[发明专利]含有损输入电流波形补偿单元的分段式LED驱动电路及其优化方法

摘要

一种含有损输入电流波形补偿单元的分段式LED驱动电路，包括整流电路、受控电流源1至受控电流源N+X、控制器和有损补偿单元a；或者，包括整流电路、阻抗补偿单元1至阻抗补偿单元N+X、受控电流源、控制器和有损补偿单元a；再或者，包括整流电路、阻抗补偿单元1至阻抗补偿单元N+X、受控电流源、控制器和有损补偿单元b；有损补偿单元a或有损补偿单元b的作用是令少段数的分段式LED驱动电路在照明和VLC两种模式下都可获得高PF、低THDi、低输入电流谐波分量的性能。进一步，一种含有损输入电流波形补偿单元的分段式LED驱动电路的优化方法可令少段数的分段式LED驱动电路在照明模式下实现效率最大化。

主权项

1.一种含有损输入电流波形补偿单元的分段式LED驱动电路，其特征在于：所述含有损输入电流波形补偿单元的分段式LED驱动电路包括整流电路、受控电流源1至受控电流源N+X、控制器和有损补偿单元a，所述整流电路包括电容Ci1、电容Ci2和二极管D1至D4，受控电流源K具有端口sK+、端口sK‑、端口fK和端口eK，K的取值范围为1至N+X，N和X均为大于0的整数，控制器具有端口e1至eN+X、端口ea、端口f和端口fa，有损补偿单元a具有端口a+、端口a‑、端口ea和端口fa；单相交流电源vac的一端同时与电容Ci1的一端、二极管D1的阳极以及二极管D3的阴极相连，二极管D1的阴极同时与二极管D2的阴极、电容Ci2的一端、有损补偿单元a的端口a+以及LED串G1的阳极相连，LED串G1的阴极同时与LED串G2的阳极、受控电流源1的端口s1+相连，受控电流源1的端口s1‑同时与有损补偿单元a的端口a‑、电容Ci2的另一端、二极管D4的阳极以及二极管D3的阳极相连，二极管D4的阴极同时与二极管D2的阳极、电容Ci1的另一端以及单相交流电源vac的另一端相连，受控电流源1的端口e1与控制器的端口e1相连，受控电流源1的端口f1与控制器的端口f相连，依次类推，LED串GN+X的阳极与LED串GN+X‑1的阴极相连，LED串GN+X的阴极与受控电流源N+X的端口sN+X+相连，受控电流源N+X的端口sN+X‑与有损补偿单元a的端口a‑相连，受控电流源N+X的端口eN+X与控制器的端口eN+X相连，受控电流源N+X的端口fN+X与控制器的端口f相连，控制器的端口ea与有损补偿单元a的端口ea相连，控制器的端口fa与有损补偿单元a的端口fa相连；所述控制器的端口ea和端口eK分别控制有损补偿单元a和受控电流源K的通断，K的取值范围为1至N+X，N和X均为大于0的整数，当有损补偿单元a导通时，流入有损补偿单元a的端口a+的电流ia的大小由控制器的端口fa确定，当受控电流源K导通时，流入受控电流源K的端口sK+的电流iK的大小由控制器的端口f确定；所述含有损输入电流波形补偿单元的分段式LED驱动电路的输入电流iac满足式(1)，在照明模式下，流入有损补偿单元a的端口a+的电流ia和流入受控电流源K的端口sK+的电流iK分别满足式(2)和式(3)，在VLC模式下，流入有损补偿单元a的端口a+的电流ia和流入受控电流源K的端口sK+的电流iK分别满足式(4)和式(5)，式中，函数fi(t)为满足PF、THDi和输入电流谐波分量等要求的任意输入电流包络函数，函数fc(t)为VLC信号“0”对应的LED电流函数，电压V01和V02分别是照明模式下有损补偿单元a导通时单相交流电源电压绝对值|vac|对应的下限电压和上限电压，电压VK为LED串GK的正向导通压降，而且0≤fc(t)<|fi(t)|以及0≤V01<V02≤V1。