紋波消除電路及LED控制電路

《紋波消除電路及LED控制電路》是傑華特微電子（張家港）有限公司於2016年10月26日申請的專利，該專利的公布號為CN106332376A，授權公布日為2017年1月11日，發明人是白浪、黃必亮、任遠程、周遜偉。

《紋波消除電路及LED控制電路》公開了一種紋波消除電路及LED控制電路，LED驅動電路接收交流輸入，並將其轉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線到LED負載的正端，當輸入電流快速變大時，輸入變化檢測模組會根據可表征輸入電流變化的待檢測信號的反饋，產生上拉電流通過輸入變化檢測模組的輸出端作用到紋波消除模組上，快速的改變紋波消除模組中容性元件上的電壓，提高紋波消除電路的回響速度，使得負載電流可以快速跟上輸入電流的變化，從而使得系統可以更快達到穩態，系統回響快，不會出現LED燈閃的情況。

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秀獎。

（概述圖為《紋波消除電路及LED控制電路》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：紋波消除電路及LED控制電路
• 申請人：傑華特微電子（張家港）有限公司
• 申請日：2016年10月26日
• 申請號：2016109851395
• 公布號：CN106332376A
• 公布日：2017年1月11日
• 發明人：白浪、黃必亮、任遠程、周遜偉
• 地址：江蘇省蘇州市張家港市國泰北路1號科技創業園E幢4樓
• Int. Cl.：H05B33/08(2006.01)I
• 類別：發明專利

專利背景

在一些套用場合，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月之前的技術包括有紋波消除電路的LED控制電路。交流輸入電壓經過LED驅動電路U00得到電壓VIN，電壓VIN和地之間接LED負載和線性調整管M01，LED負載正極和地之間並聯電容C01，LED負載負極接線性調整管M01的漏極，LED負載負極和線性調整管M01的柵極之間接電阻R02，線性調整管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確定的時間常數遠遠大於輸入電流紋波周期，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回響，導致輸入電壓和調整管的DRAIN端電壓VD隨輸入電流的增大迅速升高，造成LED閃爍甚至超出安全範圍導致器件損壞。

發明內容

專利目的

《紋波消除電路及LED控制電路》的目的在於提供一種能夠實現快速回響的紋波消除電路及LED控制電路，用以解決2016年10月之前的技術存在的無法及時對輸入電流進行回響的技術問題。

技術方案

《紋波消除電路及LED控制電路》的技術解決方案是，提供一種以下結構的紋波消除電路，包括：

輸入變化檢測模組，其輸入端接收可表征輸入電流變化的待檢測信號，並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，則輸出電流調整信號至所述紋波消除模組；

紋波消除模組，與負載串聯，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，所述紋波消除模組接收所述電流調整信號，通過改變紋波消除模組控制端的電壓，來調整流經負載的電流，以適應輸入電流的快速變化。

作為優選，所述的輸入變化檢測模組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於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組向紋波消除模組輸出電流調整信號；經紋波消除模組調整流經負載的電流，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組停止輸出電流調整信號，所述的第二閾值電壓小於所述第一閾值電壓。

作為優選，所述的輸入變化檢測模組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於所述第三閾值電壓時，所述輸入變化檢測模組開始計時，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組向紋波消除模組輸出電流調整信號，經紋波消除模組調整流經負載的電流，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組停止輸出電流調整信號。

作為優選，所述的輸入變化檢測模組接收所述待檢測信號，並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組開始計時，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組向紋波消除模組輸出電流調整信號，經紋波消除模組調整流經負載的電流，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組停止輸出電流調整信號。

作為優選，所述的紋波消除模組包括調整管、第一電容、第一電流產生電路和第二電流產生電路，所述的調整管與負載串聯，所述調整管的第一端與所述負載連線，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線所述調整管的控制端和第二端；所述第二電流產生電路與所述第一電容並聯；所述第一電流產生電路，其電壓輸入端分別連線高電位端和低電位端，所述調整管的第一端作為第一電流產生電路的高電位端，第一電容與所述第二電流產生電路的非地公共端作為第一電流產生電路的低電位端；所述第一電流產生電路根據所述高電位端和低電位端的電壓，調節第一電流產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，所述電流調整信號對所述第一電容進行充電。

