CN117279152A - 可兼容调光器的led驱动电路、驱动方法及照明*** - Google Patents

可兼容调光器的led驱动电路、驱动方法及照明*** Download PDF

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Abstract

本申请公开了可兼容调光器的LED驱动电路、驱动方法及照明***，开关控制电路检测交流输入信号连接端和整流电路之间是否存在调光器，当不存在调光器时，其调节所述功率变换电路的输出电压为第一电压；当存在调光器时，其调节所述功率变换电路的输出电压为第二电压；所述第二电压的电压值大于第一电压的电压值。本申请在无需调光的情况下使得控制功率转换电路的输出电压与输入电压相接近，***的工作效率高，在需要调光的情况下，控制功率转换电路的输入电流工作在较宽的范围，从而使得***兼容性好，降低损耗。本发明的LED驱动电路能够兼容调光的场合，使得非调光时效率高，调光时兼容性好，损耗低，***整体应用适应性好。

Description

可兼容调光器的LED驱动电路、驱动方法及照明***
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，更具体地说，涉及一种可兼容调光器的LED驱动电路、驱动方法及照明***。
背景技术
LED作为新型节能照明光源，具备体积小、寿命高的优点，是目前市场中的主流光源。由于LED的亮度与流过其的电流相关，因此，在LED驱动电路中，需要控制流过其的电流恒定，以维持其稳定的工作电流。如图1所示，通过一个开关型的功率转换电路，接收输入电压，经整流后进行功率转换，输出合适的输出电压Vo驱动LED，并且输出恒定的电流以维持LED的亮度稳定，此方案可以满足转换效率较高的要求，如满足欧美市场对于LED驱动达到效率94％以上的要求。
但是对于欧美市场需要兼容调光的LED照明场合中，要求照明***的功率校正因数PF达到0.9或者更高的要求，根据欧美的标准要求：在没有调光的应用场合，需要照明***满足高效率(如效率达到94％以上)和无频闪要求；而在有调光的应用场合，需要兼容调光器且满足高PF的要求，上述的驱动电路不能同时满足达到高效率和高PF的要求。
因此，有必要提供改进的技术方案以克服现有技术中存在的以上技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种可兼容调光器的LED驱动电路、驱动方法及照明***，用以解决现有技术存在的LED驱动电路不能同时满足高效率和高PF的技术问题。
依据本申请的一种可兼容调光器的LED驱动电路，包括整流电路，接收交流输入信号，输出经整流处理的一整流信号；功率变换电路，包括可控开关管，其输入端耦接至所述整流电路，输出端耦接至LED负载；开关控制电路，提供开关控制信号用以控制所述可控开关管的开关状态，所述可控开关管根据所述开关控制信号执行通断操作，以控制所述功率变换电路输出端的输出电压大小；线性控制电路，其连接在LED负载的负端和参考地之间，以控制流过LED负载的电流，使得LED负载的工作电流维持稳定；所述开关控制电路检测交流输入信号的连接端和整流电路之间是否存在调光器，当不存在调光器时，其调节所述功率变换电路的输出电压为第一电压；当存在调光器时，其调节所述功率变换电路的输出电压为第二电压；所述第二电压的电压值大于第一电压的电压值。
优选地，所述第一电压的值设置为LED负载的压降与第一阈值电压之和，所述第二电压的值设置为LED负载的压降与第二阈值电压之和，第一阈值电压设置为大于线性电路导通压降；第二阈值电压设置为大于所述第一阈值电压；其中，所述线性电路导通压降为所述线性控制电路的导通电阻和LED负载的期望工作电流的乘积。
优选地，所述第二阈值电压设置为与第一阈值电压的电压差值为50-150V之间的任一值。
优选地，当存在调光器时，所述开关控制电路控制所述功率变换电路输出端的输出电压为第二电压，以使得所述功率变换电路的输入电流大小为等于大于第一阈值电流。
优选地，当所述调光器为可控硅调光器时，所述功率变换电路的输入电流为满足所述可控硅调光器的维持电流。
优选地，所述开关控制电路藕接所述线性控制电路与所述LED负载连接的节点以获得第一反馈电压，当不存在调光器时，所述开关控制电路根据所述第一反馈电压和第一参考电压产生所述开关控制信号，以控制所述功率变换电路的输出电压为第一电压；当存在调光器时，所述开关控制电路根据所述第一反馈电压和第二参考电压产生所述开关控制信号，以控制所述功率变换电路的输出电压为第二电压，其中，所述第一参考电压小于第二参考电压。
