专利名称：Led灯在输入电压快速跌落时的补偿控制装置及其方法
技术领域：
本发明涉及LED灯的驱动控制技术，尤其涉及LED灯在输入电压快速跌落时的补偿控制装置及其补偿控制方法。
背景技术：
在目前的LED恒流控制电路中，当LED灯串点亮时，单片机是通过PI算法来调整 LED灯的输入电压的。当发生输入电压快速跌落的情况时，依靠单片机的PI算法将无法在很短的时间(小于Ims)内将该输入电压调整回到稳定的值，特别是在输出调光的时候，这会导致人眼观测到LED灯亮度的闪烁。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供LED灯在输入电压快速跌落时的补偿控制装置及其补偿控制方法，其在LED灯的输入电压快速下跌时，能够将该输入电压迅速地调整到正常值。本发明所采用的技术方案是一种LED灯在输入电压快速跌落时的补偿控制装置，所述的LED灯包括电源输入电路和恒流电路；所述的电源输入电路包括顺序电连接的电源模块和反激式DC-DC变换器；其特点是，所述补偿控制装置包括一控制器；所述的控制器包括检测单元、第一 PWM信号输出单元、存储单元和中央处理单元；其中
所述的检测单元，用于检测所述反激式DC-DC变换器的输入电压和输出电压，并将检测结果发送给所述的中央处理单元；
所述的第一 PWM信号输出单元，用于向所述反激式DC-DC变换器输出PWM信号； 所述的存储单元，用于存储有预先设定的反激式DC-DC变换器的输入电压跌落到开始启动补偿的输入电压启动补偿阈值；
所述的中央处理单元，用于将所述检测单元发送的反激式DC-DC变换器的输入电压检测结果与预先设定的反激式DC-DC变换器的输入电压启动补偿阈值进行比较，判断反激式 DC-DC变换器的输入电压是否下降到预先设定的反激式DC-DC变换器的输入电压启动补偿阈值以下；若下降到该反激式DC-DC变换器的输入电压启动补偿阈值以下，则判断反激式 DC-DC变换器的工作状态是处于连续电流工作模式还是断续电流工作模式，并根据判断结果控制所述第一 PWM信号输出单元向所述的反激式DC-DC变换器输出相应占空比的PWM信号。本发明还公开了一种LED灯在输入电压快速跌落时的补偿控制方法，所述的LED 灯包括电源输入电路和恒流电路；所述的电源输入电路包括顺序电连接的电源模块和反激式DC-DC变换器；该电压补偿控制方法包括以下步骤
预先设定反激式DC-DC变换器的输入电压跌落到开始启动补偿的输入电压启动补偿阈值；
检测所述反激式DC-DC变换器的输入电压和输出电压；控制器将反激式DC-DC变换器的输入电压检测结果与预先设定的输入电压启动补偿阈值进行比较，判断反激式DC-DC变换器的输入电压是否下降到预先设定的输入电压启动补偿阈值以下；
若该控制器判断出所述的反激式DC-DC变换器的输入电压已下降到预先设定的输入电压启动补偿阈值以下，则该控制器再判断所述的反激式DC-DC变换器的工作状态是处于连续电流工作模式还是断续电流工作模式；
控制器根据判断的反激式DC-DC变换器的电流工作模式向所述的反激式DC-DC变换器输出相应占空比的PWM信号，使反激式DC-DC变换器的输出电压恢复至正常值。采用上述技术方案后，通过控制器检测DC-DC变换器的输入电压，当检测到输入电压快速跌落到DC-DC变换器的输入电压启动补偿阈值以下时，立刻增大反激式DC-DC变换器的PWM驱动信号的占空比，以快速调整反激式DC-DC变换器的输出电压，从而使LED电流的调整时间缩短到400us 500us，有效地避免了人眼观测到LED灯亮度的闪烁。
本发明的具体结构由以下的实施例及其附图进一步描述。图1示出了本发明的补偿控制装置的一实施例的电路框图。图2是本发明中央处理单元的一实施例的原理框图。图3是本发明恒流电路的一实施例的原理框图。图4示出了本发明中一实施例的修正电压值A与电流I。ut之间的关系曲线图。图5是本发明一种在LED灯输入电压快速跌落时的电压补偿控制方法的一实施例的流程图。
