一种多路led灯串的控制电路及控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及电源领域，更具体地说，设及一种多路L邸灯串的控制电路及控制方 法。
【背景技术】
[0002] 在现有带有多串L邸灯的背光照明系统中，为保证各串L邸支路的电流均衡，通常 在每串支路中都串联一个线性调节器（LD0)来调节流过LED的电流。该样，各串LED支路 的电流都可W独立地得到精确控制，现有技术中的多串L邸的电路控制方案如图1所示，在 该示例中，功率级电路为Boost升压型变换器，多串LED电路则W两串L邸并联为例，反馈 控制方案为带斜坡补偿的峰值电流模式。由于在实际应用中，各串LED灯串本体的导通压 降和阻抗不尽相同，因此各串L邸的自身整体压降有所差别，该样各路LD0的输入电压如图 1中的电压Vxi和电压V。并不相等。为了保证两串L邸支路都能正常工作，反馈信号应选 择电压Vxi和电压V。中电压较低者，即，若Vxi<V。，则电压Vxi作为反馈信号。上述控制方式 存在的问题是：按照电压Vxi来反馈虽然能使两串L邸都正常工作，但对VX2来说，其LD0两 端的电压差势必会偏大很多，该将导致该串LD0的损耗偏大，进而降低了整个系统的效率。
[0003] 现有技术也常采用PWM控制模式来调节多路L邸灯串的电流，W减小损耗，提高 效率，但PWM控制方式一是控制方法复杂，二是多路LED灯串之间电流幅值差异较大，该使 得L邸灯必须按照最大电流幅值的那路去选择，不但增加了成本，而且降低了L邸灯的使用 率。下面具体分析PWM工作模式下各路LED灯串电流幅值的差异问题；为方便说明，W两路 L邸灯串为例，图2a和化分别表示两路L邸灯串在LD0工作模式和PWM工作模式下的等效 电路图，其中，LED灯串1等效为电压源VI和电阻R1相串联，LED灯串2等效为电压源V2 和电阻R2相串联。对于第一路LED灯串，在LD0工作模式下电流幅值为：
[0004]
【主权项】
1. 一种多路LED灯串的控制电路，包括功率级电路、反馈控制电路和多路电流调节电 路，其特征在于， 所述功率级电路接收输入电压，以转换为合适的输出电压供给所述多路LED灯串； 所述反馈控制电路接收所述多路LED灯串中压降最大一路LED灯串的电流反馈信号和 参考电流信号，根据所述电流反馈信号和所述参考电流信号控制所述压降最大一路LED灯 串的电流与所述参考电流信号相一致； 所述多路电流调节电路用以调节除压降最大一路LED灯串之外的其余LED灯串的电 流，所述多路电流调节电路中的每一路控制对应一路的LED灯串的电流平均值与所述参考 电流信号一致，并且电流调节电路对LED灯串的电流幅值进行调节控制，以使得LED灯串的 电流幅值为预先设定值。
2. 根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述多路电流调节电路的每一路包 括第一开关管、PWM控制环路、线性控制环路和选通电路， 所述第一开关管与除压降最大一路LED灯串之外的某路的LED灯串串联连接； 所述PWM控制环路接收对应一路的LED灯串的电流平均值信号和所述参考电流信号， 以产生PWM控制信号； 所述线性控制环路接收对应一路的LED灯串的电流峰值信号和预设电流信号，以产生 线性控制信号； 所述选通电路接收所述PWM控制信号和线性控制信号，以根据所述PWM控制信号和所 述线性控制信号来控制所述第一开关管的开关状态。
3. 根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述PWM控制环路包括第一误差放大 电路、第一补偿电路、第一比较电路和第一逻辑电路， 所述第一误差放大电路接收对应一路的LED灯串的电流平均值信号和所述参考电流 信号，以产生第一误差放大电流信号； 所述第一补偿电路接收所述第一误差放大电流信号，经补偿后产生第一电压补偿信 号； 所述第一比较电路将所述第一电压补偿信号与第一斜坡信号进行比较，以产生第一比 较信号； 所述第一逻辑电路接收所述第一比较信号和第一时钟信号，产生所述PWM控制信号。
