紋波消除電路及LED控制電路技術(shù)領域

《紋波消除電路及LED控制電路》涉及電力電子技術(shù)領域，具體涉及一種紋波消除電路及LED控制電路。

圖1為2016年10月之前技術(shù)的LED控制的電路原理圖；

圖2為《紋波消除電路及LED控制電路》的LED控制電路的電路原理圖（實施例一）；

圖3為該發(fā)明的LED控制電路的電路原理圖（實施例二）；

圖4為該發(fā)明的LED控制電路的電路原理圖（實施例三）；

圖5為輸入變化檢測模塊的一種電路結(jié)構(gòu)圖；

圖6為輸入變化檢測模塊的另一種電路結(jié)構(gòu)圖；

圖7為輸入變化檢測模塊的又一種電路結(jié)構(gòu)圖；

圖8為圖7輸入變化檢測模塊中電壓變化率電路的具體電路結(jié)構(gòu)圖；

圖9為紋波消除模塊第一種實現(xiàn)方式的電路示意圖；

圖10為紋波消除模塊第二種實現(xiàn)方式的電路示意圖；

圖11為紋波消除模塊第三種實現(xiàn)方式的電路示意圖；

圖12為圖11中比例調(diào)節(jié)電路的電路示意圖；

圖13為紋波消除模塊第四種實現(xiàn)方式的電路示意圖。

紋波消除電路及LED控制電路專利目的

《紋波消除電路及LED控制電路》的目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)快速響應的紋波消除電路及LED控制電路，用以解決2016年10月之前的技術(shù)存在的無法及時對輸入電流進行響應的技術(shù)問題。

紋波消除電路及LED控制電路技術(shù)方案

《紋波消除電路及LED控制電路》的技術(shù)解決方案是，提供一種以下結(jié)構(gòu)的紋波消除電路，包括：

輸入變化檢測模塊，其輸入端接收可表征輸入電流變化的待檢測信號，并對所述待檢測信號進行檢測，得到表征所述待檢測信號變化情況的變化檢測信號，當所述變化檢測信號表征輸入電流快速變化時，則輸出電流調(diào)整信號至所述紋波消除模塊；

紋波消除模塊，與負載串聯(lián)，用以濾除輸入電流的紋波；當所述變化檢測信號表征輸入電流快速變化時，所述紋波消除模塊接收所述電流調(diào)整信號，通過改變紋波消除模塊控制端的電壓，來調(diào)整流經(jīng)負載的電流，以適應輸入電流的快速變化。

作為優(yōu)選，所述的輸入變化檢測模塊將接收到的所述待檢測信號與第一閾值電壓進行比較，得到所述變化檢測信號，當所述待檢測信號大于所述第一閾值電壓時，則所述變化檢測信號表征輸入電流快速變化，此時，所述的輸入變化檢測模塊向紋波消除模塊輸出電流調(diào)整信號；經(jīng)紋波消除模塊調(diào)整流經(jīng)負載的電流，則所述待檢測信號下降，下降至第二閾值電壓時，則所述的輸入變化檢測模塊停止輸出電流調(diào)整信號，所述的第二閾值電壓小于所述第一閾值電壓。

作為優(yōu)選，所述的輸入變化檢測模塊將接收到的所述待檢測信號與第三閾值電壓進行比較，當所述待檢測信號大于所述第三閾值電壓時，所述輸入變化檢測模塊開始計時，當計時達到閾值時間時，得到變化檢測信號，則所述變化檢測信號表征輸入電流快速變化，此時，所述的輸入變化檢測模塊向紋波消除模塊輸出電流調(diào)整信號，經(jīng)紋波消除模塊調(diào)整流經(jīng)負載的電流，則所述待檢測信號下降，下降至第三閾值電壓時，則所述的輸入變化檢測模塊停止輸出電流調(diào)整信號。

作為優(yōu)選，所述的輸入變化檢測模塊接收所述待檢測信號，并檢測所述待檢測信號的電壓變化率，其電壓變化率為正時，所述輸入變化檢測模塊開始計時，當計時達到閾值時間時，得到變化檢測信號，所述變化檢測信號表征輸入電流快速變化，此時，所述的輸入變化檢測模塊向紋波消除模塊輸出電流調(diào)整信號，經(jīng)紋波消除模塊調(diào)整流經(jīng)負載的電流，當所述待檢測信號的電壓變化率下降至為負時，則所述的輸入變化檢測模塊停止輸出電流調(diào)整信號。