具体实施例方式图1所示是LED灯在输入电压快速跌落时的补偿控制装置的电路框图。所述的 LED灯包括电源模块1、反激式DC-DC变换器2和恒流电路4。其中，反激式DC-DC变换器 2的输入端与电源模块1的输出端电连接，输出端与LED灯3的正极端电连接，用于向LED 灯提供工作所需的电压。恒流电路4的输出端与LED灯3的负极端电连接，用于向LED灯 3提供恒定的电流。本发明的补偿控制装置包括一控制器5，控制器5的一输出端与反激式 DC-DC变换器2的控制端电连接，该控制器的另一输出端与LED灯的恒流电路4的输入端电连接。请继续参阅图1。本实施例中所述的控制器5包括第一 PWM信号输出单元51、第二 PWM信号输出单元52、电流通断信号输出单元53、存储单元54、中央处理单元55和检测单元56。第一 PWM信号输出单元51在中央处理单元55的控制下向反激式DC-DC变换器2 输出PWM信号。第二 PWM信号输出单元52在中央处理单元55的控制下，向LED灯的恒流电路4输出PWM信号。电流通断信号输出单元53在中央处理单元55的控制下，向恒流电路4输出电流开启信号或电流切断信号，以控制LED灯工作电流的通断。存储单元M存储有预先设定的反激式DC-DC变换器的输入电压跌落到开始启动补偿的输入电压启动补偿阈值。检测单元56用于对反激式DC-DC变换器2的输入电压和输出电压进行检测采样，并将检测结果发送给中央处理单元阳。中央处理单元55将检测单元56发送的反激式DC-DC 变换器的输入电压检测结果与预先设定的反激式DC-DC变换器的输入电压启动补偿阈值进行比较，判断反激式DC-DC变换器的输入电压是否下降到预先设定的反激式DC-DC变换器的输入电压启动补偿阈值以下；若下降到该反激式DC-DC变换器的输入电压启动补偿阈值以下，则判断反激式DC-DC变换器2的工作状态是处于连续电流工作模式还是断续电流工作模式，并根据判断结果控制第一 PWM信号输出单元51向反激式DC-DC变换器2输出相应占空比的PWM信号。如图3所示，所述的中央处理单元55进一步包括电压下跌判断子单元551、变换器工作状态判断子单元552和占空比计算子单元553。电压下跌判断子单元551是将检测单元56发送的检测结果与存储于存储单元M 中的DC-DC变换器的输入电压启动补偿阈值进行比对，在反激式DC-DC变换器2的输入电压下降到该DC-DC变换器的输入电压启动补偿阈值以下时，发送一变换器工作状态变化信号给变换器工作状态判断子单元阳2。变换器工作状态判断子单元552在接收到变换器工作状态变化信号后，分别计算
权利要求
1.一种LED灯在输入电压快速跌落时的补偿控制装置，所述的LED灯包括电源输入电路和恒流电路；所述的电源输入电路包括顺序电连接的电源模块和反激式DC-DC变换器； 其特征在于，所述补偿控制装置包括一控制器；所述的控制器包括检测单元、第一 PWM信号输出单元、存储单元和中央处理单元；其中所述的检测单元，用于检测所述反激式DC-DC变换器的输入电压和输出电压，并将检测结果发送给所述的中央处理单元；所述的第一 PWM信号输出单元，用于向所述反激式DC-DC变换器输出PWM信号； 所述的存储单元，用于存储有预先设定的反激式DC-DC变换器的输入电压跌落到开始启动补偿的输入电压启动补偿阈值；所述的中央处理单元，用于将所述检测单元发送的反激式DC-DC变换器的输入电压检测结果与预先设定的反激式DC-DC变换器的输入电压启动补偿阈值进行比较，判断反激式 DC-DC变换器的输入电压是否下降到预先设定的反激式DC-DC变换器的输入电压启动补偿阈值以下；若下降到该反激式DC-DC变换器的输入电压启动补偿阈值以下，则判断反激式 DC-DC变换器的工作状态是处于连续电流工作模式还是断续电流工作模式，并根据判断结果控制所述第一 PWM信号输出单元向所述的反激式DC-DC变换器输出相应占空比的PWM信号。
2.如权利要求1所述的补偿控制装置，其特征在于，所述中央处理单元包括电压下跌判断子单元、变换器工作状态判断子单元和占空比计算子单元；其中所述的电压下跌判断子单元，用于将所述检测单元发送的检测结果与存储于所述存储单元中的DC-DC变换器的输入电压启动补偿阈值进行比较，在反激式DC-DC变换器的输入电压下降到该DC-DC变换器的输入电压启动补偿阈值以下时，发送一变换器工作状态变化信号给所述变换器工作状态判断子单元；所述的变换器工作状态判断子单元，在接收到所述变换器工作状态变化信号后，分别计算
3.如权利要求1或2所述的补偿控制装置，其特征在于，所述控制器还包括第二 PWM信号输出单元，在所述中央处理单元的控制下，向所述恒流电路输出PWM信号；电流通断信号输出单元，在所述中央处理单元的控制下，向所述恒流电路输出电流开启信号或电流切断信号，以控制LED灯工作电流的通断。
4.如权利要求3所述的补偿控制装置，其特征在于，所述恒流电路包括滤波电路、比较器、功率驱动电路、开关电路、第一限流电路、第二限流电路和电流采样电路；所述滤波电路的输入端与所述第二 PWM信号输出单元电连接，输出端与所述比较器的第一输入端电连接；所述比较器的第二输入端与所述第一限流电路的输出端电连接，第一限流电路的输入端与所述电流通断信号输出单元电连接，该比较器的输出端与所述功率驱动电路的输入端电连接，所述功率驱动电路的输出端与所述开关电路的输入端电连接；该开关电路的第一输出端与所述LED灯的负极端电连接，该开关电路的第二输出端与所述第二限流电路的输入端电连接，第二限流电路的输出端与所述比较器的第二输入端电连接， 该开关电路的第二输出端还与所述电流采样电路电连接。
