用于led驱动电源的多维度比较型电流控制方法及led驱动电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及LED驱动技术，尤其是一种用于LED驱动电源的多维度比较型电流控制方法及LED驱动电路。
【背景技术】
[0002]LED灯具有显著的优势，近年来的市场份额不断增大。在LED灯应用中，仍存在着长期未能解决的技术问题，详述如下。
[0003]电子变压器通常由一个频率在40KHz~100 KHz的自振荡功率变换器构成，它能把工频交流电(120V/60HZ或230V/50HZ)转变为12V电压。但其与LED驱动器这种非线性负载相连会产生很大问题:当电子变压器输出接到LED灯具上时，灯光不稳定甚至严重闪烁，反映出LED功率不定，驱动电路中直流母线电压波动和电子变压器工作异常。
[0004]申请人经研究后发现:现有的解决方法主要有两种，即电流控制模式和电压控制模式。这两种方法都是通过控制电源中的主开关以达到稳定中间级直流电压和调节输出光通量(电流)的目标。
[0005]电流模式控制通常设置在每个开关周期初始时刻，控制器接通开关，使输出电流上升。同时一直监测输入电流，当它达到固定峰值时，开关打开使得电流向零下降。一旦电流下降为零，控制器保持开关的断开状态直至下一个周期开始。这种方法虽然可以稳定中间级电压但无法提供稳定的输出。
[0006]电压模式控制采取中间级电压检测并反馈到控制器。在每个开关周期的开始，主开关导通来增加输入电流，控制器不断比较反馈信号和预设值，并计算当前周期的导通时间。主开关在算出的导通时间结束后关断。这种控制方法虽然能得到稳定的中间电压，但不能提供稳定的输出功率。此外，目前的方法都面临电子变压器异常工作的现象而带来的LED灯光闪烁的问题。
【发明内容】
[0007]发明目的:提供一种用于LED驱动电源的多维度比较型电流控制方法，以解决现有技术存在的上述问题。进一步的目的是提供基于上述控制方法的LED驱动电路。
[0008]技术方案:一种用于LED驱动电源的多维度比较型电流控制方法，在任一开关周期中，首先在电子变压器点燃时刻，产生一高电流峰值，以使电子变压器正常启动；随着输入电压的增加，输入电流的峰值逐渐减小，直至到达预定谷点值；随后输入电流的峰值逐渐增加，以维持电子变压器的导通。
[0009]进一步的，以时间为横轴，输入电流为纵轴，构建输入电流波形图和输入电流峰值二维查询表。
[0010]进一步的，获取反馈母线电压并计算传输功率，从二维查询表中选择一条曲线作为高电平值，通过PWM方式调整直流电压。
[0011]一种LED驱动电路，包括依次连接的电子变压器、整流桥、升压变换器、中间级电压反馈网络和降压变换器，其中:
所述升压变换器包括第一电感L1、第一控制开关Q1、第三电阻R3、第一二极管D1和第一电容C1 ;所述第一电感L1的两端分别接整流桥的输出端和第一控制开关Q1的漏极，所述第三电阻的两端分别与地、第一控制开关Q1的源极连接，所述第一二极管D1的正极与第一控制开关Q1的漏极连接，第一二极管的负极与第一电容C1的一端连接，第一电容C1的另一端接地；
所述中间级电压反馈网络包括第一电阻R1和第二电阻R2，第一电阻R1的一端与第一二极管D1的负极连接，所述第二电阻R2的一端接地；
所述降压变换器包括第二控制开关Q2、第二二极管D2、第四电阻R4、第二电感L2和第二电容C2 ;所述第二控制开关Q2的源极连接第四电阻R4，第四电阻R4的另一端接地，所述第二控制开关Q2的漏极与第二二极管D2的正极和第二电容C2的一端连接，所述第二电感L2的两端分别与第二二极管D2的负极和第二电容C2的另一端连接；
通过第一控制开关调整输入电流波形:在任一开关周期中，首先在电子变压器点燃时亥1J，产生一高电流峰值，以使电子变压器正常启动；随着输入电压的增加，输入电流的峰值逐渐减小，直至到达预定谷点值；随后输入电流的峰值逐渐增加，以维持电子变压器的导通。
