CN107071985B - 一种控制电路和灯具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种控制电路和灯具，该控制电路包括降压电路、运放电路、调光接口电路、时钟信号生成器以及PWM逻辑电路，降压电路中增设有采集滤波电感电流的采样单元。运放电路，接收电感电流参考值和采样单元采集的滤波电感电流，比较滤波电感电流和电感电流参考值的大小，并将比较结果作为第一输出信号输出。PWM逻辑电路依据控制规则控制第一开关的导通占空比，以使滤波电感电流的大小等于电感电流参考值，进而调节连接至滤波电感的负载的电流大小。本发明实施例的控制电路摒弃间接测量的方式，通过直接采集流过滤波电感的电流，使得滤波电感电流的采集更加准确和及时。

Description

一种控制电路和灯具

技术领域

本发明涉及照明技术领域，特别是涉及一种控制电路和灯具。

背景技术

目前，在照明技术领域中，降压电路由于其使用元器件数目少，转换效率高，且适合将高压输入转换到低压输出，越来越被广泛地应用于LED的驱动电路。

但是，随着调光深度的增加，降压电路的工作频率也在上升，当工作频率足够高的时候，控制电路产生的驱动信号的延迟会极大影响降压电路的工作，电感电流不再是临界工作模式，电流峰值与平均值也不再成线性比例，此时降压电路的输出电流与控制信号无法成比例的降低，从而限制了电路的调光范围。此外，随着调光深度的增加，降压电路产生的反向续流也会影响实际的输出电流平均值，从而造成在控制LED时存在一定的误差。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的控制电路。

依据本发明的一方面，提供了一种控制电路，包括降压电路，所述降压电路包括第一开关和与其连接的滤波电感，由第一开关的导通占空比控制所述滤波电感的电流大小；其中，

所述控制电路还包括采样单元、运放电路、调光接口电路、时钟信号生成器以及PWM逻辑电路，其中：

所述采样单元，连接至所述滤波电感，并采集流过所述滤波电感的电流；

所述运放电路，一输入端连接所述调光接口电路，接收所述调光接口电路将输入的控制信号转换的电感电流参考值，另一输入端连接所述采样单元，接收由所述采样单元采集的滤波电感电流，比较所述滤波电感电流和所述电感电流参考值的大小，并将比较结果作为第一输出信号输出；

所述PWM逻辑电路，与所述时钟信号生成器和和所述运放电路输出端输出的所述第一输出信号，经所述PWM逻辑电路进行比较后，所述PWM逻辑电路依据控制规则控制所述第一开关的导通占空比，以使所述滤波电感电流的大小等于所述电感电流参考值，进而调节连接至所述滤波电感的负载的电流大小；

其中，所述第一开关导通，所述滤波电感电流增大；所述第一开关断开，所述滤波电感电流减小。

可选地，若所述运放电路正端连接所述调光接口电路，负端连接所述采样单元，则所述运放电路比较所述滤波电感电流和所述电感电流参考值的大小，并将比较结果作为第一输出信号输出，包括：

若所述采样单元采集的滤波电感电流的平均值小于所述电感电流参考值，则所述运放电路输出的所述第一输出信号增大；

若所述滤波电感电流的平均值大于所述电感电流参考值，则所述运放电路输出的所述第一输出信号减小。

可选地，所述运放电路包括运算放大器，所述采样单元包括采样电阻，其中，

所述运算放大器正端连接所述调光接口电路，负端连接所述采样电阻，并且所述采样电阻与所述滤波电感串联。

可选地，所述PWM逻辑电路依据控制规则控制所述第一开关的导通占空比，包括：

所述PWM逻辑电路接收到所述时钟信号时，控制所述第一开关的导通，直到接收到的所述第一输出信号低于所述时钟信号时控制所述第一开关的断开，以通过控制所述第一开关的导通时间进而控制第一开关的导通占空比。

可选地，所述PWM逻辑电路包括：

比较器，一输入端连接所述运放电路的输出端，接收所述运放电路输出的第一输出信号，另一输入端接收比较参数，所述比较器比较所述第一输出信号和所述比较参数的大小，并将比较结果作为第二输出信号输出；

触发器，一输入端连接所述比较器的输出端，另一输入端连接所述时钟信号生成器；

其中，所述触发器能够依据所述第二输出信号控制所述第一开关断开以使所述滤波电感电流减小，以及能够依据所述时钟信号生成器生成的时钟信号控制所述第一开导通开以使所述滤波电感电流增大。

