LED恒流驱动系统的制作方法

led恒流驱动系统
技术领域
1.本发明涉及集成电路设计领域，特别是涉及一种led恒流驱动系统。


背景技术：

2.在可控硅调光的led驱动应用中，可控硅导通有个维持电流的要求，一旦输入电流小于维持电流可控硅就会关断然后重启，从而会造成led的闪烁，因此一般需要外加泄放电路来满足可控硅的维持电流要求，使可控硅在工作范围内一直导通，避免led出现闪烁。
3.线性led驱动可控硅调光时为了得到较高的系统效率，会采用高压降电流技术来降低输入高电压时的损耗，在最高输入电压处有可能led电流降到低于可控硅的维持电流，通常此时的泄放电流因为考虑系统效率的缘故已被关断，因此可控硅就可能由于维持电流不够的原因导致关断重启，从而导致led出现闪烁，因此需要钳位高压降电流时的最低电流不低于可控硅的维持电流，如图1所示。
4.图2为现有的一种可控硅调光的led驱动应用框图；泄放电路11连接在输入电压，满足可控硅的维持电流要求；电压检测电路13连接在电解电容co的下极板并接收输入电压；高效线性驱动电路12基于电压检测电路13的输出信号实现led的恒流控制，且高效线性驱动电路12内能够比较方便的实现最小导通电流。为了满足erp去频闪的要求，在led控制回路里串联增加了一个去纹波电路14来滤除led输出电流的纹波，从而达到去频闪的要求，但是这个去纹波电路会损失一点效率；由于去纹波电路14是叠加在led输出电流控制管之上的，参考地不能与下方的led控制电路共地，因此只能单独做一个晶元，然后与led控制电路部分的晶元合封在芯片内部，增加了芯片的复杂程度与成本。
5.图3是改进后的可控硅调光的led驱动应用框图，将去纹波电路(采用高效线性驱动电路15实现)与恒流控制电路(采用led恒流控制电路16实现)分开并联，从而提升系统效率。但是在这个方案中，由于led恒流回路与电容充放电的回路分开，有两个电流控制回路，并且led恒流控制电路的电流会随着可控硅调光在变化，因此最小电流钳位电路无法简单的实现。
6.因此，如何在确保系统效率、降低成本的基础上简化最小钳位电路的实现，已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。


技术实现要素：

7.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种led恒流驱动系统，用于解决现有技术中系统效率低、成本高、最小电流钳位电路难以实现等问题。
8.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种led恒流驱动系统，所述led恒流驱动系统至少包括：电压输入模块，第一二极管、led负载、电解电容、泄放电流控制模块、恒流控制模块及充电电流控制模块；
9.所述电压输入模块接收交流信号，并将所述交流信号转换为直流的输入电压；
10.所述第一二极管的阳极连接所述电压输入模块的输出端，阴极连接所述电解电容
的上极板及所述led负载的正极；
11.所述泄放电流控制模块连接于所述电压输入模块的输出端，提供维持可控硅导通的泄放电流；
12.所述恒流控制模块连接于所述led负载的负极，对流经所述led负载的电流进行自适应去纹波控制；
13.所述充电电流控制模块连接所述电解电容的下极板及所述恒流控制模块，对所述电解电容的充电电流进行控制以实现所述led负载的去频闪控制；并基于所述led负载的输出电流控制最小钳位电流，确保所述最小钳位电流不小于可控硅的维持电流。
14.可选地，所述电压输入模块包括整流单元及可控硅；所述整流单元的交流端连接所述交流信号，直流端输出所述输入电压；所述可控硅串联于所述整流单元的交流端。
15.可选地，所述充电电流控制模块包括：高压降电流单元、第二二极管、第三二极管、最小电流设置单元、第一功率开关管、第一电阻、第一运算放大器及反馈单元；
16.所述第二二极管的阳极连接电解电容的下极板，阴极连接所述第一功率开关管的第一端；所述第一功率开关管的第二端经由所述第一电阻接地；
17.所述第三二极管的阴极连接所述第二二极管的阳极，阳极接地；
18.所述高压降电流单元基于led负载的输出电流为所述第一运算放大器的第一输入端提供基准电压，并控制所述基准电压随输入电压的增大而减小；
19.所述最小电流设置单元连接于所述第一运算放大器的第一输入端，用于限定所述最小钳位电流；
