Led燈在輸入電壓快速跌落時的補償控制裝置及其方法

2023-12-11 05:35:42 2

專利名稱：Led燈在輸入電壓快速跌落時的補償控制裝置及其方法
技術領域：
本發明涉及LED燈的驅動控制技術，尤其涉及LED燈在輸入電壓快速跌落時的補償控制裝置及其補償控制方法。
背景技術：
在目前的LED恆流控制電路中，當LED燈串點亮時，單片機是通過PI算法來調整 LED燈的輸入電壓的。當發生輸入電壓快速跌落的情況時，依靠單片機的PI算法將無法在很短的時間(小於Ims)內將該輸入電壓調整回到穩定的值，特別是在輸出調光的時候，這會導致人眼觀測到LED燈亮度的閃爍。

發明內容
本發明所要解決的技術問題在於提供LED燈在輸入電壓快速跌落時的補償控制裝置及其補償控制方法，其在LED燈的輸入電壓快速下跌時，能夠將該輸入電壓迅速地調整到正常值。本發明所採用的技術方案是一種LED燈在輸入電壓快速跌落時的補償控制裝置，所述的LED燈包括電源輸入電路和恆流電路；所述的電源輸入電路包括順序電連接的電源模塊和反激式DC-DC變換器；其特點是，所述補償控制裝置包括一控制器；所述的控制器包括檢測單元、第一 PWM信號輸出單元、存儲單元和中央處理單元；其中
所述的檢測單元，用於檢測所述反激式DC-DC變換器的輸入電壓和輸出電壓，並將檢測結果發送給所述的中央處理單元；
所述的第一 PWM信號輸出單元，用於向所述反激式DC-DC變換器輸出PWM信號； 所述的存儲單元，用於存儲有預先設定的反激式DC-DC變換器的輸入電壓跌落到開始啟動補償的輸入電壓啟動補償閾值；
所述的中央處理單元，用於將所述檢測單元發送的反激式DC-DC變換器的輸入電壓檢測結果與預先設定的反激式DC-DC變換器的輸入電壓啟動補償閾值進行比較，判斷反激式 DC-DC變換器的輸入電壓是否下降到預先設定的反激式DC-DC變換器的輸入電壓啟動補償閾值以下；若下降到該反激式DC-DC變換器的輸入電壓啟動補償閾值以下，則判斷反激式 DC-DC變換器的工作狀態是處於連續電流工作模式還是斷續電流工作模式，並根據判斷結果控制所述第一 PWM信號輸出單元向所述的反激式DC-DC變換器輸出相應佔空比的PWM信號。本發明還公開了一種LED燈在輸入電壓快速跌落時的補償控制方法，所述的LED 燈包括電源輸入電路和恆流電路；所述的電源輸入電路包括順序電連接的電源模塊和反激式DC-DC變換器；該電壓補償控制方法包括以下步驟
預先設定反激式DC-DC變換器的輸入電壓跌落到開始啟動補償的輸入電壓啟動補償閾值；
檢測所述反激式DC-DC變換器的輸入電壓和輸出電壓；控制器將反激式DC-DC變換器的輸入電壓檢測結果與預先設定的輸入電壓啟動補償閾值進行比較，判斷反激式DC-DC變換器的輸入電壓是否下降到預先設定的輸入電壓啟動補償閾值以下；
若該控制器判斷出所述的反激式DC-DC變換器的輸入電壓已下降到預先設定的輸入電壓啟動補償閾值以下，則該控制器再判斷所述的反激式DC-DC變換器的工作狀態是處於連續電流工作模式還是斷續電流工作模式；
控制器根據判斷的反激式DC-DC變換器的電流工作模式向所述的反激式DC-DC變換器輸出相應佔空比的PWM信號，使反激式DC-DC變換器的輸出電壓恢復至正常值。採用上述技術方案後，通過控制器檢測DC-DC變換器的輸入電壓，當檢測到輸入電壓快速跌落到DC-DC變換器的輸入電壓啟動補償閾值以下時，立刻增大反激式DC-DC變換器的PWM驅動信號的佔空比，以快速調整反激式DC-DC變換器的輸出電壓，從而使LED電流的調整時間縮短到400us 500us，有效地避免了人眼觀測到LED燈亮度的閃爍。


