本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)，具體涉及一種具有可控硅調(diào)光器的LED驅(qū)動(dòng)電路、電路模塊及控制方法。

背景技術(shù)：

可控硅調(diào)光是目前常用的調(diào)光方法?？煽毓枵{(diào)光器采用相位控制方法來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)光，即在正弦波每半個(gè)周期控制可控硅調(diào)光器導(dǎo)通，獲得相同的導(dǎo)通相角。通過調(diào)節(jié)可控硅調(diào)光器的斬波相位，可以改變導(dǎo)通相角大小，實(shí)現(xiàn)調(diào)光。

可控硅調(diào)光器原來(lái)通常被用于對(duì)白熾燈進(jìn)行調(diào)光，隨著LED光源的普及，越來(lái)越多的LED驅(qū)動(dòng)電路采用可控硅調(diào)光器作為調(diào)光手段。

在現(xiàn)有技術(shù)中，可控硅調(diào)光器通常與線性恒流控制方案結(jié)合使用。線性恒流控制方案是通過控制與LED負(fù)載中的至少一個(gè)部分大體上為串聯(lián)關(guān)系的線性器件(例如線性狀態(tài)下的晶體管)，調(diào)節(jié)流過LED負(fù)載的電流，使得其保持恒定。線性恒流控制方案具有多種不同的變化方式，例如，可以所有的LED負(fù)載只通過一個(gè)線性器件來(lái)進(jìn)行恒流控制；也可以將LED負(fù)載分組后，每組設(shè)置一個(gè)線性器件來(lái)進(jìn)行恒流控制。不同的線性恒流控制方案所需要的負(fù)載驅(qū)動(dòng)電壓并不相同，這使得搭建LED驅(qū)動(dòng)電路時(shí)，可控硅調(diào)光器導(dǎo)通時(shí)的電壓不一定能滿足具體方案的需要或者需要通過增加額外的損耗維持住大角度開通前母線電壓小于負(fù)載電壓的時(shí)間。

另一個(gè)方面，可控硅調(diào)光器在導(dǎo)通前會(huì)存在漏電流，漏電流的大小和可控硅調(diào)光器的型號(hào)以及LED驅(qū)動(dòng)電路的參數(shù)設(shè)置相關(guān)，不同的電路設(shè)置和不同型號(hào)的可控硅調(diào)光器會(huì)導(dǎo)致漏電流變化，進(jìn)而導(dǎo)致導(dǎo)通角度的變化。這種不確定性會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)通位置與電路設(shè)置的不適配，造成LED負(fù)載閃爍的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供一種具有可控硅調(diào)光器的LED驅(qū)動(dòng)電路、電路模塊及其控制方法，以降低泄放回路帶來(lái)的損耗及改善漏電流導(dǎo)致的LED負(fù)載閃爍問題。

第一方面，提供一種電路模塊，應(yīng)用于具有可控硅調(diào)光器的LED驅(qū)動(dòng)電路，所述電路模塊包括：

泄放電路，適于與所述LED驅(qū)動(dòng)電路的直流母線連接，在第一模式下泄放直流母線電流控制直流母線電壓以預(yù)定方式變化，在第二模式下關(guān)斷泄放通路；以及

控制器，被配置為在檢測(cè)到所述可控硅調(diào)光器導(dǎo)通前控制所述泄放電路處于所述第一模式。

優(yōu)選地，所述泄放電路被配置為在所述第一模式下控制直流母線電壓在預(yù)定的范圍內(nèi)變化使得所述可控硅調(diào)光器導(dǎo)通時(shí)的直流母線電壓略大于預(yù)定的負(fù)載驅(qū)動(dòng)電壓。

優(yōu)選地，所述控制器被配置為在檢測(cè)到所述可控硅調(diào)光器導(dǎo)通后控制所述泄放電路切換到所述第二模式。

優(yōu)選地，所述泄放電路包括：

開關(guān)，受控關(guān)斷和導(dǎo)通；以及

最大電流箝位電路，與所述開關(guān)串聯(lián)，用于限制流過所述開關(guān)的泄放電流的最大值。

優(yōu)選地，所述控制器被配置為在第一模式下控制所述可控開關(guān)交替開關(guān)和導(dǎo)通，以使得所述直流母線電壓在第一閾值和第二閾值之間變化，在第二模式下控制所述開關(guān)關(guān)斷；

其中，所述第一閾值小于所述第二閾值。

優(yōu)選地，所述控制器在直流母線電壓上升到第二閾值時(shí)控制所述開關(guān)導(dǎo)通，在直流母線電壓下降到第一閾值時(shí)控制所述開關(guān)關(guān)斷。

優(yōu)選地，所述控制器在直流母線電壓上升到第三閾值時(shí)控制所述開關(guān)關(guān)斷；

其中，所述第三閾值大于所述第二閾值。

優(yōu)選地，所述控制器在檢測(cè)到直流母線電壓大于第三閾值時(shí)判斷所述可控硅調(diào)光器導(dǎo)通；

其中，所述第三閾值大于所述第二閾值。

優(yōu)選地，所述泄放電路被配置為在所述第一模式下控制直流母線電壓達(dá)到第四閾值后逐漸下降以使得所述可控硅調(diào)光器導(dǎo)通時(shí)的直流母線電壓略大于預(yù)定的負(fù)載驅(qū)動(dòng)電壓。