作為優(yōu)選，所述的紋波消除模塊包括調(diào)整管、第一電容、第一電流產(chǎn)生電路和第二電流產(chǎn)生電路，所述的調(diào)整管與負載串聯(lián)，所述調(diào)整管的第一端與所述負載連接，其第二端接輸入電壓的低電位端；所述的第一電容兩端分別連接所述調(diào)整管的控制端和第二端；所述第二電流產(chǎn)生電路與所述第一電容并聯(lián)；所述第一電流產(chǎn)生電路，其電壓輸入端分別連接高電位端和低電位端，所述調(diào)整管的第一端作為第一電流產(chǎn)生電路的高電位端，第一電容與所述第二電流產(chǎn)生電路的非地公共端作為第一電流產(chǎn)生電路的低電位端；所述第一電流產(chǎn)生電路根據(jù)所述高電位端和低電位端的電壓，調(diào)節(jié)第一電流產(chǎn)生電路所輸出的電流大??；所述第一電容與所述電流源的公共端電壓為所述控制端的電壓，所述電流調(diào)整信號對所述第一電容進行充電。

作為優(yōu)選，所述的待檢測信號為負載和紋波消除模塊組成的串聯(lián)電路兩端的電壓或負載與紋波消除模塊之公共端的電壓。

作為優(yōu)選，所述的待檢測信號為調(diào)整管控制端電壓或第一電容兩端電壓。

作為優(yōu)選，所述的計時由計數(shù)器實現(xiàn)，計數(shù)器的數(shù)字表征時間，計數(shù)器的數(shù)字達到相應的閾值數(shù)字即表征計時達到閾值時間。

作為優(yōu)選，所述輸入變化檢測模塊包括電壓變化率檢測電路，所述的電壓變化率檢測電路檢測所述待檢測信號的電壓變化率，包括比較器，所述比較器的第一輸入端接待檢測信號，其第二輸入端連接有第二電容和開關(guān)，第二輸入端經(jīng)開關(guān)連接待檢測信號，所述開關(guān)的控制端接時鐘信號。

作為優(yōu)選，在所述比較器的第一輸入端與待檢測信號之間串聯(lián)有偏置電壓源。

作為優(yōu)選，所述第一電容的一端經(jīng)第一運放與所述調(diào)整管的控制端連接，所述第一運放的第一輸入端與所述第一電容連接，第一運放的第二輸入端接收表征流經(jīng)調(diào)整管瞬時電流的電流采樣信號，第一運放的輸出端與所述調(diào)整管的控制端連接。

作為優(yōu)選，所述的紋波消除模塊還包括比例調(diào)節(jié)電路，所述的比例調(diào)節(jié)電路根據(jù)所述第一電流產(chǎn)生電路所產(chǎn)生之電流和所述第二電流產(chǎn)生電路相比的大小，對所述第一電容充放電。

作為優(yōu)選，所述比例調(diào)節(jié)電路的輸入端與所述第一電流產(chǎn)生電路和所述第二電流產(chǎn)生電路的公共端連接，所述比例調(diào)節(jié)電路的輸出端與所述第一電容連接；當?shù)谝浑娏鳟a(chǎn)生電路所產(chǎn)生的電流i02大于第二電流產(chǎn)生電路I01的電流時，比例調(diào)節(jié)電路對第一電容的充電電流為M*（i02-I01）；當?shù)谝浑娏鳟a(chǎn)生電路所產(chǎn)生的電流i02小于電流源I01的電流時，比例調(diào)節(jié)電路對第一電容的放電電流為N*（I01-i02）。

作為優(yōu)選，所述的紋波消除模塊包括調(diào)整管、第一電容、第一電阻和第二運放，所述的調(diào)整管與負載串聯(lián)，所述調(diào)整管的第一端與所述負載連接，其第二端接輸入電壓的低電位端；所述的第一電容兩端分別連接所述調(diào)整管的控制端和第二端；所述第二運放的第一輸入端與所述調(diào)整管的第一端連接，第二運放的輸出端與所述調(diào)整管的控制端連接，第一電容的一端與所述第二運放的第二輸入端連接，第一電容的另一端接收表征輸入電壓的信號，第一電阻的一端與第二運放的第一輸入端，第一電阻的另一端與調(diào)整管的第二端連接；所述第一電容和第一電阻的公共點電壓為所述控制端的電壓，所述電流調(diào)整信號對所述第一電容進行放電。

《紋波消除電路及LED控制電路》的另一技術(shù)解決方案是，提供一種的LED控制電路，包括LED驅(qū)動電路和以上任意一種紋波消除電路，所述的LED驅(qū)動電路接收交流輸入后并經(jīng)整流得到輸入電壓給LED負載供電。

