一种消除LED-频闪的电路、方法及LED-驱动电

(10)申请公布号CN103281838A(43)申请公布日2013.09.04CN103281838A*CN103281838A*(21)申请号201310224533.3(22)申请日2013.06.05H05B37/02(2006.01)(71)申请人矽力杰半导体技术（杭州）有限公司地址310012浙江省杭州市文三路90号东部软件园科技大厦A1501(72)发明人黄秋凯(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人王宝筠(54)发明名称一种消除LED频闪的电路、方法及LED驱动电路(57)摘要本申请公开了一种消除LED频闪的电路、方法及LED驱动电路，所述消除LED频闪的电路，应用于LED驱动电路中，包括：滤波电路和具有恒流特性的可控器件。对于LED驱动器，当其所连接的负载具有电流源特性时，流过所述负载的电流是不含交流分量的直流，但其输出电压是含有少量交流分量的脉动电压，因此，本发明利用所述可控器件给LED负载提供恒流，使流过LED负载的电流是不含交流分量的直流，以消除LED频闪，并利用滤波电路滤除输出电压的交流分量，使LED负载上的电压也是不含交流分量的直流电压。(51)Int.Cl.权利要求书1页说明书5页附图3页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页说明书5页附图3页(10)申请公布号CN103281838ACN103281838A*CN103281838A*1/1页21.一种消除LED频闪的电路，应用于LED驱动电路中，所述LED驱动电路包括LED驱动器和输出电容，其中，所述输出电容的两端作为所述LED驱动电路的输出端并联于所述LED驱动器的两个输出端之间，其特征在于，包括：滤波电路和具有恒流特性的可控器件，其中：所述滤波电路并联于所述输出电容的两端，用于滤除所述LED驱动电路的输出电压中的交流电压纹波；所述可控器件的第一功率端和第二功率端串联在所述输出电容和LED负载之间，以给所述LED负载提供不含交流分量、且恒定的直流驱动电流。2.根据权利要求1所述的消除LED频闪的电路，其特征在于，所述滤波电路包括电阻和滤波电容，所述电阻的一端连接所述输出电容的一端，所述电阻的另一端连接所述滤波电容的一端，所述滤波电容的另一端连接所述输出电容的另一端。3.根据权利要求2所述的消除LED频闪的电路，其特征在于，所述可控器件为MOS管，所述MOS管的第一功率端连接所述输出电容的一端，第二功率端连接所述LED负载的正极性端，控制端连接所述电阻与所述滤波电容的公共端。4.根据权利要求1所述的消除LED频闪的电路，其特征在于，所述滤波电路的时间常数不小于10ms。5.一种LED驱动电路，包括LED驱动器、输出电容，其特征在于，还包括权利要求1-4任一项所述的消除LED频闪的电路；所述LED驱动器的输入端连接交流电源；所述输出电容的一端连接所述LED驱动器的正极输出端，所述输出电容的另一端连接所述LED驱动器的负极输出端；所述消除LED频闪的电路连接在所述输出电容和所述LED负载之间。6.一种消除LED频闪的方法，应用于权利要求1-4任一项所述的电路中，其特征在于，包括：利用具有恒流特性的可控器件为所述LED负载提供不含交流分量、且恒定的直流驱动电流；通过滤波电路滤除所述LED驱动电路的输出电压中的交流电压纹波。7.根据权利要求6所述的消除LED频闪的方法，其特征在于，当所述可控器件为MOS管时，所述利用具有恒流特性的可控器件为所述LED负载提供不含交流分量、且恒定的直流驱动电流的过程具体为：控制所述MOS管工作于恒流区，并控制所述MOS管的栅-源极电压恒定，以使流过所述MOS管的漏-源极的电流保持恒定。权利要求书CN103281838A21/5页3一种消除LED频闪的电路、方法及LED驱动电路技术领域[0001]本申请涉及电力电子技术领域，特别是涉及一种消除LED频闪的电路、方法及LED驱动电路。背景技术[0002]LED（LightingEmittingDiode，发光二极管），具有节能、环保、高效、安全等特点，因此，被广泛应用于景观、路灯和电子产品背光灯等照明场合。[0003]一般，LED驱动电路都是采用恒流驱动LED负载工作。如图1a所示，传统的LED驱动电路包括LED驱动器1和输出电容Cout，LED驱动器1将交流市电(工作频率为50Hz)转换为直流电提供给LED负载，具体的，LED驱动器1将交流市电Vin经过整流后，再转换为直流电提供给LED负载。但是，由于LED驱动器输出给LED负载的驱动电流包含有100Hz左右的交流分量，从而导致LED发光时会出现人眼能够感知到的频闪现象。[0004]请参见图1b，示出了图1a所示电路中的主要工作波形图，假定LED驱动器1的功率因数为1，交流市电Vin为正弦波时，则LED驱动器的输入电流iin为正弦波，瞬时输入功率Pin是正弦平方形式的脉动功率，而输出功率Po是平直的功率，LED负载两端的电压可认为是平直电压，流过LED负载的电流iLED中含100Hz左右的交流分量，导致出现人眼能够感知到的频闪现象，因此，急需一种能够消除LED频闪的电路。发明内容[0005]为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种消除LED频闪的电路、方法及LED驱动电路，以实现消除LED负载中的频闪现象，技术方案如下：[0006]本申请提供一种消除LED频闪的电路，应用于LED驱动电路中，所述LED驱动电路包括LED驱动器和输出电容，其中，所述输出电容的两端作为所述LED驱动电路的输出端并联于所述LED驱动器的两个输出端之间，包括：滤波电路和具有恒流特性的可控器件，其中：[0007]所述滤波电路并联于所述输出电容的两端，用于滤除所述LED驱动电路的输出电压中的交流电压纹波；[0008]所述可控器件的第一功率端和第二功率端串联在所述输出电容和LED负载之间，以给所述LED负载提供不含交流分量、且恒定的直流驱动电流。