抗閃頻的雙回路led驅動電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抗閃頻的雙回路LED驅動電路，包含有一LED燈串回路及一誤差校正電流回路，其中當LED燈串回路電流隨著電壓波動而突升或突降，該誤差校正電流回路會以小于60ms的校正周期進行校正，即于各校正周期時間內，產生一個與目前電流值相反的校正電流，借此平均突升電流值或突降電流值，并且因小于60ms校正周期時間將原本低頻的突升電流及突降電流轉為高頻，而高于人眼視覺暫留時間，以消除閃頻現(xiàn)象。
【專利說明】抗閃頻的雙回路LED驅動電路
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明關于一種LED驅動電路，尤指一種抗閃頻的LED驅動電路。
【背景技術】
[0002]一般使用交流電源的LED燈具的驅動電路，如圖7所示，與LED燈串51之間只構成單一回路，而該驅動電路50的反應時間TRESP0NSE緩慢，故當交流電源的電壓VAC波動時，回路電流Il較慢返回穩(wěn)定值，如圖8所示，如此電流波Il形即會直接影響人眼所接收的光能Elight，光能對應波動的電流值也反應出突升或突降的波動，所以人眼會感覺LED具出現(xiàn)閃頻。
[0003]目前已有快速反應時間的驅動電路問世，但回路電流波形仍舊會反應電壓波動，故此類驅動電路僅能降低閃頻現(xiàn)象，卻無法完全消除之，故有必要進一步提出LED燈具的閃頻消除方法。

【發(fā)明內容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明主要目的提供一種抗閃頻的雙回路LED驅動電路。
[0005]欲達上述目的所使用的主要技術手段令該抗閃頻的雙回路LED驅動電路，包含有一 LED燈串回路及一誤差校正電流回路，其中該LED燈串回路保持消耗功率定值，而該誤差校正電流回路則依據(jù)一電流基準值比較目前的電流值，再以小于60ms的校正周期，令大于或小于電流基準值的電流突波于各校正周期時間內，產生一個與目前電流值相反的校正電流，以保持平均消耗功率為定值。
[0006]當LED燈串回路電流隨著電壓波動而突升或突降，該誤差校正電流回路會以小于60ms的校正周期進行校正，即于各校正周期時間內，產生一個與目前電流值相反的校正電流，借此平均突升電流值或突降電流值，并且因小于60ms校正周期時間將原本低頻的突升電流及突降電流轉為高頻，而高于人眼視覺暫留時間，以消除閃頻現(xiàn)象。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明電路示意圖。
[0008]圖2為圖1電壓、電流及光能波形示意圖。
[0009]圖3為本發(fā)明LED驅動電路第一較佳實施例的流程圖。
[0010]圖4A為圖3于交流電源電壓突升的電壓及電流波形示意圖。
[0011]圖4B為圖3于交流電源電壓突降的電壓及電流波形示意圖。
[0012]圖5為本發(fā)明LED驅動電路第二較佳實施例的流程圖。
[0013]圖6A為圖5于交流電源電壓突升的電壓及電流波形示意圖。
[0014]圖6B為圖5于交流電源電壓突降的電壓及電流波形示意圖。
[0015]圖7為現(xiàn)有LED驅動電路的示意圖。
[0016]圖8為圖7電壓、電流及光能波形示意圖。[0017]其中，附圖標記:
[0018]10、50驅動電路101交直流轉換電路
[0019]11、51LED燈串12低頻濾波器
[0020]12’第二低頻濾波器13穩(wěn)流控制單元
[0021]14壓控晶體管14’第二壓控晶體管
[0022]15電流檢測單元15’第二電流檢測單元
[0023]16電容17 二極管
[0024]20誤差校正電流回路21比較單元
[0025]22積分器23加法器
【具體實施方式】
[0026]首先請參閱圖1及圖3所示,為本發(fā)明抗閃頻的雙回路LED驅動電路,其包含有一驅動電路10、一 LED燈串回路Il及一誤差校正電流回路IMmc;t。
[0027]以一線性LED驅動電路為例，上述LED燈串回路Il為一定電流回路，并包含有:
[0028]一 LED燈串 11，通過一壓控晶體管14及一電流檢測單元15連接至一交直流轉換電路101，該交直流轉換電路連接一交流電源\c ;其中該電流檢測單元將LED燈串11回路的電流轉換為對應的電壓信號；