20.所述反馈单元连接所述恒流控制模块、所述第一运算放大器的第二输入端及所述第一功率开关管的第二端，用于将所述led负载的输出电流反馈至所述电解电容的充放电通路中；
21.所述第一运算放大器的输出端连接于所述第一功率开关管的控制端。
22.更可选地，所述高压降电流单元包括第一恒流源、第四二极管、第二电阻及第二恒流源；
23.所述第一恒流源的输入端连接基于所述led负载的输出电流产生的补偿电压，输出端连接所述第四二极管的阳极；
24.所述第四二极管的阴极经由所述第二电阻接地；所述第四二极管的阴极输出所述基准电压；
25.所述第二恒流源的输入端连接所述第一恒流源的输出端，输出端接地，控制端受所述输入电压的控制，所述第二恒流源随所述输入电压的增大而增大。
26.更可选地，所述最小电流设置单元包括第三电阻、电流设置电路及第三恒流源；
27.所述电流设置电路的一端连接所述第三恒流源的输入端，另一端经由所述第三电阻接地；
28.所述第三恒流源的输出端连接所述第一运算放大器的第一输入端。
29.更可选地，所述反馈单元包括电流反馈电路、第四恒流源及第四电阻；
30.所述电流反馈电路产生所述led负载的输出电流的反馈信号；
31.所述第四恒流源的输入端连接所述电流反馈电路的输出端，基于所述反馈信号控制所述第四恒流源；
32.所述第四电阻的一端连接所述第四恒流源的输出端及所述第一运算放大器的第二输入端，另一端连接所述第一功率开关管的第二端。
33.更可选地，所述恒流控制模块包括第二功率开关管、第五电阻、第二运算放大器、补偿单元及参考电压设置单元；
34.所述第二功率开关管的第一端连接所述led负载的负极，第二端经由所述第五电阻接地；
35.所述参考电压设置单元产生参考电压；
36.所述第二运算放大器的第一输入端连接所述参考电压，第二输入端连接所述第二功率开关管的第二端，输出端连接所述第二功率开关管的控制端；
37.所述补偿单元连接于所述第二功率开关管的第一端，基于所述第二功率开关管第一端的电压产生控制所述电解电容充电电流的补偿电压。
38.更可选地，所述补偿单元还连接所述第二功率开关管的控制端，基于所述第二功率开关管第一端及控制端的电压产生控制所述电解电容充电电流的补偿电压。
39.更可选地，所述参考电压设置单元还连接所述补偿单元的输出端，当所述补偿电压大于第一预设值时降低所述参考电压。
40.更可选地，所述恒流控制模块还包括相位检测单元；所述相位检测单元基于可控硅开启后的导通时间检测可控硅的切相；所述参考电压设置单元连接于所述相位检测单元的输出端，基于可控硅的切相减小所述参考电压；当所述可控硅切相的占空比大于第二预设值时保持所述参考电压；当所述可控硅切相的占空比小于所述第二预设值并大于第三预设值时，随着所述可控硅切相的占空比减小而减小所述参考电压；当所述可控硅切相的占空比小于所述第三预设值时将所述参考电压调整为零；其中，所述第三预设值小于所述第二预设值。
41.如上所述，本发明的led恒流驱动系统，具有以下有益效果：
42.1、本发明的led恒流驱动系统将led去频闪电路与恒流输出控制回路分开并联，可以提高系统的效率。
43.2、本发明的led恒流驱动系统将led恒流输出电流通过电流反馈补偿到电容充放电控制回路中，从而可以控制系统整体的最小输入钳位电流固定住，不低于可控硅维持电流，也不会过高造成系统效率下降。
44.3、本发明的led恒流驱动系统的基准电压采用电流叠加方式不会影响系统环路补偿的控制。
45.4、本发明的led恒流驱动系统的最小钳位电流可通过外部电阻设置，方便应用。
46.5、本发明的led恒流驱动系统检测led恒流控制管的漏极及栅极电压，确保输出无频闪的同时漏极电压最低，从而减小损耗提高系统的效率。
47.6、本发明的led恒流驱动系统采用补偿环路过压补偿技术，使得低输入电压时led输出仍能保持无频闪，无需外部设置可以自适应。
48.7、本发明的led恒流驱动系统的相位检测模块对基准电压进行控制，使可控硅调光时无频闪输出的同时抑制电容充电，控制mos管的瞬间开启功耗，提高系统可靠性。
49.8、本发明的led恒流驱动系统的各功能模块共地控制，可以集成在一个芯片内，降低系统成本。
附图说明
50.图1显示为高压降电流时钳位最低电流的原理示意图。
51.图2显示为可控硅调光的led驱动应用的一种结构示意图。
52.图3显示为可控硅调光的led驱动应用的另一种结构示意图。
53.图4显示为本发明的led恒流驱动系统的结构示意图。
54.图5显示为本发明的补偿电压调整参考电压的原理示意图。
