本發(fā)明涉及一種恒流驅(qū)動(dòng)控制領(lǐng)域，特別是涉及一種用于消除LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電流紋波的控制器、芯片及方法。

背景技術(shù)：

隨著LED在照明領(lǐng)域的全面應(yīng)用，高效率的APFC(Active Power Factor Correction，有源功率因數(shù)校正)驅(qū)動(dòng)器、可控硅調(diào)光或者高PF(Power Factor，功率因數(shù))的線性驅(qū)動(dòng)器得到了大量的使用。前級(jí)采用APFC驅(qū)動(dòng)器、可控硅調(diào)光或者高PF的線性驅(qū)動(dòng)器，其輸出電流中會(huì)包含100hz/120hz的工頻紋波成分。由于這些紋波成份的存在，使得LED光源的亮度也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的波動(dòng)。隨著照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)LED光源的質(zhì)量提出了更高的要求，不閃頻、無抖動(dòng)成為目前高性能LED照明驅(qū)動(dòng)的新需求，因此，如何消除LED電流紋波成為LED驅(qū)動(dòng)控制領(lǐng)域所關(guān)注的重點(diǎn)。

在APFC驅(qū)動(dòng)器、可控硅調(diào)光或者高PF的線性驅(qū)動(dòng)器的輸出級(jí)增加了消除LED電流紋波芯片，可以將前級(jí)產(chǎn)生的工頻電流紋波大幅衰減，得到近似直流的LED驅(qū)動(dòng)電流，大大的提高了光源的質(zhì)量。

目前，消除LED電流紋波芯片主要有兩種方案：

第一種方案：如圖1所示，運(yùn)算放大器A2作為一個(gè)緩沖(buffer)電路，將前后級(jí)隔離，且使得緩沖電路的輸入輸出電壓相等，即V_COMPBUF＝V_COMP。緩沖電路的輸出電壓V_COMPBUF經(jīng)過分壓電阻R3和R4分壓后，輸入運(yùn)算放大器A1的正輸入端。運(yùn)算放大器A1與MOS管M0和電阻R0組成了一個(gè)電壓電流轉(zhuǎn)換器，產(chǎn)生LED的驅(qū)動(dòng)電流I_LED，緩沖電路的輸入節(jié)點(diǎn)DRAIN的電壓V_DRAIN與基準(zhǔn)電壓V_REF在比較器CMP中比較：當(dāng)V_DRAIN<V_REF時(shí)，開關(guān)S1閉合，通過電流源I2對(duì)結(jié)點(diǎn)COMP的電容C1放電，節(jié)點(diǎn)COMP的電壓V_COMP逐步降低，從而逐步減小流過LED的電流I_LED，V_DRAIN將逐步升高；當(dāng)V_DRAIN>V_REF時(shí)，開關(guān)S1斷開，通過電流源I1對(duì)節(jié)點(diǎn)COMP的電容C1充電，節(jié)點(diǎn)COMP的電壓V_COMP逐步升高，從而逐步增大流過LED的電流I_LED，使得V_DRAIN逐步降低。由此，可以將輸入節(jié)點(diǎn)DRAIN的電壓V_DRAIN控制在一個(gè)相對(duì)合理的范圍內(nèi)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)前級(jí)輸入電流紋波的衰減。但是，由于每個(gè)工頻周期中，電容C1總是存在充電和放電的過程，這樣就在COMP引腳形成一定的電壓紋波，該電壓紋波的幅度由C1電容的大小和電流源I1、I2的大小決定。基于電路的實(shí)現(xiàn)以及成本等因素，COMP引腳的電壓紋波幅度約幾十毫伏，該電壓的波動(dòng)幅度決定了該架構(gòu)無法在輸入電流比較小的情況下實(shí)現(xiàn)消除LED電流紋波的功能，即無法實(shí)現(xiàn)LED調(diào)光過程中的全程消除紋波功能。

