本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種泄放電路及泄放電流控制方法及LED控制電路。

背景技術(shù)：

LED燈由于其比傳統(tǒng)的熒光燈和白熾燈更節(jié)能環(huán)保，所以LED燈正在慢慢替換現(xiàn)有的熒光燈和白熾燈。在帶有可控硅調(diào)光器的白熾燈中，也同樣希望采用LED燈來替換，因而LED需兼容可控硅調(diào)光器。但是，將在LED燈來替換白熾燈的應(yīng)用中，由于在可控硅導(dǎo)通時，其輸出端電壓會有較大的電壓變化率(dv/dt)，導(dǎo)致在輸入端產(chǎn)生較大的浪涌電流。此浪涌電流震蕩幅度大，持續(xù)時間短，極易造成可控硅的誤關(guān)斷，影響LED驅(qū)動電路的穩(wěn)定工作，使LED燈產(chǎn)生閃爍；另外，可控硅器件的輸入電流需大于其維持電流，當(dāng)輸入電流小于維持電流時，極易造成可控硅的關(guān)斷，同樣會導(dǎo)致LED的閃爍。為了解決上述技術(shù)問題，現(xiàn)有技術(shù)中采用如下方案，但仍存在一定的技術(shù)缺陷。

如圖1所示，為一種現(xiàn)有技術(shù)的無源泄放方案，采用RC作為無源泄放。該方案結(jié)構(gòu)簡單、成本低。但是在工頻周期尾部并不可以提供可控硅維持導(dǎo)通所需的電流。由于電容C00在可控硅導(dǎo)通時充至vin或接近vin，之后通過電阻R00放電，由于RC時間常數(shù)大，在半周的中部甚至尾部放電，反而減小了輸入電流，不利于可控硅的穩(wěn)定導(dǎo)通。

如圖2所示，為現(xiàn)有技術(shù)的一種有源泄放電路。通過電阻R02采樣輸入電流，并且控制泄放電流iblr，使得輸入電流不小于VREF0/R02，保證可控硅的導(dǎo)通。該方案可以在全輸入范圍內(nèi)對輸入電流做補償，彌補了RC方案尾部無法提供電流的缺點。由于需要保證輸入電流一直不小于VREF0/R02，此方案存在效率低下、溫升高等缺點，對于系統(tǒng)的可靠性產(chǎn)生不利影響，增加了成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種功耗小、效率高的泄放電路及泄放電流控制方法及LED控制電路，用以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，提供一種以下結(jié)構(gòu)的泄放電路，包括：

電流調(diào)節(jié)電路，包括調(diào)整管和與所述調(diào)整管串聯(lián)的電流源或/電阻；交流輸入經(jīng)可控硅調(diào)光器和整流橋得到輸入電壓對負(fù)載供電，所述電流調(diào)節(jié)電路的兩端分別與輸入電壓的高低電位端連接；

泄放控制電路，與所述調(diào)整管的控制端連接；當(dāng)所述輸入電壓低于所述閾值電壓時，則通過調(diào)節(jié)調(diào)整管的控制端使得電流調(diào)節(jié)電路產(chǎn)生泄放電流，直到輸入電流或負(fù)載電流大于閾值電流，則通過調(diào)節(jié)調(diào)整管的控制端使得泄放電流為零。

作為優(yōu)選，所述的泄放控制電路包括輸入電壓檢測電路、負(fù)載電流檢測電路和邏輯電路，所述的邏輯電路與調(diào)整管的控制端連接，所述的輸入電壓檢測電路采樣輸入電壓，并與閾值電壓進(jìn)行比較，其比較結(jié)果輸出至邏輯電路，所述的負(fù)載電流檢測電路采樣負(fù)載電流，并與閾值電流進(jìn)行比較，其比較結(jié)果輸出至邏輯電路，所述邏輯電路接收所述輸入電壓檢測電路的比較結(jié)果和負(fù)載電流檢測電路的比較結(jié)果。

作為優(yōu)選，所述的泄放控制電路包括負(fù)載電流檢測電路、泄放電流檢測電路和邏輯電路，所述的邏輯電路與調(diào)整管的控制端連接，所述的負(fù)載電流檢測電路采樣負(fù)載電流，并與閾值電流進(jìn)行比較，其比較結(jié)果輸出至邏輯電路，所述的泄放電流檢測電路采樣所述泄放電流，并與泄放閾值進(jìn)行比較，其比較結(jié)果輸出至邏輯電路，所述邏輯電路接收所述負(fù)載電流檢測電路的比較結(jié)果和泄放電流檢測電路的比較結(jié)果。

