[发明专利]光源驱动电路、控制提供给光源的电能的控制器及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种驱动电路，尤其涉及一种光源驱动电路、控制提供给光源的电能的控制器以及方法。

背景技术

在电子领域中，电磁干扰（Electromagnetic Interference，EMI）是指干扰电缆信号并降低信号完好性的电子噪音。电磁兼容性（Electromagnetic Compatibility，EMC）是指设备或系统在其电磁环境中正常运行，并且避免对其他设备产生超过预设标准的电磁干扰的能力。

发光二极管（Light Emitting Diode，LED）光源的驱动电路通常包括变换器，用于从电网接收输入交流电压，并产生直流电压，以驱动LED光源。变换器中的开关可根据脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）信号交替地闭合和断开，为LED光源提供电能并控制调光。然而，开关的闭合和断开使得流经光源的电流为周期性的非正弦电流。在频谱分析中，该电流由一个基频正弦波和多个谐波频率的正弦波组成。谐波频率是基频的整数倍，例如基频为50赫兹，则二次谐波的频率为100赫兹，三次谐波的频率为150赫兹。因此，流经LED光源的电流波形可能由基频正弦波、二次谐波、三次谐波以及更高次谐波组成。谐波电流可能通过辐射或传导的方式进入同一电网下的其他弱电系统（例如音频系统或视频系统），从而干扰这些系统的正常工作。因此，传统的驱动电路具有相对较差的电磁兼容性。

开关频率调制是一种传统的降低电磁干扰的方法（例如，Reduction of Power Supply EMI Emission by switching Frequency Modulation, IEEE Transactions on Power Electronics, VOL.9,No.1,January 1994,by Feng Lin,Member,IEEE,and Dan Y.Chen,Senior Member,IEEE）。变换器通过调制开关频率引入边带能量，并将谐波电流的信号辐射特征从窄带噪声变为宽带噪声。例如，控制开关频率在一个预设频率范围内随机的或有规律的变化，可以使得噪声能量分散在此预设范围的频率点，从而有效地衰减了谐波频率处的电流峰值，降低了电磁干扰。然而，开关频率的变化会造成流经LED光源的电流随之发生变化，从而降低了LED光源的电流稳定性，导致LED光源闪烁。例如，若设置开关频率的变化范围为5%，则流过LED光源的电流大小也相应有5%的变化。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种光源驱动电路、控制提供给光源的电能的控制器以及方法，可降低电磁干扰并提高流经光源的电流的稳定性。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种光源驱动电路。该光源驱动电路包括变换器和耦合于变换器的控制器，变换器用于提供输出电压以驱动光源；变换器包括开关，开关根据驱动信号交替地闭合和断开，以控制流经光源的电流；控制器用于产生驱动信号，其中，驱动信号是周期信号，且驱动信号在一个周期内具有第一状态和第二状态；当驱动信号处于第一状态时，开关闭合；当驱动信号处于第二状态时，开关断开；控制器控制驱动信号的周期和第一状态的持续时间均发生变化，并且，在驱动信号的每一个周期内，持续时间的平方除以周期的商基本上不随周期的变化而发生变化，从而使得电流基本上不随周期的变化而发生变化。

本发明还提供了一种控制提供给光源的电能的控制器。该控制器包括斜坡信号发生器和耦合于斜坡信号发生器的输出电路，斜坡信号发生器用于产生斜坡信号，斜坡信号周期性地上升和下降；输出电路用于根据斜坡信号产生驱动信号，驱动信号交替地闭合和断开耦合至控制器的开关，以调节流经光源的电流；其中，驱动信号是周期信号，且驱动信号在一个周期内具有第一状态和第二状态；当驱动信号处于第一状态时，开关闭合；当驱动信号处于第二状态时，开关断开；斜坡信号发生器调节斜坡信号的上升速率和下降速率，以控制驱动信号的周期和第一状态的持续时间均发生变化，并且，在驱动信号的每一个周期内，持续时间的平方除以周期的商基本上不随周期的变化而发生变化，从而使得电流基本上不随周期的变化而发生变化。