本發明的具體結構由以下的實施例及其附圖進一步描述。圖1示出了本發明的補償控制裝置的一實施例的電路框圖。圖2是本發明中央處理單元的一實施例的原理框圖。圖3是本發明恆流電路的一實施例的原理框圖。圖4示出了本發明中一實施例的修正電壓值A與電流I。ut之間的關係曲線圖。圖5是本發明一種在LED燈輸入電壓快速跌落時的電壓補償控制方法的一實施例的流程圖。
具體實施例方式圖1所示是LED燈在輸入電壓快速跌落時的補償控制裝置的電路框圖。所述的 LED燈包括電源模塊1、反激式DC-DC變換器2和恆流電路4。其中，反激式DC-DC變換器 2的輸入端與電源模塊1的輸出端電連接，輸出端與LED燈3的正極端電連接，用於向LED 燈提供工作所需的電壓。恆流電路4的輸出端與LED燈3的負極端電連接，用於向LED燈 3提供恆定的電流。本發明的補償控制裝置包括一控制器5，控制器5的一輸出端與反激式 DC-DC變換器2的控制端電連接，該控制器的另一輸出端與LED燈的恆流電路4的輸入端電連接。請繼續參閱圖1。本實施例中所述的控制器5包括第一 PWM信號輸出單元51、第二 PWM信號輸出單元52、電流通斷信號輸出單元53、存儲單元54、中央處理單元55和檢測單元56。第一 PWM信號輸出單元51在中央處理單元55的控制下向反激式DC-DC變換器2 輸出PWM信號。第二 PWM信號輸出單元52在中央處理單元55的控制下，向LED燈的恆流電路4輸出PWM信號。電流通斷信號輸出單元53在中央處理單元55的控制下，向恆流電路4輸出電流開啟信號或電流切斷信號，以控制LED燈工作電流的通斷。存儲單元M存儲有預先設定的反激式DC-DC變換器的輸入電壓跌落到開始啟動補償的輸入電壓啟動補償閾值。檢測單元56用於對反激式DC-DC變換器2的輸入電壓和輸出電壓進行檢測採樣，並將檢測結果發送給中央處理單元陽。中央處理單元55將檢測單元56發送的反激式DC-DC 變換器的輸入電壓檢測結果與預先設定的反激式DC-DC變換器的輸入電壓啟動補償閾值進行比較，判斷反激式DC-DC變換器的輸入電壓是否下降到預先設定的反激式DC-DC變換器的輸入電壓啟動補償閾值以下；若下降到該反激式DC-DC變換器的輸入電壓啟動補償閾值以下，則判斷反激式DC-DC變換器2的工作狀態是處於連續電流工作模式還是斷續電流工作模式，並根據判斷結果控制第一 PWM信號輸出單元51向反激式DC-DC變換器2輸出相應佔空比的PWM信號。如圖3所示，所述的中央處理單元55進一步包括電壓下跌判斷子單元551、變換器工作狀態判斷子單元552和佔空比計算子單元553。電壓下跌判斷子單元551是將檢測單元56發送的檢測結果與存儲於存儲單元M 中的DC-DC變換器的輸入電壓啟動補償閾值進行比對，在反激式DC-DC變換器2的輸入電壓下降到該DC-DC變換器的輸入電壓啟動補償閾值以下時，發送一變換器工作狀態變化信號給變換器工作狀態判斷子單元陽2。變換器工作狀態判斷子單元552在接收到變換器工作狀態變化信號後，分別計算
權利要求