55.图6显示为本发明的可控硅切相调整参考电压的原理示意图。
56.元件标号说明
57.11
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泄放电路
58.12
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高效线性驱动电路
59.13
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电压检测电路
60.14
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去纹波电路
61.15
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高效线性驱动电路
62.16
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led恒流控制电路
[0063]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
led恒流驱动系统
[0064]
21
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电压输入模块
[0065]
211
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整流单元
[0066]
212
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可控硅
[0067]
22
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泄放电流控制模块
[0068]
23
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恒流控制模块
[0069]
231
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参考电压设置单元
[0070]
231a
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电流设置电路
[0071]
232
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补偿单元
[0072]
232a
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电压检测电路
[0073]
232b
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补偿电路
[0074]
233
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相位检测单元
[0075]
24
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充电电流控制模块
[0076]
241
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高压降电流单元
[0077]
242
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最小电流设置单元
[0078]
242a
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电流设置电路
[0079]
243
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反馈单元
[0080]
243a
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电流反馈电路
[0081]
25
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泄放母线电压检测模块
具体实施方式
[0082]
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0083]
请参阅图4～图6。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0084]
如图4所示，本实施例提供一种led恒流驱动系统2，所述led恒流驱动系统2包括：电压输入模块21，第一二极管d1、led负载、电解电容co、泄放电流控制模块22、恒流控制模块23及充电电流控制模块24。
[0085]
如图4所示，所述电压输入模块21接收交流信号ac，并将所述交流信号ac转换为直流的输入电压vin。
[0086]
具体地，在本实施例中，所述电压输入模块21包括整流单元211及可控硅212。所述整流单元211的交流端连接所述交流信号ac，直流端输出所述输入电压vin。所述可控硅212串联于所述整流单元211的交流端。作为本发明的另一种实现方式，所述电压输入模块21还包括保险丝f1，所述保险丝f1串联于所述整流单元211的交流端。
[0087]
如图4所示，所述第一二极管d1的阳极连接所述电压输入模块21的输出端，阴极连接所述电解电容co的上极板及所述led负载的正极。
[0088]
如图4所示，所述泄放电流控制模块22连接于所述电压输入模块21的输出端，提供维持可控硅导通的泄放电流。
[0089]
具体地，在本实施例中，所述泄放电流控制模块22中用于调节电流的第六电阻r6及第七电阻r7设置在芯片外部，以便于调节；在实际使用中，所述第六电阻r6及所述第七电阻r7可设置在芯片内部的所述泄放电流控制模块22中，不以本实施例为限。
[0090]
如图4所示，所述恒流控制模块23连接于所述led负载的负极，对流经所述led负载的电流进行自适应去纹波控制。
[0091]
具体地，在本实施例中，所述恒流控制模块23包括第二功率开关管q2、第五电阻r5、第二运算放大器op2、参考电压设置单元231及补偿单元232。
[0092]
更具体地，所述第二功率开关管q2的第一端连接所述led负载的负极，第二端经由所述第五电阻r5接地。作为示例，所述第二功率开关管q2采用nmos管实现，此时，所述第二功率开关管q2的第一端为漏极，第二端为源极，控制端为栅极；在实际使用中，可根据需要设置所述第二功率开关管q2的类型，各端口适应性调整，在此不一一赘述。
[0093]
更具体地，所述参考电压设置单元231产生参考电压ref。作为示例，所述参考电压设置单元231包括第六电阻r6及电流设置电路231a，所述第六电阻r6连接所述电流设置电路231a，所述电流设置电路231a基于所述第六电阻r6产生所述参考电压ref。
[0094]
更具体地，所述第二运算放大器op2的第一输入端连接所述参考电压ref，第二输入端连接所述第二功率开关管q2的第二端，输出端连接所述第二功率开关管q2的控制端。在本实施例中，所述第二运算放大器op2的正相输入端连接所述参考电压ref，反相输入端连接所述第二功率开关管q2的第二端；在实际使用中，可根据需要调整输入信号与对应输入端口极性的关系，不以本实施例为限。所述第二运算放大器op2控制所述第二功率开关管q2导通或关断进行恒流输出，led负载的输出电流为iled＝vref/r5，vref为所述参考电压ref的电压值。
[0095]
更具体地，所述补偿单元232连接于所述第二功率开关管q2的第一端，基于所述第
二功率开关管q2第一端的电压产生补偿电压。在本实施例中，所述补偿单元232包括电压检测电路232a及补偿电路232b。所述电压检测电路232a检测所述第二功率开关管q2第一端的电压，并将检测结果提供给所述补偿电路232b，以产生相应的补偿电压；所述补偿电压用于控制所述电解电容co的充电电流，保证每个工频周期内所述电解电容co的充电量在放电时使得所述第二功率开关管q2恒流输出的漏极电压不会太高，从而提高系统的整体效率，同时确保在输入电压谷底处所述电解电容co的放电不会不够，避免led负载的输出电流下降出现工频闪烁。作为示例，当所述第二功率开关管q2第一端的电压大于第一设定值时减小所述补偿电压；当第二功率开关管q2第一端的电压小于第二设定值时增大所述补偿电压。作为本发明的另一种实现方式，所述电压检测电路232a还检测所述第二功率开关管q2控制端的电压，基于所述第二功率开关管q2第一端及控制端的电压产生控制所述补偿电压。作为示例，当所述第二功率开关管q2控制端的电压大于第三设定值时快速增大所述补偿电压。
[0096]
