兼容调光的LED零电流纹波驱动电路的制作方法

本发明涉及一种兼容调光的LED零电流纹波驱动电路，尤指一种应用于发光二极管驱动电路中的兼容调光的LED零电流纹波驱动电路。

背景技术：

在现有的发光二极管(LED)调光系统中，为兼容高功率因数与成本的控制，通常采用单级PFC(Power Factor Correction，功率因数校正)电路来实现，此种控制方式的输出电流包含有工频纹波成分，其频率大约为电网频率的2倍，即100Hz/120Hz，长期处于这种低频频闪下工作，容易引起人的视觉疲劳，并且会影响灯的寿命，因此发光二极管驱动电路需要去除电流纹波的方法。

请参阅图1，图1为现有技术的发光二极管驱动电路的电路示意图。该发光二极管驱动电路包括发光二极管LED，带有纹波的电流源IAC，比较器CMP，开关SU、SD，NMOSFET(金氧半场效晶体管)M1，误差放大器EA，以及内部电流基准源IU、ID。其中，当比较器的输出端CMPOUT的电压为高时，开关SU导通，当比较器的输出端CMPOUT为低时，开关SD导通。

现有技术的发光二极管驱动电路去除纹波方法的基本原理是通过控制误差放大器EA的非反相输入端VC电压纹波，进而控制误差放大器EA的反相输入端CS的电压纹波，使得流过发光二极管LED的电流纹波与非反相输入端VC电压纹波正相关。因此，现有去除纹波的方法均将给非反相输入端VC充放电的内部电流基准源IU、ID控制在较小的电流值，以实现较小的电流纹波。此控制方法带来的问题是单级PFC调光系统电流纹波比会随着发光二极管LED输出电流的减小而增大，进而在调光小电流条件下无法满足零电流纹波的要求，造成发光二极管LED频闪现象。

因此，如何提供一种能兼容PFC调光系统并能有效去除电流纹波的兼容调光的LED零电流纹波驱动电路，即为各家业者亟待解决的课题。

技术实现要素：

鉴于已知技术的种种缺失，本发明的主要目的，即在于提供一种能兼容PFC调光系统并能有效去除电流纹波的兼容调光的LED零电流纹波驱动电路。

为了达到上述目的及其他目的，本发明遂提供一种兼容调光的LED零电流纹波驱动电路，应用于发光二极管驱动电路中，包括电压跟随器模块以及内部电流源模块。该电压跟随器模块用于自该发光二极管驱动电路取样一电压信号；以及该内部电流源模块，与该电压跟随器模块连接，并用于输出一电流信号至该发光二极管驱动电路；其中，该电流信号与该电压信号成正比例。

进一步的，该电压跟随器模块包括运算放大器。

进一步的，该运算放大器的非反相输入端连接至该发光二极管驱动电路，且该运算放大器的反相输入端连接至输出端以及该内部电流源模块。

进一步的，该内部电流源模块包括可变电流源以及与该可变电流源串联的开关。

相较于已知技术，由于本发明的兼容调光的LED零电流纹波驱动电路采用优化的调光自适应技术，以电压跟随器模块自发光二极管驱动电路取样一电压信号，并以内部电流源模块输出一电流信号至该发光二极管驱动电路，其中，在该电压信号较高的条件下，该电流信号也维持较高的水平；当发光二极管驱动电路的输出电流逐渐减小，则该电压信号逐渐减小，该电流信号也将随之自适应降低。也就是说，该电流信号与该电压信号成正比例，实现最优的纹波电流匹配。最终能达到全输出电流范围内零纹波电流，消除单级PFC调光系统电流纹波会随输出电流下降带来的纹波电流恶化现象，充分地解决了现有技术的缺失。