1.一種LED燈在輸入電壓快速跌落時的補償控制裝置，所述的LED燈包括電源輸入電路和恆流電路；所述的電源輸入電路包括順序電連接的電源模塊和反激式DC-DC變換器； 其特徵在於，所述補償控制裝置包括一控制器；所述的控制器包括檢測單元、第一 PWM信號輸出單元、存儲單元和中央處理單元；其中所述的檢測單元，用於檢測所述反激式DC-DC變換器的輸入電壓和輸出電壓，並將檢測結果發送給所述的中央處理單元；所述的第一 PWM信號輸出單元，用於向所述反激式DC-DC變換器輸出PWM信號； 所述的存儲單元，用於存儲有預先設定的反激式DC-DC變換器的輸入電壓跌落到開始啟動補償的輸入電壓啟動補償閾值；所述的中央處理單元，用於將所述檢測單元發送的反激式DC-DC變換器的輸入電壓檢測結果與預先設定的反激式DC-DC變換器的輸入電壓啟動補償閾值進行比較，判斷反激式 DC-DC變換器的輸入電壓是否下降到預先設定的反激式DC-DC變換器的輸入電壓啟動補償閾值以下；若下降到該反激式DC-DC變換器的輸入電壓啟動補償閾值以下，則判斷反激式 DC-DC變換器的工作狀態是處於連續電流工作模式還是斷續電流工作模式，並根據判斷結果控制所述第一 PWM信號輸出單元向所述的反激式DC-DC變換器輸出相應佔空比的PWM信號。
2.如權利要求1所述的補償控制裝置，其特徵在於，所述中央處理單元包括電壓下跌判斷子單元、變換器工作狀態判斷子單元和佔空比計算子單元；其中所述的電壓下跌判斷子單元，用於將所述檢測單元發送的檢測結果與存儲於所述存儲單元中的DC-DC變換器的輸入電壓啟動補償閾值進行比較，在反激式DC-DC變換器的輸入電壓下降到該DC-DC變換器的輸入電壓啟動補償閾值以下時，發送一變換器工作狀態變化信號給所述變換器工作狀態判斷子單元；所述的變換器工作狀態判斷子單元，在接收到所述變換器工作狀態變化信號後，分別計算
3.如權利要求1或2所述的補償控制裝置，其特徵在於，所述控制器還包括第二 PWM信號輸出單元，在所述中央處理單元的控制下，向所述恆流電路輸出PWM信號；電流通斷信號輸出單元，在所述中央處理單元的控制下，向所述恆流電路輸出電流開啟信號或電流切斷信號，以控制LED燈工作電流的通斷。
4.如權利要求3所述的補償控制裝置，其特徵在於，所述恆流電路包括濾波電路、比較器、功率驅動電路、開關電路、第一限流電路、第二限流電路和電流採樣電路；所述濾波電路的輸入端與所述第二 PWM信號輸出單元電連接，輸出端與所述比較器的第一輸入端電連接；所述比較器的第二輸入端與所述第一限流電路的輸出端電連接，第一限流電路的輸入端與所述電流通斷信號輸出單元電連接，該比較器的輸出端與所述功率驅動電路的輸入端電連接，所述功率驅動電路的輸出端與所述開關電路的輸入端電連接；該開關電路的第一輸出端與所述LED燈的負極端電連接，該開關電路的第二輸出端與所述第二限流電路的輸入端電連接，第二限流電路的輸出端與所述比較器的第二輸入端電連接， 該開關電路的第二輸出端還與所述電流採樣電路電連接。
5.如權利要求4所述的補償控制裝置，其特徵在於，所述的第一限流電路、第二限流電路和電流採樣電路均由一電阻組成。
6.如權利要求5所述的補償控制裝置，其特徵在於，所述的控制器由單片機構成。
7.—種LED燈在輸入電壓快速跌落時的補償控制方法，所述的LED燈包括電源輸入電路和恆流電路；所述的電源輸入電路包括順序電連接的電源模塊和反激式DC-DC變換器； 其特徵在於，所述的電壓補償控制方法包括以下步驟預先設定反激式DC-DC變換器的輸入電壓跌落到開始啟動補償的輸入電壓啟動補償閾值；檢測所述反激式DC-DC變換器的輸入電壓和輸出電壓；控制器將反激式DC-DC變換器的輸入電壓檢測結果與預先設定的輸入電壓啟動補償閾值進行比較，判斷反激式DC-DC變換器的輸入電壓是否下降到預先設定的輸入電壓啟動補償閾值以下；若該控制器判斷出所述的反激式DC-DC變換器的輸入電壓已下降到預先設定的輸入電壓啟動補償閾值以下，則該控制器再判斷所述的反激式DC-DC變換器的工作狀態是處於連續電流工作模式還是斷續電流工作模式；控制器根據判斷的反激式DC-DC變換器的電流工作模式向所述的反激式DC-DC變換器輸出相應佔空比的PWM信號，使反激式DC-DC變換器的輸出電壓恢復至正常值。
