[发明专利]一种新型LED驱动控制方法

权利要求书

1.一种新型LED驱动控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：根据LED芯片，建立LED光电模型，并得到以光通量Φ和正向电压U为变量的正向电流I_d的算法模型I_d＝f^-1(φ，U)；

步骤S2：在电流控制器中，设定所需LED光通量的参考值Φ_ref，采样LED驱动变换器的输出电压U，并基于步骤S1所得的正向电流I_d的算法模型，得到相应的电流参考信号i_ref；

步骤S3：将电流控制器产生的电流参考信号i_ref与LED驱动器的输出电流采样信号i_d进行比较得到误差信号，并通过相应的补偿网络得到一控制信号，利用该控制信号控制LED驱动器产生一个大小为i_ref的电流输出；

步骤S1具体包括以下步骤：

步骤S11：若LED正向输入电流小于1A，基于LED正向伏安特性并通过泰勒级数展开分析可得到LED功率P_d与正向电流I_d之间近似线性，其关系式如下：

P_d＝aI_d+b (1)

其中，a、b为常数，其值大小通过具体LED芯片的实测P_d与I_d数据获得；

步骤S12：若LED的正向电流I_d不变，其正向电压U会随结温T_j的增加而近似线性减少，将LED热阻R_j看成常量，正向电压U和散热片温度T_hs可近似为线性关系，其关系式如下：

T_hs＝cU+d (2)

其中，c、d为常数，其值大小通过具体LED芯片的实测T_hs与U数据获得；

步骤S13：定义LED发热功率为P_h，其与输入电功率P_d间的关系可用下式表达：

P_h＝K_hP_d (3)

其中，K_h为发热系数，即电热转换效率，用以决定LED用于发热和发光功率的大小；

步骤S14：计算以正向电压U和正向电流I_d为变量的发热系数K_h模型式：

K_h(U,I_d)＝(k₁U+k₂)(k₃I_d+k₄)/γ (4)

其中，系数k₁、k₂、k₃、k₄、γ通过LED芯片厂家提供或实验测试结果获得；

步骤S15：根据式(1)、(2)、(3)、(4)，得到LED芯片结温的光电模型：

步骤S16：若正向输入电流I_d恒定，LED的光效E与结温T_j之间存在近似线性关系，可表示为下式：

E＝E₀[1+k_e(T_j-T₀)] (6)

其中，k_e为光效随温度的变化率，k_e小于零；T₀为结温25℃，E₀为结温25℃对应的额定光效，该值大小与输入额定电流I_d有关；

步骤S17：根据光通量的Φ与光效E的关系，结合(1)、(5)、(6)式，得到以电流和电压为变量的N颗LED芯片光通量的光电模型，如下式：

步骤S18：将具体LED芯片的参数代入，得到具体的LED光电模型表达式，并进一步反求出以光通量Φ和正向电压U为变量的正向电流I_d的算法模型，如下式：

I_d＝f^-1(φ,U) (8)。

2.根据权利要求1所述的一种新型LED驱动控制方法，其特征在于：所述控制信号为占空比信号。

3.根据权利要求1或2所述的一种新型LED驱动控制方法，其特征在于：每一个设定的光通量Φ_ref与LED正向电压U都对应一个正向参考电流i_ref，控制使得LED负载获得的实际正向电流i_d为LED驱动器产生的参考电流i_ref，进而使LED负载发出的光通量为设定的Φ_ref。