紋波消除電路及LED控制電路改善效果

采用《紋波消除電路及LED控制電路》的電路結(jié)構(gòu)，與2016年10月之前的技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點：LED驅(qū)動電路接收交流輸入，并將其轉(zhuǎn)換為帶有紋波的直流電，對LED負載供電，帶有紋波的直流電連接到LED負載的正端，當輸入電流快速變大時，輸入變化檢測模塊會根據(jù)可表征輸入電流變化的待檢測信號的反饋，產(chǎn)生上拉電流通過輸入變化檢測模塊的輸出端作用到紋波消除模塊上，快速的改變紋波消除模塊中容性元件上的電壓，提高紋波消除電路的響應速度，使得負載電流可以快速跟上輸入電流的變化，從而使得系統(tǒng)可以更快達到穩(wěn)態(tài)，系統(tǒng)響應快，不會出現(xiàn)LED燈閃的情況。

在一些應用場合，電流電壓紋波會對電路和負載的工作存在影響，往往需要消除紋波，尤其是在LED控制電路當中。如圖1所示，示意了2016年10月之前的技術(shù)包括有紋波消除電路的LED控制電路。交流輸入電壓經(jīng)過LED驅(qū)動電路U00得到電壓VIN，電壓VIN和地之間接LED負載和線性調(diào)整管M01，LED負載正極和地之間并聯(lián)電容C01，LED負載負極接線性調(diào)整管M01的漏極，LED負載負極和線性調(diào)整管M01的柵極之間接電阻R02，線性調(diào)整管M01的柵極和地之間接電容C02，通過電容C02濾除LED負載電流的紋波。

為濾除輸入紋波，紋波消除電路中電容C02確定的時間常數(shù)遠遠大于輸入電流紋波周期，因此在輸入電流快速增大時，紋波消除電路無法對輸入電流進行及時響應，導致輸入電壓和調(diào)整管的DRAIN端電壓VD隨輸入電流的增大迅速升高，造成LED閃爍甚至超出安全范圍導致器件損壞。

1.一種紋波消除電路，其特征在于：包括：輸入變化檢測模塊，其輸入端接收可表征輸入電流變化的待檢測信號，并對所述待檢測信號進行檢測，得到表征所述待檢測信號變化情況的變化檢測信號，當所述變化檢測信號表征輸入電流快速變化時，則輸出電流調(diào)整信號至所述紋波消除模塊；紋波消除模塊，與負載串聯(lián)，用以濾除輸入電流的紋波；當所述變化檢測信號表征輸入電流快速變化時，所述紋波消除模塊接收所述電流調(diào)整信號，通過改變紋波消除模塊控制端的電壓，來調(diào)整流經(jīng)負載的電流，以適應輸入電流的快速變化。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紋波消除電路，其特征在于：所述的輸入變化檢測模塊將接收到的所述待檢測信號與第一閾值電壓進行比較，得到所述變化檢測信號，當所述待檢測信號大于所述第一閾值電壓時，則所述變化檢測信號表征輸入電流快速變化，此時，所述的輸入變化檢測模塊向紋波消除模塊輸出電流調(diào)整信號；經(jīng)紋波消除模塊調(diào)整流經(jīng)負載的電流，則所述待檢測信號下降，下降至第二閾值電壓時，則所述的輸入變化檢測模塊停止輸出電流調(diào)整信號，所述的第二閾值電壓小于所述第一閾值電壓。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紋波消除電路，其特征在于：所述的輸入變化檢測模塊將接收到的所述待檢測信號與第三閾值電壓進行比較，當所述待檢測信號大于所述第三閾值電壓時，所述輸入變化檢測模塊開始計時，當計時達到閾值時間時，得到變化檢測信號，則所述變化檢測信號表征輸入電流快速變化，此時，所述的輸入變化檢測模塊向紋波消除模塊輸出電流調(diào)整信號，經(jīng)紋波消除模塊調(diào)整流經(jīng)負載的電流，則所述待檢測信號下降，下降至第三閾值電壓時，則所述的輸入變化檢測模塊停止輸出電流調(diào)整信號。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紋波消除電路，其特征在于：所述的輸入變化檢測模塊接收所述待檢測信號，并檢測所述待檢測信號的電壓變化率，其電壓變化率為正時，所述輸入變化檢測模塊開始計時，當計時達到閾值時間時，得到變化檢測信號，所述變化檢測信號表征輸入電流快速變化，此時，所述的輸入變化檢測模塊向紋波消除模塊輸出電流調(diào)整信號，經(jīng)紋波消除模塊調(diào)整流經(jīng)負載的電流，當所述待檢測信號的電壓變化率下降至為負時，則所述的輸入變化檢測模塊停止輸出電流調(diào)整信號。