8.如權利要求7所述的一種LED燈在輸入電壓快速跌落時的補償控制方法，其特徵在於，所述的控制器判斷反激式DC-DC變換器的工作狀態是處於連續電流工作模式還是斷續電流工作模式的方法包括以下步驟a.計算步驟控制器分別iI+Vf 2* ^lotaIVmit+ (Vm-Λ)\!* l.p的積和Fe2*F_的積其中，f為所述反激式DC-DC變換器的工作頻率，Iout為反激式DC-DC變換器的輸出電流，Vin為預先設定的反激式DC-DC變換器的輸入電壓啟動補償閾值，V。ut為反激式DC-DC 變換器在其輸入電壓達到輸入電壓啟動補償閾值以下時的輸出電壓，A為修正電壓值， A= (23 - 10\1_)/9，其中，1_大於等於0. 5A且小於等於1. 4A，Lp為反激式DC-DC變換器的源邊勵磁電感；b.比較判斷步驟將2*/ /』1^+(>1- J)〗2*、的積與f『J勺積進行比較，如果如+irm-A)!2*Ip的積大於d的積，則控制器判斷反激式DC-DC變換器處於連續電流工作模式；反之，控制器判斷反激式DC-DC變換器處於斷續電流工作模式。
9.如權利要求8所述的一種LED燈在輸入電壓快速跌落時的補償控制方法，其特徵在於，如果判斷反激式DC-DC變換器處於連續電流工作模式，則控制器輸出佔空比為Dl的 PWM信號給反激式DC-DC變換器的控制端；其中，m 「 ^1TTF+++++++++ ； I為預先設定的反激n * in 1 *式DC-DC變換器的輸入電壓啟動補償閾值，V。ut為反激式DC-DC變換器在其輸入電壓達到輸入電壓啟動補償閾值以下時的輸出電壓，η為反激式DC-DC變換器的源邊匝數與副邊匝數之比；如果判斷反激式DC-DC變換器處於斷續電流工作模式，則控制器輸出佔空比為D2的PWM信號給反激式DC-DC變換器的控制端；其中，m令； VInAfterDrop為反激式DC-DC變換器在其輸入電壓下降到預先設定的輸入電壓啟動補償閾值以下後的輸入電壓，為反激式DC-DC變換器在其輸入電壓下降到預先設定的輸入電壓啟動補償閾值以下前的輸入電壓，DBeforeDrop為反激式DC-DC變換器在其輸入電壓下降到預先設定的輸入電壓啟動補償閾值以下之前的佔空比。
全文摘要
本發明公開了LED燈在輸入電壓快速跌落時的補償控制裝置及其方法。補償控制裝置包括控制器;控制器包括檢測反激式DC-DC變換器輸入電壓和輸出電壓的檢測單元、向反激式DC-DC變換器輸出PWM信號的PWM信號輸出單元、存儲有反激式DC-DC變換器的輸入電壓跌落到開始啟動補償的輸入電壓啟動補償閾值的存儲單元和控制PWM信號佔空比的中央處理單元。該方法包括控制器實時採集反激式DC-DC變換器的輸入電壓和輸出電壓；判斷DC-DC變換器的工作狀態是處於連續電流模式還是斷續電流模式；根據判斷結果向反激式DC-DC變換器輸出相應佔空比的PWM信號。本發明可在LED燈的輸入電壓快速下跌時迅速將其調回到正常值。
文檔編號H05B37/02GK102281686SQ20111023374
公開日2011年12月14日 申請日期2011年8月16日 優先權日2011年8月16日
發明者劉顯雲, 鮑挺 申請人:浙江科博達工業有限公司, 科博達技術有限公司