照明装置、LED驱动电路及其泄放控制电路和控制方法与流程

照明装置、led驱动电路及其泄放控制电路和控制方法
技术领域
1.本发明涉及照明装置领域，尤其涉及照明装置、led驱动电路及其泄放控制电路和控制方法。


背景技术：

2.切相调光器是利用调光器来对输入电压进行斩波，可控硅调光是目前常用的前切调光方法，可控硅调光器(也称为triac)采用相位控制方法来实现调光，即在交流电的每半个正弦波周期控制可控硅调光器导通，获得相同的导通角度(即可控硅调光器在每半个正弦波周期内导通的时间)，通过调节可控硅调光器的斩波相位，可以改变triac的导通角度的大小，实现调光；后切调光方法常用如mosfet/igbt等全控型功率器件来实现，利用全控型功率器件对输入电压进行斩波，实现调光。
3.基于采用可控硅或例如mosfet/igbt等全控型功率器件作为调光器切相调光的情况，由于调光器关断时电路后级呈现高阻抗状态，导致母线电压无法跌落，为了能够保证调光器的正常工作，需要在电路中加入泄放电流电路，避免影响调光器的正常导通及保证电路稳定工作。目前的泄放控制主要有两种，一种是一直使能泄放电路，在泄放电流一直存在的情况下，会导致电路损耗偏大而效率降低，且容易导致器件发热影响期间寿命，另一种则是实时监测下降沿的固定电压阈值，达到设定阈值时使能泄放电路，但在调光进程中对于调光相位角的变化不能快速响应，导致电路中的维持电流对电路产生影响，降低系统的工作效率和和系统的稳定性。
4.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。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术中存在的上述缺陷，本技术的目的在于提供一种能够自适应控制泄放电路通断的照明装置、led驱动电路及其泄放电流控制电路和控制方法。
6.基于上述发明目的，本发明提供了一种泄放控制电路，交流输入电压经过切相处理后传输给母线线路，包括：
7.计时模块，接收母线电压以及至少一个阈值电压，在每个工频半波周期内，生成所述母线电压上升沿达到所述阈值电压至下降沿达到所述阈值电压所用时间的第一时间信号；
8.时间处理模块，接收所述第一时间信号，根据前一个所述工频半波周期的所述第一时间信号生成第二时间信号；以及
9.控制信号生成模块，接收所述第二时间信号，生成用于控制泄放电路的第一控制信号。
10.进一步的，所述至少一个阈值电压包括第一阈值电压和第二阈值电压，所述计时模块生成所述母线电压上升沿达到所述第一阈值电压至下降沿达到第二阈值电压所用时间的所述第一时间信号。
11.进一步的，所述时间处理模块接收所述第一时间信号后储存为所述第二时间信号；
12.对所述母线电压检测，当检测到母线电压达到所述阈值电压时，输出所述第二时间信号。
13.进一步的，所述计时模块包括：
14.第一比较器，用于接收所述母线电压与所述第一阈值电压，检测每个所述工频半波周期内，所述母线电压上升沿达到所述第一阈值电压时输出第一信号；
15.第二比较器，用于接收所述母线电压与所述第二阈值电压，检测每个所述工频半波周期内，所述母线电压下降沿达到所述第二阈值电压时输出第二信号；以及
16.检测模块，用于接收所述第一信号以及所述第二信号，检测相邻所述第一信号与所述第二信号的时间，生成所述第一时间信号。
17.进一步的，所述时间处理模块包括：
18.第一储存模块，用于接收前一个所述工频半波周期的所述第一时间信号并储存为所述第二时间信号；
19.第一比较模块，用于接收同一所述工频半波周期内的所述第一时间信号与所述第二时间信号，当所述第一时间信号与所述第二时间信号不相等时，输出第三信号；
20.第一处理模块，用于接收到所述第三信号，将下一个所述工频半波周期的所述第二时间信号步进增加；以及
21.第一计时模块，用于接收所述母线电压，所述第一阈值电压以及所述第二时间信号，当所述母线电压上升沿到所述第一阈值电压时，输出所述第二时间信号。
22.进一步的，所述时间处理模块包括：