5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的紋波消除電路，其特征在于：所述的紋波消除模塊包括調(diào)整管、第一電容、第一電流產(chǎn)生電路和第二電流產(chǎn)生電路，所述的調(diào)整管與負載串聯(lián)，所述調(diào)整管的第一端與所述負載連接，其第二端接輸入電壓的低電位端；所述的第一電容兩端分別連接所述調(diào)整管的控制端和第二端；所述第二電流產(chǎn)生電路與所述第一電容并聯(lián)；所述第一電流產(chǎn)生電路，其電壓輸入端分別連接高電位端和低電位端，所述調(diào)整管的第一端作為第一電流產(chǎn)生電路的高電位端，第一電容與所述第二電流產(chǎn)生電路的非地公共端作為第一電流產(chǎn)生電路的低電位端；所述第一電流產(chǎn)生電路根據(jù)所述高電位端和低電位端的電壓，調(diào)節(jié)第一電流產(chǎn)生電路所輸出的電流大小；所述第一電容與所述電流源的公共端電壓為所述控制端的電壓，所述電流調(diào)整信號對所述第一電容進行充電。

6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的紋波消除電路，其特征在于：所述的待檢測信號為負載和紋波消除模塊組成的串聯(lián)電路兩端的電壓或負載與紋波消除模塊之公共端的電壓。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的紋波消除電路，其特征在于：所述的待檢測信號為調(diào)整管控制端電壓或第一電容兩端電壓。

8.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的紋波消除電路，其特征在于：所述的計時由計數(shù)器實現(xiàn)，計數(shù)器的數(shù)字表征時間，計數(shù)器的數(shù)字達到相應的閾值數(shù)字即表征計時達到閾值時間。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的紋波消除電路，其特征在于：所述輸入變化檢測模塊包括電壓變化率檢測電路，所述的電壓變化率檢測電路檢測所述待檢測信號的電壓變化率，包括比較器，所述比較器的第一輸入端接待檢測信號，其第二輸入端連接有第二電容和開關(guān)，第二輸入端經(jīng)開關(guān)連接待檢測信號，所述開關(guān)的控制端接時鐘信號。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的紋波消除電路，其特征在于：在所述比較器的第一輸入端與待檢測信號之間串聯(lián)有偏置電壓源。

11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的紋波消除電路，其特征在于：所述第一電容的一端經(jīng)第一運放與所述調(diào)整管的控制端連接，所述第一運放的第一輸入端與所述第一電容連接，第一運放的第二輸入端接收表征流經(jīng)調(diào)整管瞬時電流的電流采樣信號，第一運放的輸出端與所述調(diào)整管的控制端連接。

12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的紋波消除電路，其特征在于：所述的紋波消除模塊還包括比例調(diào)節(jié)電路，所述的比例調(diào)節(jié)電路根據(jù)所述第一電流產(chǎn)生電路所產(chǎn)生之電流和所述第二電流產(chǎn)生電路相比的大小，對所述第一電容充放電。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的紋波消除電路，其特征在于：所述比例調(diào)節(jié)電路的輸入端與所述第一電流產(chǎn)生電路和所述第二電流產(chǎn)生電路的公共端連接，所述比例調(diào)節(jié)電路的輸出端與所述第一電容連接；當?shù)谝浑娏鳟a(chǎn)生電路所產(chǎn)生的電流i02大于第二電流產(chǎn)生電路I01的電流時，比例調(diào)節(jié)電路對第一電容的充電電流為M*（i02-I01）；當?shù)谝浑娏鳟a(chǎn)生電路所產(chǎn)生的電流i02小于電流源I01的電流時，比例調(diào)節(jié)電路對第一電容的放電電流為N*（I01-i02）。

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紋波消除電路，其特征在于：所述的紋波消除模塊包括調(diào)整管、第一電容、第一電阻和第二運放，所述的調(diào)整管與負載串聯(lián)，所述調(diào)整管的第一端與所述負載連接，其第二端接輸入電壓的低電位端；所述第二運放的第一輸入端與所述調(diào)整管的第一端連接，第二運放的輸出端與所述調(diào)整管的控制端連接，第一電容的一端與所述第二運放的第二輸入端連接，第一電容的另一端接收表征輸入電壓的信號，第一電阻的一端與第二運放的第一輸入端，第一電阻的另一端與調(diào)整管的第二端連接；所述第一電容和第一電阻的公共點電壓為所述控制端的電壓，所述電流調(diào)整信號對所述第一電容進行放電。