可选地，若所述比较器负端连接所述运放电路的输出端，正端接收所述比较参数，则所述比较器比较所述第一输出信号和所述比较参数的大小，并将比较结果作为第二输出信号输出，包括：

若所述第一输出信号大于所述比较参数，则所述比较器输出的所述第二输出信号为低电平；

若所述第一输出信号小于所述比较参数，则所述比较器输出的所述第二输出信号为高电平。

可选地，所述比较器包括比较器，所述触发器包括RS触发器，其中，

所述RS触发器的复位端连接所述比较器，使能端连接所述时钟信号生成器；

所述RS触发器接收到所述时钟信号时，所述RS触发器输出置位，并控制所述第一开关的导通，直到接收到的所述第二输出信号为高电平时，所述RS触发器输出复位，并控制所述第一开关断开，以通过控制所述第一开关的导通时间进而控制第一开关的导通占空比。

可选地，所述时钟信号生成器包括振荡器。

可选地，所述调光接口电路对所述控制信号进行隔离、滤波或者比例转换得到相应的低纹波直流信号，作为所述电感电流参考值。

可选地，所述调光接口电路包括：

分压单元，依据内部参考信号将所述控制信号转换成电感电流参考电压，其中，所述内部参考信号为稳定的电压信号；

低通滤波单元，连接至所述分压单元，滤除所述电感电流参考电压的高频成分，并将滤波后的电感电流参考电压作为所述电感电流参考值反馈至所述运放电路的输入端。

可选地，若将采集到的所述滤波电感电流作为所述比较参数，则

所述分压单元包括耦合器；

PWM信号作为控制信号控制所述耦合器的导通或断开，若所述耦合器导通，所述电感电流参考电压为零，若所述耦合器断开，所述电感电流参考电压为所述内部参考信号的电压；

通过调节所述PWM信号，控制所述耦合器的导通或断开，从而调节所述电感电流参考电压的大小，进而调节所述电感电流参考值的大小。

可选地，所述耦合器为光耦合器。

可选地，所述控制电路还包括：

输出驱动电路，与所述PWM逻辑电路的输出端和所述第一开关分别连接，依据所述PWM逻辑电路的输出信号驱动所述第一开关的导通或断开。

可选地，所述输出驱动电路包括浮地驱动电路或者隔离驱动电路。

可选地，若将所述时钟信号生成器生成的时钟信号作为所述比较参数，且由所述输出驱动电路驱动所述第一开关的导通或断开，则

所述分压单元包括可调电阻，所述可调电阻对所述内部参考信号进行分压，所述可调电阻分得的电压作为所述电感电流参考电压；

通过改变所述可调电阻的阻值大小，调节所述可调电阻的分压大小，从而调节所述电感电流参考电压的大小，进而调节所述电感电流参考值的大小。

可选地，若将采集到的所述滤波电感电流作为所述比较参数，且由所述输出驱动电路驱动所述第一开关的导通或断开，则

所述分压单元包括第二开关；

PWM信号作为控制信号控制所述第二开关的导通或断开，若所述第二开关导通，所述电感电流参考电压为零，若所述第二开关断开，所述电感电流参考电压为所述内部参考信号的电压；

通过调节所述PWM信号，控制所述第二开关的导通或断开，从而调节所述电感电流参考电压的大小，进而调节所述电感电流参考值的大小。

可选地，所述负载包括光源器件。

依据本发明的另一方面，还提供了一种灯具，包括：

集成有上文所述的控制电路的芯片；以及

作为负载的光源器件，连接至所述控制电路的滤波电感；

其中，所述控制电路接收外部输入的控制信号，并转换为滤波电感电流参考值，通过比较述滤波电感电流和所述参考值，使所述滤波电感电流的大小等于滤波电感电流参考值，以调节所述光源器件的电流大小，进而对所述光源器件进行了调光。

