基于环路补偿控制的可调光led驱动器的制造方法
【专利摘要】一种基于环路补偿控制的可调光LED驱动器，利用电压可调节电阻使得环路补偿电压随输入电压而变化，进而调节开关电源的占空比改变回路电流，使得回路电流保持在TRIAC调光器的维持电流之上，消除LED负载在调光过程中发生的闪烁。包括等效电位计R，一个典型的原边反馈的电源开关控制器U1；所述电源开关控制器U1包括采样电路S/H1和S/H2，放大器电路A1，控制电路CTRL，比较电路A2和A3，PWM逻辑电路，参考电压电路Vref，振荡器电路OSC，驱动电路DRIVER；所述等效电位计R接至所述电源开关控制器U1的COMP管脚与接地之间，其电压调节端接至输入电压Vin。
【专利说明】基于环路补偿控制的可调光LED驱动器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于环路补偿控制的可调光LED驱动器。
【背景技术】
[0002]LED照明是一种理想的照明光源，具有功耗低，寿命长等优势。而传统的照明光源，如白炽灯，消耗功率大且寿命短，所以LED灯泡便成为其理想的替代品。目前市场上应用最广的灯泡亮度调控方法是采用传统的双向可控硅(TRIAC)相控调光器。传统的TRIAC调光器的原始设计是用于调控百瓦级的白炽灯，是由大功率开关器件构成的。消耗功率小的LED灯泡与TRIAC调光器在实际应用中会产生相互影响，使LED灯泡出现可见闪烁。所以对于TRIAC调光LED灯泡，其最大的问题在于调光器的兼容性。传统TRIAC调光器的电路原理如图1所示，由Rv，Rt及Ct组成的RC延时电路可以令TRIAC调光器延迟启动。当Ct的电压上升至触发交流二极管(DIAC)的触发电压时，TRIAC调光器启动。电位器Rv的阻值越大，启动时间越长，并缩短TRIAC调光器的导通时间，即减小其导通角，同时输入负载的平均供电就会减少，灯泡的亮度随之减弱。当TRIAC调光器导通时，其回路电流需大于调光器的维持电流，否则调光器会关闭而导致灯灭。由于LED灯泡是非阻性负载，通常会在驱动电路中加入RC回路来在必要时提供维持电流，见图2中RwCw。然而，在调光过程中RC回路在电压下降沿时提供反向电流，使得TRIAC调光器无法保持维持电流，进而造成LED灯泡闪烁。这种情形也常发生在较小的调光角时。
【发明内容】
[0003]为了克服现有的LED驱动电路在使用TRIAC调光器调光过程中的闪烁问题，本发明提供一种基于环路补偿控制的调光电路及方法，消除LED灯泡在TRIAC调光过程中的闪烁。通过电压可调节电阻改变环路补偿电压，进而调节开关的占空比，使得回路电流保持在TRIAC调光器的维持电流之上。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种基于环路补偿控制的用于LED驱动的调光电路，包括等效电位计R，电源开关控制器Ul ;所述电源开关控制器Ul包括采样电路S/H1和S/H2，放大器电路Al，控制电路CTRL，误差放大器比较电路A2，比较电路A3，PWM逻辑电路，参考电压电路Vref，振荡器电路0SC，驱动电路DRIVER等。
[0005]所述等效电位计R接至所述电源开关控制器Ul的COMP管脚与接地之间，其电压调节端接至输入电压Vin。
[0006]所述采样电路S/H1的输入端分别接至所述电源开关控制器Ul的CS和GND管脚，所述采样电路S/H1的输出端和所述放大器电路Al的输入端相连。所述采样电路S/H2的输入端接至所述电源开关控制器Ul的FB管脚，所述采样电路S/H2的输出端和所述控制电路CTRL相连。所述放大器电路Al输出接至所述控制电路CTRL。所述误差放大器比较电路A2的输入端分别由所述控制电路CTRL的输出端和所述参考电压电路Vref接入。所述比较电路A3的输入端分别和所述误差放大器比较电路A2的输出端，所述电源开关控制器Ul的COMP管脚，及所述振荡器电路OSC相连。所述比较电路A3的输出端接入所述PWM逻辑电路。所述PWM逻辑电路的输出接入所述驱动电路DRIVER，所述驱动电路DRIVER的输出和所述电源开关控制器Ul的GATE管脚相连。
[0007]本发明的有益效果是利用简单，低成本电路，消除LED灯泡在TRIAC调光过程中的闪烁。特别是对小角度TRIAC调光时，依然有效。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]下面结合附图与具体实施案例对本发明做进一步说明。
[0009]图1为传统的TRIAC调光器的电路原理不意图
[0010]图2为TRIAC调光器连接及波形图
[0011]图3为本发明电路原理图
[0012]图4为本发明电路原理波形图
[0013]图5为本发明的实现电路图
【具体实施方式】
[0014]下面参照附图，对本发明所述驱动器的【具体实施方式】进行详细描述。
[0015]如图3所示，本发明在TRIAC调光过程中通过检测输入线电压信号，调节等效电位计电阻，改变环路补偿电压，进而调节开关电源的占空比，使得回路电流保持在TRIAC调光器的维持电流之上。