15.一種LED控制電路，其特征在于：包括LED驅(qū)動電路和權(quán)利要求1-14任意一種紋波消除電路，所述的LED驅(qū)動電路接收交流輸入后并經(jīng)整流得到輸入電壓給LED負載供電。

參考圖2所示，示意了《紋波消除電路及LED控制電路》的LED控制電路實施例一的電路結(jié)構(gòu)，同時包括該發(fā)明紋波消除電路的電路結(jié)構(gòu)，所述的紋波消除電路包括輸入變化檢測模塊和紋波消除模塊。交流輸入電壓經(jīng)過LED驅(qū)動電路U00得到輸入電壓VIN，輸入電壓VIN和地之間接LED負載和紋波消除模塊，LED負載正極和地之間并聯(lián)電容C01，LED負載負極同時接紋波消除模塊的輸入端和輸入變化檢測模塊的輸入端，輸入變化檢測電路的輸出端接紋波消除模塊的另一輸入端（作為紋波消除模塊的控制端），輸入變化檢測模塊的第三端和紋波消除模塊的第三端同時接地。

當輸入電流iIN快速變大時，輸入電壓VIN也會相應變大，輸入變化檢測模塊會根據(jù)LED負載和紋波消除模塊公共端VD電壓反饋，產(chǎn)生上拉電流作為電流調(diào)整信號，通過輸出端作用到紋波消除模塊上，快速地改變紋波消除模塊中容性元件上的電壓，提高紋波消除模塊的響應速度，使得負載電流iLED可以快速跟上輸入電流iIN的變化，從而使得系統(tǒng)可以更快達到穩(wěn)態(tài)，不會出現(xiàn)LED燈閃的情況。該發(fā)明通過檢測表征輸入電流iIN變化的待檢測信號，即檢測待檢測信號是否發(fā)生快速變化，以判斷輸入電流iIN是否快速變化，該實施例中采用VD作為待檢測信號，可以通過輸入變化檢測模塊檢測VD的電壓幅度、電壓變化的持續(xù)時間或者電壓變化率等方式，以判斷是否發(fā)生快速變化。將在后續(xù)附圖中詳細介紹相應的輸入變化檢測模塊的具體電路結(jié)構(gòu)。

參考圖3所示，示意了該發(fā)明的LED控制電路實施例二的電路結(jié)構(gòu)，其與實施例一的不同之處在于，輸入變化檢測模塊的連接關(guān)系的不同，該實施例中，將輸入電壓VIN作為待檢測信號，因此輸入變化檢測模塊的輸入端接收輸入電壓VIN，即連接在LED負載的正端。當輸入電流iIN快速變大時，輸入電壓VIN也會相應變大，輸入變化檢測模塊會根據(jù)LED負載和紋波消除模塊公共端VD電壓反饋，產(chǎn)生上拉電流作為電流調(diào)整信號，通過輸出端作用到紋波消除模塊上，快速地改變紋波消除模塊中容性元件上的電壓，提高紋波消除模塊的響應速度，使得負載電流iLED可以快速跟上輸入電流iIN的變化，從而使得系統(tǒng)可以更快達到穩(wěn)態(tài)，不會出現(xiàn)LED燈閃的情況。

參考圖4所示，示意了該發(fā)明的LED控制電路實施例三的電路結(jié)構(gòu)，其與實施例一、二的不同之處也在于，輸入變化檢測模塊的連接關(guān)系的不同，該實施例中，直接從紋波消除模塊中接收能夠表征輸入電流iIN變化的待檢測信號，檢測紋波消除模塊中調(diào)整管的控制端或者第一電容上電壓的變化率來反應輸入電流iIN的變化，并根據(jù)電壓變化率的正負以及持續(xù)時間之結(jié)合來判斷是否發(fā)生快速變化。

參考圖5所示，示意了該發(fā)明的輸入變化檢測模塊的一種具體電路，可應用于實施例一和二。該附圖中以應用于圖2中的實施例一為例，即將LED負載和紋波消除模塊的公共端VD作為待檢測信號，用以表征輸入電流iIN的變化，但該領域普通人員知悉其也可應用于實施例二。輸入變化檢測模塊包括比較器U11、比較器U12、RS鎖存器和電流源I03，輸入變化檢測模塊的輸入端接收VD，其內(nèi)部接比較器U11和比較器U12的正輸入端，比較器U11的負輸入端接第一閾值電壓VT1，比較器U11的輸出端接RS鎖存器的S（置位）端，比較器U12的負輸入端接第二閾值電壓VT2，比較器U12的輸出端接RS鎖存器的R（清零）端，RS鎖存器的輸出端接開關(guān)S1的控制端，電流源I03接開關(guān)S1的一端，開關(guān)管S1的另一端接輸入變化檢測模塊的輸出端，輸入變化檢測模塊的第三端接地。