可选地，所述控制电路接收外部输入的控制信号，包括：

所述控制电路接收外部设备发送的控制指令，所述控制指令中包含对所述光源器件进行调节的目标参数。

可选地，所述外部设备包括以下任意一个：开关、智能终端、传感器。

在本发明实施例中，控制电路包括降压电路、运放电路、调光接口电路、时钟信号生成器以及PWM逻辑电路，降压电路中增设有采集滤波电感电流的采样单元。运放电路，一输入端连接调光接口电路，接收调光接口电路将输入的控制信号转换的电感电流参考值，另一输入端连接采样单元，接收采样单元采集的滤波电感电流，比较滤波电感电流和电感电流参考值的大小，并将比较结果作为第一输出信号输出。PWM逻辑电路，与时钟信号生成器和运放电路的输出端分别连接，其中，时钟信号生成器生成的固定频率的时钟信号能够控制第一开关导通以使滤波电感电流增大，运放电路输出端输出的第一输出信号能够控制第一开关断开以使滤波电感电流减小。PWM逻辑电路依据控制规则控制第一开关的导通占空比，以使滤波电感电流的大小等于电感电流参考值，进而调节连接至滤波电感的负载的电流大小。本发明实施例的控制电路摒弃间接测量的方式，通过直接采集流过滤波电感的电流，使得滤波电感电流的采集更加准确和及时。同时，将电感电流参考值和采集到的滤波电感电流进行比较，以在滤波电感电流值偏离时，及时通过控制开关的导通占空比调节滤波电感电流的大小，以使滤波电感电流的大小趋近于电感电流参考值。此外，还可以通过调节控制信号的大小来调节电感电流参考值的大小，从而进一步调整负载的电流值。

进一步地，本发明实施例的时钟信号生成器还可以使控制电路工作在固定频率，避免由于控制电路在工作过程中其工作频率的不断上升，使负载的电流值与控制信号成比例降低，对负载的电流调节范围造成限制的问题。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明一个实施例的降压电路的示意图；

图2示出了根据本发明另一个实施例的降压电路的示意图；

图3示出了根据本发明一个实施例的降压电路中开关驱动和电感电流的波形图；

图4示出了根据本发明一个实施例的控制电路的结构示意图；

图5示出了根据本发明另一个实施例的控制电路的结构示意图；

图6示出了根据本发明再一个实施例的控制电路的结构示意图；以及

图7示出了根据本发明又一个实施例的控制电路的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种控制电路。该控制电路可以用于需要调光调色的灯具中。该控制电路是基于降压电路设计的，如果仅仅采用降压电路控制开关的导通占空比，进而控制负载的电流，会存在控制上的误差，因此，本发明方案基于降压电路设计了本发明实施例中的控制电路。首先，介绍降压电路的各器件以及工作原理。

参见图1和图2，为两种不同的降压电路的示意图，降压电路可以控制与其连接的负载的输出电流。其中，Q为开关器件，D为续流二极管，L为电感，C为电解电容，LED为电流驱动发光器件，电解电容C与负载LED并联，电感L和电解电容C的作用主要是滤除开关、电源的高频噪声，以确保电路的输出为低纹波直流电流。

图1所示的降压电路中，开关Q一端接续流二极管D，另一端接地，该电路虽然可以使开关Q控制的电路以及输入的控制信号能够实现共地连接，以降低电路的成本，确保控制信号可以简单、可靠地连接到控制芯片，但是，在采集LED的输出电流时比较困难。图2所示的降压电路中，开关Q一端接续流二极管D，另一端浮地，该电路虽然能够很容易的采集到LED的输出电流，但是，开关Q控制电路时需要通过浮地驱动或者隔离驱动来控制开关Q的动作。目前普遍采用图1所示的降压电路，并让该降压电路工作在临界电流模式，通过采集电感电流的峰值来计算LED的输出电流。

当降压电路工作在临界电流模式时，其输出波形如图3所示，其中，降压电路产生的驱动信号控制开关Q的工作，当驱动信号为高电平时，开关Q导通，电感电流线性上升。当驱动信号为低电平时，开关Q断开，电感电流线性下降。当电感电流下降到零时，驱动信号使开关Q重新导通，开始下一个周期。电感电流经过电容C滤波后输出到负载LED，其平均值等于输出电流。从图3的波形可以看出，电感电流为连续的三角形，其平均值等效为峰值的一半，因此，通过控制电感电流的峰值，可以控制输出电流的变化。由于开关Q在导通时，流过开关Q的电流与电感电流相等，因此，通过检测开关Q的导通电流可以得到电感电流峰值。

