用于led驱动的控制方法、控制电路、系统及led灯具的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电子照明领域，尤其涉及一种用于LED驱动的控制方法、控制电路、LED驱动系统以及LED灯具。
【背景技术】
[0002]诸如声光控感应开关、触摸延时开关的各种可控硅开关也广泛应用于楼道、建筑走廊、洗漱室、厕所、厂房庭院等场所，它们是一种现代的新颖的节能照明开关。最初设计这种可控硅开关是配合白炽灯负载，它可以节约用电，还能帮助延长白炽灯泡的使用寿命。但是，随着在材料领域的技术进步以及生产工艺上的改进，LED光源由于它的高发光效率，长工作寿命，逼真的颜色，环保等优势，正在逐渐替代传统的白炽灯在照明中的应用。由于白炽灯是电阻负载特性，即使在可控硅开关断开阶段也能产生一定的维持电流使得可控硅开关工作而不出现异常，然而当前LED照明系统中由于LED在未被点亮(即LED未导通)前，系统输出呈容性负载特性，在可控硅开关断开阶段由于没有维持电流导致可控硅开关出现异常，影响了 LED在这类可控硅开关照明系统中的应用。
[0003]图1示出了现有技术中典型的LED照明系统。该系统采用原边控制(PSR)、单级功率因数校正(PFC)和反激式(Flyback)架构，功率开关Ml源极驱动，是当前比较常用的低成本、高功率因数、高效率的LED照明方案。作为示例，如图1所示LED驱动系统可包括电磁干扰(EMI)抑制电路110、整流电路120和能量转换电路130。其中，由电感LX、电容CXl和CX2所构成的EMI抑制电路110可用于对电路中的电磁干扰进行抑制。整流电路120用于对经由EMI抑制电路110输入的输入交流电进行整流以向能量转换电路130输出脉动直流电。能量转换电路130用于向LED颗粒提供所需要的电流和电压。
[0004]如图1所示，AC输入电压VAC经过电磁干扰(EMI)抑制电路110和整流电路120后输出不小于OV的电压Vbulk。电压Vbulk通过电阻RlOl对电容ClOl进行充电，PWM控制器100的GATE引脚连接至电阻RlOl与电容器ClOl之间并连接至功率开关Ml的栅极。当GATE电压与功率开关Ml的源极(也即PWM控制器100的SW引脚)的电压之间的电压差高于功率开关Ml的阈值电压时功率开关Ml开始导通，PWM控制器100通过内部电路给VDD引脚外的电容C102充电，当充电至PWM控制器100的预定的UVLO关闭阈值电压时，PWM控制器100开始启动，PWM控制器100通过连接到功率开关Ml的源极的引脚SW输出一定频率和占空比的PWM脉冲信号控制功率开关Ml的通断，以实现恒定的系统输出电流进行工作。这里，所述功率开关Ml可以为增强型N沟道MOSFET。
[0005]变压器Tl的辅助绕组NAUX在PWM控制器100的GATE输出高电平时对电容C103进行充电以维持控制器正常工作，同时辅助绕组NAUX的电压经电阻R103、R104分压后经由PWM控制器100的反馈输入引脚FB输入到PWM控制器100内部以检测变压器Tl次级侧Ns退磁结束，从而控制PWM控制器100内部的误差放大器对PWM控制器100的CMP引脚连接的电容C103进行充放电。电阻R102检测变压器Tl的原边Np的电流，电阻R102上的电压通过PWM控制器100的CS引脚输入到PWM控制器100内部进行逐周期处理，电阻R102的峰值电压被米样后传送至PWM控制器100内部的误差放大器的输入端。C104为系统输出电压保持电容，用于维持LED稳定的电流输出。
[0006]图1示出的只是作为示例，在现有技术中，为了节省成本，有些LED驱动电路并不包括EMI抑制电路。
[0007]图2示出了根据现有技术的PWM控制器100的内部框图。PWM控制器100的各个引脚功能如下:
[0008]VDD:电源引脚；
[0009]GATE:外部功率MOSFET栅极驱动；
[0010]Sff:外部功率MOSFET源极驱动；
[0011]CS:电流检测输入引脚，原边电流经过与CS连接的电阻R102被检测出来；
[0012]FB:零电流检测引脚，当FB被激活时，一个新的开关周期开始。这个引脚被连接到辅助绕组Naux到地的电阻分压；
[0013]CMP:PWM控制器100内部的误差放大器(EA)的输出引脚，该引脚与电容器C103连接以进行环路补偿。
[0014]如图2所示，PWM(脉宽调制)控制器100包括功率因数校正及恒流控制单元210、PWM逻辑单元220、UVLO (低压锁定)单元230、FB检测单元240、钳位单元250、驱动器260。
[0015]其中，PWM控制器100内部的各个单元的基本工作原理如下所述:
[0016]PWM控制器100的GATE引脚连接至外置的功率开关Ml的栅极。PWM控制器100启动时GATE引脚被钳位电路钳位至一固定电压，使得功率开关Ml导通，由PWM控制器100的SW引脚通过PWM控制器100内部的二极管D2对VDD引脚充电。UVLO单元230检测引脚VDD处的电压，当引脚VDD被充电至高于UVLO关闭阈值电压时，PWM控制器100正常工作，而当VDD处的电压低于关闭阈值电压时，PWM控制器100不能工作。功率因数校正及恒流控制单元210中的误差放大器对从CS引脚检测到的变压器原边峰值电流进行误差放大，CMP是该误差放大器的输出的电压信号。开关M2是PWM控制器100内部的N沟道耗尽式MOSFET开关管，其漏极连接至PWM控制器100内的SW引脚以驱动功率开关Ml的源极。具体来说，在每个工作周期内，当驱动器260输出为高电平，开关M2接通，从源级驱动功率开关M1，流过开关M2的电流缓慢增加，PWM控制器100的CS引脚上的电压也缓慢增长，当该CS引脚上的电压大于PWM逻辑单元220内部受CMP控制的信号电压，PWM逻辑单元220输出控制信号使驱动器260输出低电平，断开开关M2，从而也断开PWM控制器100外部的功率开关Ml ;在功率开关Ml断开期间，变压器Tl开始退磁，当FB检测单元240经由引脚FB检测到退磁结束后，重新开启开关M2，并经过SW引脚输出的电压信号从源级驱动功率开关Mlo钳位电路250的输出连接至GATE引脚，用来钳位稳定GATE电压。
[0017]图1及图2所示的典型LED照明系统中由于没有针对可控硅开关的断开或者开启做判断控制，所以系统在连接可控硅开关时，在可控硅开关的断开阶段由于系统无法提供持续的维持电流导致可控硅开关工作异常，当可控硅开关再次开启时，系统就会出现因可控硅开关异常导致电压不稳定进而出现LED闪烁现象。
【发明内容】
[0018]根据本发明的一方面，提供了一种用于LED驱动系统的控制方法，包括:将反应与LED驱动系统相连接的可控硅开关的开启与断开状态的电压与第一阈值电压进行比较；当该电压小于第一阈值电压时，确定该可控硅开关断开，产生维持可控硅开关正常工作的泄放电流。
[0019]根据本发明的另一方面，所述控制方法还可包括:将该电压与第二阈值电压进行比较；当该电压大于第二阈值电压时，确定该可控硅开关开启，不产生泄放电流，其中，第一阈值电压小于第二阈值电压。