作為優選，所述的待檢測信號為負載和紋波消除模組組成的串聯電路兩端的電壓或負載與紋波消除模組之公共端的電壓。

作為優選，所述的待檢測信號為調整管控制端電壓或第一電容兩端電壓。

作為優選，所述的計時由計數器實現，計數器的數字表征時間，計數器的數字達到相應的閾值數字即表征計時達到閾值時間。

作為優選，所述輸入變化檢測模組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，其第二輸入端連線有第二電容和開關，第二輸入端經開關連線待檢測信號，所述開關的控制端接時鐘信號。

作為優選，在所述比較器的第一輸入端與待檢測信號之間串聯有偏置電壓源。

作為優選，所述第一電容的一端經第一運放與所述調整管的控制端連線，所述第一運放的第一輸入端與所述第一電容連線，第一運放的第二輸入端接收表征流經調整管瞬時電流的電流採樣信號，第一運放的輸出端與所述調整管的控制端連線。

作為優選，所述的紋波消除模組還包括比例調節電路，所述的比例調節電路根據所述第一電流產生電路所產生之電流和所述第二電流產生電路相比的大小，對所述第一電容充放電。

作為優選，所述比例調節電路的輸入端與所述第一電流產生電路和所述第二電流產生電路的公共端連線，所述比例調節電路的輸出端與所述第一電容連線；當第一電流產生電路所產生的電流i02大於第二電流產生電路I01的電流時，比例調節電路對第一電容的充電電流為M*（i02-I01）；當第一電流產生電路所產生的電流i02小於電流源I01的電流時，比例調節電路對第一電容的放電電流為N*（I01-i02）。

作為優選，所述的紋波消除模組包括調整管、第一電容、第一電阻和第二運放，所述的調整管與負載串聯，所述調整管的第一端與所述負載連線，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線所述調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整管的第一端連線，第二運放的輸出端與所述調整管的控制端連線，第一電容的一端與所述第二運放的第二輸入端連線，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整管的第二端連線；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》的另一技術解決方案是，提供一種的LED控制電路，包括LED驅動電路和以上任意一種紋波消除電路，所述的LED驅動電路接收交流輸入後並經整流得到輸入電壓給LED負載供電。

改善效果

採用《紋波消除電路及LED控制電路》的電路結構，與2016年10月之前的技術相比，具有以下優點：LED驅動電路接收交流輸入，並將其轉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線到LED負載的正端，當輸入電流快速變大時，輸入變化檢測模組會根據可表征輸入電流變化的待檢測信號的反饋，產生上拉電流通過輸入變化檢測模組的輸出端作用到紋波消除模組上，快速的改變紋波消除模組中容性元件上的電壓，提高紋波消除電路的回響速度，使得負載電流可以快速跟上輸入電流的變化，從而使得系統可以更快達到穩態，系統回響快，不會出現LED燈閃的情況。

附圖說明

圖1為2016年10月之前技術的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為該發明的LED控制電路的電路原理圖（實施例二）；

圖4為該發明的LED控制電路的電路原理圖（實施例三）；

圖5為輸入變化檢測模組的一種電路結構圖；

圖6為輸入變化檢測模組的另一種電路結構圖；

圖7為輸入變化檢測模組的又一種電路結構圖；

圖8為圖7輸入變化檢測模組中電壓變化率電路的具體電路結構圖；

圖9為紋波消除模組第一種實現方式的電路示意圖；

圖10為紋波消除模組第二種實現方式的電路示意圖；

圖11為紋波消除模組第三種實現方式的電路示意圖；

圖12為圖11中比例調節電路的電路示意圖；

圖13為紋波消除模組第四種實現方式的電路示意圖。

技術領域

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

權利要求

1.一種紋波消除電路，其特徵在於：包括：輸入變化檢測模組，其輸入端接收可表征輸入電流變化的待檢測信號，並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，則輸出電流調整信號至所述紋波消除模組；紋波消除模組，與負載串聯，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，所述紋波消除模組接收所述電流調整信號，通過改變紋波消除模組控制端的電壓，來調整流經負載的電流，以適應輸入電流的快速變化。