但是，当降压电路工作在临界电流模式时，其工作频率是随输入电压、负载大小变化的，随着调光深度的增加，降压电路的工作频率也在上升，当工作频率足够高的时候，控制电路产生的驱动信号的延迟会极大影响降压电路的工作，电感电流不再是临界工作模式，电流峰值与平均值也不再成线性比例，此时降压电路的输出电流与控制信号无法成比例的降低，从而限制了电路的调光范围。此外，降压电路工作在临界电流模式下，电感电流峰值与其平均值也并不是严格遵守两倍的线性关系，当电感电流到达零时，由于控制电路本身的检测和驱动的延迟，电感电流并不会及时从零开始上升，而是会反向续流，随着调光深度的增加，该反向续流也会影响实际的输出电流平均值，从而造成控制上的误差。因此，本发明实施例基于降压电路设计了控制电路，以克服上述降压电路中存在的问题。

下面详细介绍本发明实施例的控制电路的组成和工作过程。

参见图4和图5，控制电路包括降压电路101、运放电路102、调光接口电路103、时钟信号生成器104、PWM逻辑电路105及采样单元106。

其中，降压电路101包括第一开关Q和与第一开关Q连接的滤波电感L，由第一开关Q的导通占空比控制滤波电感L的电流大小。

该实施例中，采样单元106连接至滤波电感L，并采集流过滤波电感L的电流。

运放电路102一输入端连接调光接口电路103，接收调光接口电路103将输入的控制信号(例如，图5所示调光信号)转换的电感电流参考值，另一输入端连接采样单元106，接收由采样单元106采集的滤波电感电流，比较滤波电感电流和电感电流参考值的大小，并将比较结果作为第一输出信号输出。在该实施例中，调光接口电路103可以通过对控制信号进行隔离、滤波或者比例转换等方式得到相应的低纹波直流信号，并作为电感电流参考值。

PWM逻辑电路105与时钟信号生成器104和运放电路102的输出端分别连接，其中，时钟信号生成器104生成的固定频率的时钟信号和运放电路102输出端输出的第一输出信号，经PWM逻辑电路105进行比较后，PWM逻辑电路105依据控制规则控制第一开关Q的导通占空比，以使滤波电感电流的大小等于电感电流参考值，进而调节连接至滤波电感L的负载的电流大小。其中，第一开关导通Q，滤波电感电流增大；第一开关Q断开，滤波电感电流减小。

在本发明一实施例中，降压电路101的第一开关Q置于降压电路101的主路上，一个支路上包含续流二极管D、另一个支路上包含与滤波电感L串联的电解电容C。其中，第一开关Q一端浮地连接，另一端与滤波电感L连接。电解电容C与负载(图5中负载为LED)并联，其中，滤波电感L和电解电容C的作用主要是滤除第一开关Q、电源Vin的高频噪声，以确保电路的输出为低纹波直流电流。在该实施例中，第一开关Q可以是普通的切换开关，也可以是MOS管，本发明实施例后文中介绍的第一开Q关均以MOS管为例进行介绍。

在本发明实施例中，负载可以是光源器件，如LED、CCFL(Cold CathodeFluorescent Lamp，冷阴极荧光灯管)等发光源，也可以是其他器件，本发明实施例对此不做具体限定。当负载为光源器件时，控制信号为调光信号，该调光信号可以是直流调光信号、PWM调光信号等。通过调节调光信号的大小，可以调节电感电流参考值的大小，进而由控制电路来实现对光源器件电流大小的调节，以实现对光源器件光色的调整。

继续参见图4，在本发明一实施例中，控制电路还可以包括输出驱动电路107，其与PWM逻辑电路105的输出端和第一开关Q分别连接，输出驱动电路107依据PWM逻辑电路105的输出信号驱动第一开关Q的导通或断开。例如，若输出驱动电路107接收到PWM逻辑电路105的输出信号为高电平，则控制第一开关Q导通，若输出驱动电路107接收到PWM逻辑电路105的输出信号为低电平，则控制第一开关Q关断。

在该实施例中，输出驱动电路107一般包含三个连接端，一个是浮地连接端，该浮地连接端连接到第一开关Q(如图5所示MOS管)的源极，第二个是供电引脚，提供驱动第一开关Q所需电荷，第三个连接端用于输出驱动信号，连接到第一开关Q的门极。在本发明实施例中，输出驱动电路107可以是浮地驱动电路，也可以是隔离驱动电路等，本发明实施例对输出驱动电路107的种类不做限定。其中，隔离驱动电路可以采用隔离变压器来驱动第一开关Q，即通过耦合的绕组把驱动信号耦合到第一开关Q的门极和源极，以在后续控制第一开关Q的状态。