第二種方案：如圖2所示，運(yùn)算放大器A2作為一個(gè)緩沖(buffer)電路，將前后級(jí)隔離，且使得緩沖電路的輸入輸出電壓相等，即V_COMPBUF＝V_COMP。緩沖電路的輸出電壓V_COMPBUF經(jīng)過分壓電阻R3和R4分壓后，輸入運(yùn)算放大器A1的正輸入端。運(yùn)算放大器A1與MOS管M0和電阻R0組成了一個(gè)電壓電流轉(zhuǎn)換器，產(chǎn)生LED的驅(qū)動(dòng)電流I_LED，運(yùn)算放大器A1的輸出電壓V_GATE與基準(zhǔn)電壓V_REF在比較器CMP中比較：當(dāng)V_GATE>V_REF時(shí)，開關(guān)S1閉合，通過電流源I2對(duì)節(jié)點(diǎn)COMP的電容C1放電，節(jié)點(diǎn)COMP的電壓V_COMP逐步降低，逐步減小流過LED的電流I_LED，使A1的輸出電壓V_GATE逐步降低；當(dāng)V_GATE<V_REF時(shí)，開關(guān)S1斷開，通過電流源I1對(duì)節(jié)點(diǎn)COMP的電容C1充電，節(jié)點(diǎn)COMP的電壓V_COMP逐步升高，即逐步增大流過LED的電流I_LED，使V_GATE逐步升高。由此，實(shí)現(xiàn)了對(duì)前級(jí)輸入電流紋波的衰減。同樣地，由于每個(gè)工頻周期中，電容C1總是存在充電和放電的過程，這樣就在COMP引腳形成一定的紋波電壓，該紋波電壓的幅度由C1電容的大小和電流源I1、I2的大小決定?；陔娐返膶?shí)現(xiàn)以及成本等因素，COMP引腳的紋波電壓幅度約幾十毫伏，該電壓的波動(dòng)幅度決定了該架構(gòu)無法在輸入電流比較小的情況下實(shí)現(xiàn)消LED電流紋波的功能，即無法實(shí)現(xiàn)調(diào)光過程中的全程消除紋波功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種用于消除LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電流紋波的控制器、芯片及方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中在LED的調(diào)光過程中，無法實(shí)現(xiàn)全程消除紋波的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種用于消除LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電流紋波的控制器，所述控制器電連接LED負(fù)載的輸出端和第一采樣電阻，所述控制器被配置為采樣LED負(fù)載的輸出端的電壓與第一采樣電阻兩端的電壓，并根據(jù)所述LED負(fù)載的輸出端的電壓與所述第一采樣電阻兩端的電壓生成第一電壓信號(hào)；所述控制器根據(jù)所述第一電壓信號(hào)和所述第一采樣電阻兩端的電壓生成控制信號(hào)用于控制與所述LED負(fù)載電連接的功率管的導(dǎo)通狀態(tài)，使得所述第一電壓信號(hào)的電壓大小與參考電壓相等，消除所述LED負(fù)載的電流紋波。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述控制器包括：采樣模塊和控制模塊；所述采樣模塊用于采樣所述LED負(fù)載的輸出端電壓和所述第一采樣電阻兩端的電壓，并根據(jù)所述LED負(fù)載輸出端的電壓與所述第一采樣電阻兩端的電壓生成第一電壓信號(hào)并輸出至所述控制模塊；所述控制模塊電連接至所述采樣模塊的輸出端，用于接收所述第一電壓信號(hào)，并根據(jù)所述第一電壓信號(hào)生成所述控制信號(hào)。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述采樣模塊包括第一電阻和第二電阻；其中，所述第一電阻與所述第二電阻串聯(lián)，所述第一電阻的另一端電連接所述LED負(fù)載的輸出端，所述第二電阻的另一端電連接所述第一采樣電阻的一端。