一般情況下，輸入電流iIN電流穩(wěn)定時，VD電壓低于設定閾值VT1，開關(guān)S1斷開，輸入變化檢測模塊不輸出電流調(diào)整信號，即不對紋波消除模塊進行充電。當輸入電流iIN快速增大時，VD隨之快速升高，輸入變化檢測模塊的輸入端檢測VD的電壓值，當VD大于設定閾值VT1時，比較器U11的輸出為高，RS觸發(fā)器的S端為高，R端為低，輸出Q為高，開關(guān)S1導通，輸入變化檢測模塊的輸出端以一定電流I03作為電流調(diào)整信號輸出到紋波消除模塊，快速地改變紋波消除模塊中容性元件上的電壓，使LED負載電流快速上升，當iLED>iIN時，VD開始下降，當VD小于設定閾值VT2，且VT2

當輸入電流iIN快速增大時，VD隨之快速升高，輸入變化檢測模塊檢測VD的電壓值，當VD大于設定閾值VT3時，計時電路開始計時，當VD連續(xù)大于VT3的時間大于設定的時間閾值t0時，輸出端An輸出高電平，開關(guān)S1導通，輸入快速變化檢測電路的輸出端以一定電流I03作為電流調(diào)整信號輸出到紋波消除模塊，快速的改變紋波消除電路中容性元件上的電壓，使LED負載電流快速上升，當iLED>iIN時，VD開始下降，當VD小于第三閾值電壓VT3，開關(guān)S1斷開，輸入變化檢測電路停止輸出電流調(diào)整信號，即停止對紋波消除模塊進行充電。

參考圖7所示，示意了該發(fā)明的輸入變化檢測模塊的又一種具體電路，可應用于實施例一、二和三。該附圖中仍以應用于圖2中的實施例一為例，即將LED負載和紋波消除模塊的公共端VD作為待檢測信號，用以表征輸入電流iIN的變化，但該領域普通人員知悉其也可應用于實施例二和三，此外，該方案中不直接進行電壓比較，而是通過檢測電壓變化率來表征待檢測信號是否發(fā)生快速變化，雖然應用于不同實施例中的待檢測信號不同，但其電壓變化率的檢測原理是互通的。附圖7中，輸入變化檢測模塊包括電壓變化率檢測電路、計數(shù)器U13和電流源I03，輸入變化檢測模塊的輸入端接收VD，其內(nèi)部接電壓變化率檢測電路的輸入端和電流源I03的一端，輸入變化檢測模塊的輸出端和電流源I03的輸出端之間串聯(lián)開關(guān)S1，輸入變化檢測電路的第三端接地，電壓變化率檢測電路的輸出端接計數(shù)器U13的復位端RS，計數(shù)器U13的輸入端接時鐘信號CK，計數(shù)器U13的輸出端An接開關(guān)S1的控制端，開關(guān)S1的另一端接輸入變化檢測模塊的輸出端?；谟嫈?shù)器U13的計時為單次連續(xù)計時，完成一次計時后進行清零或重置。

當輸入電流iIN快速增大時，VD隨之快速升高，電壓變化率檢測電路檢測到電壓變化率dV/dT>0，輸出高電平信號至計數(shù)器U13的RS端，并開始計時，所述計數(shù)器U13根據(jù)時鐘信號計數(shù)的過程即實現(xiàn)計時的功能，當dV/dT>0，且持續(xù)時間達到t0時，輸出An為高電平，開關(guān)S1導通，輸入變化檢測模塊輸出端以一定電流I03作為電流調(diào)整信號輸出到紋波消除模塊，快速地改變紋波消除模塊中容性元件上的電壓，使LED負載電流快速上升，當iLED>iIN時，VD開始下降，VD的dV/dT<0，開關(guān)S1斷開，輸入變化檢測模塊停止輸出電流調(diào)整信號，即停止對紋波消除模塊進行充電。

電壓變化率（dV/dT）的實現(xiàn)方式不局限于檢測VD電壓來控制計時開始與結(jié)束，也可以通過檢測輸入電壓VIN（見圖3），或檢測紋波消除模塊中調(diào)整管M01的控制端或者第一電容上電壓VC，達到同樣能夠解決相應的問題。