優(yōu)選地，所述泄放電路包括：

晶體管；以及

最大電流箝位電路，與所述晶體管串聯(lián)，用于限制流過所述晶體管的泄放電流的最大值。

優(yōu)選地，所述控制器被配置為在第一模式下控制所述晶體管工作在線性模式。

優(yōu)選地，所述控制器在檢測(cè)到直流母線電壓上升到大于第五閾值時(shí)判斷所述可控硅調(diào)光器導(dǎo)通。

優(yōu)選地，所述晶體管和所述最大電流箝位電路串聯(lián)連接在直流母線和接地端之間；

所述控制器被配置為在第二模式下關(guān)斷所述晶體管。

優(yōu)選地，所述控制器包括：

跨導(dǎo)放大器，輸出端與所述晶體管的控制端連接，同相輸入端與所述直流母線連接；

第一控制開關(guān)，連接在所述跨導(dǎo)放大器的同相輸入端和反相輸入端之間；

第二控制開關(guān)、充電電容和放電電阻，并聯(lián)連接在所述跨導(dǎo)放大器的反相輸入端和接地端之間；以及

第三控制開關(guān)，連接在跨導(dǎo)放大器的輸出端和接地端之間；

其中，所述第一控制開關(guān)在所述直流母線電壓由起始閾值上升到第四閾值期間導(dǎo)通；所述第二控制開關(guān)在所述直流母線電壓上升到第五閾值時(shí)導(dǎo)通預(yù)定時(shí)間；所述第三控制開關(guān)在控制電路檢測(cè)到所述可控硅調(diào)光器導(dǎo)通后導(dǎo)通。

優(yōu)選地，所述LED驅(qū)動(dòng)電路具有設(shè)置于LED負(fù)載和接地端之間的恒流控制電路，所述恒流控制電路在負(fù)載電流通路上設(shè)置有與接地端連接的電阻；

所述晶體管和所述最大電流箝位電路串聯(lián)連接在直流母線的所述電阻之間，以使得在負(fù)載電流流過LED負(fù)載時(shí)所述最大電流箝位電路被關(guān)斷或最大箝位電流小于預(yù)定閾值。

優(yōu)選地，所述控制器包括：

跨導(dǎo)放大器，輸出端與所述晶體管的控制端連接，同相輸入端與所述直流母線連接；

第一控制開關(guān)，連接在所述跨導(dǎo)放大器的同相輸入端和反相輸入端之間；

第二控制開關(guān)、充電電容和放電電阻，并聯(lián)連接在所述跨導(dǎo)放大器的反相輸入端和接地端之間；

其中，所述第一控制開關(guān)在所述直流母線電壓由起始閾值上升到第四閾值期間導(dǎo)通；所述第二控制開關(guān)在所述直流母線電壓上升到第五閾值時(shí)導(dǎo)通預(yù)定時(shí)間。

第二方面，提供一種具有可控硅調(diào)光器的LED驅(qū)動(dòng)電路，包括：

可控硅調(diào)光器；以及

如上所述的電路模塊。

第三方面，提供一種控制方法，用于控制具有可控硅調(diào)光器的LED驅(qū)動(dòng)電路，所述方法包括：

在所述可控硅調(diào)光器導(dǎo)通前控制泄放電路處于第一模式，所述泄放電路在第一模式下泄放直流母線電流控制直流母線電壓以預(yù)定方式變化。

優(yōu)選地，在第一模式下泄放直流母線電流控制直流母線電壓以預(yù)定方式變化包括：

第一模式下控制直流母線電壓在預(yù)定的范圍內(nèi)變化使得所述可控硅調(diào)光器導(dǎo)通時(shí)的直流母線電壓略大于預(yù)定的負(fù)載驅(qū)動(dòng)電壓；或者，

所述第一模式下控制直流母線電壓達(dá)到第四閾值后逐漸下降以使得所述可控硅調(diào)光器導(dǎo)通時(shí)的直流母線電壓略大于預(yù)定的負(fù)載驅(qū)動(dòng)電壓。

優(yōu)選地，所述控制方法還包括：

在所述可控硅調(diào)光器導(dǎo)通后控制泄放電路處于第二模式，在第二模式下關(guān)斷泄放通路。

本發(fā)明實(shí)施例在可控硅調(diào)光器導(dǎo)通前通過泄放電路控制直流母線電壓以預(yù)定的方式變化，避免了不同類型的可控硅調(diào)光器和不同電路設(shè)置導(dǎo)致漏電流不一致影響可控硅調(diào)光器的導(dǎo)通點(diǎn)，從而可以避免LED閃爍的問題。同時(shí)，通過對(duì)直流母線電壓的控制，可以影響可控硅調(diào)光器導(dǎo)通后的電壓，從而使得可以靈活地根據(jù)需要設(shè)置導(dǎo)通點(diǎn)電壓。

附圖說明

通過以下參照附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的描述，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更為清楚，在附圖中：

圖1是可控硅調(diào)光器的簡(jiǎn)化模型的示意圖；

圖2是一個(gè)對(duì)比例的LED驅(qū)動(dòng)電路的電路示意圖；

圖3是上述對(duì)比例的LED驅(qū)動(dòng)電路的工作波形圖；

圖4是另一個(gè)對(duì)比例的LED驅(qū)動(dòng)電路的電路示意圖；

圖5是上述對(duì)比例的LED驅(qū)動(dòng)電路的工作波形圖；

圖6是本發(fā)明第一實(shí)施例的LED驅(qū)動(dòng)電路的電路圖；

圖7是本發(fā)明第一實(shí)施例的控制器的電路圖；

圖8是本發(fā)明第一實(shí)施例的LED驅(qū)動(dòng)電路的工作波形圖；

圖9是本發(fā)明第二實(shí)施例的LED驅(qū)動(dòng)電路的電路圖；

圖10是本發(fā)明第二實(shí)施例的控制器中開關(guān)控制電路的示意圖；

圖11是本發(fā)明第二實(shí)施例的LED驅(qū)動(dòng)電路選取第一參數(shù)時(shí)的工作波形圖；

圖12是本發(fā)明第二實(shí)施例的LED驅(qū)動(dòng)電路選取第二參數(shù)時(shí)的工作波形圖；

圖13是本發(fā)明第三實(shí)施例的LED驅(qū)動(dòng)電路的電路圖；

圖14是本發(fā)明第四實(shí)施例的控制方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下基于實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，但是本發(fā)明并不僅僅限于這些實(shí)施例。在下文對(duì)本發(fā)明的細(xì)節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說沒有這些細(xì)節(jié)部分的描述也可以完全理解本發(fā)明。為了避免混淆本發(fā)明的實(shí)質(zhì)，公知的方法、過程、流程、元件和電路并沒有詳細(xì)敘述。