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述控制模塊包括跨導(dǎo)放大器、電容、分壓子模塊和控制子模塊；所述跨導(dǎo)放大器的正輸入端電連接所述采樣模塊的所述第一電阻和所述第二電阻的連接點(diǎn)，用于接收所述第一電壓信號(hào)，負(fù)輸入端電連接參考電壓，并根據(jù)所述第一電壓信號(hào)和所述參考電壓生成第一電流信號(hào)；所述第一電容的一端電連接所述跨導(dǎo)放大器的輸出端，另一端接地；所述分壓子模塊電連接至所述跨導(dǎo)放大器的輸出端，用于根據(jù)所述第一電容兩端的電壓生成第二電壓信號(hào)；所述控制子模塊電連接至所述分壓子模塊的輸出端和所述第一采樣電阻，并根據(jù)所述第二電壓信號(hào)和所述第一采樣電阻兩端的電壓生成所述控制信號(hào)輸出至所述功率管的控制極。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述控制模塊還包括緩沖子模塊，所述緩沖子模塊的輸入端電連接至所述跨導(dǎo)放大器的輸出端，輸出端電連接至所述分壓子模塊的輸入端，用于實(shí)現(xiàn)所述跨導(dǎo)放大器和所述分壓子模塊之間的緩沖。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述緩沖子模塊為第一運(yùn)算放大器；所述第一運(yùn)算放大器的正輸入端電連接至所述跨導(dǎo)放大器的輸出端，負(fù)輸入端與輸出端電連接。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述分壓子模塊包括第三電阻和第四電阻；所述第三電阻與所述第四電阻串聯(lián)，所述第三電阻的另一端電連接所述跨導(dǎo)放大器的輸出端，所述第四電阻的另一端接地；所述控制子模塊電連接至所述第三電阻和所述第四電阻的連接點(diǎn)，用于接收所述第二電壓信號(hào)。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述控制子模塊包括第二運(yùn)算放大器；所述第二運(yùn)算放大器的正輸入端電連接至所述第三電阻和所述第四電阻的連接點(diǎn)，用于接收所述第二電壓信號(hào)；負(fù)輸入端電連接至所述第一采樣電阻，根據(jù)所述第二電壓信號(hào)與所述第一采樣電阻兩端的電壓生成所述控制信號(hào)，并輸出至所述功率管的控制極。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述LED負(fù)載的輸出端電壓與所述第一采樣電阻兩端的電壓成反比。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述第一電容的充放電是通過所述跨導(dǎo)放大器輸出的所述第一電流信號(hào)實(shí)現(xiàn)的。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述第二運(yùn)算放大器、所述功率管和所述第一采樣電阻構(gòu)成了一個(gè)電壓到電流的轉(zhuǎn)換器，用于生成所述LED負(fù)載的驅(qū)動(dòng)電流。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，通過改變所述跨導(dǎo)放大器的跨導(dǎo)和/或所述第一電容的容值，改變消除所述LED負(fù)載電流紋波所需的時(shí)間常數(shù)，以消除不同頻率的輸入電流引起的電流紋波。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，通過調(diào)整所述跨導(dǎo)放大器的跨導(dǎo)和/或所述第一電容的容值，增大消除低頻抖動(dòng)所需的時(shí)間常數(shù)，從而去除低頻抖動(dòng)。

