高。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种消除上电闪烁的led驱动电路、驱动装置和驱动方法，通过在初始上电时关闭led灯串电流并为可控硅提供维持电流使其处于导通状态，并在电压稳定后再打开led灯串电流关闭维持电流，从而避免上电过程中led灯串产生闪烁的问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种消除上电闪烁的led驱动电路，其与led灯串连接，包括可控硅调光器、整流模块、电压检测模块、电流控制模块、第一恒流源模块和第二恒流源模块，输入交流电依次经所述可控硅调光器和整流模块进行相位切割和整流处理后输出线电压至电压检测模块，所述电压检测模块根据检测到的线电压变化输出电压检测信号至电流控制模块，所述电流控制模块在初始上电时控制第一恒流源模块开启并控制第二恒流源模块关闭，由第一恒流源模块为可控硅调光器提供维持电流使其处于导通状态，当所述电流控制模块根据所述电压检测信号判断线电压稳定后控制第一恒流源模块关闭并控制第二恒流源模块开启，由第二恒流源模块为led灯串提供工作电流。

所述的消除上电闪烁的led驱动电路中，所述电压检测模块包括分压单元和比较单元；所述分压单元对所述线电压进行分压后输出分压信号至比较单元，所述比较单元将所述分压信号与预设的参考电压进行比较后输出相应的脉冲信号至所述电流控制模块。

所述的消除上电闪烁的led驱动电路中，所述比较单元具体在分压信号大于参考电压时输出第一电平，在分压信号小于等于第一参考电压时输出第二电平。

所述的消除上电闪烁的led驱动电路中，所述电流控制模块包括计时器，逻辑控制器和信号转换器；所述计时器在初始上电后根据所述脉冲信号进行计时并输出计时结果至逻辑控制器；所述逻辑控制器在初始上电时输出第一控制信号至信号转换器，所述信号转换器根据所述第一控制信号控制第一恒流源模块开启并控制第二恒流源模块关闭，当所述逻辑控制器根据计时结果判断当前已达到预设时间时输出第二控制信号至信号转换器，所述信号转换器根据所述第二控制信号控制第一恒流源模块关闭并控制第二恒流源模块开启。

所述的消除上电闪烁的led驱动电路中，所述计时器包括第一计数器和第二计数器，由所述第一计数器对上电后的线电压周期数进行计数并输出第一计数值，所述第二计数器对相邻两个脉冲信号之间持续时间进行计数并输出第二计数值，所述逻辑控制器在第一计数值等于第一预设值且第二计数值小于第二预设值时判断当前已达到预设时间。

所述第一计数器在初始上电后每检测到一个脉冲信号的上升沿或下降沿时加1并输出第一计数值，所述第二计数器在检测到脉冲信号的上升沿或下降沿时清零并开始计时并输出第二计数值，所述第一计数器在所述第二计数值等于第二预设值时清零并重新开始计数，所述逻辑控制器在第一计数值等于第一预设值判断当前已达到预设时间。