此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。

同時(shí)，應(yīng)當(dāng)理解，在以下的描述中，“電路”是指由至少一個(gè)元件或子電路通過電氣連接或電磁連接構(gòu)成的導(dǎo)電回路。當(dāng)稱元件或電路“連接到”另一元件或稱元件/電路“連接在”兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間時(shí)，它可以是直接耦接或連接到另一元件或者可以存在中間元件，元件之間的連接可以是物理上的、邏輯上的、或者其結(jié)合。相反，當(dāng)稱元件“直接耦接到”或“直接連接到”另一元件時(shí)，意味著兩者不存在中間元件。

除非上下文明確要求，否則整個(gè)說明書和權(quán)利要求書中的“包括”、“包含”等類似詞語(yǔ)應(yīng)當(dāng)解釋為包含的含義而不是排他或窮舉的含義；也就是說，是“包括但不限于”的含義。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。

圖1是可控硅調(diào)光器的簡(jiǎn)化模型的示意圖。如圖1所示，在可控硅調(diào)光器沒有導(dǎo)通時(shí)，交流電路通過電阻RL和電阻RB對(duì)電容C2充電?？煽毓枵{(diào)光器的導(dǎo)通條件為電容Cx的兩端電壓達(dá)到導(dǎo)通閾值。調(diào)節(jié)導(dǎo)通角度則是指通過調(diào)節(jié)電阻RB來(lái)改變可控硅調(diào)光器導(dǎo)通位置。由于在未開通期間會(huì)有電流對(duì)電容Cx充電，可控硅調(diào)光器會(huì)存在漏電流。同時(shí)，電容Cin也會(huì)由于兩端存在壓差形成漏電流。如上所述，漏電流的存在會(huì)導(dǎo)致可控硅調(diào)光器的開通角度不確定，進(jìn)而造成LED負(fù)載閃爍的問題。

圖2是一個(gè)對(duì)比例的LED驅(qū)動(dòng)電路的電路示意圖。本對(duì)比例被用于解決所述漏電流引起的問題。如圖2所示，本對(duì)比例的LED驅(qū)動(dòng)電路包括可控硅調(diào)光器TRIAC、整流電路、恒流控制模塊CON和泄放電阻R1。其中，可控硅調(diào)光器TRIAC連接在交流輸入端口和整流電路之間，用于對(duì)輸入交流電進(jìn)行斬波。整流電路用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電輸出到直流母線BUS。恒流控制模塊CON可以集成LED負(fù)載，通過晶體管Q調(diào)節(jié)流過LED負(fù)載的電流。同時(shí)，通過與晶體管Q串聯(lián)的電阻R2對(duì)負(fù)載電流進(jìn)行采樣，并反饋到誤差放大器EA。誤差放大器EA根據(jù)負(fù)載電流基準(zhǔn)信號(hào)Ref1和反饋的負(fù)載電流采樣信號(hào)對(duì)晶體管Q進(jìn)行恒流控制。泄放電阻R1連接在直流母線BUS和接地端之間，用于對(duì)可控硅調(diào)光器TRIAC的漏電流進(jìn)行泄放，防止由于直流母線高阻導(dǎo)致直流母線電壓VBUS由于漏電流的存在跟隨輸入交流電壓變化，進(jìn)而使得可控硅調(diào)光器TRIAC兩端壓差過小，導(dǎo)通被延遲或調(diào)光無(wú)法達(dá)到全亮。圖3是上述對(duì)比例的LED驅(qū)動(dòng)電路的工作波形圖。如圖3所示，在不設(shè)置泄放電阻R1時(shí)，可控硅調(diào)光器TRIAC的導(dǎo)通時(shí)刻被延遲，同時(shí)導(dǎo)通前直流母線電壓較高。導(dǎo)通后的直流母線電壓大于負(fù)載驅(qū)動(dòng)電壓VLED。而在設(shè)置泄放電阻R1的電路中，可控硅調(diào)光器TRIAC的導(dǎo)通時(shí)刻提前，并且在未導(dǎo)通階段的損耗有所降低。但是，泄放電阻R1會(huì)引入額外的損耗，這導(dǎo)致系統(tǒng)效率仍不能令人滿意。

圖4是另一個(gè)對(duì)比例的LED驅(qū)動(dòng)電路的電路示意圖。圖5是本對(duì)比例的LED驅(qū)動(dòng)電路的工作波形圖。如圖4和圖5所示，所述LED驅(qū)動(dòng)電路A包括可控硅調(diào)光器TRIAC、泄放電路1’、控制器2’、恒流控制電路3’和整流電路4’。LED驅(qū)動(dòng)電路A還可以包括連接在直流母線BUS上的二極管以及與LED負(fù)載并聯(lián)的濾波電容。其中，可控硅調(diào)光器TRIAC連接在整流電路4’和交流輸入端N之間，用于對(duì)輸入交流電進(jìn)行斬波。整流電路4’用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電輸出到直流母線BUS。恒流控制電路3’大體上與LED負(fù)載形成串聯(lián)關(guān)系，通過控制晶體管Q2工作在線性狀態(tài)使得流過LED負(fù)載的電流恒定且可控。恒流控制電路3’可以包括晶體管Q2、電阻R2和用于控制晶體管的誤差放大器EA2。晶體管Q2連接在LED負(fù)載和電阻R2之間。電阻R2一端與晶體管Q2的源極連接。晶體管Q2的柵極與誤差放大器EA2的輸出端連接。誤差放大器EA2一個(gè)輸入端(同相輸入端)輸入負(fù)載電流基準(zhǔn)信號(hào)Ref2，另一個(gè)輸入端(反相輸入端)與晶體管Q2的源極連接。由于流過晶體管Q2的電流在電阻R2上形成電壓降，這使得誤差放大器EA2的反相輸入端的電壓可以表征流過晶體管Q2的負(fù)載電流，進(jìn)而使得誤差放大器EA2的輸出隨負(fù)載電流變化，形成電流閉環(huán)。晶體管Q2受控于誤差放大器EA2的輸出信號(hào)工作于線性狀態(tài)，調(diào)節(jié)所流過的電流，使得其與負(fù)載電流基準(zhǔn)信號(hào)Ref2保持一致。