本發(fā)明還公開了一種用于消除LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電流紋波芯片，包括如上所述的控制器。

本發(fā)明還公開了一種用于消除LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電流紋波芯片，包括如上所述的控制器、所述功率管和所述第一采樣電阻。

本發(fā)明還公開了一種LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括LED驅(qū)動(dòng)器、LED負(fù)載、如上所述的控制器，其中，所述LED驅(qū)動(dòng)器用于根據(jù)交流電壓生成驅(qū)動(dòng)所述LED負(fù)載的電流，并輸出至所述LED負(fù)載；所述控制器電連接至所述LED負(fù)載的輸出端，用于消除所述驅(qū)動(dòng)LED負(fù)載的電流紋波或低頻抖動(dòng)。

本發(fā)明還公開了一種用于消除LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電流紋波的方法，采用如上所述的控制器，包括如下步驟：所述控制器采樣所述LED負(fù)載的輸出端的電壓與所述第一采樣電阻兩端的電壓，并根據(jù)所述LED負(fù)載的輸出端的電壓與所述第一采樣電阻兩端的電壓生成第一電壓信號(hào)；所述控制器依據(jù)所述第一電壓信號(hào)和所述第一采樣電阻兩端的電壓生成控制信號(hào)，用于控制與所述LED負(fù)載電連接的功率管的導(dǎo)通狀態(tài)，使得所述第一電壓信號(hào)的電壓大小與所述參考電壓相等，消除所述LED負(fù)載電流紋波。

本發(fā)明還公開了一種用于消除LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電流紋波的方法，采用如上所述的控制器，包括如下步驟：所述采樣模塊采樣所述LED負(fù)載的輸出端電壓和所述第一采樣電阻兩端的電壓，并根據(jù)所述LED負(fù)載的輸出端的電壓與所述第一采樣電阻兩端的電壓生成第一電壓信號(hào)并輸出至所述跨導(dǎo)放大器；所述跨導(dǎo)放大器根據(jù)所述第一電壓信號(hào)和所述參考電壓生成第一電流信號(hào)；所述第一電容根據(jù)所述第一電流信號(hào)進(jìn)行充放電；所述分壓子模塊根據(jù)所述第一電容兩端的電壓生成第二電壓信號(hào)；所述控制子模塊根據(jù)所述第二電壓信號(hào)和所述第一采樣電阻兩端的電壓生成所述控制信號(hào)，并輸出至所述功率管的控制極。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，通過改變所述跨導(dǎo)放大器的跨導(dǎo)和/或所述第一電容的容值，改變消除所述LED負(fù)載的電流紋波所需的時(shí)間常數(shù)，以消除不同頻率的輸入電流引起的電流紋波。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，通過調(diào)整所述跨導(dǎo)放大器的跨導(dǎo)和/或所述第一電容的容值，增大消除低頻抖動(dòng)所需的時(shí)間常數(shù)，從而去除低頻抖動(dòng)。

如上所述，本發(fā)明的一種用于消除LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電流紋波的控制器、芯片及方法，基于現(xiàn)有的消除LED電流紋波的調(diào)光驅(qū)動(dòng)器，去除了用于為緩沖電路中的電容進(jìn)行充放電的電流源，在LED負(fù)載和第一采樣電阻之間增加了控制器，控制器生成第一電壓信號(hào)，并通過第一電壓信號(hào)的第一采樣電阻兩端的電壓生成用于控制功率管的導(dǎo)通狀態(tài)的控制信號(hào)，使得第一電壓信號(hào)的電壓與參考電壓相等，從而消除了LED負(fù)載的電流紋波。此外，本發(fā)明還用跨導(dǎo)放大器替換傳統(tǒng)的比較器，從而使輸出電壓V_CS和LED單元負(fù)極的電壓V_DRAIN與參考電壓之間的壓差轉(zhuǎn)換為電流，用以對(duì)第一電容進(jìn)行充放電，實(shí)現(xiàn)了調(diào)光過程中的全程消除LED負(fù)載的電流紋波；并且，本發(fā)明還通過調(diào)節(jié)第一電容的容值和/或跨導(dǎo)放大器的跨導(dǎo)，增大時(shí)間常數(shù)，從而消除低于100hz的低頻的抖動(dòng)，進(jìn)一步避免了低頻抖動(dòng)所引發(fā)的LED的閃爍問題。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，有效提高了LED的工作效率。

附圖說明

圖1顯示為現(xiàn)有技術(shù)中消除LED電流紋波的調(diào)光驅(qū)動(dòng)器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2顯示為現(xiàn)有技術(shù)中另一種消除LED電流紋波的調(diào)光驅(qū)動(dòng)器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3顯示為本發(fā)明實(shí)施例中公開的一種用于消除LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電流紋波的控制器的原理結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4顯示為本發(fā)明實(shí)施例中公開的一種用于消除LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電流紋波的控制器的電路結(jié)構(gòu)示意圖

