[发明专利]用于LED开关控制的系统

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开关控制的系统。

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TRAIC调光开关的线性恒流LED照明系统100。该系统因结构简单可靠、系统成本低的特点在LED照明等领域有广泛应用。该系统的主要控制单元包括恒流单元110和泄放单元120(如虚线所示)。恒流单元110用于LED照明系统的恒流控制。泄放单元120是在TRAIC开关控制系统中用于产生一定量的电流来维持TRAIC调光器的正常工作，防止TRAIC调光器因维持电流不足而导致异常。

如图1所示，系统上电以后，AC输入电压(例如，VAC)被接收，并进行全波整流处理以生成经整流的电压101(例如，VIN)。例如，经整流的电压101不下降至0伏特以下。电容器一端与泄放单元120的输出连接，一端接地。恒流单元110内部的U11放大器在上电后控制GATE端电压使功率调整管M1处于导通状态。

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M1处于导通状态。当电压101电压高于LED的最小击穿电压时，电流通过LED，经功率调整管M1流入感测电阻器R1，其中电阻器R1上的电压大小对应LED的流入电流。U1放大器对所感测的电阻R1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M1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。

由于TRAIC调光(TRIAC dimming)的作用，VIN是以交流信号整流并斩波后的波形进入LED的阳极。这就会导致在VIN电压较低的市电工频周期(例如，TRAIC调光器的关断周期或市电谷底阶段)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。

因此泄放单元U2需要在系统中产生足够维持TRAIC调光器正常工作的VIN输出电流。从系统功率角度，系统的输入功率主要由LED功率和泄放功率组成。

P_in＝P_led+P_bleeder(等式3)

其中，P_in代表系统的输入功率，P_led代表LED功率，并且P_bleeder代表泄放单元的功率。

由此带来的问题是泄放单元产生的功率会影响系统工作效率，如等式4所示。

其中，η代表系统工作效率。由等式4可知，当泄放单元的功率P_bleeder过大时，系统的工作效率将无法保证。

因此，非常需要改进LED开关控制的系统。

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LED开关控制的系统。仅作为示例，本发明的一些实施例被应用到LED照明。但是，将认识到，本发明有更广泛的适用范围。

本发明介绍了一种用于LED照明系统高效率可控硅开关控制系统和方法，通过对系统泄放(bleeding)电路的使能控制，在不影响系统正常工作前提下，减少不必要的系统功率损失，从而提高系统效率。本发明的控制方法可以主要适用于TRAIC调光的线性恒流控制方式的LED照明领域。