作為優(yōu)選，所述輸入電壓低于所述閾值電壓的判斷是指，所述負(fù)載電流檢測電路檢測到所述負(fù)載電流小于所述閾值電流，經(jīng)過第一時間后，判定所述輸入電壓低于所述閾值電壓；所述第一時間為，在負(fù)載電流為0時使能電流調(diào)節(jié)電路，所述輸入電流檢測電路檢測到所述輸入電流小于所述閾值電流，并開始計時，當(dāng)所述泄放電流檢測電路檢測到所述泄放電流小于所述泄放閾值時，計時結(jié)束，所計時間作為第一時間。

作為優(yōu)選，當(dāng)所述輸入電壓低于所述閾值電壓時，經(jīng)第二時間后，再產(chǎn)生泄放電流。

本發(fā)明的另一技術(shù)解決方案是，提供一種以下步驟的泄放電流控制方法，包括：

交流輸入經(jīng)可控硅調(diào)光器和整流橋得到輸入電壓對負(fù)載供電，將電流調(diào)節(jié)電路的兩端分別與輸入電壓的高低電位端連接，包括調(diào)整管和與所述調(diào)整管串聯(lián)的電流源或/電阻；

在所述調(diào)整管的控制端連接有泄放控制電路；當(dāng)所述輸入電壓低于所述閾值電壓時，則通過調(diào)節(jié)調(diào)整管的控制端使得電流調(diào)節(jié)電路產(chǎn)生泄放電流，直到負(fù)載電流大于閾值電流，則通過調(diào)節(jié)調(diào)整管的控制端使得泄放電流為零。

作為優(yōu)選，所述輸入電壓低于所述閾值電壓的判斷是指，所述負(fù)載電流檢測電路檢測到所述負(fù)載電流小于所述閾值電流，經(jīng)過第一時間后，判定所述輸入電壓低于所述閾值電壓；所述第一時間為，在負(fù)載電流為0時使能電流調(diào)節(jié)電路，所述負(fù)載電流檢測電路檢測到所述負(fù)載電流小于所述閾值電流，并開始計時，當(dāng)所述泄放電流檢測電路檢測到所述泄放電流小于所述泄放閾值時，計時結(jié)束，所計時間作為第一時間。

作為優(yōu)選，當(dāng)所述輸入電壓低于所述閾值電壓時，經(jīng)第一延遲時間后，再產(chǎn)生泄放電流。

本發(fā)明的又一技術(shù)解決方案是，提供一種以下結(jié)構(gòu)的LED控制電路，

采用本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)和方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點：本發(fā)明該方案可應(yīng)用于線性驅(qū)動方案，所述的閾值電壓為過零值，當(dāng)輸入電壓過零時，此時負(fù)載電流為零，設(shè)置第二時間作為延遲時間，使能泄放電流，當(dāng)可控硅調(diào)光器導(dǎo)通時，為使得輸入電流大于維持電流，泄放電流大于可控硅調(diào)光器的維持電流，用于維持可控硅調(diào)光器的導(dǎo)通；當(dāng)負(fù)載電流大于可控硅調(diào)光器的維持電流時，泄放電流不使能，降低了功耗，本發(fā)明在保證調(diào)光效果前提下，減小了泄放電路的功耗，提高了系統(tǒng)效率與系統(tǒng)可靠性。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的包括無源泄放電路的LED控制電路；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)的包括有源泄放電路的LED控制電路；

圖3為泄放電路實施例一的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為泄放電路實施例一流程框圖；

圖5為泄放電路實施例二電路結(jié)構(gòu)圖；

圖6為泄放電路實施例二流程框圖；

圖7為泄放電路實施例二工作波形圖；

圖8為泄放電路實施例三電路結(jié)構(gòu)圖；

圖9(a)為泄放電路實施例三得到第一時間T1流程框圖；

圖9(b)為泄放電路實施例三流程框圖；

圖10為泄放電路實施例三工作波形圖；

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)描述，但本發(fā)明并不僅僅限于這些實施例。本發(fā)明涵蓋任何在本發(fā)明的精神和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。