元件標(biāo)號(hào)說明

100 控制器

110 采樣模塊

120 控制模塊

121 分壓子模塊

122 控制子模塊

123 緩沖子模塊

200 LED負(fù)載

具體實(shí)施方式

以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實(shí)施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。需說明的是，在不沖突的情況下，以下實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

請(qǐng)參閱附圖。需要說明的是，以下實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。

本發(fā)明的一種用于消除LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電流紋波的控制器、芯片及方法，在LED負(fù)載的輸出端和第一采樣電阻之間電連接一控制器，用于生成第一電壓信號(hào)以及生成控制功率管的導(dǎo)通狀態(tài)的控制信號(hào)，使得第一電壓信號(hào)的電壓大小與參考電壓相等，消除了LED負(fù)載電流紋波。

實(shí)施例1

本實(shí)施例公開了一種消除LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電流紋波的控制器，下面以功率管采用MOS管為例進(jìn)行說明，在其他實(shí)現(xiàn)方式中，功率管還可以是三極管或者其他類型的功率管。如圖3所示，控制器100與LED負(fù)載200的輸出端和第一采樣電阻R0電連接。控制器100用于采樣LED負(fù)載200的輸出端的電壓V_DRAIN和第一采樣電阻R0兩端的電壓V_CS，并且，根據(jù)LED負(fù)載200的輸出端的電壓V_DRAIN和第一采樣電阻R0兩端的電壓V_CS生成第一電壓信號(hào)V_DV1；進(jìn)一步地，控制器100還根據(jù)第一電壓信號(hào)V_DV1和第一電壓信號(hào)V_DV1生成相應(yīng)的控制信號(hào)V_GATE，通過控制信號(hào)V_GATE控制功率管M0的導(dǎo)通狀態(tài)，使得第一電壓信號(hào)V_DV1的電壓大小與參考電壓V_REF相等，從而消除了LED負(fù)載的電流紋波。其中，LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括但不限于LED負(fù)載200、第一采樣電阻R0、功率管M0、電流源I0和C0。此外，功率管M0的漏極與LED負(fù)載200的輸出端相連；源極與第一采樣電阻R0的一端相連。

優(yōu)選地，如圖3所示，控制器100通過采樣模塊110和控制模塊120來實(shí)現(xiàn)，其中，采樣模塊110用于采樣LED負(fù)載200的輸出端的電壓V_DRAIN和第一采樣電阻R0兩端的電壓V_CS，并且，根據(jù)LED負(fù)載200的輸出端的電壓V_DRAIN和第一采樣電阻R0兩端的電壓V_CS生成第一電壓信號(hào)V_DV1，并輸出至控制模塊120。

優(yōu)選地，如圖4所示，采樣模塊110包括第一電阻R1和第二電阻R2；第一電阻R1的一端分別與LED負(fù)載200的輸出端和功率管M0的漏極相連，另一端與第二電阻R2的一端相連；第二電阻R2的另一端與采樣第一采樣電阻R0相連；第一電阻R1和第二電阻R2的連接點(diǎn)S1作為采樣模塊110的輸出端，與控制模塊120的輸入端相連。第一電阻R1和第二電阻R2組成分壓采集器：第一電阻R1采集LED負(fù)載200的輸出端的電壓V_DRAIN，第二電阻R2采集第一采樣電阻R0兩端的電壓V_CS。

控制模塊120用于接收第一電壓信號(hào)V_DV1，并根據(jù)第一電壓信號(hào)V_DV1生成控制信號(hào)V_GATE；并輸出至功率管M0的柵極，即功率管的控制極。