优选地，所述开关控制电路包括选择电路、误差放大电路、比较电路和逻辑电路，所述选择电路接收所述第一参考电压和第二参考电压，以根据是否存在调光器选择输出所述第一参考电压和第二参考电压其中之一；所述误差放大电路根据所述第一反馈电压与所述第一参考电压和第二参考电压其中之一进行误差放大，以获得第一误差信号；所述比较电路比较所述第一误差信号和所述功率变换电路的电感电流采样信号，以产生第一比较信号；所述逻辑电路接收所述第一比较信号和时钟信号，以产生所述开关控制信号。
优选地，所述开关控制电路还包括参考电压产生电路，所述参考电压产生电路用以产生所述第一参考电压和所述第二参考电压，其中，所述第二参考电压根据所述交流输入信号的大小可调节。
优选地，所述开关控制电路藕接所述线性控制电路与所述LED负载连接的节点以获得第一反馈电压，以及藕接所述功率变换电路输出端与所述LED负载连接的节点以获得第二反馈电压，当不存在调光器时，所述开关控制电路根据所述第一反馈电压和第一参考电压产生所述开关控制信号，以控制所述功率变换电路的输出电压为第一电压；当存在调光器时，所述开关控制电路根据所述第二反馈电压和所述第一参考电压产生所述开关控制信号，以控制所述功率变换电路的输出电压为第二电压。
优选地，所述开关控制电路包括选择电路、误差放大电路、比较电路和逻辑电路，所述选择电路接收所述第一反馈电压和第二反馈电压，以根据是否存在调光器选择输出所述第一反馈电压和第二反馈电压其中之一；所述误差放大电路根据所述第一参考电压以及所述第一反馈电压和第二反馈电压其中之一进行误差放大，以获得第二误差信号；所述比较电路比较所述第二误差信号和所述功率变换电路的电感电流采样信号，以产生第二比较信号；所述逻辑电路接收所述第二比较信号和时钟信号，以产生所述开关控制信号。
优选地，所述第一参考电压设置为大于线性电路导通压降，所述线性电路导通压降为所述线性控制电路的导通电阻和LED负载的期望工作电流的乘积。
优选地，所述开关控制电路藕接所述第一开关管的栅极以获得第一反馈电压，所述开关控制电路藕接所述线性控制电路与所述LED负载连接的节点以获得第二反馈电压，当不存在调光器时，所述开关控制电路根据所述第一反馈电压和第一参考电压产生所述开关控制信号，以控制所述功率变换电路的输出电压为第一电压；当存在调光器时，所述开关控制电路根据所述第二反馈电压和第二参考电压产生所述开关控制信号，以控制所述功率变换电路的输出电压为第二电压，其中，所述第一参考电压设置为大于所述第一开关管的导通阈值电压；所述第二参考电压设置为大于所述线性电路导通压降，所述线性电路导通压降为所述线性控制电路的导通电阻和LED负载的期望工作电流的乘积。
优选地，所述开关控制电路包括第一误差放大电路、第二误差放大电路、选择电路、比较电路和逻辑电路，所述第一误差放大电路根据所述第一参考电压和所述第一反馈电压以获得第一误差补偿信号；所述第二误差放大电路根据所述第二参考电压和所述第二反馈电压以获得第二误差补偿信号；所述选择电路接收所述第一误差补偿信号和第二误差补偿信号，以根据是否存在调光器选择输出所述第一误差补偿信号和第二误差补偿信号其中之一；所述比较电路将所述第一误差补偿信号和第二误差补偿信号其中之一与所述功率变换电路的电感电流采样信号进行比较，以产生第二比较信号；所述逻辑电路接收所述第二比较信号和时钟信号，以产生所述开关控制信号。
优选地，所述开关控制电路还包括调光检测电路，所述调光检测电路检测整流电路输入端或输出端的节点电压，以判断是否存在调光器，并将判断结果传输给所述选择电路。
优选地，所述线性控制电路包括第一开关管、与第一开关管串联的第一电阻和误差电路，所述第一开关管的一个功率端与所述LED负载的负端连接，所述误差电路根据所述第一开关管和第一电阻连接节点的采样信号获得第三反馈电压，并将所述第三反馈电压与第三参考电压进行误差放大，以控制所述第一开关管的开关状态，以使得所述LED负载的工作电流维持在期望值。
优选地，所述功率变换电路包括输入电容和Boost变换电路，所述输入电容连接在所述整流电路的输出端与所述Boost变换电路的输入端之间，所述Boost变换器的输出端与所述LED负载的正端连接，所述可控开关管为所述Boost变换电路的主功率开关管。
优选地，当不存在调光器时，调节所述功率变换电路的输出电压为第一电压，以使得所述可控开关管的占空比小于预设阈值，其中，所述预设阈值为大于零小于20％的任意值。
优选地，所述LED驱动电路中的至少部分集成在一个或多个集成芯片中。