同時(shí)，泄放電路1’大體上與LED負(fù)載以及恒流控制電路3形成的電路并聯(lián)。泄放電路1’用于在可控硅調(diào)光器TRIAC未導(dǎo)通期間以及直流母線電壓小于預(yù)定的負(fù)載驅(qū)動(dòng)電壓VLED期間泄放直流母線電流。在圖1中，泄放電路1’包括晶體管Q1和電阻R1。電阻R1連接在晶體管Q1的源極和電阻R2遠(yuǎn)離接地端的一端之間。晶體管Q1連接在直流母線BUS和電阻R1之間。泄放電路1’受控于控制器2進(jìn)行泄放。在圖1中，控制器2’包括誤差放大器EA1，其同相輸入端輸入泄放基準(zhǔn)信號(hào)Ref3，反相輸入端輸入電阻R2高壓端的電壓，輸出端與晶體管Q1的柵極連接。其中，泄放基準(zhǔn)信號(hào)Ref3與TRIAC的擎住電流對(duì)應(yīng)。在直流母線電壓VBUS小于預(yù)定的負(fù)載驅(qū)動(dòng)電壓VLED期間，晶體管Q2關(guān)斷，同時(shí)，晶體管Q1導(dǎo)通工作于線性狀態(tài)進(jìn)行泄放。為了維持可控硅調(diào)光器工作，泄放電路1’會(huì)以一個(gè)大于等于擎住電流IL的泄放電流來(lái)進(jìn)行泄放，直至直流母線電壓VBUS大于負(fù)載驅(qū)動(dòng)電壓VLED。在直流母線電壓VBUS上升到大于負(fù)載驅(qū)動(dòng)電壓VLED后，晶體管Q2受控導(dǎo)通工作于線性狀態(tài)，調(diào)節(jié)流過LED負(fù)載的電流ILED。同時(shí)，由于誤差放大器EA1的反相輸入端輸入的電壓大于泄放電流基準(zhǔn)信號(hào)Ref1，這使得誤差放大器EA1的輸出為負(fù)，晶體管Q1關(guān)斷。在直流母線電壓VBUS下降到小于負(fù)載驅(qū)動(dòng)電壓VLED后，晶體管Q2再次關(guān)斷，晶體管Q1重新導(dǎo)通進(jìn)行泄放。

在本對(duì)比例的LED驅(qū)動(dòng)電路中，在可控硅調(diào)光器TRIAC導(dǎo)通之前，將直流母線電壓拉低到零，這可以一定程度提高可控硅調(diào)光器TRIAC的導(dǎo)通位置一致性。但是，也會(huì)造成導(dǎo)通時(shí)刻提前。由于在導(dǎo)通前都需要泄放電路來(lái)進(jìn)行泄放，損耗較大，驅(qū)動(dòng)效率降低。

圖6是本發(fā)明第一實(shí)施例的LED驅(qū)動(dòng)電路的電路圖。如圖6所示，本實(shí)施例的LED驅(qū)動(dòng)電路包括可控硅調(diào)光器TRIAC、用于進(jìn)行泄放的電路模塊1、恒流控制模塊2和整流電路3?？煽毓枵{(diào)光器TRIAC連接在交流輸入端口和整流電路3之間。整流電路3用于將經(jīng)過可控硅調(diào)光器TRIAC斬波后的交流電轉(zhuǎn)換為直流電輸出到直流母線BUS。恒流控制模塊2包括晶體管Q3、電阻R3以及控制環(huán)路。通過電阻R2采樣負(fù)載電流，并基于電流閉環(huán)進(jìn)行恒流控制，以使得流過LED負(fù)載的電流恒定。在圖6中，恒流控制模塊2將LED負(fù)載集成在內(nèi)。應(yīng)理解，LED負(fù)載也可以采用與恒流控制模塊中的線性器件以及控制電路分離的方式設(shè)置。同時(shí)，恒流控制模塊2也可以采用多個(gè)線性器件進(jìn)行恒流控制以實(shí)現(xiàn)較寬的負(fù)載驅(qū)動(dòng)電壓范圍。

電路模塊1包括泄放電路以及控制器11。泄放電路與直流母線BUS連接，受控在第一模式和第二模式之間切換。其中，在第一模式下，泄放電路泄放直流母線電流控制直流母線電壓以預(yù)定方式變化。在第二模式下關(guān)斷泄放通路。

控制器11被配置為在檢測(cè)到可控硅調(diào)光器TRIAC導(dǎo)通前控制所述泄放電路處于第一模式，在檢測(cè)到所述可控硅調(diào)光器導(dǎo)通后控制所述泄放電路切換到第二模式。也即，泄放電路受控于控制器11，在可控硅調(diào)光器TRIAC導(dǎo)通前，控制直流母線電壓VBUS以預(yù)定方式變化從而調(diào)節(jié)可控硅調(diào)光器TRIAC導(dǎo)通點(diǎn)的直流母線電壓，在可控硅調(diào)光器TRIAC導(dǎo)通后關(guān)斷泄放通路。

在本實(shí)施例中，泄放電路用于控制直流母線電壓在預(yù)定的范圍內(nèi)受控變化使得所述可控硅調(diào)光器導(dǎo)通時(shí)的直流母線電壓略大于預(yù)定的負(fù)載驅(qū)動(dòng)電壓。

這可以使得可控硅調(diào)光器以最大角度開通時(shí)的直流母線電壓也大于預(yù)定的負(fù)載驅(qū)動(dòng)電壓VLED，由此，在可控硅調(diào)光器一導(dǎo)通就可以驅(qū)動(dòng)LED負(fù)載點(diǎn)亮，避免了在可控硅調(diào)光器導(dǎo)通后還需要通過泄放來(lái)防止可控硅調(diào)光器TRIAC斷流，減小了系統(tǒng)損耗，提高了系統(tǒng)效率

