用于交流調光型led驅動電源的自適應軟啟動充電電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明公開了用于交流調光型LED驅動電源的自適應軟啟動充電電路，涉及技術領域。
【背景技術】
[0002]近年來LED照明為廣大工程類及家居類應用得到廣泛接受。由于交流晶閘管式調光器的大量存在，LED燈的驅動電源必須和晶閘管切相輸入電壓(交流)兼容配合，否則就會出現頻閃、燈光跳動或無法啟動的現象。其中，系統啟動是一個實用中的嚴峻問題和迫切需要，尤其是交流調光器的旋鈕在開燈時大多數情況下置于較低光通量的位置，在這種情況下，就會導致通電以后，燈具來回閃爍或者根本不能點亮的現象。
[0003]現有技術中的常見電路如圖1所示，在交流調光輸入條件下，最為常用的電路是通過一個驅動控制芯片的內置高壓線性電路從輸入高壓側取電，通過緩慢地給芯片供電電容充電，經過一個較長時間(I秒左右)使得芯片供電端子電壓達到一個較高值，例如14.6伏，這時芯片開始工作，這時芯片消耗的電流很大，遠超出高壓線性電路能夠提供的充電電流，因此此時的Vdd開始迅速下降，電路能否正常啟動的關鍵就在于是否輸出電容CO能夠在Vdd降落至正常工作的最低值以前達到一定值。我們知道，一旦芯片開始正常工作時，開關電器中的MOS主開關器件開始斬切，變壓器的副邊和輔助繞組開始從電網側輸出能量給輸出電容和Vdd電容供電。由于輸出電容的容值較大，通常為幾十微法至幾百微法，所以輸出電容能否在Vdd降落到最低工作電壓之前達到正常工作值就成為關鍵。調光器的接入，成為這種應用條件下系統啟動的主要瓶頸。因為這時的交流輸入電壓被切掉部分，尤其是當深度調光時，這時電網側進來的電壓已變成額定值的很小一部分，這樣輸出電容充電的速度更加緩慢，所需時間大大延長，Vdd電容上儲存的能量不足以支撐這么長時間的工作。如圖2顯示，當調光角度設在50°時，使用目前市場上的方案，我們觀察到啟動困難的現象，燈具無法點殼。
[0004]在實際的應用中，還有一個因素一一過流保護功能對電路的啟動也有阻礙作用。因為驅動電源需要在輸出過載或短路的時候作出正常的判別，并在發生短路時盡快關閉電路，因此圖1中PSVR節點和固定電壓作比較，在固定脈寬發生器輸出結束之時，如果PSVR電壓不能升高到超出固定電壓，則電路判斷短路情況發生，立即關閉電路(停止PWM輸出)，從而使系統進入被保護狀態。在調光器接入時，由于輸出電容電壓增長極為緩慢，即使在輸出并無短路時，因PSVR遲遲不能達到固定電壓，電路會發生誤判，錯誤的關閉系統，而惡化了啟動困難現象。其實際現象可參考圖3，Vdd雖然還沒有跌落到正常工作電壓的最小值，但由于發生了短路誤判，從而系統關閉(PWM信號為O)，無法啟動。

【發明內容】

[0005]本發明所要解決的技術問題是:針對現有技術的缺陷，提供一種用于交流調光型LED驅動電源的自適應軟啟動充電電路，引入一個芯片供電電壓的檢測電路;使用一個雙比較器的夾擠電路提取芯片供電電壓在高壓線性電路充電條件下，從最低工作電壓升至最高工作電壓所經歷的時間；利用產生的時間信息產生脈寬可調額單脈沖信號;將產生的時間信號用乘法器和加法器合成一個新的PWM占空比序列；提出一個對不同調光角輸入的自適應調整的啟動電路結構。
[0006]本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案:
[0007]一種用于交流調光型LED驅動電源的自適應軟啟動充電電路，包括供電電路和啟動電路，其特征在于:在所述啟動電路中增加設置了自適應軟啟動電路，所述自適應軟啟動電路檢測得到Vdd工作電壓值，根據工作電壓值產生相應的時間參數，時間參數調整PWM信號的占空比并控制單脈沖的寬度。
[0008]作為本發明的進一步優選方案，所述自適應軟啟動電路包括兩個比較器、一個邏輯與門和一個計時器，自適應軟啟動電路對Vdd檢測，檢測得到Vdd工作電壓的最高值和最低值分別送到兩個比較器的輸入端，兩個比較器的輸入經過邏輯與門的關系產生一個方波脈沖信號，所述方波脈沖信號送入計時器產生時間參數，所述時間參數增加PWM信號的占空比并控制單脈沖的寬度。