參考圖8所示，示意了圖7輸入變化檢測模塊中電壓變化率電路的具體電路結(jié)構(gòu)，即示意了電壓變化率電路的一種實現(xiàn)方式。所述的電壓變化率檢測電路包括比較器U20和偏置電壓源VOS，所述比較器U20的第一輸入端經(jīng)偏置電壓源VOS接待檢測信號VD，其第二輸入端連接有第二電容C3和開關(guān)S2，第二輸入端經(jīng)開關(guān)S2連接待檢測信號，所述開關(guān)S2的控制端接時鐘信號CK。更具體地，比較器U20的正輸入端接VOS的正極，VOS的負極接VD，VD接開關(guān)S2的一端，開關(guān)S2的另一端接比較器U20的負輸入端和第二電容C3，第二電容C3另一端接地，開關(guān)S2的控制端接時鐘信號CK。

當CK為高電平時，開關(guān)S2導通，VD給電容C3充電，電容C3上電平等于VD，比較器U20的輸出高電平至計數(shù)器U13的RS，當CK為低電平時，開關(guān)S2斷開，電容C3上的電壓為CK為高電平時的VD電壓，若VD電壓一直保持上升或者保持不變，則比較器U20繼續(xù)輸出高電平，若VD電壓開始下降，且在CK為低電平期間下降超過VOS電壓，則比較器輸出翻轉(zhuǎn)，則RS為低電平，因此可以此電路檢測VD的電壓變化率（dV/dT），若dV/dT≥0，則一直輸高電平，若dV/dT<0，則會輸出低電平。偏置電壓源VOS取合理值即可，即保證在初始狀態(tài)下比較器U20的正端大于負端電壓，有利于檢測的穩(wěn)定性。

參考圖9所示，示意了的紋波消除模塊的第一種實現(xiàn)方式。其中，紋波消除模塊包括調(diào)整管M01、第一電流產(chǎn)生電路U01、第一電流源I01（作為第二電流產(chǎn)生電路的一種實現(xiàn)方式）和第一電容C02，在該實施例中所述的調(diào)整管M01采用NMOS，其第一端為漏極，其第二端為源極，其控制端為柵極。LED負載的負端連接到調(diào)整管M01的漏極（即第一端），調(diào)整管M01的源極（即第二端）連接到地。調(diào)整管M01的漏極和柵極（即控制端）之間連接第一電流產(chǎn)生電路U01。第一電流源I01和第一電容C02并聯(lián)，且連接在調(diào)整管M01的柵極和地之間。調(diào)整管M01的控制端，即第一電容C02的一端，與所述輸入變化檢測模塊連接，用以接收電流調(diào)整信號。第一電容C02以及第一電流產(chǎn)生電路U01和第一電流源I01形成的濾波電路，其時間常數(shù)遠大于工頻周期，因此第一電容C02上的電壓近似為沒有紋波直流電壓，使得經(jīng)過調(diào)整管的電流近似為沒有紋波的直流電流，從而實現(xiàn)經(jīng)過LED負載的電流紋波減小，輸入電流紋波通過輸入電容轉(zhuǎn)化為調(diào)整管的漏源端的電壓紋波，通過設置電流源的值可以控制調(diào)整管的漏源端電壓紋波的直流分量。第一電容C02為該實現(xiàn)方式中紋波消除模塊的容性元件，輸入變化檢測模塊輸出的電流調(diào)整信號對第一電容C02和第一電流產(chǎn)生電路的公共端進行上拉，即對第一電容C02進行充電。該附圖中的紋波消除模塊可以應用于上述所有實施例。雖然該實施例中，第二電流產(chǎn)生電路采用了電流源的實現(xiàn)方式，但是還可以采用電流源以外的實現(xiàn)方式，例如，電阻，等等，該部分說明同樣適用于其他實施例。

參考圖10所示，示意了的紋波消除模塊的第二種實現(xiàn)方式。該附圖在圖9基礎上，增加了運放U10和電流采樣電阻R10。第一電容C02的正端即VC端，連接到運放U10的正輸入端，調(diào)整管M01的源極經(jīng)過電流采樣電阻R10連接到地。電流采樣電阻R10和調(diào)整管M01的公共端連接到運放U10的負輸入端，運放U10的輸出端連接到調(diào)整管M01的柵極。加入了運放U10和電流采樣電阻R10，由于VC可以近似為直流電壓，則表征流經(jīng)調(diào)整電流的采樣電阻R10上電壓等于VC電壓，近似為直流電壓，即LED上電流近似為直流，可以進一步提高紋波消除效果。