第二方面，提供一种可兼容调光器的LED驱动方法，所述驱动方法利用上述的LED驱动电路实现，所述LED驱动方法包括步骤：
检测交流输入信号的连接端和整流电路之间是否存在调光器，当不存在调光器时，其调节所述功率变换电路的输出电压为第一电压；当存在调光器时，其调节所述功率变换电路的输出电压为第二电压；所述第二电压的电压值大于第一电压的电压值；
控制流过LED负载的电流，使得LED负载的工作电流维持稳定。
优选地，所述第一电压的值设置为LED负载的压降与第一阈值电压之和，所述第二电压的值设置为LED负载的压降与第二阈值电压之和，第一阈值电压设置为大于线性电路导通压降；第二阈值电压设置为大于所述第一阈值电压；其中，所述线性电路导通压降为所述线性控制电路的导通电阻和LED负载的期望工作电流的乘积。
优选地，第二阈值电压与所述第一阈值电压的差值设置在50-100V之间任一值。
优选地，当存在调光器时，控制所述功率变换电路输出端的输出电压为第二电压，以使得所述功率变换电路的输入电流大小为等于大于第一阈值电流。
优选地，所述第一阈值电流的大小设置为使得所述LED驱动电路的功率因至少达到0.7。
优选地，当不存在调光器时，控制所述功率变换电路的输出电压为第一电压，以使得所述可控开关管的占空比小于预设阈值，其中，所述预设阈值为大于零小于20％的任意值。
第三方面，提供一种照明***，包括LED负载和所述的LED驱动电路。
优选地，配置所述LED负载的压降，以使得所述LED负载的压降与所述交流输入信号的峰值的差值绝对值在预设电压范围，所述预设电压范围为0-10V之间的任意值。
采用本发明的LED驱动电路的控制方案，所述开关控制电路检测交流输入信号的连接端和整流电路之间是否存在调光器，当不存在调光器时，其调节所述功率变换电路的输出电压为第一电压；当存在调光器时，其调节所述功率变换电路的输出电压为第二电压；所述第二电压的电压值大于第一电压的电压值。本申请在无需调光的情况下使得控制功率转换电路的输出电压与输入电压相接近，***的损耗较低，整体工作效率高，在需要调光的情况下，控制功率转换电路的输入电流维持在一定的大小且工作范围较宽，从而使得***的兼容性好，且功率因数高。本发明的LED驱动电路能够根据兼容调光的场合，使得非调光时效率高，调光时兼容性好PF高，***整体适应性好。
附图说明
图1为现有技术的LED驱动电路的电路***的电路图；
图2为依据本发明的LED驱动电路的第一实施例电路框图；
图3为依据本发明的图2中的开关控制电路的第一种实现电路图；
图4为依据本发明的图2中的线性控制电路的具体电路图；
图5为依据本发明的图2中的开关控制电路的第二种实现电路图；
图6为依据本发明的图2中的功率转换电路的一种电路图；
图7为依据本发明的LED驱动电路的第二实施例电路框图；
图8为依据本发明的图7中的开关控制电路的一种实现电路图；
图9为依据本发明的LED驱动电路的第三实施例电路框图；
图10为依据本发明的图9中的开关控制电路的一种实现电路图；
图11a和图11b为依据本发明的工作波形图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。
为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
图2为依据本发明的LED驱动电路的第一实施例电路框图，图3为依据本发明的图2中的开关控制电路的第一种实现电路图，图4为依据本发明的图2中的线性控制电路的具体电路图以及参考图6为依据本发明的图2中的功率转换电路的一种电路图。本实施方式的LED驱动电路包括整流电路、功率变换电路、开关控制电路以及线性控制电路，整流电路其接收交流输入信号VAC，输出经整流处理的一整流信号；所述功率变换电路，包括可控开关管，功率变换电路的输入端耦接至所述整流电路，输出端耦接至LED负载，具体地，参考图6，所述功率变换电路包括输入电容C0和Boost变换电路以及输出电容C1，所述输入电容连接在所述整流电路的输出端与所述Boost变换电路的输入端之间，所述可控开关管为所述Boost变换电路的主功率开关管如Q1，所述输出电容C1连接在Boost变换电路的输出端和LED负载之间。所述开关控制电路提供开关控制信号VQ1用以控制所述可控开关管的开关状态，所述可控开关管根据所述开关控制信号执行通断操作，以控制所述功率变换电路输出端的输出电压大小，所述线性控制电路，其连接在LED负载的负端和参考地之间，以控制流过LED负载的电流，使得LED负载的工作电流维持稳定。本示例中，所述开关控制电路检测交流输入信号的连接端和整流电路之间是否存在调光器，当不存在调光器时，其调节所述功率变换电路的输出电压为第一电压；当存在调光器时，其调节所述功率变换电路的输出电压为第二电压；所述第二电压的电压值大于第一电压的电压值。这里的第一电压和第二电压均指根据***的输出需求设置的电压值，不具体指某一特定的电压值，其根据***的输入电压或者负载改变而改变。