所述的消除上电闪烁的led驱动电路中，所述信号转换器为数模转换器或rc滤波器。

一种消除上电闪烁的led驱动装置，包括外壳，所述外壳内设置有pcb板，所述pcb板上设置有如上所述的消除上电闪烁的led驱动电路。

一种消除上电闪烁的led驱动方法，其包括如下步骤：

输入交流电依次经可控硅调光器和整流模块进行相位切割和整流处理后输出线电压至电压检测模块；

所述电压检测模块根据检测到的线电压变化输出电压检测信号至电流控制模块；

所述电流控制模块在初始上电时控制第一恒流源模块开启并控制第二恒流源模块关闭，由第一恒流源模块为可控硅调光器提供维持电流使其处于导通状态；

当所述电流控制模块根据所述电压检测信号判断线电压稳定后控制第一恒流源模块关闭并控制第二恒流源模块开启，由第二恒流源模块为led灯串提供工作电流。

所述的消除上电闪烁的led驱动方法中，所述电压检测模块根据检测到的线电压变化输出电压检测信号至电流控制模块的步骤包括：

分压单元对所述线电压进行分压后输出分压信号至比较单元；

所述比较单元将所述分压信号与预设的参考电压进行比较后输出相应的脉冲信号至所述电流控制模块。

相较于现有技术，本发明提供的消除上电闪烁的led驱动电路、驱动装置和驱动方法中，所述消除上电闪烁的led驱动电路与led灯串连接，其包括可控硅调光器、整流模块、电压检测模块、电流控制模块、第一恒流源模块和第二恒流源模块，输入交流电依次经所述可控硅调光器和整流模块进行相位切割和整流处理后输出线电压至电压检测模块，所述电压检测模块根据检测到的线电压变化输出电压检测信号至电流控制模块，所述电流控制模块在初始上电时控制第一恒流源模块开启并控制第二恒流源模块关闭，由第一恒流源模块为可控硅调光器提供维持电流使其处于导通状态，当所述电流控制模块根据所述电压检测信号判断线电压稳定后控制第一恒流源模块关闭并控制第二恒流源模块开启，由第二恒流源模块为led灯串提供工作电流。本发明通过在初始上电时关闭led灯串电流并为可控硅提供维持电流使其处于导通状态，并在电压稳定后再打开led灯串电流关闭维持电流，从而避免上电过程中led灯串产生闪烁的问题。

附图说明

图1为本发明提供的消除上电闪烁的led驱动电路的结构框图；

图2为本发明提供的消除上电闪烁的led驱动电路的电路图；

图3为本发明提供的消除上电闪烁的led驱动电路中线电压、比较单元、计时器以及信号转换器输出信号的波形图；

图4为本发明提供的消除上电闪烁的led驱动电路应用实施例中上电流程图；

图5为本发明提供的消除上电闪烁的led驱动方法的流程图；

图6为本发明提供的消除上电闪烁的led驱动方法中步骤s200的流程图。

具体实施方式

鉴于现有技术中上电时可控硅工作不稳定导致led闪烁等缺点，本发明提供一种消除上电闪烁的led驱动电路、驱动装置和驱动方法，通过在初始上电时关闭led灯串电流并为可控硅提供维持电流使其处于导通状态，并在电压稳定后再打开led灯串电流关闭维持电流，从而避免上电过程中led灯串产生闪烁的问题

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明提供的消除上电闪烁的led驱动电路与led灯串连接，其包括可控硅调光器10、整流模块20、电压检测模块30、电流控制模块40、第一恒流源模块50和第二恒流源模块60，其中所述可控硅调光器10连接在交流输入端与整流模块20输入端之间，用于对输入交流电进行相位切割，所述整流模块20的输出端连接所述电压检测模块30、第一恒流源模块50和led灯串，所述电压检测模块30还通过所述电流控制模块40连接所述第一恒流源模块50，所述第二恒流源模块60串联在led灯串的负极与地之间。其中，输入交流电依次经所述可控硅调光器10和整流模块20进行相位切割和整流处理后输出线电压至电压检测模块30，所述电压检测模块30根据检测到的线电压变化输出电压检测信号至电流控制模块40，所述电流控制模块40在初始上电时控制第一恒流源模块50开启并控制第二恒流源模块60关闭，由第一恒流源模块50为可控硅调光器10提供维持电流使其处于导通状态，当所述电流控制模块40根据所述电压检测信号判断线电压稳定后控制第一恒流源模块50关闭并控制第二恒流源模块60开启，由第二恒流源模块60为led灯串提供工作电流。

本发明通过分别设置第一恒流源模块50和第二恒流源模块60分别为可控硅调光器10提供维持电流以及为led灯串提供工作电流，在初始上电时由于可控硅工作状态不稳定导致母线上输出的线电压不稳定可能导致led灯串闪烁，因此初始上电时通过电流控制模块40开启第一恒流源模块50为可控硅调光器10提供维持电流使其处于导通状态，并且关闭第二恒流源模块60，led灯串不工作；之后通过电压检测模块30检测线电压变化并输出相应的电压检测信号至电流控制模块40，所述电流控制模块40根据该电压检测信号判断线电压已稳定，即可控硅建立稳定的工作状态后，控制第一恒流源模块50关闭并控制第二恒流源模块60开启，由第二恒流源模块60为led灯串提供工作电流，led灯串开始工作，由于此时灯串电压已稳定因此led灯串开启后不会出现闪烁，成功避免了上电过程中电压不稳定造成的led闪烁问题。

