[发明专利]自适应LED电流纹波消除电路

说明书

技术领域

本发明涉及照明驱动电路，尤其涉及LED恒流驱动电路。

背景技术

LED是典型的电流型器件，对工作电流的稳定性要求很高。传统的LED恒流驱动电路的简单示意图如图1所示，包括交流输入源，整流桥，恒流驱动模块，滤波电容和LED负载，该LED负载和滤波电容直接并联。

为了达到高功率因数的要求，上述恒流驱动模块输出的电流含有工频纹波分量，例如输入源频率为50Hz，则恒流驱动模块输出的电流含有100Hz的纹波，滤波电容上的电压也含有100Hz的纹波。同时，流过LED负载的电流也含有100Hz的纹波，导致LED负载输出的光含有100Hz的频闪。尽管人的肉眼难以觉察这种低频频闪，但是人眼长期处在这种照明环境下，会造成视觉神经疲劳，危害人体健康，IEEE在2010年、2013年相继提出LED照明闪烁对健康的潜在危害，如光敏性癫痫、偏头痛、眩晕等等，所以对无闪烁LED照明的呼声越来越大。而且较大的电流纹波，会影响LED的发光效率，并缩短其使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种自适应LED电流纹波消除电路，能够达到消除LED频闪的目的。

为达到上述目的，本发明在现有的LED恒流驱动电路中，加入了该自适应LED电流纹波消除电路。

现有的LED恒流驱动电路包括：整流电路、恒流电路、输出滤波电容、LED灯负载。

该自适应LED电流纹波消除电路包括：功率管Q108、电流采样电阻R109、运算放大器U110、以及一个自适应基准电压产生电路。功率管Q108的漏极接LED灯负载的阴极、源极接电流采样电阻R109的一端、运算放大器U110的反相输入端以及自适应基准电压产生电路的输入端；自适应基准电压产生电路的输出端接运算放大器U110的同相输入端；运算放大器U110的输出端接功率管Q108的栅极；电流采样电阻R109的另一端作为该自适应LED电流纹波消除电路的接地端。

LED驱动电流流经功率管Q108，在电流采样电阻R109上产生采样电压，自适应基准电压产生电路用于根据采样电压，自动调节其输出电压，控制运算放大器U110，使得当LED驱动电流中的纹波电流波动超过设定波动范围时，运算放大器U110的输出减小，从而控制功率管Q108的工作状态从线性区转移到饱和区。

所述自适应基准电压产生电路包括：开关K117、电容C119、基准电压生成电路、比较器U124和U125、或门G128、与门G131、电流源I135、电流源I133、电容C134。

开关K117受控于时钟信号CLK_A，时钟信号CLK_A为高电平则开关K117导通，时钟信号CLK_A为低电平则开关K117截止。开关K117的一端作为自适应基准电压产生电路的输入端连接电流采样电阻R109的一端，获取采样的电压信号V_CS；同时电压信号V_CS分别输入至比较器U124的同相输入端和比较器U125的反相输入端，以及运算放大器U110的反相输入端；开关K117的另一端接电容C119的一端、以及基准电压生成电路的输入端；电容C119的另一端接自适应LED电流纹波消除电路的接地端。基准电压生成电路用于根据保持在电容C119上的电压V_{CS_Sampled}，产生两个基准电压V_{CS_Sampled}+ΔV和V_{CS_Sampled}-ΔV，并分别送至比较器U124的反相输入端和比较器U125的同相输入端；比较器U124和U125各自的输出端接或门G128的两个输入端，或门G128的输出端接与门G131的一个输入端，时钟信号CLK_B输入与门G131的另一个输入端；与门G131的输出端接电流源I133的受控端。电流源I135的第一端接供电端，第二端接电流源I133的第一端、电容C134的一端，以及运算放大器U110的同相输入端；电流源I133的第二端和电容C134的另一端接自适应LED电流纹波消除电路的接地端。

电流采样电阻R109也可以不包含在上述的自适应LED电流纹波消除电路中，而是作为一个外接采样电阻，连接关系则同上述的电流采样电阻R109。