2.根據權利要求1所述的紋波消除電路，其特徵在於：所述的輸入變化檢測模組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於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組向紋波消除模組輸出電流調整信號；經紋波消除模組調整流經負載的電流，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組停止輸出電流調整信號，所述的第二閾值電壓小於所述第一閾值電壓。

3.根據權利要求1所述的紋波消除電路，其特徵在於：所述的輸入變化檢測模組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於所述第三閾值電壓時，所述輸入變化檢測模組開始計時，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組向紋波消除模組輸出電流調整信號，經紋波消除模組調整流經負載的電流，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組停止輸出電流調整信號。

4.根據權利要求1所述的紋波消除電路，其特徵在於：所述的輸入變化檢測模組接收所述待檢測信號，並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組開始計時，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組向紋波消除模組輸出電流調整信號，經紋波消除模組調整流經負載的電流，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組停止輸出電流調整信號。

5.根據權利要求1、2、3或4所述的紋波消除電路，其特徵在於：所述的紋波消除模組包括調整管、第一電容、第一電流產生電路和第二電流產生電路，所述的調整管與負載串聯，所述調整管的第一端與所述負載連線，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線所述調整管的控制端和第二端；所述第二電流產生電路與所述第一電容並聯；所述第一電流產生電路，其電壓輸入端分別連線高電位端和低電位端，所述調整管的第一端作為第一電流產生電路的高電位端，第一電容與所述第二電流產生電路的非地公共端作為第一電流產生電路的低電位端；所述第一電流產生電路根據所述高電位端和低電位端的電壓，調節第一電流產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，所述電流調整信號對所述第一電容進行充電。

6.根據權利要求1、2、3、4或5所述的紋波消除電路，其特徵在於：所述的待檢測信號為負載和紋波消除模組組成的串聯電路兩端的電壓或負載與紋波消除模組之公共端的電壓。

7.根據權利要求4所述的紋波消除電路，其特徵在於：所述的待檢測信號為調整管控制端電壓或第一電容兩端電壓。

8.根據權利要求3或4所述的紋波消除電路，其特徵在於：所述的計時由計數器實現，計數器的數字表征時間，計數器的數字達到相應的閾值數字即表征計時達到閾值時間。

9.根據權利要求4所述的紋波消除電路，其特徵在於：所述輸入變化檢測模組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，其第二輸入端連線有第二電容和開關，第二輸入端經開關連線待檢測信號，所述開關的控制端接時鐘信號。

10.根據權利要求9所述的紋波消除電路，其特徵在於：在所述比較器的第一輸入端與待檢測信號之間串聯有偏置電壓源。

11.根據權利要求5所述的紋波消除電路，其特徵在於：所述第一電容的一端經第一運放與所述調整管的控制端連線，所述第一運放的第一輸入端與所述第一電容連線，第一運放的第二輸入端接收表征流經調整管瞬時電流的電流採樣信號，第一運放的輸出端與所述調整管的控制端連線。

12.根據權利要求5所述的紋波消除電路，其特徵在於：所述的紋波消除模組還包括比例調節電路，所述的比例調節電路根據所述第一電流產生電路所產生之電流和所述第二電流產生電路相比的大小，對所述第一電容充放電。

13.根據權利要求12所述的紋波消除電路，其特徵在於：所述比例調節電路的輸入端與所述第一電流產生電路和所述第二電流產生電路的公共端連線，所述比例調節電路的輸出端與所述第一電容連線；當第一電流產生電路所產生的電流i02大於第二電流產生電路I01的電流時，比例調節電路對第一電容的充電電流為M*（i02-I01）；當第一電流產生電路所產生的電流i02小於電流源I01的電流時，比例調節電路對第一電容的放電電流為N*（I01-i02）。