[0029]一低頻濾波器12，電連接于該電流檢測單元15，并根據(jù)該電流檢測單元15所轉換后的電壓信號，輸出一平均電壓值；其中該低頻濾波器12為一數(shù)字濾波器，也可為一降頻濾波器，是將其所接受的電壓信號經(jīng)取樣及信號轉換后即時輸出一平均電壓，用以立即反應LED燈串11電流回路的電流平均值；及
[0030]一穩(wěn)流控制單元13，內建該電流基準值Ibase,并具有一與該低頻濾波器12電連接的輸入端，及一連接一參考電壓值的參考輸入端Vraf,并且其輸出端與該壓控晶體管14的控制端電連接；其中該穩(wěn)流控制單元13比較其輸入端所接收的參考電壓值與平均電壓值的大小，并依據(jù)比較結果輸出控制信號至該壓控晶體管14的控制端，維持LED燈串回路Il電流維持穩(wěn)定，進而保持消耗功率定值。
[0031]至于該誤差校正電流回路20則依據(jù)該穩(wěn)流控制單元13所內建該電流基準值Ibase,比較目前的電流值Ieiment，如圖2所示，再以小于60ms的校正周期Tetmeet，令大于或小于電流基準值Ibase的電流突波于各校正周期Tramrt時間內，產生一個與目前電流值相反的校正電流，以保持平均消耗功率為定值。如圖1所示，該誤差校正電流回路20包含有:
[0032]一比較單元21，其二輸入端分別連接該電流檢測單元15及該穩(wěn)流控制單元13，以讀取LED串接回路Il的目前電流Icmrait以及該電流基準值Ibase，并比較目前電流Imt與該電流基準值Ibase大小；
[0033]一積分器22，連接至該比較單元21的輸出端，于各小于60ms校正周期時間內，計算目前突升或突降的電流平均值，并輸出一個校正電流；又該積分器22輸出端可進一步連接至具有一數(shù)字類比較換器的穩(wěn)流控制單元13 ;及
[0034]一加法器23，連接于該積分器22輸出端及該LED燈串11 一端，以將該積分器22輸出的相反交流電流饋入該LED燈串11回路中，以平均目前突升或突降的電流值。[0035]上述穩(wěn)流控制單元13配合該誤差校正電流回路20，進一步包含有:
[0036]讀取目前電流及電壓，以計算目前功率值；
[0037]記錄功率平均值(Qav)；
[0038]比較該目前功率值(Qn)及功率平均值；
[0039]若大于該功率平均值(Qn》QAV)，令該數(shù)字類比轉換器減少一比特 '及
[0040]若小于該功率平均值(Qn〈〈QAV)，令該數(shù)字類比轉換器增加一比特。
[0041]請配合圖4A所示，當交流電源Va。第η個電壓半波較第η_1個電壓半波突升(η為自然數(shù))，則經(jīng)由比較器21及積分器22計算此周期內的LED串接回路Il電流Imt的平均值，該平均值會大于預設電流基準值Ibasei，并輸出一校正電流Ic^rat，該校正電流Urat并會于第η+1個電壓半波周期內將Imt降低，使得第η和η+1半波周期的瞬間功率的平均滿足二倍的平均功率(Qav)，即Qn+1=2Qav-Qn。若積分器22的輸出校正電流Urat是負值，則該穩(wěn)流控制單元13的數(shù)字類比轉換器將降低一比特，使輸入至該壓控晶體管14的柵極電壓降低，如圖4A中的第n+2半波周期所示，該穩(wěn)流控制單元13的數(shù)字類比轉換器將持續(xù)每電壓半波周期降低一比特，使得該LED串接回路Il的目前回路電流Imt隨之降低，直到計算在第m+1個電壓半波的功率已滿足Qm+1=2Qav-Qm時，控制該壓控晶體管14的柵極維持在一定電壓，令該回路電 路Imt維持在一新基準點Ibase2，不再改變。本實施例是采用數(shù)字的比較器和積分器，在檢測到第η+1個半波周期瞬間輸出功率變小時，在第n+2的半波周期才降低數(shù)字類比轉換器的比特；此外，也可在η+1的周期同時降低該數(shù)字類比轉換器一比特(圖中未示)。由于本實施例一次改變一個比特，使得基準點的改變非常緩慢，確保此兩回路的反應速度不會太靠近而造成不穩(wěn)定；當然，若在滿足穩(wěn)定的前提下，也可一次改變多個元件。