在本實(shí)施例中，泄放電路包括開關(guān)S和最大電流箝位電路12。開關(guān)S和最大電流箝位電路12串聯(lián)連接在直流母線BUS和接地端之間。最大電流箝位電路12用于限制流過開關(guān)的泄放電流的最大值。由于其設(shè)置在泄放通路上，其限制的就是泄放電流的最大值。也就是說，在泄放電流Is小于箝位電流值IMAX時(shí)，最大電流箝位電路12處于直通狀態(tài)。在泄放電流Is上升到箝位電流值IMAX后，最大電流箝位電路12對(duì)電流進(jìn)行箝位，將泄放電流固定在IMAX不再增加。在可控硅調(diào)光器TRIAC導(dǎo)通時(shí)，為了維持直流母線電流增加，泄放電流Is會(huì)隨之增加，在泄放電流Is增加到箝位電流值IMAX時(shí)，泄放電流被箝位。這使得直流母線電壓VBUS開始跟隨可控硅調(diào)光器TRIAC輸出的交流電快速上升。

開關(guān)S受控于控制器11導(dǎo)通和關(guān)斷。在第一模式下，控制器11控制開關(guān)S交替導(dǎo)通和關(guān)斷以使得所述直流母線電壓VBUS在第一閾值REF1和第二閾值REF2之間變化?？刂破?1在直流母線電壓VBUS上升到第二閾值REF2時(shí)控制開關(guān)S導(dǎo)通，在直流母線電壓VBUS下降到第一閾值REF1時(shí)控制開關(guān)關(guān)斷。其中，第二閾值REF2大于第一閾值REF1。第一閾值REF1為不為零。在可控硅調(diào)光器TRIAC前，開關(guān)S導(dǎo)通時(shí)，泄放電路在直流母線BUS和接地端之間形成泄放通路，來(lái)自整流電路3的電流通過泄放電路泄放，這會(huì)使得直流母線電壓VBUS回落。開關(guān)S關(guān)斷時(shí)，泄放電路的泄放通路被關(guān)斷，直流母線電壓VBUS會(huì)跟隨整流電路輸出的饅頭波波形上升。由此，在可控硅調(diào)光器TRIAC導(dǎo)通前，可以通過開關(guān)S的導(dǎo)通和關(guān)斷控制直流母線電壓VBUS在預(yù)定的范圍內(nèi)變化。在可控硅調(diào)光器TRIAC導(dǎo)通前，直流母線電壓VBUS的受控變化，可以達(dá)到控制可控硅調(diào)光器TRIAC開通前電荷積分時(shí)間的目的，進(jìn)而控制可控硅調(diào)光器TRIAC開通時(shí)的電壓。通過設(shè)置第一閾值REF1和第二閾值REF2，可以使得所述電路對(duì)于大多的型號(hào)的可控硅調(diào)光器TRIAC，在以最大導(dǎo)通角度導(dǎo)通時(shí)的直流母線電壓能夠滿足預(yù)定的負(fù)載驅(qū)動(dòng)電壓VLED的需要。同時(shí)，如上所述，在可控硅調(diào)光器TRIAC導(dǎo)通后，直流母線電流大幅增加。由于最大電流箝位電路12的限制，泄放電路的泄放電流被箝位在最大值IMAX，此時(shí)直流母線電壓VBUS會(huì)快速上升第二閾值REF2以上?？刂破?1可以通過檢測(cè)直流母線電壓VBUS是否上升到大于第二閾值REF2的第三閾值REF3來(lái)判斷可控硅調(diào)光器TRIAC是否導(dǎo)通。也即，控制器11在直流母線電壓VBUS上升到第三閾值REF3時(shí)判斷可控硅調(diào)光器TRIAC導(dǎo)通，進(jìn)而控制開關(guān)S關(guān)斷，關(guān)斷泄放通路。來(lái)自整流電路3的電流全部流向LED負(fù)載以驅(qū)動(dòng)其發(fā)光。

圖7是本發(fā)明第一實(shí)施例的控制器的電路圖。如圖7所示，控制器11可以包括比較器COM1-COM3、或門OR和RS觸發(fā)器RS1。其中，比較器COM1比較直流母線電壓VBUS和第二閾值REF2，在直流母線電壓VBUS大于第二閾值REF2時(shí)輸出高電平。比較器COM2輸入直流母線電壓VBUS和第一閾值REF1，在直流母線電壓VBUS小于第一閾值REF1時(shí)輸出高電平。比較器COM3輸入直流母線電壓VBUS和第三閾值REF3，在直流母線電壓VBUS大于第三閾值REF3時(shí)輸出高電平。比較器COM1的輸出端與RS觸發(fā)器RS1的置位端連接。比較器COM2和COM3的輸出端與或門OR的輸入端連接?；蜷TOR的輸出端與RS觸發(fā)器RS1的復(fù)位端連接。RS觸發(fā)器RS1輸出用于控制開關(guān)S的控制信號(hào)Q。由此，上述邏輯電路可以實(shí)現(xiàn)在直流母線電壓VBUS大于第二閾值REF2時(shí)控制開關(guān)S導(dǎo)通，在直流母線電壓VBUS小于第一閾值REF1時(shí)控制開關(guān)S關(guān)斷，在直流母線電壓VBUS上升到大于第三閾值REF3時(shí)控制開關(guān)S關(guān)斷。容易理解，圖7所示的電路以高電平為有效電平為例來(lái)設(shè)計(jì)，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易根據(jù)有效電平的設(shè)置對(duì)電路進(jìn)行修改和調(diào)整。進(jìn)一步地，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以采用直流母線電壓VBUS的采樣值和與第一至第三閾值REF1-REF3對(duì)應(yīng)的參考值來(lái)進(jìn)行比較以判斷直流母線電壓與各閾值之間的關(guān)系。同時(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以根據(jù)需要采用其它類型的器件搭建邏輯電路實(shí)現(xiàn)相同的控制功能。