23.第二储存模块，用于接收前一个所述工频半波周期的所述第一时间信号并储存为所述第二时间信号；
24.第二比较模块，用于接收同一所述工频半波周期内的所述第一时间信号与所述第二时间信号，比较所述第一时间信号与所述第二时间信号得到第三时间信号；
25.第二处理模块，用于接收所述第三时间信号和第一预存时间比较，当所述第三时间信号小于所述第一预存时间并大于第二预存时间时，将下一个所述工频半波周期的所述第二时间信号步进增加，当所述第三时间信号大于所述第一预存时间时，将下一个所述工频半波周期的所述第二时间信号步进缩减；以及
26.第二计时模块，用于接收所述母线电压，所述第一阈值电压以及所述第二时间信号，当所述母线电压上升沿到所述第一阈值电压时，输出所述第二时间信号。
27.进一步的，所述第二预定时间为零或一固定时间；
28.当所述第三时间信号与所述第二预定时间相等时，所述第二时间信号保持稳定。
29.进一步的，所述第二储存模块用于接收所述母线的电压，第一阈值电压以及第二阈值电压，在每个工频半波周期内，生成并储存所述母线电压上升沿达到所述第一阈值电压至下降沿达到第二阈值电压所用时间的所述第二时间信号。
30.进一步的，所述控制信号生成模块包括：
31.脉冲信号模块，被配置为在被配置为在设定的n个工频半波周期内输出高电平的脉冲信号，n≥1；
32.第二控制信号模块，用于接收所述第一阈值电压和所述第二时间信号以生成第二控制信号；以及
33.逻辑模块，用于接收所述脉冲信号和所述第二控制信号，生成所述第一控制信号。
34.进一步的，还包括第一减法模块，用于接收第二预定时间，所述第二预定时间为控制泄放电路提前开启的时间。
35.基于上述发明目的，本发明还提供了一种泄放电路控制方法，用于控制泄放电路，所述泄放电路电连接在led驱动电路的母线上，包括：
36.接收母线电压以及至少一个阈值电压，在每个工频半波周期内，生成所述母线电压上升沿达到所述阈值电压至下降沿达到所述阈值电压所用时间的第一时间信号；
37.从第二个工频半波周期开始，当检测到所述母线电压上升沿达到所述阈值电压时，关断所述泄放电路第二时间；
38.检测所述泄放电路重新导通至所述母线电压下降沿达到所述阈值电压时所用的时间，生成第三时间信号；以及
39.根据所述第三时间信号，重新配置下一个工频半波周期内的所述第二时间，直至所述第三时间信号达到目标值。
40.进一步的，所述至少一个阈值电压包括第一阈值电压和第二阈值电压，所述计时模块生成所述母线电压上升沿达到所述第一阈值电压至下降沿达到第二阈值电压所用时间的所述第一时间信号。
41.进一步的，所述第二时间为上一个工频半波周期内生成的所述第一时间信号与所述第二预定时间的差值。
42.进一步的，还包括：
43.将所述第三时间信号与第一预定时间比较，当所述第三时间信号小于第一预定时间大于第二预定时间时，将下一个工频半波周期内的所述第二时间步进增加；
44.当所述第三时间信号大于第一预定时间时，将下一个工频半波周期内的所述第二时间步进缩减。
45.进一步的，所述第二预定时间为零或一固定时间；
46.当所述第三时间信号与所述第二预定时间相等时，所述第二时间保持稳定。
47.进一步的，当所述第二预定时间为固定时间时，所述固定时间表征提前开启所述泄放电路的时间。
48.进一步的，所述第一阈值电压表征为所述母线电压上升沿过零检测阈值，所述第二阈值电压表征为所述母线电压下降沿过零检测阈值，所述第一阈值电压大于所述第二阈值电压。
49.基于上述发明目的，本发明还提供了一种led驱动电路，包括：
50.调光器，被配置为接收交流电源信号并对所述交流电源信号进行切相；
51.整流模块，被配置为对经过切相的所述交流电源信号进行整流，所述整流模块的输出引线为母线；
52.如上所述的泄放控制电路，被配置为电连接在所述母线上，输出控制信号控制泄放电路；以及
53.led驱动模块，被配置为电连接在所述母线上并生成驱动电流。
54.基于上述发明目的，本发明还提供了一种照明装置，包括：
55.led负载；
56.如上所述的led驱动电路，输出驱动电流以驱动led负载。
