[发明专利]一种均衡效率和功率因数的LED驱动电路及方法

说明书

本发明提供一种均衡效率和功率因数的LED驱动电路及方法，包括：电压输入模块；LED负载；恒流控制模块；调节流经所述LED负载的电流的关断斜率，以实现效率和功率因数的折衷的电流关断斜率控制模块。当输入电压大于设定电压时，关断流经所述LED负载的电流，进而减小功耗；同时通过调整电流关断斜率来均衡效率和功率因数。本发明由补偿电容实现交流周期内平均电流的控制，并限制峰值电流，实现宽输入电压范围内的恒功率输出；通过外部电阻调整LED的关断电压和关断斜率，实现系统的效率和功率因数的折衷，并优化系统的电磁干扰性能。

技术领域

本发明涉及电路设计领域，特别是涉及一种均衡效率和功率因数的LED驱动电路及方法。

背景技术

LED是一种能发光的半导体电子元件，这种电子元件早期只能发出低光度的红光，随着技术的不断进步，现在已发展到能发出可见光、红外线及紫外线的程度，光度也有了很大的提高。LED具有效率高、寿命长、不易破损、开关速度高、高可靠性等传统光源不及的优点，已被广泛应用于指示灯、显示器及照明领域。

功率因数(PF)是指输入电压和输入电流的相位差的余弦值，功率因数低会增大电网的损耗。效率(EFF)是LED导通电压与输入电压的比值，满足如下关系：效率低会增加电源的损耗。通常情况下，在线性LED驱动中，其系统的PF值在高输入电压时通常会很高，但是效率比较低，两者无法得到兼顾。

如图1所示为单段线性LED驱动常见的结构，交流电压AC通过整流桥后转化为输入电压V_IN，并向LED灯段供电，所述LED灯段由n个LED灯串联形成，所述LED灯段的输出端连接恒流控制芯片，通过恒流控制芯片内的恒流控制管的开关实现恒流控制，电容C和电阻R并联于输入电压的两端，为可调器件。如图2所示为上述单段线性LED驱动结构的工作波形图，在不同的输入电压V_IN周期内，所述输入电压V_IN的幅值越大，系统的功率因数也越大；但是相反地，所述输入电压V_IN的幅值越大，系统的效率就越低。

如图3所示，通常可以采取高压降电流的技术来减小高输入电压时的输出电流，以此减少系统损耗及发热，提高效率，但是这时功率因数会下降。

因此，效率和功率因数呈现此消彼长的关系，如何在LED驱动控制中均衡效率和功率因数，实现两者的折衷控制已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种均衡效率和功率因数的LED驱动电路及方法，用于解决现有技术中效率和功率因数无法兼顾优化的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种均衡效率和功率因数的LED驱动电路，所述均衡效率和功率因数的LED驱动电路至少包括：

电压输入模块，LED负载，恒流控制模块及电流关断斜率控制模块；

所述电压输入模块用于提供输入电压；

所述LED负载连接于所述电压输入模块的输出端，由所述电压输入模块供电；

所述恒流控制模块连接于所述LED负载的输出端，对所述LED负载进行恒流控制；

所述电流关断斜率控制模块连接于所述LED负载的输入端或输出端，当所述输入电压大于设定电压时，所述电流关断斜率控制模块输出关断信号以控制流经所述LED负载的电流线性关断，通过调节流经所述LED负载的电流的关断斜率实现效率和功率因数的折衷。