泄放电流控制电路、方法及LED驱动系统与流程

本申请涉及泄放电流控制技术领域，尤其涉及一种led调光系统中的泄放电流控制电路。

背景技术：

目前，led作为第四代光源，具有环保、寿命长、光效高等特点，已被作为照明光源广泛的应用在各个领域。

传统的家用双向可控硅(triac)调光器适合调节白炽灯和卤素灯这类电阻性负载，当其对普通的led驱动等开关电源负载调光时会产生闪烁的问题，更不能实现宽范围的调光控制。

通常，triac调光器只能在1、3象限工作，而且要使它正常工作，需要一个闩锁电流il和保持电流(holdingcurrent)ih，触发电流主要是有触发信号时，triac调光器能被触发的最小电流。维持电流时在triac调光器触发后，维持其正常工作的最小电流。一旦triac调光器在触发瞬间没有足够的触发电流或者是正常工作时维持电流不够，都会造成triac调光器的再次触发。

所以考虑到triac调光器的特点，若想原有的调光器不做改动，用led直接取代配有triac调光器的白炽灯和卤素灯，这是实现绿色节能照明的瓶颈问题。

目前可以采用泄放电路来解决上述问题，但是，泄放电路的加入又带来了功耗问题。

所以，如何降低由于加入泄放电路而产生的功耗，是本领域技术人员所亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请目的在于提供一种泄放电流控制电路、及应用其的led驱动系统，以保证led驱动系统中triac调光器的正常使用，以及将由于加入泄放电路而产生的功耗降到最低。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种泄放电流控制电路，应用于具有泄放功率管的led驱动系统中，其特征在于，所述泄放电流控制电路包括：

采样电路，采样表征流过所述led驱动系统主功率管中电流的第一采样信号；采样表征所述led驱动系统线电压的第二采样信号；

控制信号产生电路，根据所述第一及第二采样信号产生控制信号，并根据所述控制信号控制所述泄放功率管的导通和截止，使得在主功率管截止后，所述泄放功率管能够延迟一段时间后再导通。

优选的，所述控制信号产生电路将所述第一及第二采样电路与不同参考电压进行比较，产生的所述控制信号，使得：

所述泄放功率管在主功率管导通前具有所述led驱动系统中triac调光器所需要的闩锁电流；

所述泄放功率管导通时至少具有所述triac调光器所需的保持电流；以及

所述泄放功率管在主功率管截止后，能够延迟一段时间后再导通。

优选的，所述控制信号包括：

控制所述泄放功率管导通和截止的第一类控制信号；以及

控制流过所述泄放功率管电流大小的第二类控制信号。

在一实施例中，所述控制信号产生电路还包括电流选择电路，包括至少一路能够通过控制开关与所述泄放功率管耦合的电流支路，以控制流过所述泄放功率管电流的大小。

在一实施例中，所述泄放电流控制电路还包括比较电路，用于将所述第一及第二采样信号与不同参考电压进行比较，产生多个所述控制信号。

优选的，所述电流选择电路，包括多条电流支路以及可通过所述第二类控制信号控制的控制开关，各支路的所述控制开关可将泄放功率管与提供不同电流大小的电流源耦合。

本申请还提供应用上述技术方案的一种led驱动系统，该系统包括如上述所述的泄放电流控制电路。

本发明还提供一种泄放电流控制方法，应用于具有泄放功率管的led驱动系统中，该方法包括：

采样表征流过所述led驱动系统主功率管中电流的第一采样信号；

采样表征所述led驱动系统线电压的第二采样信号；

根据所述第一及第二采样信号产生控制信号，并根据所述控制信号控制所述泄放功率管的导通和截止，使得在主功率管截止后，所述泄放功率管能够延迟一段时间后再导通。

优选的，还包括为所述泄放功率管提供不同电流，使得在所述泄放功率管导通时，流过所述泄放功率管中的电流可以保证：

所述泄放功率管在主功率管导通前，具有所述led驱动系统中triac调光器所需要的闩锁电流；

所述泄放功率管导通时至少具有所述triac调光器所需的保持电流；以及

在主功率管截止后，所述泄放功率管能够延迟一段时间后再导通。

从上述的技术方案可以看出，本申请通过对线电压及流过主功率管电流进行信号采样，将采样到的这两个信号与不同参考电压进行比较，产生的所述控制信号使得：所述泄放功率管在主功率管导通前具有所述led驱动系统中triac调光器所需要的闩锁电流；所述泄放功率管导通时至少具有所述triac调光器所需的保持电流；以及所述泄放功率管在主功率管截止后，能够延迟一段时间后再导通，保证triac调光器正常运行的同时，有效降低由此产生的功耗，解决了现有技术的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的泄放电流控制电路基本框架图；

图2为本发明的泄放电流控制电路及led驱动系统的具体实施例示意图；

图3为后切和前切triac调光器输出波形图；

图4为以前切调光器为例来说明图2实施例对应的bleeder(泄放)功率管电流以及反应负载电流电压的波形图；

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例公开了一种泄放电流控制电路、及应用其的led驱动系统，以保证led驱动系统中triac调光器的正常使用，以及将由于加入泄放电路而产生的功耗降到最低。

本申请实施例一提供了一种泄放电流控制电路，应用于一种led驱动系统中，通过将所述第一及第二采样信号与不同参考电压进行比较，产生的所述控制信号使得：所述泄放功率管在主功率管导通前具有所述led驱动系统中triac调光器所需要的闩锁电流；所述泄放功率管导通时至少具有所述triac调光器所需的保持电流；以及所述泄放功率管在主功率管截止后，能够延迟一段时间后再导通。

