[发明专利]LED驱动电路、功率变换器和控制方法

说明书

公开了一种LED驱动电路、功率变换器以及控制方法。本公开实施例在电路中设置在整流输出端到LED负载和电容的电流通路的功率开关，通过控制所述功率开关在每个工频半波周期内关断预定时间以使得输入电流集中在功率开关的两个功率端压差较小的时间段并保持输出电流恒定，由此，可以减小导通期间功率开关上的电压降，降低损耗，提高系统效率。

技术领域

本发明涉及电力电子技术，具体涉及一种LED驱动电路、功率变换器和控制方法。

背景技术

发光二极管(LED)具有光效高、寿命长和功耗低等特点，因而广泛地被用作光源。作为一种恒流负载，LED负载需要由能够输出恒定电流的驱动电路来驱动。如图1所示，部分现有的功率变换器采用线性驱动方案，通过和LED负载串联一个晶体管Q，并控制晶体管Q工作于线性状态，就可以控制流过LED负载的电流保持恒定。线性驱动方案器件少，控制简单，并且具有较高的功率因数。但是，由于整流电路输出的为正弦半波信号，其周期性地上下波动。在输入电压较低时，流过晶体管的电流会降低，线性调整率变差，这使得为了得到恒定的电流需要增大电容C的电容值。而在输入电压变化到较高时，则会导致晶体管Q的损耗变大，降低系统的效率。

如图2所示，部分现有技术采样设置多个并联的晶体管的方式来减小每个晶体管的热损耗。如图3所示，还有一些现有技术将LED负载分段，每一段对应一个或多个晶体管，由此减小每个晶体管的两端压差，降低晶体管的损耗。但是，这类方案均会增加控制的复杂程度，同时，由于需要部署多个晶体管，电路规模和成本均会增加。

发明内容

有鉴于此，本公开提供一种LED驱动电路、功率变换器和控制方法，以在保证电路规模不大幅增加的前提下，减小电路损耗，提高系统效率。

第一方面，提供一种功率变换器，包括：

输入端，适于连接到整流电路输出端；

输出端口，适于连接到LED负载；

电容；

功率开关，用于控制所述输入端到所述电容和所述输出端口的电流通路；以及

控制电路，用于控制所述功率开关在每个工频半波周期内关断预定时间以使得输入电流集中在所述功率开关的两个功率端的压差较小的时间段并保持输出电流恒定。

优选地，所述控制电路被配置为在所述功率开关的两个功率端的压差小于预设值时，根据流过所述LED负载的电流的平均值和电流期望值之间的误差调节所述功率开关的导通时间，以使得流过所述LED负载的电流的平均值与所述电流期望值一致。

优选地，所述控制电路被配置为在所述功率开关的两个功率端的压差大于所述预设值时，控制所述功率开关关断以使得所述输入电流为零。

优选地，所述控制电路被配置为控制所述功率开关在输入采样电压上升到大于补偿信号时关断第一时间，所述输入采样电压用于表征所述输入电压，所述补偿信号用于表征流过LED负载的电流与电流期望值的误差。

优选地，所述输入采样电压通过对整流电路的输入交流电压或输入端口的输入电压采样获得。

优选地，所述控制电路被配置为控制所述功率开关在差值采样信号上升到大于补偿信号时关断第一时间，所述差值采样信号用于表征所述压差，所述补偿信号用于表征流过LED负载的电流与电流期望值的误差。

优选地，所述差值采样电压通过对所述功率开关靠近输出端口的端电压采样获得。

优选地，所述第一时间被设置为使得所述功率开关再次导通时整流电路的输入交流电压的绝对值低于所述功率变换器输入端的电压。