CN107592705B - 可调光的led驱动电路和调光方法 - Google Patents

可调光的led驱动电路和调光方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107592705B
CN107592705B CN201710938773.8A CN201710938773A CN107592705B CN 107592705 B CN107592705 B CN 107592705B CN 201710938773 A CN201710938773 A CN 201710938773A CN 107592705 B CN107592705 B CN 107592705B
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
signal
circuit
input terminal
pulse
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710938773.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107592705A (zh
Inventor
王龙奇
王建新
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hangzhou Silergy Semiconductor Technology Ltd
Original Assignee
Hangzhou Silergy Semiconductor Technology Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hangzhou Silergy Semiconductor Technology Ltd filed Critical Hangzhou Silergy Semiconductor Technology Ltd
Priority to CN201710938773.8A priority Critical patent/CN107592705B/zh
Publication of CN107592705A publication Critical patent/CN107592705A/zh
Priority to US16/120,564 priority patent/US10492259B2/en
Application granted granted Critical
Publication of CN107592705B publication Critical patent/CN107592705B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10Controlling the intensity of the light
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30Driver circuits
    • H05B45/37Converter circuits
    • H05B45/3725Switched mode power supply [SMPS]
    • H05B45/385Switched mode power supply [SMPS] using flyback topology
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0009Devices or circuits for detecting current in a converter
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0025Arrangements for modifying reference values, feedback values or error values in the control loop of a converter
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33507Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters

Abstract

公开了一种可调光的LED驱动电路和调光方法。本发明实施例通过调节调光电压和对应的脉宽调制信号的占空比的比例,实现了调节最大占空比或调节调光电压的量程,进而可以在不修改功率级电路参数或器件的前提下调节最大占空比对应的驱动电流,使得LED驱动电路输出的驱动电流量程可调或调光电压的量程可调。

