一种高效率AC-DCLED驱动电路控制系统的制作方法

本发明涉及led驱动控制，具体为一种高效率ac-dc led驱动电路控制系统。

背景技术：

1、ac-dc led驱动电路将交流市电转换为适合led负载的直流电，其控制性能直接影响照明系统的电能转换效率与工作稳定性。在led驱动控制领域，一种典型的做法是检测交流输入电压的过零点，并以此作为相位参考生成固定或预设变化规律的脉宽调制信号来驱动功率开关管。该方式对交流电压波形的处理较为粗略，仅在过零时刻建立时间基准，未对工频周期内部电压的瞬态变化特征进行细分。实际电网电压存在畸变、幅值波动以及噪声干扰，当输入电压波形发生非理想变化时，基于简单过零检测的调制策略难以实时跟进电压波形的具体演化过程，造成驱动脉冲与输入电压之间的相位和能量匹配偏差，进而导致led负载电流出现低频纹波和峰值波动，严重影响驱动效率以及光源的发光稳定性。现有技术的另一个局限在于调制系数的生成方式缺乏对电压趋势转折的针对性补偿。常规方案通常依赖电压幅值反馈或固定的计算曲线来调整占空比，当交流电压经历快速的上升转下降或下降转上升的过渡时，前后趋势阶段的电压衔接处会产生阶跃性差值。这种差值若未被量化并用于占空比补偿，会使功率开关管的导通时间无法及时适应输入能量的突变，造成在趋势变化点附近输出电流产生瞬时过冲或跌落。反复的电流过冲不仅增加功率器件应力，还会引入额外的电磁干扰，而电流跌落则直接降低平均输出功率，二者共同制约了驱动电路的整体效率和可靠性。

2、因此，需要解决在工频周期内如何精细识别交流电压的单调变化阶段，以及如何在电压趋势转折处对驱动脉冲的占空比进行与电压阶跃程度相适应的补偿这两个问题，从而实现ac-dcled驱动电路的高效率控制。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种高效率ac-dc led驱动电路控制系统，以解决传统驱动控制因无法精细识别交流电压趋势变化并据此动态补偿驱动脉冲而导致输出电流波动大、驱动效率不足的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：本发明提供一种高效率ac-dc led驱动电路控制系统，该系统通过对交流输入电压波形的精细划分与趋势解析，结合动态调制和反馈校验，实现对led负载电流的精准调节与稳定控制。

3、该系统包括交流输入检测模块，其按照交流电压的过零时刻将每个工频周期划分为多个连续且长度相等的子区间，并对每个子区间内的交流电压波形进行采样，计算得到每个子区间的电压上升率；作为优选的，当检测到当前子区间的电压上升率超过预设的变化率阈值时，该子区间被标记为异常区间，并采用前一子区间的电压上升率替代该异常区间的电压上升率，以抑制瞬时扰动对波形分析的影响。

4、波形解析模块接收每个子区间的电压上升率，记录电压上升率的符号变化时刻，并以符号变化时刻为分割点，将工频周期划分为多个电压趋势段；每个电压趋势段还对应确定了趋势斜率，从而在无需复杂运算的前提下快速提取电压波形的宏观变化特征。优选的，在相邻两个电压趋势段的趋势斜率比值小于预设的斜率比例阈值时，该两个电压趋势段被合并为一个电压趋势段，并以两者中较大的趋势斜率作为合并后的趋势斜率，由此减少过于细碎的趋势分段，使后续调制过程更为平滑。

5、动态调制模块根据当前电压趋势段的起始电压值与上一电压趋势段的终止电压值的差值确定调制系数，当差值为正、负或零时分别设定不同的系数值；进而利用该调制系数调整驱动脉冲的占空比基准值，生成经过补偿的脉宽调制信号。该调制方式直接响应于相邻趋势段之间的电压跳变程度，使得驱动脉冲的占空比能够根据电压趋势变化的幅度与方向进行适应性修正，加快系统对输入波动的动态响应速度。

6、功率开关驱动模块接收该脉宽调制信号，依据其高电平持续时间计算出导通占空比，并按照导通占空比控制功率开关管的导通角度，从而调节输出到led负载的电流，使得在交流输入的不同区间内均能保持有效的功率传输。

7、反馈校验单元采集每个工频周期内led负载的实际电流峰值，获取的方式为在功率开关管导通期间连续采集瞬时电流值并取最大值；将实际电流峰值与预期电流峰值进行比较，依据差值所处的容差区间生成校正信号，当差值超出上限或低于下限时分别输出与偏差量成比例的正向幅值或负向幅值，而差值在容差区间内时校正信号幅值为零。该校正信号可进一步作用于脉宽调制环节，形成闭环调节，使系统在输入电压波动和负载变化下仍能将led电流峰值稳定在预期范围内，提升led驱动效率与工作可靠性。