当输入电压比较低时，由于所述补偿电压会有内部电路的限制，因此所述电解电容co的充电电流也会被限制住，在输入电压的谷底处所述电解电容co会出现放电不够的情况，从而使得整个led负载的输出电流跌落，导致出现工频闪烁。因此，作为本发明的另一种实现方式，所述参考电压设置单元231还连接所述补偿单元232的输出端，当所述补偿电压vcomp大于第一预设值时降低所述参考电压ref；使得led负载的输出平均电流下降，而不是在输入电压谷底处出现跌落(补偿电压在整个工频周期内是维持平衡不变的)。如图5所示，补偿电压vcomp正常工作区间为0～va(va的值根据实际应用决定)，vb为所述第一预设值，在vb～vc区间内所述参考电压ref与补偿电压vcomp成反方向变化(其中，vc》vb》va)，vd为补偿电路内部设定的最高钳位电压。在输入电压比较低时(低于输入典型工作电压范围)，控制环路也会将补偿电压升高(》vb)，此时输出电流会减小(所述参考电压ref的值降低)，因此电解电容co的充放电纹波也会减小(co*δv＝iled*t_discharge，δv为纹波，t_discharge为放电时间；由于电解电容co、放电时间t_discharge不变，输出电流iled减小，因此纹波δv也减小)，只要此时的纹波电压范围在恒流控制模块23调整电压工作范围内，恒流控制模块23就仍能输出恒定电流，只是输出电流比额定电流小，从而实现去频闪功能。
[0097]
在可控硅调光时，由于可控硅切相的原因会造成输入电压降低，从而会导致补偿电压升高，此时所述电解电容co的充电电流会变大，如果此时遇上可控硅开启瞬间的尖峰高压容易将调整所述电解电容co的充电电流的第一功率开关管q1击穿。因此，作为本发明的另一种实现方式，所述恒流控制模块23还包括相位检测单元233，在可控硅切相时减小所述参考电压ref，从而使得补偿电压保持合适的值，实现输出无频闪功能的同时减小所述第一功率开关管q1在可控硅开启瞬间的功耗，提高系统可靠性。所述相位检测单元233基于可控硅开启后的导通时间检测可控硅的切相；作为示例，所述相位检测单元233通过泄放母线电压检测模块25获取可控硅开启后的导通时间，可控硅切相前泄放母线电压为低电平，切相启动后泄放母线电压高电平的时间会随调光状态变化；在实际使用中，也可以通过所述泄放电流控制模块22的检测信号vs(电解电容的充电电流与led输出电流之和作用在所述第八电阻r8上的电压)的时间来确定，可控硅切相后检测信号vs的导通时间会变化，只需要选择的检测信号能反应可控硅开启后的导通时间即可，在此不一一赘述。所述参考电压设置单元231连接于所述相位检测单元233的输出端，基于可控硅的切相调整(减小)所述参考
电压ref。如图6所示，当所述可控硅切相的占空比(即切相后剩下的相角所占的比例)大于第二预设值时保持所述参考电压ref，此时调整系数为100％；作为示例，所述第二预设值为80％。当所述可控硅切相的占空比小于所述第二预设值并大于第三预设值时，随着所述可控硅切相的占空比减小而减小所述参考电压，此时调整系数从100％逐渐下降至0％；作为示例，所述第三预设值为30％。当所述可控硅切相的占空比小于所述第三预设值时将所述参考电压ref调整为零，此时调整系数为0％。所述第三预设值小于所述第二预设值，可根据实际应用环境设定所述第二预设值及所述第三预设值，使得所述相位检测单元233调整后的参考电压ref符合nema(national electrical manufacturers association，美国电气制造商协会)标准曲线的需求(图6中上方的虚线为上限，下方的虚线为下限，介于两者之间即可)，达到优化调光效果的目的即可，在此不一一赘述。
[0098]
如图4所示，所述充电电流控制模块24连接所述电解电容co的下极板及所述恒流控制模块23，对所述电解电容co的充电电流进行控制以实现所述led负载的去频闪控制；并基于所述led负载的输出电流控制所述led恒流驱动系统2的最小钳位电流，确保所述最小钳位电流不小于可控硅的维持电流。
[0099]
具体地，在本实施例中，所述充电电流控制模块24包括：高压降电流单元241、第二二极管d2、第三二极管d3、最小电流设置单元242、第一功率开关管q1、第一电阻r1、第一运算放大器op1及反馈单元243。
[0100]
更具体地，所述第二二极管d2的阳极连接所述电解电容co的下极板，阴极连接所述第一功率开关管q1的第一端；所述第一功率开关管q1的第二端经由所述第一电阻r1接地。作为示例，所述第一功率开关管q1采用nmos管实现，此时，所述第一功率开关管q1的第一端为漏极，第二端为源极，控制端为栅极；在实际使用中，可根据需要设置所述第一功率开关管q1的类型，各端口适应性调整，在此不一一赘述。