Description

可调光的LED驱动电路和调光方法
技术领域
本发明涉及电力电子技术,具体涉及一种可调光的LED驱动电路和调光方法。
背景技术
LED(发光二极管,Light-Emitting Diode)照明被广泛于家具、办公、室外照明和舞台照明等领域。调光技术可以使得LED光源的亮度可调,从而扩展LED照明的应用场景和实用体验。现有技术通常通过脉宽调制信号(Pulse Width Modulation,PWM)实现调光,也即,通过输入一个在量程内的电压信号,然后将其转换为具有对应的占空比的脉宽调制信号,通过脉宽调制信号改变控制开关变换器的开关频率或开关占空比,从而控制输出的负载电流,进而实现对于LED光源亮度的控制。但是,这种调节方式对于最大占空比对应的输出电流(也成为满载电流)或调光电压的量程无法实现调节。如果希望增大或减小满载电流或调节调光信号的量程则需要修改功率级电路。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供一种可调光的LED驱动电路和调光方法,以使得通过无需修改功率级电路就可以增大或减小满载电流或调整用作调光信号的调光电压的量程。
根据本发明实施例的第一方面,提供一种可调光的LED驱动电路,包括:
功率级电路;
控制电路,用于根据脉宽调制信号控制所述功率级电路输出的驱动电流;以及
信号转换电路,用于根据调光电压生成所述脉宽调制信号;
其中,所述信号转换电路适于调节所述脉宽调制信号的占空比和所述调光电压的比值,以使得所述调光电压的量程或所述脉宽调制信号的最大占空比可调。
优选地,所述信号转换电路包括:
电压转换电路,被配置为接收所述调光电压输出转换电压,所述转换电压与所述调光电压的比例可调;以及
第一比较器,一个输入端输入锯齿波信号,另一个输入端输入所述转换电压,输出所述脉宽调制信号。
优选地,所述电压转换电路包括:
电压跟随电路,被配置为保持分压输入端的电压与所述调光电压成比例;以及
电阻分压网络,与所述分压输入端连接,被配置为从分压输出端输出所述转换电压;
其中,所述电阻分压网络设置有可调电阻以使得所述电阻分压网络的分压比可调节。
优选地,所述电阻分压网络包括:
第一电阻,连接在所述分压输入端和所述分压输出端之间;
第二电阻,连接在所述分压输出端和接地端之间;以及
可调电阻,与所述第一电阻或所述第二电阻并联。
优选地,所述电压跟随电路包括:
晶体管,与所述分压输入端连接,被配置为控制流向所述分压输入端的电流;以及
运算放大器,一个输入端输入所述调光电压,另一个输入端连接到所述分压输入端,输出端连接到所述晶体管的控制端。
优选地,所述信号转换电路还包括:
箝位电路,与所述电压跟随电路连接,被配置为在所述调光电压满足预定条件时箝位所述分压输入端的电压。
优选地,所述箝位电路包括:
第二比较器,一个输入端输入与所述分压输入端的电压成比例的电压,另一个输入端输入预定阈值;以及
开关,根据所述第二比较器的输出信号关断或导通,以改变所述晶体管控制端的电压。
优选地,所述箝位电路还包括:
第三电阻和第四电阻,串联连接在所述分压输入端和接地端之间;
其中,所述第三电阻和所述第四电阻的公共端连接到所述第二比较器。
根据本发明实施例的第二方面,提供一种调光方法,用于驱动LED装置,所述方法包括:
根据调光电压生成脉宽调制信号,其中,所述脉宽调制信号的占空比和所述调光电压的比值可调,以使得所述调光电压的量程或所述脉宽调制信号的最大占空比可调;
根据所述脉宽调制信号调节电流基准信号;以及
根据所述电流基准信号,调节驱动电流以使得所述LED装置获得相应的亮度。
优选地,根据调光电压生成脉宽调制信号包括:
根据调光电压信号生成转换电压;
将所述转换电压与锯齿波信号进行比较,以获得所述脉宽调制信号。
优选地,当所述调光电压的量程以第一比例变化时,将所述转换电压信号以所述第一比例进行变化,以维持所述脉宽调制信号的最大占空比与所述调光电压的最大值相对应。
优选地,根据调光电压信号生成转换电压信号包括:
在所述调光电压不满足预定条件时,生成与所述调光电压成比例的转换电压;
在所述调光电压满足所述预定条件时,生成与所述基准电压成比例的转换电压;
其中,通过调节所述转换电压与所述基准电压或调光电压的比例调节所述脉宽调制信号的最大占空比。
本发明实施例通过调节调光电压和对应的脉宽调制信号的占空比的比例,实现了调节最大占空比或调节调光电压的量程,进而可以在不修改功率级电路参数或器件的前提下调节最大占空比对应的输出电流或原边电流,使得LED驱动电路的输出电流量程可调或调光电压的量程可调。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述,本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚,在附图中:
图1是一个对比例的可调光的LED驱动电路的电路图;
图2是上述对比例的信号转换电路的信号关系示意图;
图3是本发明实施例的可调光的LED驱动电路的电路图;
图4是本发明另一个实施例的可调光的LED驱动电路的电路图;
图5是本发明另一个实施例的信号转换电路的电路图;
图6是本发明另一个实施例的信号转换电路的信号关系示意图;
图7是本发明另一个实施例的信号转换电路的工作波形图;
图8是本发明又一个实施例的信号转换电路的电路图;
图9是本发明又一个实施例的信号转换电路的信号关系示意图;
图10是本发明实施例的调光方法的流程图。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述,但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中,详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质,公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
此外,本领域普通技术人员应当理解,在此提供的附图都是为了说明的目的,并且附图不一定是按比例绘制的。
同时,应当理解,在以下的描述中,“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时,它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件,元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反,当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时,意味着两者不存在中间元件。
除非上下文明确要求,否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义;也就是说,是“包括但不限于”的含义。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外,在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