57.与现有技术相比，本发明通过对母线电压的检测并引入自适应控制方法实现对泄放电流电路的精确控制，减少电路中泄放电流对系统的消耗，同时消除电路中的维持电流对母线电流相位检测的影响，提高系统工作效率和系统稳定性，消除调光闪烁。
附图说明
58.图1是本发明实施例的泄放电路原理框图。
59.图2是本发明实施例的电路波形图。
60.图3是本发明实施例的一种计时模块电路原理图。
61.图4是本发明实施例的一种泄放电路模块原理图。
62.图5是本发明实施例的另一种泄放电路模块原理图。
63.图6是本发明实施例的泄放电路控制方法流程图。
64.图7是本发明实施例的led驱动系统电路原理框图。
65.附图标记说明：100、后沿调光器；200、整流模块；210、母线；300、泄放电流控制电路；330、计时模块；331、第一比较器；332、第二比较器；340、时间处理模块；341、第一存储模块；342、第一比较模块；343、第一处理模块；344、第一计时模块；345、第二存储模块；346：第二比较模块；347、第二处理模块；348、第二计时模块；349、第一减法模块；350、控制信号生成模块；351、脉冲信号模块；352、第二信号模块；353、逻辑模块；400、led驱动单元；410、led负载。
具体实施方式
66.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面结合附图描述本发明的实施例。
67.作为一种实现方式，如图7所示，一种led驱动电路，包括：后沿调光器100，被配置为接收交流电源信号并对所述交流电源信号进行后沿斩波；整流模块200，整流模块200对经后沿斩波的交流电源信号进行整流，并将所述整流模块200的输出引线配置为母线210；泄放电流控制电路300，所述泄放电流控制电路300的泄放电路电连接在所述母线210上；led驱动单元400，被配置为电连接在所述母线210上并生成驱动电流以驱动led负载410。
68.作为一种实现方式，如图1-2所示，泄放电流控制电路300，包括计时模块330、时间处理模块340和控制信号生成模块350，计时模块330，用于接收母线电压v
bus
以及至少一个阈值电压，在每个工频半波周期内，生成所述母线电压v
bus
上升沿达到所述阈值电压至下降沿达到所述阈值电压所用时间的第一时间信号td；时间处理模块340，用于接收所述第一时间信号td，根据前一个所述工频半波周期的所述第一时间信号td生成第二时间信号td′
；以及控制信号生成模块350，接收所述第二时间信号td′
，生成用于控制泄放电路的第一控制信号bld-en。
69.作为一种实现方式，所述至少一个阈值电压包括第一阈值电压zvn和第二阈值电
压zvp，所述计时模块330生成所述母线电压v
bus
上升沿达到所述第一阈值电压zvn至下降沿达到第二阈值电压znp所用时间的所述第一时间信号td。
70.作为一种实现方式，时间处理模块340接收所述第一时间信号td后储存为所述第二时间信号td′
；对所述母线电压v
bus
进行检测，当检测到母线电压达v
bus
到所述第一阈值电压zvn时，输出所述第二时间信号td′
。
71.作为一种实现方式，如图3所示，所述计时模块330包括：第一比较器331，用于接收所述母线电压v
bus
与所述第一阈值电压zvn，检测每个所述工频半波周期内，所述母线电压v
bus
上升沿达到所述第一阈值电压zvn时输出第一信号cp1；第二比较器332，用于接收所述母线电压与所述第二阈值电压，检测每个所述工频半波周期内，所述母线电压下降沿达到所述第二阈值电压时输出第二信号cp2；以及检测模块333，用于接收所述第一信号cp1以及所述第二信号cp2，检测相邻所述第一信号cp1与所述第二信号cp2的时间，生成所述第一时间信号td。其中，母线电压v
bus
上升沿达到第一阈值电压zvn时表明调光器100开始导通，母线电压v
bus
下降沿达到第二阈值电压zvp时表明调光器100开始关断，因此，第一时间信号td是记录调光器100导通时间的连续时间信号。