[0101]
更具体地，所述第三二极管d3的阴极连接所述第二二极管d2的阳极，阳极接地。所述第二二极管d2、所述第一功率开关管q1及所述第一电阻r1为充电通路，所述第三二极管d3为放电通路。
[0102]
更具体地，所述高压降电流单元241基于led负载的输出电流为所述第一运算放大器op1的第一输入端提供基准电压vb，并控制所述基准电压vb随输入电压的增大而减小。作为示例，所述高压降电流单元241包括第一恒流源i1、第四二极管d4、第二电阻r2及第二恒流源i2。所述第一恒流源i1的输入端连接基于所述led负载的输出电流产生的补偿电压，输出端连接所述第四二极管d4的阳极；在本实施例中，所述补偿电压由所述补偿单元232提供，作为示例，所述第一恒流源i1随所述补偿电压的增大而增大，随所述补偿电压的减小而减小。所述第四二极管d4的阴极经由所述第二电阻r2接地，所述第四二极管d4的阴极输出所述基准电压vb。所述第二恒流源i2的输入端连接所述第一恒流源i1的输出端，输出端接地，控制端受所述输入电压vin的控制，所述第二恒流源i2随所述输入电压vin的增大而增大，在本实施例中，所述第二恒流源i2的控制端连接泄放母线电压检测模块25的输出端，以所述泄放母线电压反映所述输入电压vin。
[0103]
更具体地，所述最小电流设置单元242连接于所述第一运算放大器op1的第一输入端，用于限定所述最小钳位电流。作为示例，所述最小电流设置单元242包括第三电阻r3、电流设置电路242a及第三恒流源i3。所述电流设置电路242a的一端连接所述第三恒流源i3的
输入端，另一端经由所述第三电阻r3接地；所述第三恒流源i3的输出端连接所述第一运算放大器op1的第一输入端。
[0104]
其中，所述第四二极管d2用于将所述第三恒流源i3与所述第二恒流源i2隔离，保证最小电流设置不会受输入电压的影响，在实际使用中，也可以通过修改所述第三恒流源i3与所述第二恒流源i2的内部连接方式，使所述第二恒流源i2不干扰所述第三恒流源i3的工作，从而去掉所述第四二极管d2，不以本实施例为限。所述第一恒流源i1在所述第二电阻r2上产生一电压，所述第一恒流源i1被所述输入电压控制的所述第二恒流源i2分流以实现高压降电流功能，极限情况下，所述第一恒流源i1被所述第二恒流源i2完全分流，则所述第二电阻r2上仅有所述第三恒流源i3提供的电流，从而在高压降电流时限定最小钳位电流。所述电流设置电路242a基于所述第三电阻r3控制所述第三恒流源i3，并在所述第二电阻r2上产生压降，从而限制所述电解电容co的最小充电电流(即最小钳位电流)满足：
[0105]
需要说明的是，如果最小钳位电流设定过高，会导致系统的整体效率下降，因此，本实施例将所述第三电阻r3设置在外部，通过外部电阻可调以优化系统性能。
[0106]
更具体地，所述反馈单元243连接所述恒流控制模块23、所述第一运算放大器op1的第二输入端及所述第一功率开关管q1的第二端，用于将所述led负载的输出电流反馈至所述电解电容的充放电通路中。作为示例，所述反馈单元243包括电流反馈电路243a、第四恒流源i4及第四电阻r4。所述电流反馈电路243a产生所述led负载的输出电流的反馈信号；在本实施例中，所述电流反馈电路243a连接于所述第二功率开关管q2的第二端，将所述第二功率开关管q2第二端的电压转换为所述led负载的输出电流的反馈信号。所述第四恒流源i4的输入端连接所述电流反馈电路243a的输出端，基于所述反馈信号控制所述第四恒流源i4。所述第四电阻r4的一端连接所述第四恒流源i4的输出端及所述第一运算放大器op1的第二输入端，另一端连接所述第一功率开关管q1的第二端。当led恒流控制回路有电流流过时，所述第二功率开关管q2第二端的电压满足：vsled＝iled*r5，iled为led负载的输出电流；通过所述电流反馈电路243a将led负载的输出电流信号反馈到电解电容co充放电的通路中，所述第四恒流源i4满足：i4＝vsled*k2＝iled*r5*k2，所述第四恒流源i4在所述第四电阻r4上产生一个反馈电压i4*r4，这个反馈电压在所述第一电阻r1上产生的电流等同于iled，从而可以得到所述第四恒流源i4的控制系数需要说明的是，可通过设置所述第四电阻r4的阻值确定控制系数k2，进而得到反馈到所述第一电阻r1上的电流，不以本实施例为限。
[0107]