优选地，所述第一电压的值设置为LED负载的压降与第一阈值电压之和，所述第二电压的值设置为LED负载的压降与第二阈值电压之和，第一阈值电压设置为大于线性电路导通压降；第二阈值电压设置为大于所述第一阈值电压；其中，所述线性电路导通压降为所述线性控制电路的导通电阻和LED负载的期望工作电流的乘积。这里，优选地，所述第一阈值电压设置为稍大于线性电路导通压降，以保证第一电压的值在减去LED负载的压降后，线性控制电路中的功率管能够工作在饱和区，以最大程度的降低开关管的功率损耗，而且第一电压可以保证LED的正常工作需求，既可以恒流也可以高效，根据测试，这种方式***的效率可高达96％以上。优选地，所述第二阈值电压设置为与第一阈值电压的电压差值为50-150V之间的任一值。第二阈值电压设置的较大，以使得功率变换电路的工作电流(输入电流)工作的范围较宽。
这里，当存在调光器时，所述开关控制电路控制所述功率变换电路输出端的输出电压为第二电压，这里，第二电压的值设置的一定的大小以使得所述功率变换电路的输入电流大小为等于大于第一阈值电流，第一阈值电流可以为调光器的维持电流或者稍低于维持电流。这里，所述第一阈值电流的大小设置为使得所述LED驱动电路的功率因至少达到0.7。优选地，当所述调光器为可控硅调光器时，所述功率变换电路的输入电流为满足所述可控硅调光器的维持电流，此时可以不需要额外增加维持电流。根据调光器的要求，控制第二电压的大小，可以第一方面提高LED驱动电路的兼容性，第二方面提高***的整体效率、PF值。
当不存在调光器时，调节所述功率变换电路的输出电压为第一电压，第一电压会设置的较低，以使得所述可控开关管的占空比小于预设阈值，其中，所述预设阈值为大于零小于20％的任意值。如此，当功率变换电路为Boost电路时，其主功率开关管基本在关断状态，开关损耗低，大大提升了***的效率。
参考图2-图4，所述开关控制电路藕接所述线性控制电路与所述LED负载连接的节点以获得第一反馈电压VFB1，当不存在调光器时，所述开关控制电路根据所述第一反馈电压VFB1和第一参考电压Vref1产生所述开关控制信号VQ1，以控制所述功率变换电路的输出电压为第一电压；当存在调光器时，所述开关控制电路根据所述第一反馈电压VFB1和第二参考电压Vref2产生所述开关控制信号，以控制所述功率变换电路的输出电压为第二电压，其中，所述第一参考电压Vref1小于第二参考电压Vref2。这里，所述第一参考电压设置为大于线性电路导通压降，所述线性电路导通压降为所述线性控制电路的导通电阻和LED负载的期望工作电流的乘积，这里，通常第一参考电压Vref1设置为稍大于线性电路导通压降，如果，可使得线性控制电路的在满足LED恒流控制的基础上，其功耗最低，从而使得***的功耗最低，效率最高。第二参考电压Vref2设置为大于第一参考电压，一般可设置与第一参考电压的差值在50V-150V，以使得功率转换电路的输出的第二电压较大，从而功率转换电路的输入电流大，工作范围宽。
如图3所示，所述开关控制电路还包括调光检测电路，所述调光检测电路检测整流电路输入端或输出端的节点电压，以判断是否存在调光器，并将判断结果传输给所述选择电路，这里，调光检测电路可以为现有的检测方案，如通过检测节点电压信号的上升沿或下降沿来判断是否存在调光器。
如图4所示，所述线性控制电路包括第一开关管Q2、与第一开关管串联的第一电阻Rs和误差电路，所述第一开关管的一个功率端与所述LED负载的负端连接，所述误差电路根据所述第一开关管和第一电阻连接节点的采样信号获得第三反馈电压VFB3，并将所述第三反馈电压与第三参考电压Vref3进行误差放大，以控制所述第一开关管的开关状态，以使得所述LED负载的工作电流维持在期望值。其中，第三参考电压Vref3设置为所述LED负载的预期期望电流，以满足功率需求。第一开关管Q2可以为MOS管。