參考圖11所示，示意了的紋波消除模塊的第三種實現(xiàn)方式。該附圖在圖9基礎上，增加比例調(diào)節(jié)電路U30。在第一電流產(chǎn)生電路U01和第一電流源I01的公共端通過比例調(diào)節(jié)電路U30連接到第一電容C02。所述比例調(diào)節(jié)電路U30的輸入端與所述第一電流產(chǎn)生電路和所述第一電流源I01的公共端連接，所述比例調(diào)節(jié)電路U30的輸出端與所述第一電容C02連接。通過加入C02，來調(diào)節(jié)對VC處第一電容C02的充放電，可以控制VD或者是VD與VC之壓差接近谷底的值為一定值。使得當輸入電流紋波發(fā)生變化時，該紋波消除電路都可以有效去除紋波，且可以將VD或VD-VC的控制值設置為一個較小的值，以減小調(diào)整管M01上的損耗。

參考圖12所示，示意了的圖11中比例調(diào)節(jié)電路U30的具體電路結(jié)構(gòu)。所述比例調(diào)節(jié)電路U30的輸入端VI與所述第一電流產(chǎn)生電路和所述電流源I01的公共端連接，所述非線性調(diào)節(jié)電路U30的輸出端與所述第一電容C02連接。當i02大于I01時，則開關(guān)K30導通，開關(guān)K31關(guān)斷，電流源M*（i02-I01）對VC充電；當i02小于I01時，則開關(guān)K31導通，電流源N*（I01-i02）對VC放電。

參考圖13所示，示意了的紋波消除模塊的第四種實現(xiàn)方式。紋波消除模塊包括調(diào)整管M01、第一電容C02、第一電阻R01和第二運放U10，所述的調(diào)整管M01與負載串聯(lián)，所述調(diào)整管的第一端與所述負載連接，其第二端接輸入電壓的低電位端；所述第二運放U10的第一輸入端與所述調(diào)整管M01的第一端連接，第二運放U10的輸出端與所述調(diào)整管M01的控制端連接，第一電容C02的一端與所述第二運放U10的第二輸入端連接，第一電容C02的另一端接收表征輸入電壓VIN的信號，第一電阻R01的一端與第二運放U10的第一輸入端，第一電阻R01的另一端與調(diào)整管M01的第二端連接。所述的紋波消除模塊還包括電流鏡模塊，所述的電流鏡模塊的輸入端與所述輸入變化檢測模塊連接，用以接收電流調(diào)整信號，其輸入端與第一電容C02和第一電阻R01的公共端連接。

當輸入電流iIN工頻變化時，紋波消除電路內(nèi)部的容性元件C02使得VC緊緊跟隨VIN變化，通過負反饋使VD電壓等于VC，從而使LED負載上壓降保持不變，達到去紋波的效果。輸入變化檢測模塊輸出的電流調(diào)整信號為電流鏡的輸入，電流鏡的輸出對第一電容C02和電阻R01公共端進行下拉，即對第一電容C02進行放電。

2020年7月14日，《紋波消除電路及LED控制電路》獲得第二十一屆中國專利獎優(yōu)秀獎。

可以先用示波器將整個波形捕獲，然后將關(guān)心的紋波部分放大來觀察和測量(自動測量或光標測量均可)，同時還要利用示波器的FFT功能從頻域進行分析。

1．最大紋波電壓。

在額定輸出電壓和負載電流下，輸出電壓的紋波（包括噪聲）的絕對值的大小，通常以峰峰值或有效值表示。

2． 紋波系數(shù)Y（%）。

在額定負載電流下，輸出紋波電壓的有效值Urms與輸出直流電壓Uo之比，既y=Umrs/Uo x100%

3． 紋波電壓抑制比。

在規(guī)定的紋波頻率（例如50HZ）下，輸入電壓中的紋波電壓Ui~與輸出電壓中的紋波電壓Uo~之比，即：

紋波電壓抑制比=Ui~/Uo~ 。

噪聲不同于紋波。紋波是出現(xiàn)在輸出端子間的一種與輸入頻率和開關(guān)頻率同步的成分，用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在輸出電壓的0.5%以下；噪聲是出現(xiàn)在輸出端子間的紋波以外的一種高頻成分，也用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在輸出電壓的1%左右。紋波噪聲是二者的合成，用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在輸出電壓的2%以下。2100433B

電解電容的損耗因子（其與 ESR 有關(guān)）隨所施加電壓的頻率不同而不同。故電容的紋波承受度不簡單是一個固定量，跟其紋波頻率還成正相關(guān)關(guān)系。規(guī)格書目中提供的某一數(shù)值往往指的是 100 或 120 Hz 的頻率，或是一些特定的頻率條件下。對于其它頻率情況規(guī)格書通常會提供一個轉(zhuǎn)換因數(shù)。