為了使公眾對本發(fā)明有徹底的了解，在以下本發(fā)明優(yōu)選實施例中詳細(xì)說明了具體的細(xì)節(jié)，而對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細(xì)節(jié)的描述也可以完全理解本發(fā)明。

在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。需說明的是，附圖均采用較為簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。

參考圖3所示，示意了本發(fā)明的泄放電路實施例一的電路結(jié)構(gòu)，以其應(yīng)用于線性驅(qū)動的LED控制電路中為例。LED控制電路包括泄放電路和LED驅(qū)動電路，所述的泄放電路被用于解決在可控硅調(diào)光器下的由輸入電流過小造成的閃爍問題，并克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)缺陷。其輸入電源為交流輸入，所述交流輸入經(jīng)可控硅調(diào)光器U02和整流橋U01后輸出直流的輸入電壓vrec，即作為LED負(fù)載的輸入電壓。交流輸入經(jīng)過可控硅調(diào)光器U02連接到整流橋U01，整流橋的正輸出端與二極管D00的陽極連接，LED驅(qū)動電路正端與所述二極管D00的陰極連接。通常LED驅(qū)動電路會呈現(xiàn)一定容性，因此，在vrec和LED驅(qū)動電路之間加入二極管D00；當(dāng)交流輸入的絕對值降低時，LED驅(qū)動電路由于具有容性，其電壓會降低較慢，加入了二極管D00和輸入電壓vrec檢測電路的采樣電阻會將vrec電壓跟隨交流輸入的絕對值，從而保證對輸入電壓采樣的準(zhǔn)確度。

所述的泄放電路包括電流調(diào)節(jié)電路和泄放控制電路，所述的電流調(diào)節(jié)電路包括調(diào)整管M00和與所述調(diào)整管串聯(lián)的電流源I10，也可以使用電阻和調(diào)整管串聯(lián)的形式。電流源I10的一端連接到整流橋的正輸出端，調(diào)整管M00的另一端連接到整流橋U01的負(fù)輸出端。當(dāng)輸入電壓vrec低于閾值電壓，則邏輯電路U12控制電流調(diào)節(jié)電路產(chǎn)生泄放電流，所述泄放電流為iblr，并使得泄放電流一直存在，直到負(fù)載電流iin2大于閾值電流，所述邏輯電路U12控制泄放電流為0。

所述的泄放控制電路與所述調(diào)整M00管的控制端連接；通過輸入電壓檢測電路檢測輸入電壓vrec，當(dāng)所述輸入電壓vrec低于所述閾值電壓時，則通過調(diào)節(jié)調(diào)整管M00的控制端使得電流調(diào)節(jié)電路產(chǎn)生泄放電流，通過負(fù)載電流檢測電路檢測負(fù)載電流iin2直到負(fù)載電流大于閾值電流，則通過調(diào)節(jié)調(diào)整管的控制端使得泄放電流iblr為零。所述的泄放電流檢測電路用于流經(jīng)電流調(diào)節(jié)電路的泄放電流iblr，通過檢測泄放電流iblr再結(jié)合計時，可以判斷輸入電壓低于閾值電壓的時刻。

當(dāng)輸入電壓vrec低于閾值電壓時，延時第二時間T2，再使能泄放電流，可以減小最大導(dǎo)通角，從而減小大導(dǎo)通角時的泄放功耗。本實施例中的閾值電壓一般情況是指過零點，但是根據(jù)電路的實際，則與零點有一定偏差，例如，二極管D00的引入，那么此時的過零點一般為二極管D00正向?qū)ǖ膲航怠?/p>

參考圖4所示，示意了圖3所示泄放電路實施例一的流程框圖，具體過程如下：先檢測輸入電壓vrec是否低于閾值電壓，若是，則延時第二時間T2，若否則繼續(xù)檢測輸入電壓vrec；延時T2之后，使得泄放電流使能，即產(chǎn)生泄放電流iblr；然后，檢測負(fù)載電流iin2是否不小于閾值電流，所述的閾值電流一般大于可控硅調(diào)光器的維持電流，若是則繼續(xù)檢測負(fù)載電流iin2，若否，則使得泄放電流iblr不使能，即使得泄放電流為零。

參考圖5所示，示意了本發(fā)明的泄放電路實施例二的電路結(jié)構(gòu)，以其應(yīng)用于線性驅(qū)動的LED控制電路中為例。實施例一和實施例二的不同之處在于，其中所述的泄放控制電路包括輸入電壓檢測電路和負(fù)載電流檢測電流，沒有使用泄放電流檢測電路，同時將輸入電壓檢測電路和負(fù)載電流檢測電流的結(jié)構(gòu)更具體化了。