在本发明实施例中，为了方便对控制电路的使用，可以将上文提及的运放电路102、调光接口电路103、时钟信号生成器104以及PWM逻辑电路105控制电路集成到芯片中，还可以同时将输出驱动电路107集成到上述芯片中，本发明实施例对此不做限定。

基于图4所示控制电路的工作原理，在本发明一实施例中，图5所示的控制电路中的运放电路U1(如运算放大器)的正端连接调光接口电路103，负端连接采样单元106。采样单元106包括采样电阻Rs，运放电路U1的正端连接调光接口电路103，负端连接采样电阻Rs，并且将采样电阻Rs与滤波电感L串联。在该实施例中，采样电阻Rs采集的电感电流可以工作在断续模式或者连续模式。

运放电路U1在工作时，若其接收到的采样电阻Rs采集的滤波电感电流的平均值小于调光接口电路103转换的电感电流参考值，则输出的第一输出信号增大，进而，可以在后续相应增加第一开关Q的导通占空比，若其接收到的采样单元106采集的滤波电感电流的平均值大于调光接口电路103转换的电感电流参考值，则输出的第一输出信号减小，进而，可以在后续相应减少第一开关Q的导通占空比。

在该实施例中，运放电路U1还包括由电阻Rfb、电阻Rcomp和电容Ccomp组成的补偿网络，用于滤除采集单元的噪声，并使控制电路稳定工作。其中，电阻Rcomp和电容Ccomp为补偿阻抗，采集电阻Rs采集到的滤波电感电流经电阻Rfb反馈至运放电路U1的负端。

基于图4所示控制电路的工作原理，在本发明一实施例中，图5所示的控制电路中的PWM逻辑电路105接收到时钟信号时，控制第一开关Q的导通，直到接收到的第一输出信号低于时钟信号时控制第一开关Q的断开，以通过控制第一开关Q的导通时间进而控制第一开关Q的导通占空比。

在该实施例中，PWM逻辑电路105还可以包括比较器U2和触发器(如图5所示的RS触发器U3)，其中，比较器U2负端连接运放电路U1的输出端，接收运放电路U1输出的第一输出信号，比较器U2正端接收比较参数，通过比较第一输出信号和比较参数的大小，将比较结果作为第二输出信号输出。图5所示实施例的比较参数为振荡器U4产生的时钟信号，如锯齿波。其中，若第一输出信号大于比较参数，则比较器U2输出的第二输出信号为低电平，若第一输出信号小于比较参数，则比较器U2输出的第二输出信号为高电平。

触发器的一输入端连接比较器U2的输出端，另一输入端连接振荡器U4。例如，若触发器为RS触发器U3，则其复位端(即“R”端)连接比较器U2输出端，使能端(即“S”端)连接振荡器U4。在RS触发器U3接收到振荡器U4产生的时钟信号时，其输出置位(即输出高电平)，并控制第一开关Q的导通，直到接收到的第二输出信号为高电平时，输出复位(即输出低电平)，并控制第一开关Q断开，从而通过控制第一开关Q的导通时间来控制第一开关Q的导通占空比，进而实现控制负载，如LED的电流的目的。

参见图4和图5，现对图5所示的控制电路的工作过程进行详细介绍。其中，图5所示的振荡器U4产生的固定频率的时钟信号为锯齿波，输出驱动电路107包括浮地驱动/隔离驱动U5。

当控制电路开始上电时，首先振荡器U4输出时钟信号，时钟信号控制RS触发器U3输出高电平，该高电平控制浮地驱动/隔离驱动U5驱动第一开关Q导通，并使负载，如LED发光。由于滤波电感L具有储能作用，因此，滤波电感电流开始上升。

采样电阻Rs采集滤波电感电流，当采集的滤波电感电流大于调光接口电路103转换的电感电流参考值时，运放电路U1输出的第一输出信号开始减小，当第一输出信号小于锯齿波电压时，比较器U2输出的第二输出信号为高电平，即RS触发器U3的复位端(“R”端)接收到高电平的输入信号。此时，RS触发器U3输出复位，即触发器U3输出低电平至浮地驱动/隔离驱动U5，由驱动电路U5驱动第一开关Q断开，此时，滤波电感电流开始减小，直到滤波电感电流的大小接近或等于电感电流参考值为止。当滤波电感电流接近或等于电感电流参考值后，继续由振荡器U4输出的时钟信号控制第一开关Q导通，并重复上述过程，以使滤波电感电流稳定至电感电流参考值，进而实现对负载，如LED电流的调节，即调节了负载，即LED的发光效果。