请参阅图1，是本发明的泄放电流控制电路基本框架图。如图所示，本发明的泄放电流控制电路，是应用于具有泄放功率管m2的led驱动系统中，包括采样电路(需要注意的是，由于可以采用不同的采样方式及采样地，所以图中仅以vbus模块展示，但本发明不以此为限)，采样表征流过所述led驱动系统主功率管中电流的第一采样信号visen，另外，还采样表征所述led驱动系统线电压的第二采样信号vbus；控制信号产生电路24，根据所述第一及第二采样信号产生控制信号，并根据不同所述控制信号控制所述泄放功率管的导通和截止，以及流过所述泄放功率管电流的大小。图中仅展示了部分所述led驱动系统的组成，下面会结合具体实施例进行详细说明。

请参阅图2，图2是本发明的泄放电流控制电路及led驱动系统的具体实施例示意图。首先对上述led驱动系统进行简单介绍。如图2所示，本实施例中，所述led驱动系统至少包括：

输入交流电源vac、整流桥1，以及耦合在电源vac和整流桥1之间的triac调光器2，控制负载led的主功率管m1，以及泄放功率管m2。

一般情况下，在triac调光器2的作用下，线电压产生带切角的半波波型，并通过r1和r2分压产生vbus，参照图3，该图展示了triac调光器产生的基本波形。triac调光器大致分为两种，分别为前切调光器和后切调光器，波形如图所示。

图4是以前切调光器为例来说明图2实施例对应的bleeder(泄放)功率管电流以及反应负载电流电压的波形图。以下就结合两图进行详细说明，本实施例中，泄放电流控制电路3包括了采样电路，需要说明的是，如图3所示，本实施例中，线电压采样是通过r1和r2分压实现的，采样获得vbus，而在其他实施例中也可以有其他途径，本发明并不以此为限；同样的，主功率管中流过的电流是通过r3进行采样的，r3与中流过的电流即是主功率管m1中流过的电流。

本发明的泄放电流控制电路还包括控制信号产生电路，如图3所示，本实施例中是通过对第一采样信号visen和第二采样信号vbus与不同参考电压进行比较，然后通过逻辑电路32产生多个控制信号。其中，第一类控制信号如图中的swa信号，其用于控制泄放功率管的导通与截止；另一类控制信号是控制如图3中三条支路中的控制开关的：分别是信号swb、swc、swd；而三条支路具有可以控制泄放功率管导通时流过电流大小的电流源i1、i2、i3。而本实施例仅呈现实现本发明方案的一种实施方式。

接下来，配合图4，来说明本发明还提供一种控制泄放电流的电路及方法。当检测到线电压vbus大于基准电压vbusref1，那么就认为前切切沿到来，打开控制开关swa、swb，设置此时流过bleeder功率管电流为i1，swb导通一固定时间t1，i1设置的电流较大，i1设置电流的大小以及导通的时间t1，以满足可以维持调光器正常工作的要求为准(闩锁电流)。t1时间后，swb关断，swa维持导通，swc打开，此时，设置流过bleeder功率管电流为i2，i2一直导通直到vbus大于vled，主功率管有电流流过后，当主功率管电流大于预设值visen/r3时，将swc以及swa关断。随着vbus电压过峰值逐渐减小到小于vled，主功率管关断，但此时并不开启bleeder功率管，直到vbus电压低于vbusref3时，开启swa、swd，并设置此时流过bleeder功率管的电流为i3，i3值的大小选取为维持前切调光器正常工作的holding电流(保持电流)；当vbus电压小于vbusref2时，再关闭swd，打开swb，此时流过bleeder功率管的电流为i2，i2大小的选取尽量将bus电压被调光器切掉的部分的残余电压拉到尽可能低。以便下一个周期调光器的切沿的正确检测。需要说明的是，本实施例中vbusref1选择与vbusref2相同的参考电压，在其他实施例中可以不同。

该分段控制bleeder功率管的方法为开环控制方法，电路实现简单，不需要考虑闭环控制稳定性问题，针对调光器的需求，各个阶段给予bleeder功率管不同大小的电流，而不是统一的电流，降低了bleeder功率管的功耗。当bus电压过峰值降低时，在vbus＝vo降低到vbusref3*(r1+r2)/r2之间，不开启bleeder功率管，进一步降低了bleeder管的功耗，提高了调光系统的效率。

本申请还提供应用上述技术方案的一种led驱动系统，该系统包括如上述所述的泄放电流控制电路。

本申请还提供一种泄放电流控制方法，应用于具有泄放功率管的led驱动系统中，该方法包括：

采样表征流过所述led驱动系统主功率管中电流的第一采样信号；

采样表征所述led驱动系统线电压的第二采样信号；

根据所述第一及第二采样信号产生控制信号，并根据所述控制信号控制所述泄放功率管的导通和截止，使得在主功率管截止后，所述泄放功率管能够延迟一段时间后再导通。

在具体实施例中，还包括为所述泄放功率管提供不同电流，使得在所述泄放功率管导通时，流过所述泄放功率管中的电流可以保证：

所述泄放功率管在主功率管导通前，具有所述led驱动系统中triac调光器所需要的闩锁电流；

所述泄放功率管导通时至少具有所述triac调光器所需的保持电流；以及

在主功率管截止后，所述泄放功率管能够延迟一段时间后再导通。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，所述程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory，rom)或随机存储记忆体(randomaccessmemory，ram)等。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。