輸入電壓檢測電路通過電阻分壓，采樣輸入電壓vrec，采樣電壓和參考電壓VREF1比較，當(dāng)采樣電壓大于參考電壓VREF1時，則比較器U10的輸出ZVD為低；當(dāng)采樣電壓小于參考電壓VREF1時，比較器U10的輸出ZVD為高。輸入電壓vrec檢測電路用于檢測輸入電壓的過零點。由于LED驅(qū)動電路會呈現(xiàn)一定容性，因此，在vrec和LED驅(qū)動電路之間加入二極管D00。當(dāng)交流輸入的絕對值降低時，LED驅(qū)動電路由于具有容性，其電壓會降低較慢，加入了二極管D00和輸入電壓vrec檢測電路的采樣電阻會將vrec電壓跟隨交流輸入的絕對值，從而保證對輸入電壓采樣的準(zhǔn)確度。輸入電壓vrec檢測電路不僅限于該實施例中的方式，其他輸入電壓檢測方式會在后面的實施例中涉及，也可以用到該實施例中。當(dāng)LED驅(qū)動電路為線性電路時，可以通過在LED驅(qū)動電路的輸出端到整流橋的負(fù)輸出端之間加入采樣電阻R40來采樣LED電流，當(dāng)二極管D00導(dǎo)通時，由于輸入電壓vrec檢測電路的電流遠(yuǎn)小于LED電流，經(jīng)過采樣電阻R40的電流近似為電流iin2。尤其在LED電流較大時，經(jīng)過電阻R40的電流等于電流iin2。采樣電阻R40的采樣電壓為RS，連接到比較器U40的負(fù)輸入端，比較器U40的正輸入端接參考電壓VREF4。當(dāng)RS電壓大于VREF4時，比較器U40的輸出ZC為低；否則U40輸出為高。負(fù)載電流iin2的檢測方式不僅限于該實施例中的方式，由于這里采用了線性驅(qū)動，因此使用采樣電阻的方式來檢測電流是比較方便的。

參考圖6所示，示意了圖5所示泄放電路實施例二的流程框圖，以其應(yīng)用于線性驅(qū)動的LED控制電路中為例。參考圖7所示，示意了泄放電路實施例二的工作波形。結(jié)合圖6和7來進(jìn)一步闡述實施例二的工作過程和信號對應(yīng)關(guān)系。

輸入電壓vrec檢測電路的輸出ZVD和負(fù)載電流iin2檢測電路的輸出ZC都連接到邏輯電路U12，邏輯電路U12的輸出連接到泄放電路的輸入。邏輯電路判斷輸入電壓vrec檢測電路的輸出ZVD是否為高，即檢測輸入電壓vrec是否低于一定值(一般為過零點)，當(dāng)ZVD為高，則延時第二時間T2，將輸出VG拉高，即圖7中的t11時刻(波形圖中沒有加入延時T2)。適當(dāng)加長T2可以用于減小TRIAC最大導(dǎo)通角，可進(jìn)一步減小大導(dǎo)通角時的泄放功耗。此時，由于電壓vrec小于LED負(fù)載的正向?qū)▔航礦F，因此LED電流為零，即ZC為高。在t11-t12之間，由于可控硅調(diào)光器未導(dǎo)通，輸入電壓vrec為低，VG一直為高，泄放電路使能，但是泄放電流為0。在t12時刻，可控硅調(diào)光器導(dǎo)通，由于輸入電壓vrec低于LED負(fù)載的正向?qū)▔航礦F，LED電流為0，即iin2＝iLED＝0，iin3＝iblr，泄放電路的電流iblr用于維持可控硅調(diào)光器的導(dǎo)通。電阻R40上壓降RS為零，ZC仍舊為高。在t13時刻，當(dāng)輸入電壓vrec達(dá)到LED的正壓導(dǎo)通壓降，LED負(fù)載上有電流，并且該電流可以維持可控硅的正常導(dǎo)通，此時，ZC信號由高變低，邏輯電路的輸出VG由高變低，泄放電路不使能，開關(guān)管M00關(guān)斷，泄放電流為0。在t13-t14時刻，輸入電壓vrec一直大于LED的正壓導(dǎo)通壓降VF。在t14時刻，輸入電壓vrec小于LED的正壓導(dǎo)通壓降VF，LED電流為0，且泄放電路不使能，因此輸入電流iin3也為0，直到t15時刻，ZVD為高，泄放電路使能。