[0012]进一步的，以时间为横轴，输入电流为纵轴，构建输入电流波形图和输入电流峰值二维查询表。
[0013]进一步的，通过中间级电压反馈网络获取反馈母线电压并计算传输功率，从二维查询表中选择一条曲线作为高电平值，通过PWM方式调整直流电压。
[0014]优选的，在每个开关周期中，电流峰值点对应的高电平位于一平滑曲线上。
[0015]优选的，所述平滑曲线为圆锥曲线。
[0016]优选的，各开关周期中，电流峰值点对应的高电平形成的平滑曲线具有相似的弧度，端点相同，腹部谷点不同。
[0017]优选的，所述圆锥曲线经过两相同的点，离心率不同。
[0018]—种电流波形，在任一开关周期中，首先在电子变压器点燃时刻，产生一高电流峰值，以使电子变压器正常启动；随着输入电压的增加，输入电流的峰值逐渐减小，直至到达预定谷点值；随后输入电流的峰值逐渐增加，以维持电子变压器的导通。
[0019]进一步的，每个开关周期中电流峰值点LH对应的高电平值与时间成一定的函数关系，优选的，高电平值位于一平滑的曲线，进一步优选为圆锥曲线。
[0020]一种电路模块，用于生成下述电流波形:在任一开关周期中，首先在电子变压器点燃时刻，产生一高电流峰值，以使电子变压器正常启动；随着输入电压的增加，输入电流的峰值逐渐减小，直至到达预定谷点值；随后输入电流的峰值逐渐增加，以维持电子变压器的导通。
[0021]进一步的，每个开关周期中电流峰值点LH对应的高电平值与时间成一定的函数关系，优选的，高电平值位于一平滑的曲线，进一步优选为圆锥曲线。
[0022]有益效果:通过引入多维度变化比较参考值的方式来达到电流控制的目的，本发明能够解决现有技术中存在难题，同时实现输出功率调节、镇定中间级DC电压和维护电子变压器稳定工作，详细的优点通过下文的实施例和工作原理进行描述。
【附图说明】
[0023]图1是实施例一的结构示意图。
[0024]图2是半个开关周期的电流波形示意图。
[0025]图3是电流峰值的二维查询表示意图。
[0026]图4是电压环控制器的结构框图。
[0027]图5和图6是本发明的实验结果示意图。
[0028]图7和图8是现有技术的实验结果示意图。
【具体实施方式】
[0029]以下详细描述本发明的思想和原理。为了解决现有技术存在的难题，申请人对现有技术进行了详细的研究和对比分析，付出了大量的劳动，具体参考【背景技术】。通过对现有技术的研究，申请人创造性地提出了以下方案。
[0030]针对可调光低压LED照明驱动应用中的难题(即同时实现输出功率调节、镇定中间级DC电压和维护电子变压器稳定工作)。提出了一种新型的多维度比较型电流控制方法，在检测输入电流的基础上，通过和一系列参考量比较的方式控制电源中的主开关器件，使得系统同时达到上述三个要求。具体地，在每个开关周期中，反馈电流值持续与高电平及低电平作比较，如果检测电流值低于低电平，则闭合开关以增加电流；当检测电流超过高电平，则断开开关以减小电流。
[0031]为了达到通过引入多维度变化比较参考值的方式来实现电流控制的目的。通过相关电路进行验证，在验证中，利用时间和直流母线电压作为输入，通过二维表查询动态地选择每个开关周期中的高低电平值，以达到电流控制的目标。比较参考值的维度不限于二维，可以扩展到大于一的任何维度。
[0032]如图1所示，采用该实施例作为优选案例，其结构主要包括二极管整流桥，升压变换器，中间级直流母线的电压反馈网络，浮置降压变换器及LED灯珠串。在该实施例中，把降压变换器及LED灯珠串作为一个整体功率负载，对升压变换器进行控制。
[0033]参见图1，该实施例中元件的具体连接关系为:
升压变换器包括第一电感L1、第一控制开关Q1、第三电阻R3、第一二极管D1和第一电容C1 ;所述第一电感L1的两端分别接整流桥的输出端和第一控制开关Q1的漏极，所述第三电阻的两端分别与地、第一控制开关Q1的源极连接，所述第一二极管D