如圖4所示，控制模塊120包括：跨導(dǎo)放大器OTA1、第一電容C1、分壓子模塊121和控制子模塊122。其中，

跨導(dǎo)放大器OTA1的正輸入端與采樣模塊110的輸出端，即第一電阻R1和第二電阻R2的連接點(diǎn)S相連；負(fù)輸入端連接參考電壓V_REF，用于將正輸入端的第一電壓信號(hào)V_DV1和負(fù)輸入端的參考電壓V_REF之間的壓差轉(zhuǎn)化為電流，生成第一電流信號(hào)。

第一電容C1的一端與跨導(dǎo)放大器OTA1的輸出端相連接，另一端接地；

分壓子模塊121的一端與跨導(dǎo)放大器OTA1的輸出端連接，用于根據(jù)第一電容C1兩端的電壓生成第二電壓信號(hào)V_CSREF。優(yōu)選地，如圖4所示，分壓子模塊121包括但不限于第三電阻R3和第四電阻R4。第三電阻R3的一端與跨導(dǎo)放大器OTA1的輸出端連接，另一端與第四電阻R4的一端相連；第四電阻R4的另一端接地；第三電阻R3和第四電阻R4的連接點(diǎn)S2作為分壓子模塊121的輸出端，與控制子模塊122的輸入端相連。其中，第三電阻R3和第四電阻R4作為分壓電阻，將第二電壓信號(hào)V_CSREF輸入至控制子模塊122。

控制子模塊122的第一輸入端與分壓子模塊121的輸出端相連，第二輸出端分別與第一采樣電阻R0和功率管M0的源極相連，輸出端與功率管M0的柵極相連。控制子模塊122通過第二電壓信號(hào)V_CSREF和第一采樣電阻R0兩端的電壓V_CS生成相應(yīng)的控制信號(hào)V_GATE。優(yōu)選地，如圖4所示，控制子模塊122采用第二運(yùn)算放大器A2。第二運(yùn)算放大器A2的正輸入端與分壓子模塊121的輸出端相連；即第二運(yùn)算放大器A2的正輸入端連接在第三電阻R3和第四電阻R4的連接點(diǎn)S2；負(fù)輸入端與第一采樣電阻R0相連，輸出端與功率管M0的柵極相連。

優(yōu)選地，如圖4所示，控制模塊120還包括一緩沖子模塊123，連接在跨導(dǎo)放大器OTA1和分壓子模塊121之間，用于實(shí)現(xiàn)跨導(dǎo)放大器OTA1和分壓子模塊121之間的緩沖。其中，在本實(shí)施例中，緩沖子模塊123優(yōu)選采用第一運(yùn)算放大器A1，第一運(yùn)算放大器A1的正輸入端與跨導(dǎo)放大器OTA1的輸出端和第一電容C1的一端相連；負(fù)輸入端與第一運(yùn)算放大器A1的輸出端相連。

本實(shí)施例中，第一電阻R1和第二電阻R2組成的分壓器用于采樣第一采樣電阻R0兩端的電壓V_CS和LED負(fù)載200的輸出端的電壓V_DARIN，生成第一電壓信號(hào)V_DV1，并輸入至跨導(dǎo)放大器OTA1的正輸入端，跨導(dǎo)放大器OTA1的負(fù)輸入端接參考電壓V_REF。第一參考電壓V_DV1與參考電壓V_REF的壓差通過跨導(dǎo)放大器OTA1轉(zhuǎn)化為電流，并對(duì)節(jié)點(diǎn)COMP處的第一電容C1進(jìn)行充電或放電。第一運(yùn)算放大器A1實(shí)現(xiàn)一個(gè)緩沖電路，使V_COMPBUF＝V_COMP，V_COMPBUF經(jīng)過第三電阻R3和第四電阻R4的分壓后得到第二電壓信號(hào)V_CSREF，輸入至第二運(yùn)算放大器A2的正輸入端。第二運(yùn)算放大器A2與MOS管M0、第一采樣電阻R0實(shí)現(xiàn)了電壓到電流的轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生LED負(fù)載200的驅(qū)動(dòng)電流I_LED，即，LED負(fù)載200的輸出端的電壓V_DRAIN和第一采樣電阻R0兩端的V_CS之間的關(guān)系為：其中，參考電壓V_REF是固定的常數(shù)，因此，第一采樣電阻R0的兩端的電壓V_CS與LED負(fù)載200的輸出端的電壓V_DRAIN是反比關(guān)系，即V_CS變大，V_DRAIN變小。并且，第一采樣電阻R0的兩端的電壓滿足V_CS＝I_LED*R₀。因此，當(dāng)LED負(fù)載200的電流增大時(shí)，系統(tǒng)會(huì)降低V_DRAIN，使得LED負(fù)載內(nèi)的芯片的功耗W＝I_LED*V_DARIN降低，減少了芯片的發(fā)熱，提高了LED單元的效率。