14.根據權利要求1所述的紋波消除電路，其特徵在於：所述的紋波消除模組包括調整管、第一電容、第一電阻和第二運放，所述的調整管與負載串聯，所述調整管的第一端與所述負載連線，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整管的第一端連線，第二運放的輸出端與所述調整管的控制端連線，第一電容的一端與所述第二運放的第二輸入端連線，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整管的第二端連線；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，所述電流調整信號對所述第一電容進行放電。

15.一種LED控制電路，其特徵在於：包括LED驅動電路和權利要求1-14任意一種紋波消除電路，所述的LED驅動電路接收交流輸入後並經整流得到輸入電壓給LED負載供電。

實施方式

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構，同時包括該發明紋波消除電路的電路結構，所述的紋波消除電路包括輸入變化檢測模組和紋波消除模組。交流輸入電壓經過LED驅動電路U00得到輸入電壓VIN，輸入電壓VIN和地之間接LED負載和紋波消除模組，LED負載正極和地之間並聯電容C01，LED負載負極同時接紋波消除模組的輸入端和輸入變化檢測模組的輸入端，輸入變化檢測電路的輸出端接紋波消除模組的另一輸入端（作為紋波消除模組的控制端），輸入變化檢測模組的第三端和紋波消除模組的第三端同時接地。

當輸入電流iIN快速變大時，輸入電壓VIN也會相應變大，輸入變化檢測模組會根據LED負載和紋波消除模組公共端VD電壓反饋，產生上拉電流作為電流調整信號，通過輸出端作用到紋波消除模組上，快速地改變紋波消除模組中容性元件上的電壓，提高紋波消除模組的回響速度，使得負載電流iLED可以快速跟上輸入電流iIN的變化，從而使得系統可以更快達到穩態，不會出現LED燈閃的情況。該發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生快速變化，以判斷輸入電流iIN是否快速變化，該實施例中採用VD作為待檢測信號，可以通過輸入變化檢測模組檢測VD的電壓幅度、電壓變化的持續時間或者電壓變化率等方式，以判斷是否發生快速變化。將在後續附圖中詳細介紹相應的輸入變化檢測模組的具體電路結構。

參考圖3所示，示意了該發明的LED控制電路實施例二的電路結構，其與實施例一的不同之處在於，輸入變化檢測模組的連線關係的不同，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組的輸入端接收輸入電壓VIN，即連線在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，輸入變化檢測模組會根據LED負載和紋波消除模組公共端VD電壓反饋，產生上拉電流作為電流調整信號，通過輸出端作用到紋波消除模組上，快速地改變紋波消除模組中容性元件上的電壓，提高紋波消除模組的回響速度，使得負載電流iLED可以快速跟上輸入電流iIN的變化，從而使得系統可以更快達到穩態，不會出現LED燈閃的情況。

參考圖4所示，示意了該發明的LED控制電路實施例三的電路結構，其與實施例一、二的不同之處也在於，輸入變化檢測模組的連線關係的不同，該實施例中，直接從紋波消除模組中接收能夠表征輸入電流iIN變化的待檢測信號，檢測紋波消除模組中調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，並根據電壓變化率的正負以及持續時間之結合來判斷是否發生快速變化。

參考圖5所示，示意了該發明的輸入變化檢測模組的一種具體電路，可套用於實施例一和二。該附圖中以套用於圖2中的實施例一為例，即將LED負載和紋波消除模組的公共端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套用於實施例二。輸入變化檢測模組包括比較器U11、比較器U12、RS鎖存器和電流源I03，輸入變化檢測模組的輸入端接收VD，其內部接比較器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S1的控制端，電流源I03接開關S1的一端，開關管S1的另一端接輸入變化檢測模組的輸出端，輸入變化檢測模組的第三端接地。