[0009]优选的，所述滤波电路包括电阻和滤波电容，所述电阻的一端连接所述输出电容的一端，所述电阻的另一端连接所述滤波电容的一端，所述滤波电容的另一端连接所述输出电容的另一端。[0010]优选的，所述可控器件为MOS管，所述MOS管的第一功率端连接所述输出电容的一端，第二功率端连接所述LED负载的正极性端，控制端连接所述电阻与所述滤波电容的公共端。[0011]优选的，所述滤波电路的时间常数不小于10ms。说明书CN103281838A32/5页4[0012]本申请还提供一种LED驱动电路，包括LED驱动器、输出电容，还包括上述的消除LED频闪的电路；[0013]所述LED驱动器的输入端连接交流电源；[0014]所述输出电容的一端连接所述LED驱动器的正极输出端，所述输出电容的另一端连接所述LED驱动器的负极输出端；[0015]所述消除LED频闪的电路连接在所述输出电容和所述LED负载之间。[0016]本申请还提供一种消除LED频闪的方法，应用于上述的消除LED频闪的电路中，包括：[0017]利用具有恒流特性的可控器件为所述LED负载提供不含交流分量、且恒定的直流驱动电流；[0018]通过滤波电路滤除所述LED驱动电路的输出电压中的交流电压纹波。[0019]优选的，当所述可控器件为MOS管时，所述利用具有恒流特性的可控器件为所述LED负载提供不含交流分量、且恒定的直流驱动电流的过程具体为：[0020]控制所述MOS管工作于恒流区，并控制所述MOS管的栅-源极电压恒定，以使流过所述MOS管的漏-源极的电流保持恒定。[0021]本申请提供的消除LED频闪的电路、方法及LED驱动电路，所述消除LED频闪的电路，应用于LED驱动电路中，由于LED驱动器所连接的负载的特性对LED驱动器输出的电压和电流有一定的影响，通过实验得到，当LED驱动器所连接的负载具有电流源特性时，流过所述负载的电流基本不含交流分量，但是LED驱动器的输出电压含有少量的交流分量，因此，本发明通过所述消除LED频闪的电路产生不含交流分量的直流驱动LED负载工作，并利用滤波电路滤除LED驱动电路的输出电压中的交流分量，从而消除LED负载上的交流电流、电压纹波，最终消除LED负载的频闪现象。附图说明[0022]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0023]图1a为传统的LED驱动电路的结构示意图；[0024]图1b为图1a所示电路中的主要工作波形示意图；[0025]图2a为LED负载的等效结构示意图；[0026]图2b为LED驱动电路的负载为LED负载的原理框图；[0027]图2c为LED驱动电路的负载为电压源的原理框图；[0028]图2d为LED驱动电路的负载为电流源的原理框图；[0029]图3为本申请实施例提供的一种消除LED频闪的电路的结构示意图；[0030]图4为本申请实施例提供的一种LED驱动电路的结构示意图；[0031]图5为本申请实施例提供的一种消除LED频闪的方法流程示意图。具体实施方式说明书CN103281838A43/5页5[0032]本发明提供的消除LED频闪的电路，应用于LED驱动电路中，在现有LED驱动电路的基础上，对其输出端进行改进，从而消除LED频闪现象。[0033]具体的，如图2a所示，为简化分析LED负载，将LED等效为电阻RLED与具有一定压降（VFLED）的二极管串联，此时，LED驱动电路的输出电流纹波iripple的计算公式如下：[0034]（式1）[0035]上式中，RLED为LED等效结构中的电阻RLED的阻值，Cout为LED驱动电路中的输出电容Cout的容值。[0036]LED驱动电路所连接的负载的特性不同时，其输出的电压纹波和电流纹波也将不同，具体以LED驱动电路的输出电压为40V、输出电流为400mA为例进行分析，具体参见图2b-图2d所示的电路示意图，图2b为LED驱动电路的负载为LED负载的原理框图，图2c为LED驱动电路的负载为电压源的原理框图，图2d为LED驱动电路的负载为电流源的原理框图。[0037]如图2b所示，当负载为LED负载时，由于LED负载具有恒压特性，则LED负载两端的电压可认为是平直的电压，但流过LED负载的电流是含100Hz左右的交流分量的脉动电流，根据式1可知，其电流纹波很大，具体的输出纹波含量的计算结果为：电压纹波vripple=7%，电流纹波iripple=45.1%。[0038]如图2c所示，当负载为电压源时，由于电压源具有恒压特性，所以LED驱动电路的输出电压是没有脉动的平直电压，而输出电流是含100Hz左右的交流分量的脉动电流，且电流纹波非常大，具体的输出纹波含量的计算结果为：电压纹波vripple=0%，电流纹波iripple=200%。[0039]如图2d所示，当负载为电流源时，由于电流源具有恒流特性，所以LED驱动电路的输出电流是没有脉动的平直电流，而且输出电压脉动很小，具体的输出纹波含量的计算结果为：电压纹波vripple=7.2%，电流纹波iripple=0%。[0040]由上述实验分析结果可知，本发明的核心思想为：若LED驱动器和输出电容后并联的输出负载可等效看作是具有电流源特性的输出负载，则理论上，LED驱动电路的输出电流纹波可以减小到零，此时能够完全消除LED驱动电路的输出电流中包含的100Hz左右的交流分量的脉动电流，从而消除LED频闪现象，但是，此时LED驱动电路的输出电压有较小的脉动，因此需要减小LED驱动电路的输出电压的纹波含量，使其输出电压为不含纹波的平直电压。[0041]为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，