進(jìn)一步地，在調(diào)光角度很小(前級(jí)輸入電流很小)時(shí)，本實(shí)施例的消除LED電流紋波的功能依然有效。此時(shí)，由于第一采樣電阻R0的兩端的電壓V_CS較低，通過調(diào)整LED負(fù)載200的輸出端的電壓V_DRAIN，使得跨導(dǎo)放大器OTA1的正輸入端的電壓，即第一電壓信號(hào)V_DV1維持在與負(fù)輸入端的參考電壓V_REF相等的情況，如此，整個(gè)消除紋波的環(huán)路仍然可以正常工作。通過這樣，本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了LED電流的全程去紋波功能。

此外，本實(shí)施例通過將采樣V_DRAIN與V_CS的結(jié)果輸入至跨導(dǎo)放大器OTA1正輸入端，參考電壓V_REF輸入至跨導(dǎo)放大器OTA1的負(fù)輸入端，跨導(dǎo)放大器OTA1將輸入的電壓差轉(zhuǎn)化為電流，對(duì)第一電容C1進(jìn)行充放電，獲得了LED去紋波以及去低頻抖動(dòng)所需的時(shí)間常數(shù)。在本實(shí)施例中，通過對(duì)跨導(dǎo)放大器OTA1的跨導(dǎo)(△io/△vin)的設(shè)計(jì)和/或第一電容C1容值的選擇，可以靈活修改LED去紋波以及去低頻抖動(dòng)的效果。當(dāng)跨導(dǎo)放大器OTA1的跨導(dǎo)取值較小時(shí)，結(jié)合第一電容C1，可以實(shí)現(xiàn)較大的時(shí)間常數(shù)，達(dá)到消除調(diào)光器抖動(dòng)等原因造成的低頻率的抖動(dòng)功能，避免了由于低頻抖動(dòng)而引發(fā)的LED的閃爍情況的發(fā)生。

優(yōu)選地，本實(shí)施例的控制器既可以做成一個(gè)單獨(dú)的芯片，安裝在LED負(fù)載200、第一采樣電阻R0以及功率管M0之間；也可以與LED負(fù)載200、第一采樣電阻R0和功率管M0相配合，共同集合做成一個(gè)芯片，以消除LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電流紋波。

此外，為了突出本發(fā)明的創(chuàng)新部分，本實(shí)施例中并沒有將與解決本發(fā)明所提出的技術(shù)問題關(guān)系不太密切的模塊引入，但這并不表明本實(shí)施例中不存在其它的模塊。

需要說明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。

實(shí)施例2

本實(shí)施例公開了一種用于消除LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電流紋波的方法，其采用實(shí)施例1所公開的控制器：

首先，利用控制器采用LED負(fù)載200的輸出端的電壓V_DRAIN和第一采樣電阻R0兩端的電壓V_CS，并根據(jù)LED負(fù)載200的輸出端的電壓V_DRAIN與第一采樣電阻R0兩端的電壓V_CS生成第一電壓信號(hào)V_DV1；控制器再依據(jù)第一電壓信號(hào)V_DV1和第一采樣電阻兩端的電壓V_CS生成控制信號(hào)V_GATE，從而控制與LED負(fù)載200相連的功率管M0的導(dǎo)通狀態(tài)，使得第一電壓信號(hào)V_DV1的電壓大小與參考電壓V_REF相等，實(shí)現(xiàn)了LED負(fù)載200的電流紋波的消除。