在该实施例中，若要调节LED不同的发光效果，可以通过调节电感电流参考值实现。而调节电感电流参考值可以进一步通过调节调光信号来实现。

在本发明一实施例中，调光接口电路103包括分压单元和与分压单元连接的低通滤波单元，分压单元用于依据内部参考信号Vref将控制信号转换成电感电流参考电压，该内部参考信号Vref为稳定的电压信号。低通滤波单元用于滤除电感电流参考电压的高频成分，并将其作为电感电流参考值反馈至运放电路U1的输入端。

在图5所示实施例中，负载为LED，相对应的，控制信号可以为调光信号。若调光信号采用直流调光信号，那么，分压单元可以包括可调电阻Rext，且与电阻R1串联，可调电阻Rext对内部参考信号Vref进行分压，可调电阻Rext分得的电压作为电感电流参考电压，通过改变可调电阻的阻值大小，以改变可调电阻的分压大小，从而调节电感电流参考电压的大小，进而调节电感电流参考值的大小，以实现对电感电流参考值大小的调整。

在该实施例中，低通滤波单元包括电阻R2和电容C1组成的低通滤波器。可调电阻Rext分得的电压Vdim经过低通滤波器反馈到运放电路U1的正端，可以使得可调电阻的分压Vdim的高频成分被滤除，从而确保反馈到运放电路U1正端的电压是低纹波直流信号。该控制电路中的电感电流参考值为Vref×Rext/(Rext+R1)。由于当运放电路U1工作在稳态时，其正端和负端的输入相等，即电感电流参考值与电感电流平均值相等，公式如下：

电感电流平均值＝电感参考值＝Vref×Rext/(Rext+R1)。

实施例二

参见图6，本发明实施例还提供了另一种控制电路，图6所示实施例中的控制电路与图5所示控制电路的工作原理相似，不同之处在于，该实施例中的调光信号将直流调光信号改为PWM调光信号，并将图5所示的可调电阻Rext替换为第二开关S，PWM调光信号可以控制第二开关S的导通或断开，从而调节电感电流参考电压的大小，进而调节电感电流参考值的大小。

在该实施例中，若第二开关S导通，则电感电流参考电压为零，若第二开关S断开，则电感电流参考电压为内部参考信号Vref的电压。电感电流参考值等效为Vdim的平均值，假设PWM信号的占空比为D，则电感电流参考值＝Vref×(1-D)。

在该实施例中，比较器U2正端接收的比较参数，不再采用振荡器U4输出的锯齿波，而是复用采样电阻Rs的电压Vcs信号，通过比较器U2比较电压Vcs信号和运放电路U1输出的第一输出信号得到第二输出信号，以在后续利用第二输出信号控制第一开关Q的导通和断开，以控制滤波电感电流值的大小。具体控制过程参见上文图5所示的控制电路的实施例。

实施例三

参见图7，本发明实施例还提供了再一种控制电路，图7所示实施例中的控制电路与图5所示控制电路的工作原理相似，不同之处在于，该实施例的控制电路为浮地结构，省去浮地驱动/隔离驱动U5，即省去浮地驱动或者隔离驱动，RS触发器U3的输出直接连接第一开关Q的门极，第二开关S替换为耦合器U6，PWM调光信号通过耦合器U6耦合到控制电路。

在该实施例中，耦合器U6采用光耦合器，当PWM调光信号为高电平时，光耦合器的光耦二极管导通，光耦合器导通，且其输出短路，Vdim为低电平；当PWM调光信号为低电平时，光耦合器断开，且其输出开路，Vdim为内部参考信号Vref。具体控制过程参见上文图5所示的控制电路的实施例。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种灯具，该灯具包括集成有上文任意实施例中的控制电路的芯片，以及作为负载的光源器件，光源器件与控制电路的滤波电感串联。其中，控制电路接收外部输入的控制信号，并转换为滤波电感电流参考值，通过比较述滤波电感电流和参考值，使滤波电感电流的大小等于滤波电感电流参考值，以调节光源器件的电流大小，进而对光源器件进行了调光。

在本发明一实施例中，控制电路接收外部输入的控制信号，包括控制电路接收外部设备发送的控制指令，控制指令中包含对光源器件进行调节的目标参数。在该实例中，外部设备可以包括开关、智能终端、传感器等中的任意一个。

