自适应LED电流纹波消除电路制造技术

本实用新型专利技术提供一种自适应LED电流纹波消除电路包括：功率管Q108、电流采样电阻R109、运算放大器U110、以及一个自适应基准电压产生电路。功率管Q108的漏极接LED灯负载的阴极、源极接电流采样电阻R109的一端、运算放大器U110的反相输入端以及自适应基准电压产生电路的输入端；自适应基准电压产生电路的输出端接运算放大器U110的同相输入端；运算放大器U110的输出端接功率管Q108的栅极；电流采样电阻R109的另一端作为该自适应LED电流纹波消除电路的接地端。自适应基准电压产生电路用于根据采样电压，自动调节其输出电压，控制运算放大器U110，从而能够控制功率管Q108的工作状态从线性区转移到饱和区。本实用新型专利技术用于消除LED频闪。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供一种自适应LED电流纹波消除电路包括：功率管Q108、电流采样电阻R109、运算放大器U110、以及一个自适应基准电压产生电路。功率管Q108的漏极接LED灯负载的阴极、源极接电流采样电阻R109的一端、运算放大器U110的反相输入端以及自适应基准电压产生电路的输入端；自适应基准电压产生电路的输出端接运算放大器U110的同相输入端；运算放大器U110的输出端接功率管Q108的栅极；电流采样电阻R109的另一端作为该自适应LED电流纹波消除电路的接地端。自适应基准电压产生电路用于根据采样电压，自动调节其输出电压，控制运算放大器U110，从而能够控制功率管Q108的工作状态从线性区转移到饱和区。本技术用于消除LED频闪。【专利说明】自适应LED电流纹波消除电路
本专利技术涉及照明驱动电路，尤其涉及LED恒流驱动电路。
技术介绍
LED是典型的电流型器件，对工作电流的稳定性要求很高。传统的LED恒流驱动电路的简单示意图如图1所示，包括交流输入源，整流桥，恒流驱动模块，滤波电容和LED负载，该LED负载和滤波电容直接并联。 为了达到高功率因数的要求，上述恒流驱动模块输出的电流含有工频纹波分量，例如输入源频率为50Hz，则恒流驱动模块输出的电流含有10Hz的纹波，滤波电容上的电压也含有10Hz的纹波。同时，流过LED负载的电流也含有10Hz的纹波，导致LED负载输出的光含有10Hz的频闪。尽管人的肉眼难以觉察这种低频频闪，但是人眼长期处在这种照明环境下，会造成视觉神经疲劳，危害人体健康，IEEE在2010年、2013年相继提出LED照明闪烁对健康的潜在危害，如光敏性癫痫、偏头痛、眩晕等等，所以对无闪烁LED照明的呼声越来越大。而且较大的电流纹波，会影响LED的发光效率,并缩短其使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种自适应LED电流纹波消除电路，能够达到消除LED频闪的目的。 为达到上述目的，本专利技术在现有的LED恒流驱动电路中，加入了该自适应LED电流纹波消除电路。 现有的LED恒流驱动电路包括:整流电路、恒流电路、输出滤波电容、LED灯负载。 该自适应LED电流纹波消除电路包括:功率管Q108、电流采样电阻R109、运算放大器U110、以及一个自适应基准电压产生电路。功率管Q108的漏极接LED灯负载的阴极、源极接电流采样电阻R109的一端、运算放大器UllO的反相输入端以及自适应基准电压产生电路的输入端；自适应基准电压产生电路的输出端接运算放大器UllO的同相输入端；运算放大器UllO的输出端接功率管Q108的栅极；电流采样电阻R109的另一端作为该自适应LED电流纹波消除电路的接地端。 LED驱动电流流经功率管Q108，在电流采样电阻R109上产生采样电压，自适应基准电压产生电路用于根据采样电压，自动调节其输出电压，控制运算放大器U110，使得当LED驱动电流中的纹波电流波动超过设定波动范围时，运算放大器Ul 10的输出减小，从而控制功率管Q108的工作状态从线性区转移到饱和区。 所述自适应基准电压产生电路包括:开关K117、电容C119、基准电压生成电路、t匕较器U124和U125、或门G128、与门G131、电流源1135、电流源1133、电容C134。 开关K117受控于时钟信号CLK_A，时钟信号CLK_A为高电平则开关K117导通，时钟信号CLK_AS低电平则开关K117截止。开关K117的一端作为自适应基准电压产生电路的输入端连接电流米样电阻R109的一端,获取米样的电压信号Ves ;同时电压信号Ves分别输入至比较器U124的同相输入端和比较器U125的反相输入端，以及运算放大器UllO的反相输入端；开关K117的另一端接电容C119的一端、以及基准电压生成电路的输入端；电容C119的另一端接自适应LED电流纹波消除电路的接地端。