进一步地，请参阅图2，所述电压检测模块30包括分压单元301和比较单元302，所述分压单元301的输入端连接所述整流模块20的输出端，所述分压单元301的输出端连接所述比较单元302，所述比较单元302还连接所述电流控制模块40；通过所述分压单元301对所述线电压进行分压后输出分压信号至比较单元302，所述比较单元302将所述分压信号与预设的参考电压进行比较后输出相应的脉冲信号至所述电流控制模块40。

具体地，所述比较单元302在分压信号大于参考电压时输出第一电平（本实施例中为高电平），在分压信号小于等于第一参考电压时输出第二电平（本实施例中为低电平），具体实施时，如图2所示，所述分压单元301包括第一分压电阻rph1和第二分压电阻rph2，所述比较单元302包括比较器a1；所述第一分压电阻rph1的一端连接整流模块20的输出端，所述第一分压电阻rph1的另一端连接所述第二分压电阻rph2的一端和比较器a1的第一输入端；所述第二分压电阻rph2的另一端接地；所述比较器a1的第二输入端为参考电压输入端，所述比较器a1的输出端连接电流控制模块40。具体地，所述比较器a1的比较阈值为vth，比较器a1的第二输入端输入根据比较阈值对应设置的参考电压vref1，比较器a1的输出信号为vf，当线电压vrec大于参考电压vref1时vf为高电平，否则vf为低电平，由于分压后所述比较器a1的第一输入端的输入电压均为vrec*rph2/(rph1+rph2)，因此可得出预设的参考电压为vref1=vth*rph2/(rph1+rph2)，使得在分压信号大于参考电压时输出高电平，在分压信号小于等于参考电压时输出低电平。

本实施例中，通过第一分压电阻rph1和第二分压电阻rph2对所述线电压进行分压后得到适于比较器a1处理的低电压，将其与预设的参考电压进行比较并输出相应的脉冲信号，该脉冲信号可体现当前线电压的变化，将所述脉冲信号作为电压检测结果为后续电流切换控制提供依据，使得电流控制模块40可根据当前线电压的变化控制第一恒流源模块50和第二恒流源模块60的工作状态，在可控硅建立稳定的工作状态，线电压输出稳定时才开启第二恒流源模块60并关闭第一恒流源模块50，使得led灯串从上电其即可稳定的工作，不会受到电压波动的影响造成闪烁现象。

进一步地，所述电流控制模块40包括计时器401，逻辑控制器402和信号转换器403，所述计时器401连接所述比较单元302的输出端，即比较器a1的输出端，所述计时器401还通过所述逻辑控制器402连接信号转换器403，所述信号转换器403还分别连接所述第一恒流源模块50和第二恒流源模块60，其中，所述计时器401在初始上电后根据所述脉冲信号进行计时并输出计时结果至逻辑控制器402，逻辑控制器402在初始上电时输出第一控制信号至信号转换器403，所述信号转换器403根据所述第一控制信号控制第一恒流源模块50开启并控制第二恒流源模块60关闭，即初始上电时所述信号转换器403在逻辑控制器402的控制下输出两路信号，一路控制第一恒流源模块50开启，另一路控制第二恒流源模块60关闭；之后逻辑控制器402通过检测所述计时器401的计时结果，在到达预设时间时判断当前输出的线电压已稳定，此时输出第二控制信号至信号转换器403，所述信号转换器403根据所述第二控制信号控制第一恒流源模块50关闭并控制第二恒流源模块60开启。本实施例中所述计时器401根据比较器a1输出的脉冲信号进行计时，当计时达到预设时间时判断可控硅已建立稳定的工作状态，该预设时间可根据不同信号可控硅的上电时间进行调整设置，在上电后预设时间再开启为led灯串提供电流的第二恒流源并关闭为可控硅提供电流的第一恒流源，确保led灯串上电工作的稳定性同时也不影响可控硅的正常工作。

具体地，所述计时器401包括第一计数器和第二计数器，由所述第一计数器对上电后的线电压周期数进行计数并输出第一计数值，所述第二计数器对相邻两个脉冲信号之间持续时间进行计数并输出第二计数值，即所述计时器401中包含两个计数器，第一计数器用于计数线电压周期，而第二计数器用于计时，具体对相邻两个脉冲信号之间的时间进行计时，所述逻辑控制器402则根据两个计数器的输出进行判断，当第一计数值等于第一预设值且第二计数值小于第二预设值时判断当前已达到预设时间，当第一计数值等于第一预设值且第二计数值小于第二预设值时，说明此时上电已达到第一预设值个线电压周期，且经过相位切割后的相邻两个峰值电压大于vth的线电压周期之间的时间没有间隔过长，表明此时可控硅已建立稳定的工作状态，线电压已稳定输出，因此控制第一恒流源关闭并控制第二恒流源开启，使得led灯串开始上电工作，且不会造成闪烁问题。