继续参考图3所示，所述开关控制电路包括选择电路、误差放大电路、比较电路和逻辑电路，所述选择电路接收所述第一参考电压Vref1和第二参考电压Vref1，以根据是否存在调光器选择输出所述第一参考电压和第二参考电压其中之一；所述误差放大电路根据所述第一反馈电压VFB1与所述第一参考电压和第二参考电压其中之一进行误差放大，以获得第一误差信号Vc；所述比较电路比较所述第一误差信号Vc和所述功率变换电路的电感电流采样信号Vs，以产生第一比较信号；所述逻辑电路接收所述第一比较信号和时钟信号Swon，以产生所述开关控制信号。如通过第一比较信号产生开关控制信号控制所述可控开关管关断，通过时钟信号Swon产生开关控制信号控制所述可控开关管导通，其构成反馈环路，从而使得所述线性控制电路与所述LED负载连接的节点控制在需要的电压值，如第一参考电压或第二参考电压。
参加图5为依据本发明的图2中的开关控制电路的第二种实现电路图；所述开关控制电路还包括参考电压产生电路，所述参考电压产生电路用以产生所述第一参考电压和所述第二参考电压，其中，所述第二参考电压根据所述交流输入信号的大小可调节。如果可以更加灵活的设置第二参考电压，在满足兼容调光器的基础上，更好的兼顾效率。
参考图11a和图11b为依据本发明的工作波形图。图11a中，如在没有调光器，驱动电路非调光时，LED负载的压降VF与输入电压的峰值Vp较接近，在工频周期的开始时刻到t1时刻，由于输入电压的不足，需要功率转换电路进入功率转换，此时，开关控制信号有脉冲送出，输入电流有一定的大小，在t1至t2之间，功率转换电路不需要开通主功率开关管。第一参考电压较低，使得功率转换电路的输出的第一电压较小，因此，***整体功耗低。图11b中，在有调光器时，驱动电路需要调光，在工频周期的开始时刻t1到t3时刻，功率转换电路均需工作，开关控制信号有脉冲送出，输入电流有一定的大小，输入电流的工作范围较宽，一方面可以满足兼容调光器工作场合，如满足其维持电流需求，第二还可以控制第二电压的大小，在兼容调光器的情况下，尽量的提高效率。
参考图7为依据本发明的LED驱动电路的第二实施例电路框图；图8为依据本发明的图7中的开关控制电路的一种实现电路图；所述开关控制电路藕接所述线性控制电路与所述LED负载连接的节点以获得第一反馈电压VFB1，以及藕接所述功率变换电路输出端与所述LED负载连接的节点以获得第二反馈电压VFB2，当不存在调光器时，所述开关控制电路根据所述第一反馈电压VFB1和第一参考电压Vref1产生所述开关控制信号，以控制所述功率变换电路的输出电压为第一电压；当存在调光器时，所述开关控制电路根据所述第二反馈电压VFB2和所述第一参考电压Vref1产生所述开关控制信号，以控制所述功率变换电路的输出电压为第二电压。这里，第二反馈电压的获得可通过分压电路实现，如串联的分压电阻，分压电阻连接在所述功率变换电路输出端与所述LED负载连接的节点，所述第二反馈电压VFB2从分压电阻的中间节点获得。
图8所示，所述开关控制电路包括选择电路、误差放大电路、比较电路和逻辑电路，所述选择电路接收所述第一反馈电压和第二反馈电压，以根据是否存在调光器选择输出所述第一反馈电压和第二反馈电压其中之一；所述误差放大电路根据所述第一参考电压以及所述第一反馈电压和第二反馈电压其中之一进行误差放大，以获得第二误差信号Vc；所述比较电路比较所述第二误差信号和所述功率变换电路的电感电流采样信号Vs，以产生第二比较信号；所述逻辑电路接收所述第二比较信号和时钟信号，以产生所述开关控制信号。同理，本示例中开关控制电路还包括调光检测电路，所述调光检测电路检测整流电路输入端或输出端的节点电压，以判断是否存在调光器，并将判断结果传输给所述选择电路，这里，调光检测电路可以为现有的检测方案，如通过检测电压信号的上升沿或下降沿来判断是否存在调光器。同理，所述第一参考电压设置为大于线性电路导通压降，所述线性电路导通压降为所述线性控制电路的导通电阻和LED负载的期望工作电流的乘积，这里，通常第一参考电压Vref1设置为稍大于线性电路导通压降，以实现效率最高。
参考图9为依据本发明的LED驱动电路的第三实施例电路框图，图10为依据本发明的图9中的开关控制电路的一种实现电路图；所述开关控制电路藕接所述第一开关管的栅极以获得第一反馈电压VFB1，所述开关控制电路藕接所述线性控制电路与所述LED负载连接的节点以获得第二反馈电压VFB2。当不存在调光器时，所述开关控制电路根据所述第一反馈电压VFB1和第一参考电压Vref1产生所述开关控制信号，以控制所述功率变换电路的输出电压为第一电压；当存在调光器时，所述开关控制电路根据所述第二反馈电压VFB2和第二参考电压Vref2产生所述开关控制信号，以控制所述功率变换电路的输出电压为第二电压，其中，所述第一参考电压设置为大于所述第一开关管的导通阈值电压，这里所述第一参考电压设置为稍大于所述第一开关管的导通阈值电压；所述第二参考电压设置为大于所述线性电路导通压降，所述线性电路导通压降为所述线性控制电路的导通电阻和LED负载的期望工作电流的乘积，这里第二参考电压的值设置为远大于所述线性电路导通压降，如大于所述线性电路导通压降的50V以上。