8、在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：

9、通过将交流电压每个工频周期按过零时刻划为多个连续且等长的子区间，并计算每个子区间的电压上升率，再依据电压上升率正负符号的变化标记出符号变化时刻，将这些时刻之间的区间确定为电压趋势段，每个趋势段对应一段电压单调上升或单调下降的过程。这种处理方式将连续的交流电压波形解析为具有明确趋势方向和斜率的离散化区段，使得对电压动态变化的刻画不再局限于过零点的单一时刻，而是获得了工频周期内完整的电压变化演进线索。相较于简单过零检测，该解析结果能够为后续调制提供分辨率更高的波形阶段信息，驱动系统可以针对每一趋势段内部相对一致的电压变化特征设计匹配的调制行为，消除因波形特征混淆导致的调制滞后和误调，进而从源头上降低输出电流低频纹波的产生。在获得电压趋势段的基础上，根据当前电压趋势段的起始电压值与上一电压趋势段的终止电压值的差值确定调制系数，差值正负及大小对应不同的调制系数预设值，并将该调制系数与占空比初始值相乘得到占空比补偿值，叠加至占空比初始值后形成当前电压趋势段的占空比修正值，依此生成脉宽调制信号。该措施在电压趋势发生转折时，通过量化相邻趋势段衔接处的电压阶跃量来直接决定占空比的调节方向和幅度，使得功率开关管的导通时间能够主动补偿因输入电压突变带来的能量偏差。当电压阶跃为正时，占空比获得正向修正以适应能量增加；当电压阶跃为负时，占空比被反向修正以抑制电流过冲；阶跃为零时则保持基准占空比，避免不必要的调节动作。这种与电压趋势转折深度绑定的补偿机制可以有效平滑趋势切换时刻的输出电流过渡过程，减小电流峰值同预期值之间的偏差，抑制瞬时过冲和跌落对功率器件及led负载的冲击，使整个工频周期内的电能传输更为平稳，从而提升驱动电路的电能转换效率和系统运行的稳定性。

1.一种高效率ac-dc led驱动电路控制系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种高效率ac-dc led驱动电路控制系统，其特征在于，所述交流输入检测模块按照交流电压的过零时刻将每个工频周期划分为多个连续的子区间的实现方式包括：

3.根据权利要求1所述的一种高效率ac-dc led驱动电路控制系统，其特征在于，所述波形解析模块记录电压上升率的符号变化时刻，将符号变化时刻之间的连续区间标记为电压趋势段的实现方式包括：

4.根据权利要求1所述的一种高效率ac-dc led驱动电路控制系统，其特征在于，所述动态调制模块根据当前电压趋势段的起始电压值与上一电压趋势段的终止电压值的差值，确定当前电压趋势段的调制系数的实现方式包括：

5.根据权利要求4所述的一种高效率ac-dc led驱动电路控制系统，其特征在于，所述动态调制模块根据调制系数调整驱动脉冲的占空比基准值，输出经过补偿的脉宽调制信号的实现方式包括：

6.根据权利要求1所述的一种高效率ac-dc led驱动电路控制系统，其特征在于，所述功率开关驱动模块按照脉宽调制信号的高电平持续时间控制功率开关管的导通角度的实现方式包括：

7.根据权利要求1所述的一种高效率ac-dc led驱动电路控制系统，其特征在于，所述反馈校验单元采集每个工频周期内led负载的实际电流峰值的实现方式包括：

8.根据权利要求7所述的一种高效率ac-dc led驱动电路控制系统，其特征在于，所述反馈校验单元将实际电流峰值与预期电流峰值进行比较，按照比较结果生成校正信号的实现方式包括：

9.根据权利要求2所述的一种高效率ac-dc led驱动电路控制系统，其特征在于，所述交流输入检测模块在检测到当前子区间的电压上升率超过预设的变化率阈值时，将该子区间标记为异常区间，并采用前一子区间的电压上升率替代该异常区间的电压上升率。

10.根据权利要求3所述的一种高效率ac-dc led驱动电路控制系统，其特征在于，所述波形解析模块在相邻两个电压趋势段的趋势斜率的比值小于预设的斜率比例阈值时，将该相邻两个电压趋势段合并为一个电压趋势段，并以两者中较大的趋势斜率作为合并后的电压趋势段的趋势斜率。