圖8是本發(fā)明第一實(shí)施例的LED驅(qū)動(dòng)電路的工作波形圖。如圖8所示，在周期開始時(shí)，直流母線電壓VBUS由零開始跟隨整流電路3輸出電壓逐漸上升，控制信號(hào)Q保持低電平，開關(guān)S保持關(guān)斷。在時(shí)刻t1，直流母線電壓VBUS上升到大于第二閾值REF2，控制信號(hào)Q切換為高電平，開關(guān)S導(dǎo)通，泄放電路開始泄放，直流母線電壓VBUS回落。在時(shí)刻t2，直流母線電壓VBUS下降到小于第一閾值REF1，控制信號(hào)Q切換為低電平，開關(guān)S關(guān)斷，泄放電路停止泄放，直流母線電壓VBUS重新開始上升。如此反復(fù)，控制使得直流母線電壓在第一閾值REF1和第二閾值REF2之間變化，直至?xí)r刻t3。在時(shí)刻t3，可控硅調(diào)光器TRIAC導(dǎo)通，泄放電路的泄放電流被箝位，直流母線電壓VBUS快速上升，在其上升到大于第三閾值REF3后，控制信號(hào)Q切換或保持為低電平，開關(guān)S關(guān)斷，泄放電路切換到第二模式，泄放通路被關(guān)斷。此后LED負(fù)載被點(diǎn)亮。在時(shí)刻t4，直流母線電壓VBUS隨整流電路3的輸出回落下降到第三閾值REF3后，比較器COM3輸出的高電平切換為低電平，施加在RS觸發(fā)器RS1的復(fù)位端的信號(hào)由高電平切換為低電平。此時(shí)，由于直流母線電壓VBUS仍然大于第二閾值REF2，施加在RS觸發(fā)器RS1的置位端的信號(hào)仍然保持為高電平。根據(jù)RS觸發(fā)器的特性，此時(shí)輸出的控制信號(hào)Q切換為高電平，開關(guān)S導(dǎo)通，進(jìn)行短暫的泄流。在時(shí)刻t5，直流母線電壓VBUS繼續(xù)下降到小于第一閾值REF3，比較器COM2輸出高電平，控制信號(hào)Q切換為低電平，開關(guān)S關(guān)斷，為下一個(gè)周期做好準(zhǔn)備。

由此，通過在泄放電路中設(shè)置開關(guān)，控制開關(guān)交替導(dǎo)通和關(guān)斷，從而在可控硅調(diào)光器導(dǎo)通前控制直流母線電壓在預(yù)設(shè)的第一閾值和第二閾值之間變化，進(jìn)而使得可控硅調(diào)光器以最大導(dǎo)通角度導(dǎo)通時(shí)的電壓被控制在略大于預(yù)定的負(fù)載驅(qū)動(dòng)電壓，減小了系統(tǒng)損耗，提高了系統(tǒng)效率。

圖9是本發(fā)明第二實(shí)施例的LED驅(qū)動(dòng)電路的電路圖。如圖9所示，本實(shí)施例的LED驅(qū)動(dòng)電路包括可控硅調(diào)光器TRIAC、用于進(jìn)行泄放的電路模塊、恒流控制模塊2和整流電路3。可控硅調(diào)光器TRIAC連接在交流輸入端口和整流電路3之間。整流電路3用于將經(jīng)過可控硅調(diào)光器TRIAC斬波后的交流電轉(zhuǎn)換為直流電輸出到直流母線BUS。恒流控制模塊2包括晶體管Q3、電阻R3以及控制環(huán)路?？刂骗h(huán)路至少包括跨導(dǎo)放大器GM2。通過電阻R3采樣負(fù)載電流，并基于電流閉環(huán)進(jìn)行恒流控制，以使得流過LED負(fù)載的電流跟隨參考信號(hào)REFLED。同時(shí)，恒流控制模塊2也可以采用多個(gè)線性器件進(jìn)行恒流控制以實(shí)現(xiàn)較寬的負(fù)載驅(qū)動(dòng)電壓范圍。應(yīng)理解，控制環(huán)路中的跨導(dǎo)放大器GM2也可以替換為輸出誤差電壓的誤差放大器。

用于進(jìn)行泄放的電路模塊包括泄放電路以及控制器11。泄放電路與直流母線BUS連接，在第一模式和第二模式之間切換。其中，在第一模式下，泄放電路受控泄放直流母線電流以控制直流母線電壓VBUS不高于預(yù)定值。在第二模式下，泄放電路關(guān)斷泄放通路。其中，泄放電路包括晶體管Q1和最大電流箝位電路12。在本實(shí)施例中，晶體管Q1可以受控工作于線性狀態(tài)，由此，可以響應(yīng)于控制端電流調(diào)節(jié)直流母線電壓VBUS。應(yīng)理解，雖然在本實(shí)施例中采用金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管(MOSFET)作為受控電壓源來(lái)調(diào)節(jié)直流母線電壓并進(jìn)行泄放，但是，其它的可作為受控電壓源的器件和電路，例如，絕緣柵雙極型晶體管IGBT或包括多個(gè)金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的更復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu)，均可以適用于本實(shí)施例。