參考圖8所示，示意了本發(fā)明的泄放電路實施例三的電路結(jié)構(gòu)，以其應(yīng)用于線性驅(qū)動的LED控制電路中為例。實施例三和實施例二的不同之處在于，二者判斷輸入電壓vrec低于閾值電壓(即過零點)的方式不同，實施例二通過直接比較的方式，實施例三則通過計時的方式，優(yōu)點在于無需進(jìn)行電阻分壓采樣，由于實施例二中的分壓電阻需要高壓電阻，而高壓電阻在芯片內(nèi)成本高，且和低壓電阻匹配性差，不利于電路的集成。同時需要采樣泄放電路作為判斷的時間節(jié)點，故在實施例二的基礎(chǔ)上，增加了泄放電路檢測電路。

參考圖9(a)所示，示意了本發(fā)明的泄放電路實施例三中得到第一時間T1的流程框圖，其中，第一時間T1為負(fù)載電流iin2過零點(從電流大于0到電流為0)到輸入電壓vrec過零點之間的時間。邏輯電路中的CTL信號用于記錄邏輯電路是否已經(jīng)保存好第一時間T1。當(dāng)CTL＝1時，表示未保存好T1，還在對第一時間T1進(jìn)行采樣；當(dāng)CTL＝0時，表示已經(jīng)保存好T1。系統(tǒng)初始時，CTL＝1。當(dāng)vrec大于二極管的正向?qū)▔航礦F時，則負(fù)載電流iin2有電流，比較器U40的輸出ZC為低；當(dāng)vrec小于VF時，則負(fù)載電流iin2為0，ZC為高，邏輯電路U12使能泄放電流，即控制VG為高。和實施例二不同的是，在對第一時間T1進(jìn)行采樣時，在圖7的t14-t15時刻，泄放電路仍舊使能，電阻R50檢測泄放電路上的電流，當(dāng)泄放電流iblr為0時，比較器U50的輸出ZCBLD為高。此時，邏輯電路U12記錄從ZC的上升沿和ZCBLD的上升沿之間的時間，記錄為T1，并將T1保存到邏輯電路U12中。當(dāng)邏輯電路U12保存完第一時間T1后，CTL被置為0，并且在t14-t15時刻，泄放電路不使能。

參考圖9(b)所示，示意了本發(fā)明的泄放電路實施例三中，得到第一時間T1后，檢測輸入電壓vrec過零點的流程框圖。由于實施例二和三的其中一個目的就是要判斷輸入電壓vrec的過零點，二者的信號關(guān)系可以相互結(jié)合或替換。故本附圖中，將圖8中的相應(yīng)信號用來表征圖5中輸入電壓與閾值電壓的比較結(jié)果ZVD，將相應(yīng)信號代入即可。當(dāng)邏輯電路已經(jīng)保存好T1后，則可以不檢測vrec電壓而得到ZVD信號。初始時ZVD＝0，即表示輸入電壓vin為高，邏輯電路U12判斷LED驅(qū)動電路是否有電流，即判斷ZC信號是否為1，當(dāng)LED驅(qū)動電路電流為0，則ZC＝1，延時T1后，則ZVD＝1，即表示輸入電壓為0，即得到了輸入電壓過零信號。繼續(xù)判斷ZC信號，當(dāng)輸入電壓的絕對值大于LED壓降VF，則LED驅(qū)動電流有電流，即ZC＝0，則ZVD＝0。將ZVD信號代入到圖6中的流程框圖，即可得到圖6的流程框圖。

參考圖10所示，示意了本發(fā)明的泄放電路實施例三的工作波形。基于本實施例的波形與實施例二略有不同，但是其解決的技術(shù)問題和技術(shù)問題的解決思路是一致的。

除此之外，雖然以上將實施例分開說明和闡述，但涉及部分共通之技術(shù)，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員看來，可以在實施例之間進(jìn)行替換和整合，涉及其中一個實施例未明確記載的內(nèi)容，則可參考有記載的另一個實施例。

以上所述的實施方式，并不構(gòu)成對該技術(shù)方案保護(hù)范圍的限定。任何在上述實施方式的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在該技術(shù)方案的保護(hù)范圍之內(nèi)。