5.如权利要求4所述的补偿控制装置，其特征在于，所述的第一限流电路、第二限流电路和电流采样电路均由一电阻组成。
6.如权利要求5所述的补偿控制装置，其特征在于，所述的控制器由单片机构成。
7.—种LED灯在输入电压快速跌落时的补偿控制方法，所述的LED灯包括电源输入电路和恒流电路；所述的电源输入电路包括顺序电连接的电源模块和反激式DC-DC变换器； 其特征在于，所述的电压补偿控制方法包括以下步骤预先设定反激式DC-DC变换器的输入电压跌落到开始启动补偿的输入电压启动补偿阈值；检测所述反激式DC-DC变换器的输入电压和输出电压；控制器将反激式DC-DC变换器的输入电压检测结果与预先设定的输入电压启动补偿阈值进行比较，判断反激式DC-DC变换器的输入电压是否下降到预先设定的输入电压启动补偿阈值以下；若该控制器判断出所述的反激式DC-DC变换器的输入电压已下降到预先设定的输入电压启动补偿阈值以下，则该控制器再判断所述的反激式DC-DC变换器的工作状态是处于连续电流工作模式还是断续电流工作模式；控制器根据判断的反激式DC-DC变换器的电流工作模式向所述的反激式DC-DC变换器输出相应占空比的PWM信号，使反激式DC-DC变换器的输出电压恢复至正常值。
8.如权利要求7所述的一种LED灯在输入电压快速跌落时的补偿控制方法，其特征在于，所述的控制器判断反激式DC-DC变换器的工作状态是处于连续电流工作模式还是断续电流工作模式的方法包括以下步骤a.计算步骤控制器分别iI+Vf 2* ^lotaIVmit+ (Vm-Λ)\!* l.p的积和Fe2*F_的积其中，f为所述反激式DC-DC变换器的工作频率，Iout为反激式DC-DC变换器的输出电流，Vin为预先设定的反激式DC-DC变换器的输入电压启动补偿阈值，V。ut为反激式DC-DC 变换器在其输入电压达到输入电压启动补偿阈值以下时的输出电压，A为修正电压值， A= (23 - 10\1_)/9，其中，1_大于等于0. 5A且小于等于1. 4A，Lp为反激式DC-DC变换器的源边励磁电感；b.比较判断步骤将2*/ /』1^+(>1- J)〗2*、的积与f『J勺积进行比较，如果如+irm-A)!2*Ip的积大于d的积，则控制器判断反激式DC-DC变换器处于连续电流工作模式；反之，控制器判断反激式DC-DC变换器处于断续电流工作模式。
9.如权利要求8所述的一种LED灯在输入电压快速跌落时的补偿控制方法，其特征在于，如果判断反激式DC-DC变换器处于连续电流工作模式，则控制器输出占空比为Dl的 PWM信号给反激式DC-DC变换器的控制端；其中，m “ ^1TTF+++++++++ ； I为预先设定的反激n * in 1 *式DC-DC变换器的输入电压启动补偿阈值，V。ut为反激式DC-DC变换器在其输入电压达到输入电压启动补偿阈值以下时的输出电压，η为反激式DC-DC变换器的源边匝数与副边匝数之比；如果判断反激式DC-DC变换器处于断续电流工作模式，则控制器输出占空比为D2的PWM信号给反激式DC-DC变换器的控制端；其中，m令； VInAfterDrop为反激式DC-DC变换器在其输入电压下降到预先设定的输入电压启动补偿阈值以下后的输入电压，为反激式DC-DC变换器在其输入电压下降到预先设定的输入电压启动补偿阈值以下前的输入电压，DBeforeDrop为反激式DC-DC变换器在其输入电压下降到预先设定的输入电压启动补偿阈值以下之前的占空比。
全文摘要
本发明公开了LED灯在输入电压快速跌落时的补偿控制装置及其方法。补偿控制装置包括控制器;控制器包括检测反激式DC-DC变换器输入电压和输出电压的检测单元、向反激式DC-DC变换器输出PWM信号的PWM信号输出单元、存储有反激式DC-DC变换器的输入电压跌落到开始启动补偿的输入电压启动补偿阈值的存储单元和控制PWM信号占空比的中央处理单元。该方法包括控制器实时采集反激式DC-DC变换器的输入电压和输出电压；判断DC-DC变换器的工作状态是处于连续电流模式还是断续电流模式；根据判断结果向反激式DC-DC变换器输出相应占空比的PWM信号。本发明可在LED灯的输入电压快速下跌时迅速将其调回到正常值。
文档编号H05B37/02GK102281686SQ20111023374
公开日2011年12月14日 申请日期2011年8月16日 优先权日2011年8月16日
发明者刘显云, 鲍挺 申请人:浙江科博达工业有限公司, 科博达技术有限公司