在本實(shí)施例中，泄放電路的晶體管Q1和最大電流箝位電路12串聯(lián)連接在直流母線BUS和電阻R3之間。在本實(shí)施例中，最大電流箝位電路12包括晶體管Q4、電壓源V1和電阻R4。晶體管Q4和電阻R4串聯(lián)連接在需要進(jìn)行電流箝位的電流通路上。電壓源V1連接在晶體管Q4的控制端和接地端之間。在電阻R2上沒有電流流過時(shí)，流過晶體管Q4的電流達(dá)到后，Q4_th為晶體管Q4的最大柵漏電壓降，電流通路的泄放電流IQ1被箝位。在電阻R2上有電流流過時(shí)(此時(shí)可控硅調(diào)光器TRIAC導(dǎo)通)，最大電流箝位電路12的箝位電流IMAX會(huì)變化為在可控硅調(diào)光器TRIAC導(dǎo)通后，由于流過晶體管Q3的電流IQ3較大，在電阻R3上的電壓降較大，這使得箝位電流IMAX下降為趨近于零，或者直接使得最大電流箝位電路12關(guān)斷。應(yīng)理解，最大電流箝位電路12也可以采用其它結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，在上述連接關(guān)系下，在可控硅調(diào)光器TRIAC導(dǎo)通，LED負(fù)載被驅(qū)動(dòng)點(diǎn)亮后，最大電流箝位電路12會(huì)在極低的電流值箝位電流或關(guān)斷，由此，使得泄放通路自動(dòng)關(guān)斷。

控制器11被配置為在檢測(cè)到可控硅調(diào)光器TRIAC導(dǎo)通前控制所述泄放電路處于第一模式。也即，泄放電路受控于控制器11，在可控硅調(diào)光器TRIAC導(dǎo)通前在保持直流母線電壓VBUS不大于第四閾值REF4的條件下進(jìn)行泄放。在本實(shí)施例中，在可控硅調(diào)光器TRIAC導(dǎo)通后泄放通路被關(guān)斷?？刂破?1僅僅給充電電容C1電壓復(fù)位。在第一模式下，控制器11控制晶體管Q1的泄放電流，從而使得直流母線電壓VBUS按照預(yù)定的方式變化。具體地，控制器11在控制直流母線電壓VBUS上升到第四閾值REF4后逐漸下降，直至可控硅調(diào)光器TRIAC導(dǎo)通。

由此，可以避免不同類型的可控硅調(diào)光器和不同電路設(shè)置導(dǎo)致的漏電流不一致，進(jìn)而消除對(duì)可控硅調(diào)光器的導(dǎo)通點(diǎn)的負(fù)面影響。

具體地，如圖9所示，控制電路11包括跨導(dǎo)放大器GM1、控制開關(guān)S1和S2以及電容C1和電阻R1。其中，跨導(dǎo)放大器GM1的同相輸入端與直流母線BUS連接。控制開關(guān)S1連接在跨導(dǎo)放大器GM1的同相輸入端和反相輸入端之間?？刂崎_關(guān)S2、電容C1和電阻R1并聯(lián)連接在跨導(dǎo)放大器GM1的反相輸入端和接地端之間?？刂崎_關(guān)S1和S2保持常斷狀態(tài)，分別響應(yīng)于控制信號(hào)A1和A2導(dǎo)通。在控制開關(guān)S1導(dǎo)通，控制開關(guān)S2關(guān)斷時(shí)，充電電容C1的兩端電壓VC被快速充電直流母線電壓VBUS。在控制開關(guān)S1關(guān)斷，且控制開關(guān)S2也保持關(guān)斷時(shí)，電容C1經(jīng)由電阻R1緩慢放電，使得充電電容C1兩端電壓VC逐漸下降?？鐚?dǎo)放大器GM1根據(jù)直流母線電壓VBUS和充電電容C1上的電壓VC的差值控制輸出電壓，從而可以控制使得直流母線電壓跟隨電壓VC變化。

圖10是本發(fā)明第二實(shí)施例的控制器中開關(guān)控制電路的示意圖。圖11是對(duì)應(yīng)的工作波形圖。如圖10和圖11所示，開關(guān)控制電路用于輸出控制信號(hào)A1和A2分別控制控制開關(guān)S1和S2。開關(guān)控制電路包括比較器COM4、COM5和COM6以及單觸發(fā)電路Onehsot1、Oneshot2和Oneshot3以及RS觸發(fā)器RS2。其中，比較器COM4比較直流母線電壓VBUS和第四閾值REF4，在直流母線電壓VBUS大于第四閾值REF4時(shí)輸出高電平。單觸發(fā)電路Oneshot1與比較器COM4的輸出端連接，響應(yīng)于比較器COM4輸出信號(hào)的上升沿輸出一個(gè)持續(xù)預(yù)定時(shí)間的脈沖。比較器COM5比較直流母線電壓VBUS和起始閾值REFs。在直流母線電壓VBUS大于起始閾值REFs時(shí)輸出高電平。單觸發(fā)電路Oneshot2與比較器COM5的輸出端連接。響應(yīng)于比較器COM5輸出信號(hào)的上升沿輸出一個(gè)持續(xù)預(yù)定時(shí)間的脈沖。RS觸發(fā)器RS2的置位端與單觸發(fā)電路Oneshot2的輸出端連接，復(fù)位端與單觸發(fā)電路Oneshot1的輸出端連接，輸出控制信號(hào)A1。由此，在直流母線電壓VBUS上升到大于起始閾值REFs時(shí)，RS觸發(fā)器被置位，控制信號(hào)A1轉(zhuǎn)換為高電平，直至直流母線電壓VBUS上升到第四閾值REF4，RS觸發(fā)器RS2被復(fù)位，口子那個(gè)會(huì)信號(hào)A1切換為低電平。比較器COM6比較直流母線電壓VBUS和第五閾值REF5，在直流母線電壓VBUS大于第五閾值REF5時(shí)輸出高電平。單觸發(fā)電路Oneshot3與比較器COM6的輸出端連接，響應(yīng)于比較器COM5輸出信號(hào)的上升沿輸出一個(gè)持續(xù)預(yù)定時(shí)間的脈沖A2。第五閾值REF5大于第四閾值REF4。由此，在直流母線電壓上升到大于第四閾值REF4時(shí)，控制開關(guān)S1導(dǎo)通預(yù)定時(shí)間，使得電容C1被充電至當(dāng)時(shí)的直流母線電壓VBUS＝REF4。然后，控制開關(guān)S1關(guān)斷，同時(shí)控制開關(guān)S2保持關(guān)斷狀態(tài)。電容C1通過電阻R1緩慢放電，其兩端電壓緩慢下降?？刂破?1控制直流母線電壓VBUS跟隨充電電容C1的兩端電壓VC緩慢下降直至可控硅調(diào)光器TRIAC導(dǎo)通。在可控硅調(diào)光器TRIAC導(dǎo)通后，直流母線電壓VBUS會(huì)快速上升到閾值REF5以上，此時(shí)，控制開關(guān)S2導(dǎo)通預(yù)定時(shí)間，對(duì)充電電容C1放電，充電電容C1的兩端電壓VC被放電為零。此后，由于LED負(fù)載被點(diǎn)亮，電流流過晶體管Q3，最大電流箝位電路12的箝位電流下降到零附近或被關(guān)斷，泄放通路被關(guān)斷，直至下一個(gè)周期到來(lái)。