本发明实施例可以将光源器件的亮度从100％调整至1％，而现有技术中只能将光源器件的亮度从100％调整至15％，可见，本发明实施例明显地提高了光源器件的亮度范围，提高了对灯具的调光比例。进而，对于具有多种颜色的光源器件的灯具，还可以扩大灯具的CIE颜色坐标的范围，增大了灯具的调光调色范围。

本发明实施例的控制电路摒弃间接测量的方式，通过直接采集流过滤波电感的电流，使得滤波电感电流的采集更加准确和及时。同时，将电感电流参考值和采集到的滤波电感电流进行比较，以在滤波电感电流值偏离时，及时通过控制开关的导通占空比调节滤波电感电流的大小，以使滤波电感电流的大小等于电感电流参考值。此外，还可以通过调节控制信号的大小来调节电感电流参考值的大小，从而进一步调整负载的电流值。

进一步地，本发明实施例的时钟信号生成器还可以使控制电路工作在固定频率，避免由于控制电路在工作过程中其工作频率的不断上升，使负载的电流值与控制信号成比例降低，对负载的电流调节范围造成限制的问题。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (19)

1.一种控制电路，包括降压电路，所述降压电路包括第一开关和与其连接的滤波电感，由所述第一开关的导通占空比控制所述滤波电感的电流大小，其特征在于，

所述控制电路还包括采样单元、运放电路、调光接口电路、时钟信号生成器以及PWM逻辑电路，其中：

所述采样单元，连接至所述滤波电感，并采集流过所述滤波电感的电流；

所述运放电路，一输入端连接所述调光接口电路，接收所述调光接口电路将输入的控制信号转换的电感电流参考值，另一输入端连接所述采样单元，并接收由所述采样单元采集的滤波电感电流，比较所述滤波电感电流和所述电感电流参考值的大小，并将比较结果作为第一输出信号输出；

所述PWM逻辑电路，与所述时钟信号生成器和所述运放电路的输出端分别连接，其中，所述时钟信号生成器生成的固定频率的时钟信号和所述运放电路输出端输出的所述第一输出信号，经所述PWM逻辑电路进行比较后，所述PWM逻辑电路依据控制规则控制所述第一开关的导通占空比，以使所述滤波电感电流的大小等于所述电感电流参考值，进而调节连接至所述滤波电感的负载的电流大小；

其中，所述第一开关导通，所述滤波电感电流增大；所述第一开关断开，所述滤波电感电流减小；

其中，所述调光接口电路包括：

分压单元，依据内部参考信号将所述控制信号转换成电感电流参考电压，其中，所述内部参考信号为稳定的电压信号；

其中，所述PWM逻辑电路包括：

比较器，一输入端连接所述运放电路的输出端，接收所述运放电路输出的第一输出信号，另一输入端接收比较参数，所述比较器比较所述第一输出信号和所述比较参数的大小，并将比较结果作为第二输出信号输出；

其中，若将采集到的所述滤波电感电流作为所述比较参数，则

所述分压单元包括耦合器；

PWM信号作为控制信号控制所述耦合器的导通或断开，若所述耦合器导通，所述电感电流参考电压为零，若所述耦合器断开，所述电感电流参考电压为所述内部参考信号的电压；

通过调节所述PWM信号，控制所述耦合器的导通或断开，从而调节所述电感电流参考电压的大小，进而调节所述电感电流参考值的大小。

2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述运放电路比较所述滤波电感电流和所述电感电流参考值的大小，并将比较结果作为第一输出信号输出，包括：

若所述采样单元采集的滤波电感电流的平均值小于所述电感电流参考值，则所述运放电路输出的所述第一输出信号增大；

若所述滤波电感电流的平均值大于所述电感电流参考值，则所述运放电路输出的所述第一输出信号减小。

3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述运放电路包括运算放大器，所述采样单元包括采样电阻，其中，

所述运算放大器具有正端和负端，所述正端连接所述调光接口电路，所述负端连接所述采样电阻，并且所述采样电阻与所述滤波电感串联。

4.根据权利要求1或2所述的控制电路，其特征在于，所述PWM逻辑电路依据控制规则控制所述第一开关的导通占空比，包括：

所述PWM逻辑电路接收到所述时钟信号时，控制所述第一开关的导通，直到接收到的所述第一输出信号低于所述时钟信号时控制所述第一开关的断开，以通过控制所述第一开关的导通时间进而控制第一开关的导通占空比。