更具体地，所述第一运算放大器op1的输出端连接于所述第一功率开关管q1的控制端，通过所述第一功率开关管q1的导通和关断调节所述电解电容co的充电电流。在本实施例中，所述第一运算放大器op1的正相输入端连接所述高压降电流单元241及所述最小电流设置单元242的输出端，获取控制电压；反相输入端连接所述反馈单元243的输出端，获取反馈电压。在实际使用中，可根据需要调整输入信号与对应输入端口极性的关系，不以本实施例为限。
[0108]
需要说明的是，本发明由于所述反馈单元243的反馈作用，即使led输出电流随着
可控硅调光在变化，系统此时的输入最小电流被钳位在固定值，不会低于可控硅的维持电流，也不会过大造成系统效率下降。
[0109]
需要说明的是，所述第一运算放大器op1的控制电压通过所述第一恒流源i1、所述第三恒流源i3在所述第二电阻r2上实现叠加，反馈电压通过所述第四恒流源i4在所述第四电阻r4上叠加，这种叠加不会影响系统环路的工作。
[0110]
需要说明的是，所述led恒流驱动系统2可采用芯片实现，此时，所述第三电阻r3、所述第六电阻r6及第七电阻r7(用于调整泄放电流)可设置在芯片外部，以便于各电流的调节。
[0111]
综上所述，本发明提供一种led恒流驱动系统，包括：电压输入模块，第一二极管、led负载、电解电容、泄放电流控制模块、恒流控制模块及充电电流控制模块；所述电压输入模块接收交流信号，并将所述交流信号转换为直流的输入电压；所述第一二极管的阳极连接所述电压输入模块的输出端，阴极连接所述电解电容的上极板及所述led负载的正极；所述泄放电流控制模块连接于所述电压输入模块的输出端，提供维持可控硅导通的泄放电流；所述恒流控制模块连接于所述led负载的负极，对流经所述led负载的电流进行自适应去纹波控制；所述充电电流控制模块连接所述电解电容的下极板及所述恒流控制模块，对所述电解电容的充电电流进行控制以实现所述led负载的去频闪控制；并基于所述led负载的输出电流控制最小钳位电流，确保所述最小钳位电流不小于可控硅的维持电流。本发明的led恒流驱动系统将led去频闪电路与恒流输出控制回路分开并联，可以提高系统的效率；将led恒流输出电流通过电流反馈补偿到电容充放电控制回路中，从而可以控制系统整体的最小输入钳位电流固定住，不低于可控硅维持电流，也不会过高造成系统效率下降；基准电压采用电流叠加方式不会影响系统环路补偿的控制；最小钳位电流可通过外部电阻设置，方便应用；检测led恒流控制管的漏极及栅极电压，确保输出无频闪的同时漏极电压最低，从而减小损耗提高系统的效率；采用补偿环路过压补偿技术，使得低输入电压时led输出仍能保持无频闪，无需外部设置可以自适应；相位检测模块对基准电压进行控制，使可控硅调光时无频闪输出的同时抑制电容充电控制mos管的瞬间开启功耗，提高系统可靠性；各功能模块共地控制，可以集成在一个芯片内，降低系统成本。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0112]
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

技术特征：
1.一种led恒流驱动系统，其特征在于，所述led恒流驱动系统至少包括：电压输入模块，第一二极管、led负载、电解电容、泄放电流控制模块、恒流控制模块及充电电流控制模块；所述电压输入模块接收交流信号，并将所述交流信号转换为直流的输入电压；所述第一二极管的阳极连接所述电压输入模块的输出端，阴极连接所述电解电容的上极板及所述led负载的正极；所述泄放电流控制模块连接于所述电压输入模块的输出端，提供维持可控硅导通的泄放电流；所述恒流控制模块连接于所述led负载的负极，对流经所述led负载的电流进行自适应去纹波控制；所述充电电流控制模块连接所述电解电容的下极板及所述恒流控制模块，对所述电解电容的充电电流进行控制以实现所述led负载的去频闪控制；并基于所述led负载的输出电流控制最小钳位电流，确保所述最小钳位电流不小于可控硅的维持电流。2.根据权利要求1所述的led恒流驱动系统，其特征在于：所述电压输入模块包括整流单元及可控硅；所述整流单元的交流端连接所述交流信号，直流端输出所述输入电压；所述可控硅串联于所述整流单元的交流端。3.