[0009]作為本發明的進一步優選方案，所述啟動電路包括高壓線性電路，單脈沖發生電路，斜坡信號發生電路，鋸齒波信號發生電路，Pmi模塊，第一至第四比較器，第一、第二與門，乘法器，加法器，或門，第一、第二電阻，第一至第三二極管以及VDD電容，其中:
[0010]第一電阻的一端與變壓器的副邊和繞組、第一二極管的正極相連接，第一電阻的另一端分別與第二電阻的一端、第三二極管的正極相連接，第三二極管的負極與第一比較器的正極相連接，第一比較器的負極接固定電壓端，第一比較器的輸出端與或門的輸入端相連接，第二電阻的另一端與VDD電容的一端相連接并接地，供電電容的另一端分別與第一二極管的負極、第二二極管的負極、第三比較器的輸入端、第四比較器的輸入端相連接，第二二極管的正極與高壓線性電路相連接，第三、第四比較器的輸出端與第二與門的輸入端相連接，第二與門的輸出端與計時器相連接，計時器的輸出端分別與單脈沖發生電路的輸入端、乘法器的輸入端相連接，單脈沖發生電路的輸出端與或門的輸入端相連接，乘法器的輸出端與斜坡信號發生電路的輸出端經過加法器后輸入第二比較器，鋸齒波信號發生電路的輸出端與第二比較器的輸入端相連接，第二比較器的輸出端與或門的輸出端與第一與門的輸入端相連接，第一與門的輸出端與PWM模塊的輸入端相連接。
[0011]本發明還公開了所述自適應軟啟動充電電路的工作流程，具體包括:
[0012]步驟1、VDD電容充到最低工作電壓；
[0013]步驟2、VDD電容充到最高工作電壓；
[0014]步驟3、調光深度的檢測，讀入VDD從最低工作電壓升到最高工作電壓經歷的時間；
[0015]步驟4、基于步驟4得到的調光深度信息，動態調整短路判斷時間值和PffM占空比的初始值；
[0016]步驟5、PSVR值在短路判斷時間結束或者VDD跌落至最低工作電壓之前已經達到預設固定電壓，即輸出電容已完成充電，系統正常啟動。
[0017]本發明采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果:
[0018]1、解決了調光器輸入下LED燈無法正常啟動的問題；
[0019]2、完整保存了系統的過流短路保護功能，能準確判斷短路情況；
[0020]3、只是在必要時才加速啟動過程，保證電路工作的安全穩定性，特別是在高亮度調光和無調光器的情況下；
[0021]4、本電路適用于LED電源的條件拓撲結構和所有開關電源的軟啟動。
【附圖說明】
[0022]圖1是典型的交流調光型LED電源輔助繞組供電和啟動電路的結構圖。
[0023]圖2是深度調光器設置下啟動失敗波形。
[0024]圖3是短路保護功能加劇啟動困難的波形示意圖。
[0025]圖4是本發明的啟動電路結構圖，
[0026]其中:參考電壓I和2分別代表Vdd工作電壓的最高值和最低值，Al至A4分別表示第一至第四比較器，BI和B2分別表示第一、第二與門，X表示乘法器，Y表示加法器，Z表示或門，R1、R2分別表示第一、第二電阻，Dl至D3分別表示第一至第三二極管，Cl表示供電電容。
[0027]圖5是本發明中自適應軟啟動電路工作流程圖。
[0028]圖6是本發明中，電路在深度調光設定下的順利啟動。
【具體實施方式】
[0029]下面詳細描述本發明的實施方式，所述實施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施方式是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能解釋為對本發明的限制。
[0030]下面結合附圖對本發明的技術方案做進一步的詳細說明:
[0031]用于交流調光型LED驅動電源的自適應軟啟動充電電路，包括供電電路和啟動電路，在所述啟動電路中增加設置了自適應軟啟動電路，所述自適應軟啟動電路包括兩個比較器