[发明专利]一种具有调光功能的LED驱动电路及灯具

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及一种LED驱动电路，尤其涉及利用三端双向可控硅（TRIAC）对LED进行调光的驱动电路。本发明的实施例还涉及使用该驱动电路的灯具。

背景技术

三端双向可控硅（TRIAC）是电力电子领域的常用的整流器件，通过门极的控制信号可以实现其在两个方向上的导通。当TRIAC导通后，门极控制信号便失去控制作用，当通过TRIAC的电流低于维持电流，TRIAC由导通变为截止。

基于TRIAC的调光器目前广泛应用于对白炽灯和卤素灯等纯阻性负载的调光应用中，基本原理是通过控制TRIAC的触发时刻来控制TRIAC的导通角，进而实现对光源（负载）电压的调节，达到调光的目的。

发光二极管（LightEmittingDiode，简称LED）由于具有体积小、节能、使用寿命长等优点，成为传统光源（如白炽灯）最有潜力的替代光源之一。目前LED的常用调光技术有PWM调光和模拟调光，前者的调光原理是控制流经LED电流的导通时间，后者的调光原理是直接控制流经LED电流的大小。当采用TRIAC调光方案时，由于LED驱动器不是纯粹的阻性负载，会因电路中的LC谐振导致通过TRIAC的电流不可控，使得不能有效地进行调光。现有技术通过增加假负载（dummyload）的方法解决该问题，但由于假负载的功率消耗降低了效率。

因此需要改进现有LED的TRIAC调光方案，以降低功耗，提升效率。

发明内容

本发明的目的是提出一种能够对LED进行调光的驱动电路，以解决现有TRIAC调光器不能直接应用于LED驱动电路以实现对LED调光的问题。

在本发明的一个方面，提出了一种对LED进行调光的驱动电路，包括：三端双向可控硅调光器，接收交流输入电压生成切相电压；整流电路，将所述切相电压整流为直流信号；滤波电路，所述直流信号被耦合到滤波电路，滤波后的信号经能量传输元件耦合至LED；调光信号发生器，接收一反映所述直流信号的信号；功率因数校正控制器，接收调光信号发生器的输出信号及反映LED亮度的信号，输出开关控制信号以控制开关管。

优选地，所述功率因数校正控制器为有源功率因数校正电路。

优选地，所述功率因数校正控制器工作于临界导通模式。

优选地，所述功率因数校正控制器工作于连续导通模式。

优选地，所述功率因数校正控制器工作于断续导通模式。

优选地，所述能量传输元件为变压器。

优选地，所述能量传输元件为电感。

优选地，所述驱动电路基于正激拓扑、反激（FLYBACK）拓扑、半桥（HALF-BRIDGE）拓扑、推挽拓扑中的任一种。

优选地，所述驱动电路基于降压（BUCK）拓扑结构、升压（BOOST）拓扑结构、升降压（BUCK-BOOST）拓扑结构、单端初级电感转换器（SEPIC）拓扑结构中的任一种。

   优选地，所述反映LED亮度的信号来自于变压器的原边。

优选地，所述驱动电路还包括：等效负载平均电流计算模块，基于反映变压器原边电流的信号和体现开关管状态的信号生成所述反映LED亮度的信号。

优选地，所述体现开关管状态的信号来自于开关管驱动信号或辅助绕组的输出信号。

优选地，所述等效负载平均电流计算模块包含：第一开关，一端耦接至反映原边电流的信号；电容，耦接在第一开关的另一端和地之间；第二开关，一端耦接至第一开关与电容的连接点；第三开关，耦接于第二开关的另一端和地之间；第二开关和第三开关之间的连接点输出反映LED亮度的信号；体现开关管状态的信号控制第一开关、第二开关和第三开关。

优选地，所述滤波电路包含电容元件或电感元件中的任意一种或电容元件和电感元件的组合。

优选地，所述调光信号发生器根据整流后的切相电压输出参数受控的信号。

优选地，所述输出参数受控的信号为脉冲宽度调制信号或幅值受控的信号。

优选地，功率因数校正控制器包括：误差放大器，同相端与调光信号发生器的输出耦接，反相端与反映LED亮度的信号相耦合；乘法器，将误差放大器的输出信号和所述反映直流信号的信号相乘，输出参考信号；比较器，反相端接收所述参考信号，同相端与反映流过能量传输元件的电流大小的电压信号耦接；电流过零检测器，对所述能量传输元件的能量传输情况进行检测；触发器，所述比较器的输出信号耦接到触发器的复位端，触发器的置位端接收电流过零检测器的输出信号，触发器的输出端与开关管耦接，其输出信号控制开关管的闭合和关断。