[0042]若如圖4Β所示，當交流電源第η個電壓半波較第η_1個電壓半波突降，則該比較器21及積分器22計算此周期內的LED串接回路Il電流Imt的平均值，而此一平均值會小于預設電流基準值Ibasei，而輸出一校正電流該校正電流IMmc;t并會于第η+1個電壓半波周期內將Iramnt升高，使得第η和η+1半波周期的瞬間功率的平均可滿足二倍的平均功率(Qav)，即Qn+1=2Qav-Qn。若積分器22的校正電流Ic^rat是正值，則該穩(wěn)流控制單元13的數(shù)字類比轉換器將升高一個比特，使輸入至該壓控晶體管14的柵極電壓升高，如圖4B中的第n+2半波周期所示，該穩(wěn)流控制單元13的數(shù)字類比轉換器將持續(xù)每電壓半波周期升高一比特，使其滿走Vgl (n+1) =Vgl (η) * (Qav/Qn)，相對地使得該LED串接回路11的目前回路電流I—隨之升高，直到計算在第m+1個電壓半波的功率已滿足Qm+1=2Qav-QmW，控制該壓控晶體管14的柵極維持在一定電壓，令該回路電路Icmrait維持在一新基準點IBASE2，不再改變。然而，于圖4B的第η+1個電壓半波周期中一次拉高數(shù)個比特，但有可能使得該Ieurrait經(jīng)校正后就超過Ibasei,因此會于第n+2個電壓半波周期中再令數(shù)字類比轉換器降低一比特，如此持續(xù)到穩(wěn)在新的基準值IBASE2。此動作會持續(xù)的進行，直到瞬間的功率與平均功率一致為止。
[0043]綜上所述，本發(fā)明以偶數(shù)電壓半波為檢測電流變化的周期，而奇數(shù)電壓半波則為校正誤差的周期。
[0044]請參閱圖5所示，為本發(fā)明第二較佳實施例，即相較圖3的LED燈串回路的第一較佳實施例，進一步包含有一子電流回路112 ;其中該子電流回路112包含有串接的一電容16、一第二壓控晶體管14’及一第二電流檢測單元15’，又該電容16與第二壓控晶體管14’的串接節(jié)點再連接一二極管17的陰極，而該二極管17的陽極則連接到該子電流回路112的接地端。
[0045]請配合參閱圖6A所示，上述該子電流回路112于該LED燈串11導通時(Vac>VlED)對其電容16進行充電，而于LED燈串11熄滅時(VAe〈'ED)對LED燈串放電，令該LED燈串回路Ill的電流約持一定值，當交流電源的電壓穩(wěn)定時，會在LED熄滅期間控制該第二壓控晶體管14’的柵極電壓，以減少該電容16約5%-10%的放電電流，因此LED燈串回路的電流會于t3時間略為降低，于波形上呈現(xiàn)一小缺口 Iless，直到該LED燈串11再次導通(VAC>'ED)；其中控制電容16輸出減少5%-10%的放電電流，主要是不可過低而造成閃頻，故圖6A在t3之前所顯示的電流缺口 Iless為穩(wěn)定狀態(tài)時的正常大小。然而，若由圖6A所示，當交流電源Vac的電壓突升時，該LED燈串回路Ill的電流因為導通時間變長(t3-t4時段)，使得電容16于t4-t5時間輸出更大的放電電流，而將Ill的電流缺口補平，故于t5時間之前該電流缺口即消失。因此，本實施例由該穩(wěn)流控制單元13檢知電流缺口已消失，則逐漸調降該子電流回路112的第二壓控晶體管14’的柵極電壓，直到該電流缺口重新出現(xiàn)且放電電流重新被維持減少在某個誤差范圍(5%?10%)以內，如在第n+2個電壓半波周期已穩(wěn)定，則于此周期內的放電時間會再出現(xiàn)電流缺口 Iless。在整個過程中，LED燈串回路Ill的電流維持一定值，故此時第二回路20不需做任何調節(jié)的動作，自然消除頻閃。
[0046]若如圖6B所示，當交流電源Vac的電壓在第η個電壓半波突降時，該電容于t3至t4的充電時間變短，而于t4至t5的放電時間變長，使得原本由電容降低輸出放電電流的時間也相對變長，而使得原本的電流缺口變大，因此該LED燈串回路111的電流于突降的第η個電壓半波出現(xiàn)一大缺口 Iless(t5之前)。此時，該穩(wěn)流控制單元13也計算第η個電壓半波的功率已小于平均功率，故于下個第η+1個電壓半波調升第二壓控晶體管14’的電壓比特并符合Vg2 (n+1) =Vg2 (η) * (Qav/Qn)，此時有可能第η+1個電壓半波會校正過度，超過Qav，而于下一第n+2個電壓半波，調降第二壓控晶體管14’的電壓，使第n+2個電壓半波的電壓再略為降低，使其功率滿足平均功率Qav。
[0047]由上述說明可知，本發(fā)明第二較佳實例主要調整子電流回路的第二壓控晶體管14’，即該穩(wěn)流控制單元13包含有:
[0048]讀取目前電流及電壓，以計算目前功率值；
[0049]記錄功率平均值(Qav)；
[0050]比較該目前功率值(Qn)及功率平均值；
[0051]若小于該功率平均值，調升第二壓控晶體管14’的電壓并符合Vg2 (n+l)=Vg2 (n)*(Qav/Qn)。