具体地，参考图9，所述开关控制电路包括第一误差放大电路、第二误差放大电路、选择电路、比较电路和逻辑电路，所述第一误差放大电路根据所述第一参考电压和所述第一反馈电压以获得第一误差补偿信号Vc1；所述第二误差放大电路根据所述第二参考电压和所述第二反馈电压以获得第二误差补偿信号Vc2；所述选择电路接收所述第一误差补偿信号和第二误差补偿信号，以根据是否存在调光器选择输出所述第一误差补偿信号和第二误差补偿信号其中之一；所述比较电路将所述第一误差补偿信号和第二误差补偿信号其中之一与所述功率变换电路的电感电流采样信号Vs进行比较，以产生第二比较信号；所述逻辑电路接收所述第二比较信号和时钟信号Swon，以产生所述开关控制信号VQ1。本实施例中，由于第一开关管的栅极电压对线性控制电路的电流即LED电流的精准表征，因此通过第一开关管的栅极电压控制所述功率转换电路的输出电压，可以更精准的控制线性控制电路的压降，避免过多的电压加载在线性控制电路上，从而使得***的损耗更低，进一步优化***的效率。
优选地，所述LED驱动电路中的至少部分集成在一个或多个集成芯片中。由于本申请中采用的控制方案，可以使得输入电容C0的值较小，降低了输入电容的体积和成本，方便与其他器件一起集成，本申请的方案可以做到高度集成化；本申请还可以使得一个集成芯片可以在调光场合和非调光场合通用，相比于现有的调光场合和非调光场合需要不同的芯片，本申请大大提高了芯片的适用性。
本申请在无需调光的情况下使得控制功率转换电路的输出电压与输入电压相接近，***的损耗较低，整体工作效率高，在需要调光的情况下，控制功率转换电路的输入电流维持在一定的大小且工作范围较宽，从而使得***的兼容性好，且功率因数高。本发明的LED驱动电路能够根据兼容调光的场合，使得非调光时效率高，调光时兼容性好PF高，***整体适应性好。
上述实施例以Boost拓扑结构为例，本领域技术人员应当理解，在其他实施例中，功率级电路可以采用任何合适的直流-直流拓扑结构，如采用升压拓扑结构、同步升压拓扑结构，及其他合适的拓扑结构。
最后，本申请还提出了一种照明***，包括LED负载和上述的LED驱动电路。优选地，配置所述LED负载的压降，以使得所述LED负载的压降与所述交流输入信号的峰值的差值绝对值在预设电压范围，如所述预设电压范围为0-10V之间的任意值。通过设置LED负载的压降与所述交流输入信号的峰值相接近，在非调光场合中，可以使得功率转换电路的可控开关管尽量工作在关断状态，功率转换电路的功耗可以忽略，效率高，可以很好的满足在低功率的需求中，效率达到最高化。
补充说明的是，给出的具体实施以及对应的图例，仅仅是描述本发明实施方法的一种方式，并非限制本发明实施方案的具体结构，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
虽然以上将实施例分开说明和阐述，但涉及部分共通之技术，在本领域普通技术人员看来，可以在实施例之间进行替换和整合，涉及其中一个实施例未明确记载的内容，则可参考有记载的另一个实施例。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (26)

1.一种可兼容调光器的LED驱动电路，其特征在于，包括
整流电路，接收交流输入信号，输出经整流处理的一整流信号；
功率变换电路，包括可控开关管，其输入端耦接至所述整流电路，输出端耦接至LED负载；
开关控制电路，提供开关控制信号用以控制所述可控开关管的开关状态，所述可控开关管根据所述开关控制信号执行通断操作，以控制所述功率变换电路输出端的输出电压大小；
线性控制电路，其连接在LED负载的负端和参考地之间，以控制流过LED负载的电流，使得LED负载的工作电流维持稳定；
所述开关控制电路检测交流输入信号的连接端和整流电路之间是否存在调光器，当不存在调光器时，其调节所述功率变换电路的输出电压为第一电压；当存在调光器时，其调节所述功率变换电路的输出电压为第二电压；所述第二电压的电压值大于第一电压的电压值。
2.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第一电压的值设置为LED负载的压降与第一阈值电压之和，
所述第二电压的值设置为LED负载的压降与第二阈值电压之和，
第一阈值电压设置为大于线性电路导通压降；