附图说明

图1为现有技术的发光二极管驱动电路的电路示意图；

图2为本发明的兼容调光的LED零电流纹波驱动电路的电路示意图；

图3为本发明的兼容调光的LED零电流纹波驱动电路的关键节点波形时序示意图。

符号说明：

1 兼容调光的LED零电流纹波驱动电路

10 电压跟随器模块

11 内部电流源模块

CC 电容

CMP 比较器

CMPOUT 比较器的输出端

CS 反相输入端

EA 误差放大器

IAC 电流源

IU、ID 内部电流基准源

IUA 内部电流源

ILED 输出电流

IUA1 电流信号

LED 发光二极管

M1 晶体管

OP 运算放大器

SU、SD 开关

SUA 开关

t0、t1、t2 时间点

VC 非反相输入端

VC1 电压信号

VIN 电压信号

具体实施方式

以下藉由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明亦可藉由其他不同的具体实施例加以施行或应用。

请参阅图2，其为本发明的兼容调光的LED零电流纹波驱动电路的电路示意图。如图所示，本发明的兼容调光的LED零电流纹波驱动电路1，应用于发光二极管驱动电路中，兼容调光的LED零电流纹波驱动电路1包括电压跟随器模块10以及内部电流源模块11。电压跟随器模块10用于自该发光二极管驱动电路取样一电压信号，也就是误差放大器EA的非反相输入端VC的电压信号；内部电流源模块11与电压跟随器模块10连接，并用于输出一电流信号至该发光二极管驱动电路，该电流信号输出回误差放大器EA的非反相输入端VC；其中，该电流信号与该电压信号成正比例。

进一步而言，在该电压信号较高的条件下，该电流信号也维持较高的水平；当发光二极管LED的输出电流ILED逐渐减小，则该电压信号逐渐减小，该电流信号也将随之自适应降低。其中，输出电流ILED的电流纹波峰峰值与该电压信号峰峰值成正比，又该电流信号与该电压信号成正比例，因此形成自适应环路反馈，从而能消除单级PFC调光系统电流纹波会随输出电流ILED下降带来的纹波电流恶化现象。

在一实施例中，电压跟随器模块10可包括运算放大器OP。

在一实施例中，运算放大器OP的非反相输入端可连接至该发光二极管驱动电路，且运算放大器OP的反相输入端连接至运算放大器OP的输出端以及内部电流源模块11。

在一实施例中，内部电流源模块11可包括可变电流源IUA以及与可变电流源IUA串联的开关SUA。

进一步来说，电压跟随器模块10采用负反馈的运算放大器OP，可实时输出自该发光二极管驱动电路取样的非反相输入端VC的电压信号的真实信号。又在该电压信号较高的条件下，内部电流源IUA输出的该电流信号也维持较高的水平；当发光二极管LED的输出电流ILED逐渐减小，则该电压信号逐渐减小，内部电流源IUA输出的该电流信号也将随之自适应降低，也就是说，该电流信号和该电压信号成正比例。

以公式表示

其中，ILED_PP为输出电流ILED的电流纹波峰峰值，VCPP为该电压信号峰峰值，k为常数，CC1为电容CC的电容值，tSAT为晶体管M1工作在饱和区的时间，以及IU1和IUA1分别为内部电流源IU和IUA输出的电流。

由以上公式可知，电流纹波峰峰值ILED_PP与该电压信号峰峰值VCPP成正比，与电流(IU1+IUA1)成正比。因此形成自适应环路反馈，实现最优的纹波电流匹配，最终能达到全输出电流范围内零纹波电流，消除单级PFC调光系统电流纹波会随输出电流ILED下降带来的纹波电流恶化现象。

请同时参阅图2及图3，图3其为本发明的兼容调光的LED零电流纹波驱动电路的关键节点波形时序示意图。如图所示，在时间点t0到时间点t1的区间，发光二极管LED稳定工作，误差放大器EA的非反相输入端VC的电压信号VC1和电流信号IUA1保持平稳。

在时间点t1到时间点t2的区间，随着输出电流ILED逐渐减小，电压信号VIN逐渐减小，电压信号VC1同步减小，此时内部自适应模块开始工作，内部电流源IUA输出的电流信号IUA1随之逐渐减小，晶体管M1工作在饱和区的时间是固定的，那么电压信号VC1的电压纹波就会随之减小。由于电压信号信号VC1和输出电流ILED是闭环反馈，因此，输出电流纹波峰峰值也随之降低，达到小电流条件纹波比例的稳定。

相较于已知技术，由于本发明的兼容调光的LED零电流纹波驱动电路采用优化的调光自适应技术，以电压跟随器模块自发光二极管驱动电路取样一电压信号，并以内部电流源模块输出一电流信号至该发光二极管驱动电路，其中，在该电压信号较高的条件下，该电流信号也维持较高的水平；当发光二极管驱动电路的输出电流逐渐减小，则该电压信号逐渐减小，该电流信号也将随之自适应降低。也就是说，该电流信号与该电压信号成正比例，实现最优的纹波电流匹配。最终能达到全输出电流范围内零纹波电流，消除单级PFC调光系统电流纹波会随输出电流下降带来的纹波电流恶化现象，充分地解决了现有技术的缺失。

藉由以上较佳具体实施例的描述，本领域具有通常知识者当可更加清楚本发明的特征与精神，惟上述实施例仅为说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。因此，任何对上述实施例进行的修改及变化仍不脱离本发明的精神，且本发明的权利范围应如权利要求所列。