一般情況下，輸入電流iIN電流穩定時，VD電壓低於設定閾值VT1，開關S1斷開，輸入變化檢測模組不輸出電流調整信號，即不對紋波消除模組進行充電。當輸入電流iIN快速增大時，VD隨之快速升高，輸入變化檢測模組的輸入端檢測VD的電壓值，當VD大於設定閾值VT1時，比較器U11的輸出為高，RS觸發器的S端為高，R端為低，輸出Q為高，開關S1導通，輸入變化檢測模組的輸出端以一定電流I03作為電流調整信號輸出到紋波消除模組，快速地改變紋波消除模組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小於設定閾值VT2，且VT2<VT1時，比較器U12的輸出為高，RS觸發器的R端為高，S端為低，輸出Q為低，開關S1斷開，輸入變化檢測模組停止輸出電流調整信號，即停止對紋波消除模組進行充電。

參考圖6所示，示意了該發明的輸入變化檢測模組的另一種具體電路，也可套用於實施例一和二。該附圖中仍以套用於圖2中的實施例一為例，即將LED負載和紋波消除模組的公共端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套用於實施例二。附圖6中，輸入變化檢測模組包括比較器U11、計數器U13和電流源I03，輸入變化檢測模組的輸入端接收VD，其內部接比較器U11的正輸入端，比較器U11的負輸入端接第三閾值電壓VT3，比較器U11的輸出端接計數器U13的R端，計數器U13的輸入端接時鐘信號CK，計數器U13的輸出端An接開關S1的控制端，電流源I03接開關S1的一端，開關S1的另一端接輸入變化檢測電路的輸出端，輸入變化檢測電路的第三端接地。

當輸入電流iIN快速增大時，VD隨之快速升高，輸入變化檢測模組檢測VD的電壓值，當VD大於設定閾值VT3時，計時電路開始計時，當VD連續大於VT3的時間大於設定的時間閾值t0時，輸出端An輸出高電平，開關S1導通，輸入快速變化檢測電路的輸出端以一定電流I03作為電流調整信號輸出到紋波消除模組，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小於第三閾值電壓VT3，開關S1斷開，輸入變化檢測電路停止輸出電流調整信號，即停止對紋波消除模組進行充電。

參考圖7所示，示意了該發明的輸入變化檢測模組的又一種具體電路，可套用於實施例一、二和三。該附圖中仍以套用於圖2中的實施例一為例，即將LED負載和紋波消除模組的公共端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套用於實施例二和三，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生快速變化，雖然套用於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，輸入變化檢測模組包括電壓變化率檢測電路、計數器U13和電流源I03，輸入變化檢測模組的輸入端接收VD，其內部接電壓變化率檢測電路的輸入端和電流源I03的一端，輸入變化檢測模組的輸出端和電流源I03的輸出端之間串聯開關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器U13的復位端RS，計數器U13的輸入端接時鐘信號CK，計數器U13的輸出端An接開關S1的控制端，開關S1的另一端接輸入變化檢測模組的輸出端。基於計數器U13的計時為單次連續計時，完成一次計時後進行清零或重置。

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器U13的RS端，並開始計時，所述計數器U13根據時鐘信號計數的過程即實現計時的功能，當dV/dT>0，且持續時間達到t0時，輸出An為高電平，開關S1導通，輸入變化檢測模組輸出端以一定電流I03作為電流調整信號輸出到紋波消除模組，快速地改變紋波消除模組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S1斷開，輸入變化檢測模組停止輸出電流調整信號，即停止對紋波消除模組進行充電。

電壓變化率（dV/dT）的實現方式不局限於檢測VD電壓來控制計時開始與結束，也可以通過檢測輸入電壓VIN（見圖3），或檢測紋波消除模組中調整管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輸入變化檢測模組中電壓變化率電路的具體電路結構，即示意了電壓變化率電路的一種實現方式。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的第一輸入端經偏置電壓源VOS接待檢測信號VD，其第二輸入端連線有第二電容C3和開關S2，第二輸入端經開關S2連線待檢測信號，所述開關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S2的一端，開關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S2的控制端接時鐘信號CK。

當CK為高電平時，開關S2導通，VD給電容C3充電，電容C3上電平等於VD，比較器U20的輸出高電平至計數器U13的RS，當CK為低電平時，開關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，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，即保證在初始狀態下比較器U20的正端大於負端電壓，有利於檢測的穩定性。