[0052]綜上所述，當LED燈串回路電流隨著電壓波動而突升或突降，該誤差校正電流回路會以小于60ms的校正周期進行校正，即于各小于60ms校正周期時間內，產生一個與目前電流值相反的校正電流，借此平均突升電流值或突降電流值，并且因小于60ms校正周期時間將原本低頻的突升電流及突降電流轉為高頻，而高于人眼視覺暫留時間，以消除閃頻現(xiàn)象。
[0053]雖然本發(fā)明已以實施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領域技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作些許的變更與修改，故本發(fā)明的保護范圍當以權利要求為準。
【權利要求】
1.一種抗閃頻的雙回路LED驅動電路，其特征在于，包括: LED燈串回路，保持消耗功率定值； 誤差校正電流回路，依據(jù)電流基準值比較目前的電流值，再以小于60ms的校正周期，令大于或小于電流基準值的電流突波于各小于60ms校正周期時間內，產生一個與目前電流值相反的校正電流，以保持平均消耗功率為定值。
2.如權利要求1所述的抗閃頻的雙回路LED驅動電路，其特征在于，該LED燈串回路為定電流回路，包含有: LED燈串，通過壓控晶體管及電流檢測單元連接至交直流轉換電路，該交直流轉換電路連接交流電源；其中該電流檢測單元將LED燈串回路的電流轉換為對應的電壓信號； 低頻濾波器，電連接于該電流檢測單元，并根據(jù)該電流檢測單元所轉換后的電壓信號，輸出平均電壓值；及 穩(wěn)流控制單元，內建該電流基準值，并具有與該低頻濾波器電連接的輸入端，及電連接參考電壓值的參考輸入端，并且其輸出端與該壓控晶體管的控制端電連接；其中該穩(wěn)流控制單元比較其輸入端所接收的參考電壓值與平均電壓值的大小，并依據(jù)比較結果輸出控制信號至該壓控晶體管的控制端，令電源回路的回路電流維持穩(wěn)定。
3.如權利要求2所述的抗閃頻的雙回路LED驅動電路，其特征在于，該誤差校正電流回路包含有: 比較單元，其二輸入端分別連接該電流檢測單元及該穩(wěn)流控制單元，以讀取LED串接回路的目前電流以及該電流基準值，并比較目前電流與該電流基準值大小； 積分器，連接至該比較單元的輸出端，于各小于60ms校正周期時間內，計算目前突升或突降的電流平均值，并輸出該校正電流 '及 加法器，連接于該積分器輸出端及該LED燈串一端，以將該積分器輸出的相反交流電流饋入該LED燈串回路中，以平均目前突升或突降的電流值。
4.如權利要求3所述的抗閃頻的雙回路LED驅動電路，其特征在于，該積分器輸出端進一步連接至該穩(wěn)流控制單元，其中該穩(wěn)流控制單元包含有數(shù)字類比較換器，并進一步包含有: 讀取目前電流及電壓，以計算目前功率值； 記錄功率平均值(Qav); 比較該目前功率值(Qn)及功率平均值； 若大于該功率平均值，令該數(shù)字類比轉換器減少一比特；及 若小于該功率平均值，令該數(shù)字類比轉換器增加一比特，并控制壓控晶體管的控制電壓:Vg2(n+l)=Vg2(n)*(Qav/Qn)。
5.如權利要求2至4項任一項所述的抗閃頻的雙回路LED驅動電路，其特征在于，該低頻濾波器為數(shù)字濾波器。
6.如權利要求5所述的抗閃頻的雙回路LED驅動電路，其特征在于，該數(shù)字濾波器為降頻濾波器，是將其所接受的電壓信號經(jīng)取樣及信號轉換后即時輸出平均電壓，用以立即反應LED燈串電流回路的電流平均值。
7.如權利要求3所述的抗閃頻的雙回路LED驅動電路，其特征在于，進一步包含有子電流回路，其中該子電流回路包含有串接的電容、第二壓控晶體管及第二電流檢測單元，又該電容與第二壓控晶體管的串接節(jié)點再連接二極管的陰極，而該二極管的陽極則連接到該子電流回路的接地端。
8.如權利要求7所述的抗閃頻的雙回路LED驅動電路，其特征在于，該積分器輸出端進一步連接至該穩(wěn)流控制單元，其中該穩(wěn)流控制單元包含有數(shù)字類比較換器，并進一步包含有: 讀取目前電流及電壓，以計算目前功率值； 記錄功率平均值(Qav)； 比較該目前功率值(Qn)及功率平均值； 若小于該功率平均值，調升第二壓控晶體管的電壓，并控制壓控晶體管的控制電壓:Vg2(n+l)=Vg2(n)*(Qav/Qn) ;n 為自然數(shù)。
【文檔編號】H05B37/02GK103987150SQ201310190101
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2013年5月21日 優(yōu)先權日:2013年2月8日
【發(fā)明者】潘政宏, 喻鵬飛 申請人:朗捷科技股份有限公司