[0016]图4是本发明的具体实现方式，一种基于环路补偿控制的用于LED驱动的调光电路，包括电阻R1，R2，R3，整流二极管D1，M0SFET管Q1，电源开关控制器U1 ;所述电源开关控制器Ul包括采样电路S/H1和S/H2，放大器电路Al，控制电路CTRL，误差放大器比较电路A2，比较电路A3，PWM逻辑电路，参考电压电路Vref，振荡器电路0SC，驱动电路DRIVER等。
[0017]所述电阻Rl和R2串联连接在经桥式整流后的输入电压Vin和接地之间。所述整流二极管Dl的正极连接在电阻Rl和R2之间，所述整流二极管Dl的负极接至所述MOSFET管Ql的栅极。所述MOSFET管Ql的源极经电阻R3接至所述电源开关控制器Ul的COMP管脚。所述MOSFET管Ql的漏极直接接地。
[0018]所述采样电路S/H1的输入端分别接至所述电源开关控制器Ul的CS和GND管脚，所述采样电路S/H1的输出端和所述放大器电路Al的输入端相连。所述采样电路S/H2的输入端接至所述电源开关控制器Ul的FB管脚，所述采样电路S/H2的输出端和所述控制电路CTRL相连。所述放大器电路Al输出接至所述控制电路CTRL。所述误差放大器比较电路A2的输入端分别由所述控制电路CTRL的输出端和所述参考电压电路Vref接入。所述比较电路A3的输入端分别和所述误差放大器比较电路A2的输出端，所述电源开关控制器Ul的COMP管脚，及所述振荡器电路OSC相连。所述比较电路A3的输出端接入所述PWM逻辑电路。所述PWM逻辑电路的输出接入所述驱动电路DRIVER，所述驱动电路DRIVER的输出和所述电源开关控制器Ul的GATE管脚相连。
[0019]上述电路的基本工作原理是通过电阻Rl和R2将输入线电压分压，经整流二极管Dl整流，施加于MOSFET管Ql的栅极，而电源开关控制器Ul的环路补偿管脚COMP的电压施加于MOSFET管Ql的源极，使得MOSFET管Ql工作在线性区域，如图4椭圆型所示，形成电压可调节电阻电路。电压可调节电阻的负载随输入电压的变化而变化，同时使得环路补偿管脚COMP的电压也随之变化。当TRIAC调光器的调光角的改变时，例如在小角度的调光角时(图2所示)，电压可调节电阻的阻值减小，环路补偿管脚COMP的电压随之降低。环路补偿管脚COMP的电压通过比较电路A3来得到开关周期的占空比，由PWM逻辑电路带动驱动电路DRIVER去驱动MOS管而改变回路电流。流经功率MOS管Ml的电流和RC回路(如图2中Rw和Cw)的电流组合而保持回路电流大于TRIAC调光器的维持电流，使得LED无闪烁。
[0020] 上文中，参照附图描述了本发明的【具体实施方式】和实施例。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，还可以对【具体实施方式】作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本发明权利要求书所限定的范围内。
【权利要求】
1.一种基于环路补偿控制的可调光LED驱动器，包括等效电位计R，电源开关控制器Ul ;所述电源开关控制器Ul包括采样电路S/H1和S/H2，放大器电路Al，控制电路CTRL，误差放大器比较电路A2，比较电路A3，PWM逻辑电路，参考电压电路Vref，振荡器电路OSC，驱动电路DRIVER ； 所述等效电位计R接至所述电源开关控制器Ul的COMP管脚与接地之间，其电压调节端接至输入电压Vin; 所述采样电路S/H1的输入端分别接至所述电源开关控制器Ul的CS和GND管脚，所述采样电路S/H1的输出端和所述放大器电路Al的输入端相连，所述采样电路S/H2的输入端接至所述电源开关控制器Ul的FB管脚，所述采样电路S/H2的输出端和所述控制电路CTRL相连，所述放大器电路Al输出接至所述控制电路CTRL，所述误差放大器比较电路A2的输入端分别由所述控制电路CTRL的输出端和所述参考电压电路Vref接入，所述比较电路A3的输入端分别和所述误差放大器比较电路A2的输出端，所述电源开关控制器Ul的COMP管脚，及所述振荡器电路OSC相连，所述比较电路A3的输出端接入所述PWM逻辑电路，所述PWM逻辑电路的输出接入所述驱动电路DRIVER，所述驱动电路DRIVER的输出和所述电源开关控制器Ul的GATE管脚相连。
2.根据权利要求1所述的基于环路补偿控制的可调光LED驱动器，其特征是通过改变环路补偿电压，进而调节开关的占空比，使得回路电流保持在TRIAC调光器的维持电流之上。
3.根据权利要求1所述的基于环路补偿控制的可调光LED驱动器，其特征是利用电压可调节电阻使得环路补偿电压随输入电压而变化，调节回路电流，达到消除LED负载在调光过程中发生的闪烁。
【文档编号】H05B37/02GK104168685SQ201310182113
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2013年5月16日 优先权日:2013年5月16日
【发明者】许明伟, 贡志新 申请人:上海昂帕微电子技术有限公司