具體地，采樣模塊110采樣LED負(fù)載200的輸出端電壓V_DRAIN和第一采樣電阻R0兩端的電壓V_CS，并根據(jù)LED負(fù)載200的輸出端的電壓V_DRAIN與第一采樣電阻R0兩端V_CS的電壓生成第一電壓信號(hào)V_DV1并輸出至跨導(dǎo)放大器OTA1；

跨導(dǎo)放大器OTA1根據(jù)第一電壓信號(hào)V_DV1和參考電壓V_REF生成第一電流信號(hào)；

第一電容C1根據(jù)第一電流信號(hào)進(jìn)行充放電；

分壓子模塊121根據(jù)第一電容C1兩端的電壓生成第二電壓信號(hào)V_CSREF；

控制子模塊122根據(jù)第二電壓信號(hào)V_CSREF和第一采樣電阻C1兩端的電壓生成控制信號(hào)V_GATE，并輸出至功率管M0的柵極。

本實(shí)施例中，第一采樣電阻R0的兩端的電壓V_CS與LED負(fù)載200的輸出端的電壓V_DRAIN是反比關(guān)系，即V_CS變大，V_DRAIN變小。由于第一采樣電阻R0的兩端的電壓V_CS較低，通過調(diào)整LED負(fù)載200的輸出端的電壓V_DRAIN，使得跨導(dǎo)放大器OTA1的正輸入端的電壓，即第一電壓信號(hào)V_DV1維持在與負(fù)輸入端的參考電壓V_REF相等的情況，如此，整個(gè)消除紋波的環(huán)路仍然可以正常工作，如此，本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了LED電流的全程去紋波功能。并且，通過對(duì)跨導(dǎo)放大器OTA1的跨導(dǎo)(△io/△vin)的設(shè)計(jì)和/或第一電容C1容值的選擇，可以靈活修改LED去紋波以及去低頻抖動(dòng)的效果。當(dāng)跨導(dǎo)放大器OTA1的跨導(dǎo)取值較小時(shí)，結(jié)合第一電容C1，可以實(shí)現(xiàn)較大的時(shí)間常數(shù)，達(dá)到消除調(diào)光器抖動(dòng)等原因造成的低頻率的抖動(dòng)功能，避免了由于低頻抖動(dòng)而引發(fā)的LED的閃爍情況的發(fā)生。

綜上所述，本發(fā)明的一種用于消除LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電流紋波的控制器、芯片及方法，基于現(xiàn)有的消除LED電流紋波的調(diào)光驅(qū)動(dòng)器，去除了用于為緩沖電路中的電容進(jìn)行充放電的電流源，在LED負(fù)載和第一采樣電阻之間增加了控制器，控制器生成第一電壓信號(hào)，并通過第一電壓信號(hào)的第一采樣電阻兩端的電壓生成用于控制功率管的導(dǎo)通狀態(tài)的控制信號(hào)，使得第一電壓信號(hào)的電壓與參考電壓相等，從而消除了LED負(fù)載的電流紋波。此外，本發(fā)明還用跨導(dǎo)放大器替換傳統(tǒng)的比較器，從而使輸出電壓V_CS和LED單元負(fù)極的電壓V_DRAIN與參考電壓之間的壓差轉(zhuǎn)換為電流，用以對(duì)第一電容進(jìn)行充放電，實(shí)現(xiàn)了調(diào)光過程中的全程消除LED負(fù)載的電流紋波；并且，本發(fā)明還通過調(diào)節(jié)第一電容的容值和/或跨導(dǎo)放大器的跨導(dǎo)，增大時(shí)間常數(shù)，從而消除低于100hz的低頻的抖動(dòng)，進(jìn)一步避免了低頻抖動(dòng)所引發(fā)的LED的閃爍問題。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，有效提高了LED的工作效率。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。

上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。