第二阈值电压设置为大于所述第一阈值电压；
其中，所述线性电路导通压降为所述线性控制电路的导通电阻和LED负载的期望工作电流的乘积。
3.根据权利要求2所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第二阈值电压设置为与第一阈值电压的电压差值为50-150V之间的任一值。
4.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，当存在调光器时，所述开关控制电路控制所述功率变换电路输出端的输出电压为第二电压，以使得所述功率变换电路的输入电流大小为等于大于第一阈值电流。
5.根据权利要求4所述的LED驱动电路，其特征在于，当所述调光器为可控硅调光器时，所述功率变换电路的输入电流为满足所述可控硅调光器的维持电流。
6.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述开关控制电路藕接所述线性控制电路与所述LED负载连接的节点以获得第一反馈电压，
当不存在调光器时，所述开关控制电路根据所述第一反馈电压和第一参考电压产生所述开关控制信号，以控制所述功率变换电路的输出电压为第一电压；
当存在调光器时，所述开关控制电路根据所述第一反馈电压和第二参考电压产生所述开关控制信号，以控制所述功率变换电路的输出电压为第二电压，
其中，所述第一参考电压小于第二参考电压。
7.根据权利要求6所述的LED驱动电路，其特征在于，所述开关控制电路包括选择电路、误差放大电路、比较电路和逻辑电路，
所述选择电路接收所述第一参考电压和第二参考电压，以根据是否存在调光器选择输出所述第一参考电压和第二参考电压其中之一；
所述误差放大电路根据所述第一反馈电压与所述第一参考电压和第二参考电压其中之一进行误差放大，以获得第一误差信号；
所述比较电路比较所述第一误差信号和所述功率变换电路的电感电流采样信号，以产生第一比较信号；
所述逻辑电路接收所述第一比较信号和时钟信号，以产生所述开关控制信号。
8.根据权利要求7所述的LED驱动电路，其特征在于，所述开关控制电路还包括参考电压产生电路，
所述参考电压产生电路用以产生所述第一参考电压和所述第二参考电压，
其中，所述第二参考电压根据所述交流输入信号的大小可调节。
9.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述开关控制电路藕接所述线性控制电路与所述LED负载连接的节点以获得第一反馈电压，以及藕接所述功率变换电路输出端与所述LED负载连接的节点以获得第二反馈电压，
当不存在调光器时，所述开关控制电路根据所述第一反馈电压和第一参考电压产生所述开关控制信号，以控制所述功率变换电路的输出电压为第一电压；
当存在调光器时，所述开关控制电路根据所述第二反馈电压和所述第一参考电压产生所述开关控制信号，以控制所述功率变换电路的输出电压为第二电压。
10.根据权利要求9所述的LED驱动电路，其特征在于，所述开关控制电路包括选择电路、误差放大电路、比较电路和逻辑电路，
所述选择电路接收所述第一反馈电压和第二反馈电压，以根据是否存在调光器选择输出所述第一反馈电压和第二反馈电压其中之一；
所述误差放大电路根据所述第一参考电压以及所述第一反馈电压和第二反馈电压其中之一进行误差放大，以获得第二误差信号；
所述比较电路比较所述第二误差信号和所述功率变换电路的电感电流采样信号，以产生第二比较信号；
所述逻辑电路接收所述第二比较信号和时钟信号，以产生所述开关控制信号。
11.根据权利要求6或9所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第一参考电压设置为大于线性电路导通压降，所述线性电路导通压降为所述线性控制电路的导通电阻和LED负载的期望工作电流的乘积。
12.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述线性控制电路包括第一开关管、与第一开关管串联的第一电阻和误差电路，
所述第一开关管的一个功率端与所述LED负载的负端连接，
所述误差电路根据所述第一开关管和第一电阻连接节点的采样信号获得第三反馈电压，并将所述第三反馈电压与第三参考电压进行误差放大，以控制所述第一开关管的开关状态，以使得所述LED负载的工作电流维持在期望值。
13.根据权利要求12所述的LED驱动电路，其特征在于，
所述开关控制电路藕接所述第一开关管的栅极以获得第一反馈电压，
所述开关控制电路藕接所述线性控制电路与所述LED负载连接的节点或者是所述功率转换电路的输出端以获得第二反馈电压，