72.作为一种实现方式，如图4所示，所示时间处理模块340包括：第一储存模块341，用于接收前一个所述工频半波周期的所述第一时间信号td并储存为所述第二时间信号td′
，因此，第二时间信号td′
由第一时间信号td延时一个工频半波后得到；第一比较模块342，用于接收同一所述工频半波周期内的所述第一时间信号td与所述第二时间信号td′
，当所述第一时间信号td与所述第二时间信号td′
不相等时，输出第三信号t2，第一时间信号td和所述第二时间信号td′
不相等说明电路处于不稳定状态，第三信号t2为第一时间信号td和所述第二时间信号td′
的差值；第一处理模块343，用于接收到所述第三信号t2，将下一个所述工频半波周期的所述第二时间信号td′
步进增加，第一处理模块343基于第三信号t2对第二时间信号td′
进行步进增加调整；以及第一计时模块344，用于接收所述母线电压v
bus
，所述第一阈值电压zvn以及所述第二时间信号td′
，当所述母线电压上升沿到所述第一阈值电压zvn时，输出所述第二时间信号td′
。
73.作为一种实现方式，如图5所示，所述时间处理模块340包括：第二储存模块345，用于接收前一个所述工频半波周期的所述第一时间信号td并储存为所述第二时间信号td′
，第二储存模块345用于接收母线电压v
bus
，第一阈值电压zvn以及第二阈值电压zvp，在每个工频半波周期内，生成并储存所述母线电压v
bus
上升沿达到所述第一阈值电压zvn至下降沿达到第二阈值电压zvp所用时间的所述第二时间信号td′
；第二比较模块346，用于接收同一所述工频半波周期内的所述第一时间信号td与所述第二时间信号td′
，比较所述第一时间信号td与所述第二时间信号td′
得到第三时间信号t2，即t2＝t
d-td′
；第二处理模块347，用于接收所述第三时间信号t2和第一预存时间比较，当所述第三时间信号t2小于所述第一预存时间并大于第二预存时间t0时，将下一个所述工频半波周期的所述第二时间信号td′
步进增加，当所述第三时间信号t2大于所述第一预存时间时，将下一个所述工频半波周期的所述第二时间信号td′
步进缩减；以及第二计时模块348，用于接收所述母线电压v
bus
，所述第一阈值电压zvn以及所述第二时间信号td′
，当所述母线电压v
bus
上升沿到所述第一阈值电压zvn时，输出所述第二时间信号td′
。所述第二预定时间t0为零或一固定时间；当所述第三时间信号t2与所述第二预定时间t0相等时，所述第二时间信号td′
保持稳定。
是泄放电路导通到调光器关断的时间，即第三时间信号t2是当前工频半波周期内泄放电路提前开启的时间，若第三时间信号t2不等于第二预定时间t0，则说明使用上一工频半波周期的数据控制当前工频半波周期电路工作时存在误差，需要将此误差值反馈于当前工频半波周期的第二时间t1，再使用误差校正之后的t1控制下一工频半波周期泄放电路的导通和关断，使下一工频半波周期内泄放电路关断时间延长或缩短t
step
时间。系统在经过若干个工频半波周期的误差校正后将进入稳态，即t2＝t0，此时误差值为零，只需要重复并同步执行步骤a1-a3即可实现对泄放电路的精确控制。
83.综上所述，本发明的泄放电流控制电路通过检测母线电压来判断后沿调光器的导通状态，然后通过计数器测量后沿调光器的具体导通时间，再将上一工频半波周期内后沿调光器的导通时间进行修正(减去第二预定时间t0)后生成控制泄放电路下一工频半波周期导通时间的控制信号，并通过误差反馈t2和误差补偿实现对泄放电路的自适应控制，达到对泄放电路的精确控制，有效提高电路的工作效率，防止泄放电路和调光器工作时序不匹配而发生闪烁。
84.以上结合具体实施方式描述了本发明的技术方案，但需要说明的是，上述的这些描述只是为了解释本发明的方案，而不能以任何方式解释为对发明保护范围的具体限制。基于此处的解释，本领域的技术人员在不付出创造性劳动即可联想到本发明的其他具体实施方式或等同替换，都将落入本发明的保护范围。