5.根据权利要求1或2所述的控制电路，其特征在于，所述PWM逻辑电路还包括：

触发器，一输入端连接所述比较器的输出端，另一输入端连接所述时钟信号生成器；

其中，所述触发器能够依据所述第二输出信号控制所述第一开关断开以使所述滤波电感电流减小，以及能够依据所述时钟信号生成器生成的时钟信号控制所述第一开关导通以使所述滤波电感电流增大。

6.根据权利要求5所述的控制电路，其特征在于，

所述比较器具有正端和负端，若所述比较器负端连接所述运放电路的输出端，正端接收所述比较参数，则所述比较器比较所述第一输出信号和所述比较参数的大小，并将比较结果作为第二输出信号输出，包括：

若所述第一输出信号大于所述比较参数，则所述比较器输出的所述第二输出信号为低电平；

若所述第一输出信号小于所述比较参数，则所述比较器输出的所述第二输出信号为高电平。

7.根据权利要求6所述的控制电路，其特征在于，所述触发器包括RS触发器，其中，

所述RS触发器的复位端连接所述比较器输出端，使能端连接所述时钟信号生成器；

每个周期的开始，所述RS触发器接收到所述时钟信号时，所述RS触发器输出置位，并控制所述第一开关导通，直到接收到的所述第二输出信号为高电平时，所述RS触发器输出复位，并控制所述第一开关断开，以通过控制所述第一开关的导通时间进而控制第一开关的导通占空比。

8.根据权利要求6所述的控制电路，其特征在于，所述调光接口电路还包括：

低通滤波单元，连接至所述分压单元，滤除所述电感电流参考电压的高频成分，并将滤波后的电感电流参考电压作为所述电感电流参考值反馈至所述运放电路的输入端。

9.根据权利要求1或2所述的控制电路，其特征在于，所述耦合器为光耦合器。

10.根据权利要求8所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括：

输出驱动电路，与所述PWM逻辑电路的输出端和所述第一开关分别连接，依据所述PWM逻辑电路的输出信号驱动所述第一开关的导通或断开。

11.根据权利要求10所述的控制电路，其特征在于，所述输出驱动电路包括浮地驱动电路或者隔离驱动电路。

12.根据权利要求10或11所述的控制电路，其特征在于，若将所述时钟信号生成器生成的时钟信号作为所述比较参数，且由所述输出驱动电路驱动所述第一开关的导通或断开，则

所述分压单元包括可调电阻，所述可调电阻对所述内部参考信号进行分压，所述可调电阻分得的电压作为所述电感电流参考电压；

通过改变所述可调电阻的阻值大小，调节所述可调电阻的分压大小，从而调节所述电感电流参考电压的大小，进而调节所述电感电流参考值的大小。

13.根据权利要求10或11所述的控制电路，其特征在于，若将采集到的所述滤波电感电流作为所述比较参数，且由所述输出驱动电路驱动所述第一开关的导通或断开，则

所述分压单元包括第二开关；

PWM信号作为控制信号控制所述第二开关的导通或断开，若所述第二开关导通，所述电感电流参考电压为零，若所述第二开关断开，所述电感电流参考电压为所述内部参考信号的电压；

通过调节所述PWM信号，控制所述第二开关的导通或断开，从而调节所述电感电流参考电压的大小，进而调节所述电感电流参考值的大小。

14.根据权利要求1或2所述的控制电路，其特征在于，所述时钟信号生成器包括振荡器。

15.根据权利要求1或2所述的控制电路，其特征在于，

所述调光接口电路对所述控制信号进行隔离、滤波或者比例转换得到相应的低纹波直流信号，作为所述电感电流参考值。

16.根据权利要求1或2所述的控制电路，其特征在于，所述负载包括光源器件。

17.一种灯具，包括：

集成有权利要求1至16任一项所述的控制电路的芯片；以及

作为负载的光源器件，连接至所述控制电路的滤波电感；

其中，所述控制电路接收外部输入的控制信号，并转换为滤波电感电流参考值，通过比较述滤波电感电流和所述参考值，使所述滤波电感电流的大小等于滤波电感电流参考值，以调节所述光源器件的电流大小，进而对所述光源器件进行了调光。

18.根据权利要求17所述的灯具，其特征在于，所述控制电路接收外部输入的控制信号，包括：

所述控制电路接收外部设备发送的控制指令，所述控制指令中包含对所述光源器件进行调节的目标参数。

19.根据权利要求18所述的灯具，其特征在于，所述外部设备包括以下任意一个：开关、智能终端、传感器。