通過選擇第四閾值REF4的值，可以調(diào)節(jié)可控硅調(diào)光器的最大開通角度。圖11和圖12是本發(fā)明第二實(shí)施例的LED驅(qū)動(dòng)電路選取不同參數(shù)時(shí)的工作波形圖。如圖11所示，在將第四閾值REF4選擇得較低時(shí)，從可控硅調(diào)光器TRIAC流入到整流電路3進(jìn)而達(dá)到直流母線BUS的電能較少，可控硅調(diào)光器TRIAC內(nèi)部的電容Cx(參見圖1)可以較快地被充電到導(dǎo)通閾值。因此，可以使得導(dǎo)通位置較為提前。如圖12所示，在將第四閾值REF4選擇得較高時(shí)，可控硅調(diào)光器TRIAC流入到整流電路3進(jìn)而達(dá)到直流母線BUS的電能較多，可控硅調(diào)光器TRIAC內(nèi)部的電容Cx充電到導(dǎo)通閾值需要更多的時(shí)間。因此，可以使得導(dǎo)通位置較為靠后。通過調(diào)節(jié)導(dǎo)通位置，就可以調(diào)節(jié)導(dǎo)通時(shí)的直流母線電壓，從而使得直流母線電壓能滿足預(yù)定的負(fù)載驅(qū)動(dòng)電壓的要求，提高系統(tǒng)效率。

圖13是本發(fā)明第三實(shí)施例的LED驅(qū)動(dòng)電路的電路圖。如圖13所示，本實(shí)施例的LED驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)與第二實(shí)施例類似，不同在于，本實(shí)施例的泄放電路的晶體管Q1以及最大電流箝位電路12串聯(lián)連接在直流母線BUS和接地端之間。由此，最大電流箝位電路12的箝位電流IMAX在可控硅調(diào)光器TRIAC導(dǎo)通后不會(huì)被拉低。由此，本實(shí)施例的LED驅(qū)動(dòng)電路通過控制器11主動(dòng)地將晶體管Q1在第二模式下(也即，檢測(cè)到可控硅調(diào)光器TRIAC導(dǎo)通后)關(guān)斷。具體地，控制器11通過設(shè)置在跨導(dǎo)放大器GM1和接地端之間的控制開關(guān)S3實(shí)現(xiàn)上述功能?？刂崎_關(guān)S3可以由控制信號(hào)A3控制?？刂菩盘?hào)A3可以在直流母線電壓上升到第五閾值REF5時(shí)切換為高電平，以指示可控硅調(diào)光器TRIAC導(dǎo)通，控制泄放電路切換到第二模式?？刂崎_關(guān)S3受控于控制信號(hào)A3導(dǎo)通，從而將晶體管Q1的柵極電壓拉低到零，使得晶體管Q1關(guān)斷，關(guān)斷泄放通路。在可控硅調(diào)光器TRIAC導(dǎo)通前，由于控制開關(guān)S3保持關(guān)斷，本實(shí)施例的對(duì)于泄放電路的控制與第二實(shí)施例相同，在此不再贅述。

可選地，控制開關(guān)S3還可以基于其它的方式受控導(dǎo)通，例如，檢測(cè)到直流母線電壓在預(yù)定時(shí)間內(nèi)的上升幅度大于預(yù)定的閾值，則判斷可控硅調(diào)光器TRIAC導(dǎo)通，控制控制開關(guān)S3導(dǎo)通。

圖14是本發(fā)明第四實(shí)施例的控制方法的流程圖。如圖14所示，所述控制方法包括：

步驟S100、在所述可控硅調(diào)光器導(dǎo)通前控制泄放電路處于第一模式，所述泄放電路在第一模式下泄放直流母線電流控制直流母線電壓以預(yù)定方式變化。

其中，在第一模式下泄放直流母線電流控制直流母線電壓以預(yù)定方式變化包括：

第一模式下控制直流母線電壓在預(yù)定的范圍內(nèi)變化使得所述可控硅調(diào)光器導(dǎo)通時(shí)的直流母線電壓略大于預(yù)定的負(fù)載驅(qū)動(dòng)電壓；或者，

所述第一模式下控制直流母線電壓達(dá)到第四閾值后逐漸下降以使得所述可控硅調(diào)光器導(dǎo)通時(shí)的直流母線電壓略大于預(yù)定的負(fù)載驅(qū)動(dòng)電壓。

所述控制方法還可以包括：

步驟S200、在所述可控硅調(diào)光器導(dǎo)通后控制泄放電路處于第二模式，在第二模式下關(guān)斷泄放通路。

本發(fā)明實(shí)施例在可控硅調(diào)光器導(dǎo)通前通過泄放電路控制直流母線電壓以預(yù)定的方式變化，避免了不同類型的可控硅調(diào)光器和不同電路設(shè)置導(dǎo)致漏電流不一致影響可控硅調(diào)光器的導(dǎo)通點(diǎn)，從而可以避免LED閃爍的問題。同時(shí)，通過對(duì)直流母線電壓的控制，可以影響可控硅調(diào)光器導(dǎo)通后的電壓，從而可以靈活地根據(jù)需要設(shè)置導(dǎo)通點(diǎn)電壓。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本發(fā)明可以有各種改動(dòng)和變化。凡在本發(fā)明的精神和原理之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。