当不存在调光器时，所述开关控制电路根据所述第一反馈电压和第一参考电压产生所述开关控制信号，以控制所述功率变换电路的输出电压为第一电压；
当存在调光器时，所述开关控制电路根据所述第二反馈电压和第二参考电压产生所述开关控制信号，以控制所述功率变换电路的输出电压为第二电压，
其中，所述第一参考电压设置为大于所述第一开关管的导通阈值电压；
所述第二参考电压设置为大于所述线性电路导通压降，所述线性电路导通压降为所述线性控制电路的导通电阻和LED负载的期望工作电流的乘积。
14.根据权利要求13所述的LED驱动电路，其特征在于，
所述开关控制电路包括第一误差放大电路、第二误差放大电路、选择电路、比较电路和逻辑电路，
所述第一误差放大电路根据所述第一参考电压和所述第一反馈电压以获得第一误差补偿信号；
所述第二误差放大电路根据所述第二参考电压和所述第二反馈电压以获得第二误差补偿信号；
所述选择电路接收所述第一误差补偿信号和第二误差补偿信号，以根据是否存在调光器选择输出所述第一误差补偿信号和第二误差补偿信号其中之一；
所述比较电路将所述第一误差补偿信号和第二误差补偿信号其中之一与所述功率变换电路的电感电流采样信号进行比较，以产生第二比较信号；
所述逻辑电路接收所述第二比较信号和时钟信号，以产生所述开关控制信号。
15.根据权利要求6或9或13所述的LED驱动电路，其特征在于，所述开关控制电路还包括调光检测电路，
所述调光检测电路检测整流电路输入端或输出端的节点电压，以判断是否存在调光器，并将判断结果传输给所述选择电路。
16.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述功率变换电路包括输入电容和Boost变换电路，
所述输入电容连接在所述整流电路的输出端与所述Boost变换电路的输入端之间，
所述Boost变换器的输出端与所述LED负载的正端连接，
所述可控开关管为所述Boost变换电路的主功率开关管。
17.根据权利要求14所述的LED驱动电路，其特征在于，当不存在调光器时，调节所述功率变换电路的输出电压为第一电压，以使得所述可控开关管的占空比小于预设阈值，
其中，所述预设阈值为大于零小于20％的任意值。
18.根据权利要求1-10、12-14、16-17任一所述的LED驱动电路，其特征在于，所述LED驱动电路中的至少部分集成在一个或多个集成芯片中。
19.一种可兼容调光器的LED驱动方法，所述驱动方法利用如权利要求1-18任一所述的LED驱动电路实现，其特征在于，所述LED驱动方法包括步骤：
检测交流输入信号的连接端和整流电路之间是否存在调光器，当不存在调光器时，其调节所述功率变换电路的输出电压为第一电压；当存在调光器时，其调节所述功率变换电路的输出电压为第二电压；所述第二电压的电压值大于第一电压的电压值；
控制流过LED负载的电流，使得LED负载的工作电流维持稳定。
20.根据权利要求19所述的LED驱动方法，其特征在于，所述第一电压的值设置为LED负载的压降与第一阈值电压之和，
所述第二电压的值设置为LED负载的压降与第二阈值电压之和，
第一阈值电压设置为大于线性电路导通压降；
第二阈值电压设置为大于所述第一阈值电压；
其中，所述线性电路导通压降为所述线性控制电路的导通电阻和LED负载的期望工作电流的乘积。
21.根据权利要求19所述的LED驱动方法，其特征在于，第二阈值电压与所述第一阈值电压的差值设置在50-150V之间任一值。
22.根据权利要求19所述的LED驱动方法，其特征在于，当存在调光器时，控制所述功率变换电路输出端的输出电压为第二电压，以使得所述功率变换电路的输入电流大小为等于大于第一阈值电流。
23.根据权利要求22所述的LED驱动方法，其特征在于，所述第一阈值电流的大小设置为使得所述LED驱动电路的功率因数至少达到0.7。
24.根据权利要求20所述的LED驱动方法，其特征在于，
当不存在调光器时，控制所述功率变换电路的输出电压为第一电压，以使得所述可控开关管的占空比小于预设阈值，
其中，所述预设阈值为大于零小于20％的任意值。
25.一种照明***，包括LED负载和权利要求1-18任一项所述的LED驱动电路。
26.根据权利要求25所述的照明***，其特征在于，配置所述LED负载的压降，以使得所述LED负载的压降与所述交流输入信号的峰值的差值绝对值在预设电压范围，
所述预设电压范围为0-10V之间的任意值。
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