參考圖9所示，示意了的紋波消除模組的第一種實現方式。其中，紋波消除模組包括調整管M01、第一電流產生電路U01、第一電流源I01（作為第二電流產生電路的一種實現方式）和第一電容C02，在該實施例中所述的調整管M01採用NMOS，其第一端為漏極，其第二端為源極，其控制端為柵極。LED負載的負端連線到調整管M01的漏極（即第一端），調整管M01的源極（即第二端）連線到地。調整管M01的漏極和柵極（即控制端）之間連線第一電流產生電路U01。第一電流源I01和第一電容C02並聯，且連線在調整管M01的柵極和地之間。調整管M01的控制端，即第一電容C02的一端，與所述輸入變化檢測模組連線，用以接收電流調整信號。第一電容C02以及第一電流產生電路U01和第一電流源I01形成的濾波電路，其時間常數遠大於工頻周期，因此第一電容C02上的電壓近似為沒有紋波直流電壓，使得經過調整管的電流近似為沒有紋波的直流電流，從而實現經過LED負載的電流紋波減小，輸入電流紋波通過輸入電容轉化為調整管的漏源端的電壓紋波，通過設定電流源的值可以控制調整管的漏源端電壓紋波的直流分量。第一電容C02為該實現方式中紋波消除模組的容性元件，輸入變化檢測模組輸出的電流調整信號對第一電容C02和第一電流產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組可以套用於上述所有實施例。雖然該實施例中，第二電流產生電路採用了電流源的實現方式，但是還可以採用電流源以外的實現方式，例如，電阻，等等，該部分說明同樣適用於其他實施例。

參考圖10所示，示意了的紋波消除模組的第二種實現方式。該附圖在圖9基礎上，增加了運放U10和電流採樣電阻R10。第一電容C02的正端即VC端，連線到運放U10的正輸入端，調整管M01的源極經過電流採樣電阻R10連線到地。電流採樣電阻R10和調整管M01的公共端連線到運放U10的負輸入端，運放U10的輸出端連線到調整管M01的柵極。加入了運放U10和電流採樣電阻R10，由於VC可以近似為直流電壓，則表征流經調整電流的採樣電阻R10上電壓等於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組的第三種實現方式。該附圖在圖9基礎上，增加比例調節電路U30。在第一電流產生電路U01和第一電流源I01的公共端通過比例調節電路U30連線到第一電容C02。所述比例調節電路U30的輸入端與所述第一電流產生電路和所述第一電流源I01的公共端連線，所述比例調節電路U30的輸出端與所述第一電容C02連線。通過加入C02，來調節對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的控制值設定為一個較小的值，以減小調整管M01上的損耗。

參考圖12所示，示意了的圖11中比例調節電路U30的具體電路結構。所述比例調節電路U30的輸入端VI與所述第一電流產生電路和所述電流源I01的公共端連線，所述非線性調節電路U30的輸出端與所述第一電容C02連線。當i02大於I01時，則開關K30導通，開關K31關斷，電流源M*（i02-I01）對VC充電；當i02小於I01時，則開關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組的第四種實現方式。紋波消除模組包括調整管M01、第一電容C02、第一電阻R01和第二運放U10，所述的調整管M01與負載串聯，所述調整管的第一端與所述負載連線，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整管M01的第一端連線，第二運放U10的輸出端與所述調整管M01的控制端連線，第一電容C02的一端與所述第二運放U10的第二輸入端連線，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的另一端與調整管M01的第二端連線。所述的紋波消除模組還包括電流鏡模組，所述的電流鏡模組的輸入端與所述輸入變化檢測模組連線，用以接收電流調整信號，其輸入端與第一電容C02和第一電阻R01的公共端連線。

當輸入電流iIN工頻變化時，紋波消除電路內部的容性元件C02使得VC緊緊跟隨VIN變化，通過負反饋使VD電壓等於VC，從而使LED負載上壓降保持不變，達到去紋波的效果。輸入變化檢測模組輸出的電流調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。

榮譽表彰

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秀獎。