基准电压生成电路用于根据保持在电容C119上的电压Vcs s_d，产生两个基准电压Vcs Sampled+A V和Vcs S_d-A V，并分别送至比较器U124的反相输入端和比较器U125的同相输入端；比较器U124和U125各自的输出端接或门G128的两个输入端，或门G128的输出端接与门G131的一个输入端，时钟信号CLK_B输入与门G131的另一个输入端；与门G131的输出端接电流源1133的受控端。电流源1135的第一端接供电端，第二端接电流源1133的第一端、电容C134的一端，以及运算放大器Ul 10的同相输入端；电流源1133的第二端和电容C134的另一端接自适应LED电流纹波消除电路的接地端。 电流采样电阻R109也可以不包含在上述的自适应LED电流纹波消除电路中，而是作为一个外接采样电阻，连接关系则同上述的电流采样电阻R109。 时钟信号CLK_A和时钟信号CLK_B频率相同，两者之间相位相差90°，信号周期均为T，每周期T均包含4个时段。Tl时段内:CLK_A是高电平、CLK_B是低电平；T2时段内:CLK_A是低电平、CLK_B是低电平；T3时段内:CLK_A是低电平，CLK_B是高电平；T4时段内:CLK_A是低电平，CLK_B是低电平。 初始状态下，自适应基准电压产生电路的输出电压接近电源电压，使得运算放大器UllO输出高电压，控制功率管Q108导通，并且工作在线性区(也就是MOS管的非饱和区)，LED驱动电流可以不受限制的通过功率管Q108，并且在电流采样电阻R109上产生采样电压，自适应基准电压产生电路可以根据采样电压，自动调节其输出电压，当LED驱动电流中的纹波电流波动超过设定波动范围时，反映到电压的表现上，则反馈的电压Vcs会落在电压区间(Vcs—Sampled_ A V，^CS—Sampled+ AV)以外，此时自适应基准电压产生电路的输出电压降低，运算放大器UllO的输出减小，从而控制功率管Q108的工作状态从线性区转移到饱和区(M0S管的饱和区，即放大区)。功率管Q108进入饱和区工作后，其等效交流输出电阻增大，远远大于LED灯的等效电阻，因此功率管Q108漏端的电压波形可以跟随输出滤波电容上的电压波形，最终抵消落在LED灯上的电压波动，从而消除LED灯的纹波电流。 传统的LED照明驱动电路，由于LED灯的阴极直接接地，输出滤波电容上的电压波动，全部都落在了 LED灯上，引起了 LED灯的低频频闪。 与现有技术相比较，本专利技术功率管漏极的电压基本等于输出滤波电容上的电压纹波成分，使LED负载上的电压为一近似无纹波的直流电压，LED负载上的电流为一近似无纹波的直流电流，从而达到LED无频闪的目的。 【专利附图】【附图说明】 图1是现有的有纹波LED恒流驱动电路的简单示意图。 图2是本专利技术实施例一提供的无频闪的LED恒流驱动电路的原理图。 图3是本专利技术实施例采用的时钟频率相位关系图。 图4为本专利技术实施例二提供的无频闪的LED恒流驱动电路的原理图。 图5为本专利技术的一种自适应LED电流纹波消除电路的供电方式示意图。 图6为本专利技术的另一种自适应LED电流纹波消除电路的供电方式示意图。 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应LED电流纹波消除电路，其特征在于，包括：功率管Q108、电流采样电阻R109、运算放大器U110、以及一个自适应基准电压产生电路(111)；功率管Q108的漏极接LED灯负载的阴极、源极接电流采样电阻R109的一端、运算放大器U110的反相输入端以及自适应基准电压产生电路(111)的输入端；自适应基准电压产生电路(111)的输出端接运算放大器U110的同相输入端；运算放大器U110的输出端接功率管Q108的栅极；电流采样电阻R109的另一端作为该自适应LED电流纹波消除电路的接地端；LED驱动电流流经功率管Q108，在电流采样电阻R109上产生采样电压，自适应基准电压产生电路(111)用于根据采样电压，自动调节其输出电压，控制运算放大器U110，使得当LED驱动电流中的纹波电流波动超过设定波动范围时，运算放大器U110的输出减小，从而控制功率管Q108的工作状态从线性区转移到饱和区。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：励晔，黄飞明，赵文遐，丁国华，吴霖，朱勤为，
申请(专利权)人：无锡硅动力微电子股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32