根据权利要求1所述的led恒流驱动系统，其特征在于：所述充电电流控制模块包括：高压降电流单元、第二二极管、第三二极管、最小电流设置单元、第一功率开关管、第一电阻、第一运算放大器及反馈单元；所述第二二极管的阳极连接电解电容的下极板，阴极连接所述第一功率开关管的第一端；所述第一功率开关管的第二端经由所述第一电阻接地；所述第三二极管的阴极连接所述第二二极管的阳极，阳极接地；所述高压降电流单元基于led负载的输出电流为所述第一运算放大器的第一输入端提供基准电压，并控制所述基准电压随输入电压的增大而减小；所述最小电流设置单元连接于所述第一运算放大器的第一输入端，用于限定所述最小钳位电流；所述反馈单元连接所述恒流控制模块、所述第一运算放大器的第二输入端及所述第一功率开关管的第二端，用于将所述led负载的输出电流反馈至所述电解电容的充放电通路中；所述第一运算放大器的输出端连接于所述第一功率开关管的控制端。4.根据权利要求3所述的led恒流驱动系统，其特征在于：所述高压降电流单元包括第一恒流源、第四二极管、第二电阻及第二恒流源；所述第一恒流源的输入端连接基于所述led负载的输出电流产生的补偿电压，输出端连接所述第四二极管的阳极；所述第四二极管的阴极经由所述第二电阻接地；所述第四二极管的阴极输出所述基准电压；所述第二恒流源的输入端连接所述第一恒流源的输出端，输出端接地，控制端受所述输入电压的控制，所述第二恒流源随所述输入电压的增大而增大。5.根据权利要求4所述的led恒流驱动系统，其特征在于：所述最小电流设置单元包括
第三电阻、电流设置电路及第三恒流源；所述电流设置电路的一端连接所述第三恒流源的输入端，另一端经由所述第三电阻接地；所述第三恒流源的输出端连接所述第一运算放大器的第一输入端。6.根据权利要求3所述的led恒流驱动系统，其特征在于：所述反馈单元包括电流反馈电路、第四恒流源及第四电阻；所述电流反馈电路产生所述led负载的输出电流的反馈信号；所述第四恒流源的输入端连接所述电流反馈电路的输出端，基于所述反馈信号控制所述第四恒流源；所述第四电阻的一端连接所述第四恒流源的输出端及所述第一运算放大器的第二输入端，另一端连接所述第一功率开关管的第二端。7.根据权利要求1-6任意一项所述的led恒流驱动系统，其特征在于：所述恒流控制模块包括第二功率开关管、第五电阻、第二运算放大器、补偿单元及参考电压设置单元；所述第二功率开关管的第一端连接所述led负载的负极，第二端经由所述第五电阻接地；所述参考电压设置单元产生参考电压；所述第二运算放大器的第一输入端连接所述参考电压，第二输入端连接所述第二功率开关管的第二端，输出端连接所述第二功率开关管的控制端；所述补偿单元连接于所述第二功率开关管的第一端，基于所述第二功率开关管第一端的电压产生控制所述电解电容充电电流的补偿电压。8.根据权利要求7所述的led恒流驱动系统，其特征在于：所述补偿单元还连接所述第二功率开关管的控制端，基于所述第二功率开关管第一端及控制端的电压产生控制所述电解电容充电电流的补偿电压。9.根据权利要求7所述的led恒流驱动系统，其特征在于：所述参考电压设置单元还连接所述补偿单元的输出端，当所述补偿电压大于第一预设值时降低所述参考电压。10.根据权利要求7所述的led恒流驱动系统，其特征在于：所述恒流控制模块还包括相位检测单元；所述相位检测单元基于可控硅开启后的导通时间检测可控硅的切相；所述参考电压设置单元连接于所述相位检测单元的输出端，基于可控硅的切相减小所述参考电压；当所述可控硅切相的占空比大于第二预设值时保持所述参考电压；当所述可控硅切相的占空比小于所述第二预设值并大于第三预设值时，随着所述可控硅切相的占空比减小而减小所述参考电压；当所述可控硅切相的占空比小于所述第三预设值时将所述参考电压调整为零；其中，所述第三预设值小于所述第二预设值。

技术总结
本发明提供一种LED恒流驱动系统，包括：电压输入模块，提供输入电压；第一二极管，阳极连接输入电压，阴极连接电解电容的上极板及LED负载的正极；泄放电流控制模块，提供维持可控硅导通的泄放电流；恒流控制模块，对流经LED负载的电流进行自适应去纹波控制；充电电流控制模块，对电解电容的充电电流进行控制以实现LED负载的去频闪控制；并设定最小钳位电流。本发明系统效率高、最小钳位电流的设置电路简单、成本低；采用补偿环路过压补偿技术使得低输入电压时LED输出仍能保持无频闪；可控硅调光时调整参考电压，提高系统可靠性；各功能模块共地控制，可以集成在一个芯片内。可以集成在一个芯片内。可以集成在一个芯片内。


技术研发人员：刘军 李国成 吴泉清
受保护的技术使用者：华润微集成电路（无锡）有限公司
技术研发日：2022.03.25
技术公布日：2023/10/8