[发明专利]用于LED恒流控制的线电压补偿系统

说明书

技术领域

本发明的某些实施例涉及集成电路。更具体地，本发明的一些实施例提供了用于LED恒流控制的线电压补偿系统。

背景技术

LED作为一种节能环保的新型光源，由于具有高亮度、低功耗而且寿命长的优点而被广泛用于各个领域。由于在接近额定电流的范围内，LED的发光亮度与流过的电流成正比而与其两端的电压无关，因此LED在工作时希望恒流源来供电。

图1示出了传统LED线性恒流控制系统100。该系统因结构简单、系统成本低的特点而在LED照明等领域有广泛应用。系统100的主要控制单元(如虚线所示)包括：感测电阻器101、功率调整管102、以及误差放大器103。误差放大器的正向输入端输入参考电压V_ref，负向输入端与感测电阻器101连接；误差放大器的输出端与功率调整管102的栅极连接。

如图1所示，当上电时，系统100接收交流电(AC)输入电压110。电压110由整流器120(例如，全波整流桥)，整流器120随后生成经整流的输出电流，用于功率转换系统100的操作。电容器104一端与整流器120的输出连接，一端接地。经整流的输出电流在在电容器104上产生体电压V_bulk。

控制单元的误差放大器在上电后，控制栅极端电压使功率调整管102处于导通状态。当V_bulk电压高于LED的最小击穿电压时，电流通过LED，经功率调整管102流入感测电阻器101，其中101的电压大小对应LED的流入电流。误差放大器对所感测的电阻101的电压V_sense，以及另一输入端的参考电压V_ref进行误差放大来调节功率调整管102的栅极电压，从而实现对LED的恒流控制。输出的LED电流I_led如等式1所示：

其中，R₁代表电阻器101的阻值，并且V_ref代表参考电压。

而在一些高PF(Power Factor，功率因数)、或者可控硅调光(TRIAC dimming)等应用领域，由于电容器104的电容值较小，V_bulk以交流信号整流后的波形进入LED的阳极。这就会导致在V_bulk电压较低的市电工频周期(例如，0.02s)中，LED因击穿电压不足而无法导通，从而也无电流流过LED。所以在这种应用场景中，输出的LED电流I_led如等式2所示：

其中，T代表工频周期，T_on代表工频周期中LED的导通时间。

由此带来的问题是，根据(等式2)，当市电电网电压发生波动时，L市电工频周期中LED的导通时间T_on也发生变化，从而导致LED的输出电流I_led变化，这种系统的输入线电压调整率(line regulation)差。电压调整率表征在所有其他影响量(例如，温度等)保持不变时，由于输入电压的变化所引起输出电流的相对变化量，其以百分比形式表示。电压调整率越小则系统性能越好，过大的电压调整率将导致系统运行的不稳定。

因此，非常需要改进的LED恒流控制的线电压补偿技术。

发明内容

本发明的某些实施例涉及集成电路。更具体地，本发明的一些实施例提供了用于过电压保护的系统和方法。仅作为示例，本发明的一些实施例被应用到LED照明系统。但是应该理解，本发明具有更广泛的适用范围。

根据一个实施例，提供了一种用于LED恒流控制的线电压补偿系统，系统包括：误差放大器，误差放大器的正向输入端输入参考电压，负向输入端与补偿电阻器连接；功率调整管，功率调整管的发射极与第一感测电阻器连接，栅极与误差放大器的输出端连接，集电极与外部LED的阴极连接；其中，第一感测电阻器一端与补偿电阻器以及误差放大器的负向输入端串联连接，一端接地，第二感测电阻器连接在误差放大器的负向输入端和LED的阴极之间，补偿电阻器一端连接误差放大器的负向输入端，一端连接第一感测电阻器。

根据另一实施例，提供了一种包括如本公开的实施例所述的用于LED恒流控制的线电压补偿系统的LED灯具。

根据实施例，可以获得一项或多项益处。参考随后的详细的说明和附图，这些好处和本发明的各种附加的目的、特征和优势可得以透彻地理解。

附图说明

图1示出了传统LED线性恒流控制系统。