具体实施时，请一并参阅图3，所述第一计数器在初始上电后每检测到一个脉冲信号vf的上升沿或下降沿时加1并输出第一计数值cnt1，所述第二计数器在检测到脉冲信号vf的上升沿或下降沿时清零并开始计时并输出第二计数值cnt2，其中所述第一计数器在所述第二计数值等于第二预设值时清零并重新开始计数，所述逻辑控制器402在第一计数值等于第一预设值判断当前已达到预设时间。即以图3中上升沿为例进行解释说明，第一计数器用于计数线电压vrec的周期数，每检测到一个vf上升沿时第一计数值加1，第二计数器则用于计时，当检测到vf上升沿时第二计数器清零并开始计时以表示相邻两个脉冲信号之间的时间间隔，当逻辑控制器402检测到第二计数器计数到第二预设值t时，将第一计数器清零，其中第二预设值t的取值应大于一个线电压vrec周期，如在220v/50hz的交流应用中，t取值应大于10ms，当第二计时值cnt2等于t时，说明相邻两个峰值电压大于vth的线电压周期之间间隔过长，此时可控硅尚未建立稳定的工作状态导致线电压输出不稳定，因此将第一计时值cnt1清零重新开始对线电压vrec进行周期计数，逻辑控制器402输出第一控制信号至信号转换器403；当逻辑控制器402检测到第一计数器计数到第一预设值n时，第一计数器及第二计数器停止计数，并且输出第二控制信号到控制信号转换器403，其中第一预设值n可根据实际测试各种型号可控硅上电时间后进行调整设置，即所述预设时间为上电后第一计数器计数到第一预设值n的时间，此时判断线电压已稳定输出。通过两个计数器分别进行计数与计时，并根据计数计时结果对线电压的输出状态进行判断，可在线电压输出稳定后切换两路恒流源的工作状态，在保证可控硅正常工作的同时也提高了led灯串工作的稳定性，避免电压波动对led灯串工作状态的影响。

具体实施时，所述第一恒流源模块50包括第一运算放大器q1，第一mos管m1和第一采样电阻rcs1，所述第一运算放大器q1的同相输入端连接所述信号转换器403，所述第一运算放大器q1的反相输入端连接所述第一采样电阻rcs1的一端和第一mos管m1的源极，所述第一运算放大器q1的输出端连接第一mos管m1的栅极，所述第一mos管m1的漏极通过负载电阻rb连接整流模块20的输出端，所述第一采样电阻rcs1的另一端接地。所述第二恒流源模块60包括第二运算放大器q2、第二mos管m2和第二采样电阻rcs2，所述第二运算放大器q2的同相输入端连接所述信号转换器403，所述第二运算放大器m2的反相输入端连接所述第二采样电阻rcs2的一端和第二mos管m2的源极，所述第二运算放大器m2的输出端连接第二mos管m2的栅极，所述第二mos管m2的漏极连接led灯串的负极，所述第二采样电阻rcs2的另一端接地。即所述第一恒流源模块50和第二恒流源模块60为两个结构相同的恒流源，所述信号转换器403将接收到的控制信号进行转换后输出第一基准控制信号vref2至第一恒流源模块50，并输出第二基准控制信号vref3至第二恒流源模块60，进而控制两个恒流源的工作状态，其中ib=vref2/rcs1，ic=vref3/rcs2。

具体地，本发明提供的消除上电闪烁的led驱动电路中，所述信号转换器403可根据逻辑控制器402输出信号形式的不同而采用相应的器件，能将逻辑控制器402输出的控制信号转为两个恒流源适用的基准控制信号即可，例如当逻辑控制器402输出数字信号时，所述信号转换器403采用数模转换器对数字信号进行数模转换后分别输出至第一恒流源模块50和第二恒流源模块60；当逻辑控制器402输出pwm信号时，所述信号转换器403采用rc滤波器将pwm信号转换为模拟电信号分别输出至第一恒流源模块50和第二恒流源模块60，均能实现对分别输出至第一恒流源模块50和第二恒流源模块60的状态控制。