4. 根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述线性控制环路包括第二误差放 大电路、第二补偿电路， 所述第二误差放大电路接收对应一路的LED灯串的电流峰值信号和所述预设电流信 号，以产生第二误差放大电流信号； 所述第二补偿电路接收所述第二误差放大电流信号，经补偿后产生所述第二电压补偿 信号，所述第二电压补偿信号作为所述线性控制信号。
5. 根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于，所述线性控制环路还包括箝位电路， 所述箝位电路连接在所述第二补偿电路和选通电路之间，当所述第二电压补偿信号达 到所述箝位电路的箝位电压时，所述箝位电路将所述第二电压补偿信号箝位至所述箝位电 压。
6. 根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述选通电路包括第二开关和第三 开关， 所述第二开关连接在所述线性控制电路和所述第一开关管的控制端之间，所述第三开 关的第一端连接在所述第一开关管的控制端和第二开关的公共连接点，第二端接地； 所述第二开关由所述PWM控制信号控制其开关动作，所述第三开关由所述PWM控制信 号的非信号控制其开关动作。
7. 根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述反馈控制电路包括第三误差放 大电路、第三补偿电路、第二比较电路和第二逻辑电路， 所述第三误差放大电路接收压降最大一路LED灯串的电流反馈信号和所述参考电流 信号，以产生第三误差放大电流信号； 所述第三补偿电路接收所述第三误差放大电流信号，经补偿后产生第三电压补偿信 号； 所述第二比较电路接收所述功率级电路中功率开关管的电流反馈信号，第二斜坡信号 和所述第三电压补偿信号，经比较处理后产生第二比较信号； 所述第二逻辑电路接收所述第二比较信号和第二时钟信号， 产生功率开关控制信号以控制所述功率开关管的开关动作。
8. 根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括第四开关管，所 述第四开关管与所述压降最大一路LED灯串串联连接， 在所述压降最大一路LED灯串的工作过程中，所述第四开关管保持为完全导通状态。
9. 一种多路LED灯串的控制方法，应用于多路LED灯串的控制电路中，所述控制电路包 括功率级电路，其特征在于， 接收输入电压，以转换为合适的输出电压供给所述多路LED灯串； 接收所述多路LED灯串中压降最大一路LED灯串的电流反馈信号和参考电流信号，以 据此控制所述压降最大一路LED灯串的电流与所述参考电流信号相一致； 调节除压降最大一路LED灯串之外的其余LED灯串的电流，使得其余各路LED灯串 的电流平均值与所述参考电流信号一致，并且对其余各路LED灯串的电流幅值进行调节控 制，以使得LED灯串的电流幅值为预先设定值。
10. 根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，调节其余各路LED灯串的电流的步 骤具体包括： 通过PWM控制模式控制所述LED灯串的电流平均值，以使得所述LED灯串的电流平均 值与所述参考电流信号相一致；并且， 通过线性控制模式控制所述LED灯串的电流幅值，以使得所述LED灯串的电流幅值为 预先设定值。
【专利摘要】本发明公开了一种多路LED灯串的控制电路及控制方法，通过功率级电路来调节压降最大一路的LED灯串的电流，而其余各路的LED灯串的电流则通过PWM控制环路和线性控制环路共同控制，以使得其余各路的LED灯串的电流平均值等于参考电流信号，而电流峰值为预先设定值。采用本发明的方案后，一方面，压降最大一路的LED灯串的开关管为完全导通状态，损耗最小，而且，反馈控制电路采样该路的电流进行反馈控制，可以使得功率级电路的输出信号自适应LED灯串的数量，使得输出电压为最低，有利于提高系统效率；另一方面，其余各路的电流峰值是可控的，可减小PWM控制带来的峰值差异，电路效率高，一致性好。
【IPC分类】H05B37-02
【公开号】CN104822198
【申请号】CN201510189405
【发明人】郗焕, 余锋
【申请人】南京矽力杰半导体技术有限公司
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年4月20日