以下结合图3和图4，对本发明提供的消除上电闪烁的led驱动电路的上电过程进行解释说明：

如图4所示，其中sc1为第一恒流源模块，sc2为第二恒流源模块，cnt1为第一计数器，cnt2为第二计数器，n为第一预设值，t为第二预设值；led驱动电路的上电过程包括如下步骤：

s10、上电时控制sc1开启、sc2关闭，并控制cnt1清零和cnt2清零；

s11、判断是否检测到vf上升沿，若是，则执行步骤s12；

s12、计数器cnt1加1；

s13、计数器cnt2清零后开始计时；

s14、判断cnt2计时值是否等于t，若是，则执行步骤s15，否则执行步骤s16；

s15、计数器cnt1清零并返回步骤s11；

s16、判断cnt1计数值是否等于n，若是，则执行步骤s17，否则返回步骤s11；

s17、控制cnt1停止计数、cnt2停止计数，并控制sc1关闭、sc2开启。

即本实施例中，上电时，电流控制模块输出两路控制信号，其中一路控制信号vref2控制sc1打开，另一路控制信号vref3控制sc2关闭，并且两个计数器cnt1、cnt2清零；在每次检测到vf上升沿或下降沿时，计数器cnt1开始计数，计数器cnt2清零并开始计时，当cnt2计时时间等于t时，计数器cnt1清零；当cnt2计数值到n时，计数器cnt1及计数器cnt2停止计数，并且电流控制模块输出vref2控制sc1关闭，输出vref3控制sc2打开，进而实现在线电压稳定输出后的电流切换，确保led灯条上电工作的稳定性，提高产品可靠性。

基于上述消除上电闪烁的led驱动电路，本发明还相应提供一种消除上电闪烁的led驱动装置，所述消除上电闪烁的led驱动装置包括外壳，所述外壳内设置有pcb板，所述pcb板上设置有如上所述的消除上电闪烁的led驱动电路，由于上文已对所述消除上电闪烁的led驱动电路进行了详细描述，此处不作详述。

基于上述消除上电闪烁的led驱动电路，本发明还相应提供一种消除上电闪烁的led驱动方法，如图5所示，其包括如下步骤：

s100、输入交流电依次经可控硅调光器和整流模块进行相位切割和整流处理后输出线电压至电压检测模块；

s200、所述电压检测模块根据检测到的线电压变化输出电压检测信号至电流控制模块；

s300、所述电流控制模块在初始上电时控制第一恒流源模块开启并控制第二恒流源模块关闭，由第一恒流源模块为可控硅调光器提供维持电流使其处于导通状态；

s400、当所述电流控制模块根据所述电压检测信号判断线电压稳定后控制第一恒流源模块关闭并控制第二恒流源模块开启，由第二恒流源模块为led灯串提供工作电流。

其中，如图6所示，所述步骤s200包括：

s201、分压单元对所述线电压进行分压后输出分压信号至比较单元；

s202、所述比较单元将所述分压信号与预设的参考电压进行比较后输出相应的脉冲信号至所述电流控制模块。

综上所述，本发明提供的消除上电闪烁的led驱动电路、驱动装置和驱动方法中，所述消除上电闪烁的led驱动电路与led灯串连接，其包括可控硅调光器、整流模块、电压检测模块、电流控制模块、第一恒流源模块和第二恒流源模块，输入交流电依次经所述可控硅调光器和整流模块进行相位切割和整流处理后输出线电压至电压检测模块，所述电压检测模块根据检测到的线电压变化输出电压检测信号至电流控制模块，所述电流控制模块在初始上电时控制第一恒流源模块开启并控制第二恒流源模块关闭，由第一恒流源模块为可控硅调光器提供维持电流使其处于导通状态，当所述电流控制模块根据所述电压检测信号判断线电压稳定后控制第一恒流源模块关闭并控制第二恒流源模块开启，由第二恒流源模块为led灯串提供工作电流。本发明通过在初始上电时关闭led灯串电流并为可控硅提供维持电流使其处于导通状态，并在电压稳定后再打开led灯串电流关闭维持电流，从而避免上电过程中led灯串产生闪烁的问题。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。