图1是一个对比例的可调光的LED驱动电路的电路图。如图1所示,本对比例的可调光的LED驱动电路包括信号转换电路1、控制电路2和功率级电路3。其中,信号转换电路1用于将0-10V范围内变化的调光电压转换为具有对应的占空比的脉宽调制信号PWM,进而通过光耦电路4以隔离的方式将脉宽调制信号PWM传输给控制电路2。控制电路2根据脉宽调制信号PWM调节电流基准信号。所述电流基准信号用于表征功率级电路的期望输出。控制电路2进而根据电流基准信号生成控制信号。功率级电路3用于受控于控制电路2输出稳定的电压或电流。图2是本对比例的信号转换电路的信号关系示意图。如图2所示,调光电压和输出的脉宽调制信号的占空比成线性关系。一般情况下,当调光信号最大时,即满量程情况下,此时占空比达到最大值。此时,功率级电路处于满载状态。满载状态下的输出电流满足IO=k*Vref/Rsen,其中,Io为输出电流,k为常数,Vref是基准信号。由于k和Vref不可改变,因此,要改变满载状态下的输出电流或改变调光电压的量程,只能调节电阻Rsen的阻值。这一方面可能会影响控制电路的正常工作,另一方面需要修改功率级电路的参数。该操作如果在生成过程中进行,会严重影响生产效率。
图3是本发明实施例的可调光LED驱动电路的电路图。如图3所示,本实施例的可调光的LED驱动电路包括信号转换电路1’、控制电路2、功率级电路3以及光耦4。信号转换电路1’将调光电压转换为对应的脉宽调制信号PWM,通过光耦4输出到控制电路2。控制电路2根据脉宽调制信号PWM调节电流基准信号。所述电流基准信号用于表征功率级电路的期望输出。控制电路2进而根据电流基准信号生成控制信号。功率级电路3用于受控于控制电路2输出稳定的电压或电流。在本实施例中,信号转换电路1’被配置为适于调节脉宽调制信号PWM的占空比与调光电压Vd的比值,以使得所述调光电压的量程或所述脉宽调制信号的最大占空比可调。
本发明实施例通过调节调光电压和对应的脉宽调制信号的占空比的比例,实现了调节最大占空比或调节调光电压的量程,进而可以在不修改功率级电路参数或器件的前提下调节最大占空比对应的输出电流或原边电流,使得LED驱动电路的输出电流量程可调或调光电压的量程可调。
图4是本发明实施例的可调光的LED驱动电路的电路图。如图4所示,本实施例的可调光的LED驱动电路包括信号转换电路1’、控制电路2、功率级电路3以及光耦4。信号转换电路1’将调光电压转换为对应的脉宽调制信号PWM,通过光耦4输出到控制电路2。在本实施例中,功率级电路3包括整流桥31和原边控制反激式开关变换器32。整流桥31用于将交流电ACin整流为直流电输出到原边控制反激式开关变换器32。原边控制反激式开关变换器32中的晶体管M响应于控制电路2输出的开关控制信号导通和关断,以控制流过原边绕组的平均电流,进而控制输出电流。控制电路2根据电阻Rsen采样的原边电流、辅助绕组采样的可以表征电感电流的信号(施加到ZCS端口)以及用于调光的脉宽调制信号PWM来控制功率级电路3以实现恒流输出。
应理解,功率级电路3可以被替换为具有其他结构的功率变换器,例如,具有升压型拓扑、降压型拓扑或升降压型拓扑的开关变换器,只要能够通过控制开关变换器的功率开关的占空比或开关频率调节输出电流的强度即可。同时,在不需要进行隔离的应用场景下,光耦4可被省略。同时,在其它的实现方式中,控制电路2也可以基于其它的反馈信号来实现对于功率开关的控制。
在本实施例中,信号转换电路1’被配置为适于调节脉宽调制信号PWM的占空比与调光电压Vd的比值,以使得调光电压的量程可调。
图5是本实施例的信号转换电路的电路图。如图5所示,信号转换电路1’包括电压转换电路T和比较器CMP1。其中,电压转换电路T被配置为接收所述调光电压Vd输出转换电压VDIMI2。所述电压转换电路T被配置为可以调节转换电压VDIMI2与调光电压Vd的比例。
在本实施例中,电压转换电路T包括电压跟随电路11和电阻分压网络12。其中,电压跟随电路11被配置为保持分压输入端i的电压VDIMI1与调光电压Vd(也即,调光信号)成比例。也就是说,电压跟随电路11输入所述调光电压Vd,维持使得分压输入端i的电压VDIMI1保持与调光电压Vd成比例。电阻分压网络12与分压输入端i连接,被配置为从分压输出端o输出分压后的电压VDIMI2。电阻分压网络12设置有可调电阻Rd以使得电阻分压网络12的分压比可调节。分压比是指分压输出端的电压VDIMI2(也即转换电压)与分压输入端的电压VDIMI1的比值。比较器CMP1的反相输入端输入锯齿波信号SAW,同相输入端连接到分压输出端o,输出端输出脉宽调制信号PWM。
电压VDIMI1与调光电压Vd成固定的比例(例如,相等)。电压VDIMI2与电压VDIMI1的分压比可调。由此,电压VDIMI1与调光电压Vd的比例可调。同时,由于锯齿波信号SAW不变。因此,通过调节电阻分压网络12的分压比,可以调节用作生成脉宽调制信号的基准的电压VDIMI2和调光电压Vd的比值,从而调节调光电压Vd与脉宽调制信号的占空比的比值。在最大占空比一定时,通过调节电阻分压网络12的分压比就可以调节作为调光信号的调光电压Vd的量程,使得可以以所期望的调光电压获得具有最大占空比的脉宽调制信号。
具体地,在图5中,电压跟随电路11包括晶体管M1和运算放大器OP。晶体管M1的连接在一个上拉电压端VDD和分压输入端i之间,被配置为响应于控制端的电压控制流向分压输入端i的电流。也就是说,晶体管M1在控制端的电压Vm的控制下工作于线性状态,调节流过自身的电流。在图5中,晶体管采用金属氧化物半导体晶体管(MOSFET)。应理解,晶体管M1也可以采用其它可以作为受控电流源的器件,例如双极性晶体管(BJT)等。运算放大器OP的同相输入端输入所述调光电压Vd,反相输入端连接到分压输入端i。由此,晶体管M1和运算放大器OP形成一个反馈环路。运算放大器OP基于两个输入端之间虚短路的特性控制输出电压Vm,使得晶体管M1维持分压输入端i的电压VDIMI1和调光电压Vd保持相等。
电阻分压网络12包括电阻R1、R2和可调电阻Rd。其中,电阻R1连接在分压输入端i和分压输出端o之间。电阻R2连接在分压输出端o和接地端之间。可调电阻Rd与电阻R2并联,两者的并联电路的等效电阻Re=Rd*R2/(Rd+R2)由此,分压输出端o的电压VDIMI2满足:
VDIMI2=VDIMI1*Re/(Re+R1)=Vd*Re/(Re+R1)
由于R1和R2是不变的,因此,对于相同的调光电压Vd,通过调节可调电阻Rd的阻值可以增大等效电阻Re,从而调节VDIMI2。同时,比较器CMP1输出的脉宽调制信号PWM的占空比由VDIMI2决定,因此,获得相同的最大占空比所对应的调光电压Vd可被调节。
为了便于理解,本实施例以较大的调光电压对应较大的脉宽调制信号占空比为例进行说明。在某些应用场景下,也可以使得调光电压与脉宽调制信号的占空比成反比。由此,通过以相反的方式调节可调电阻Rd的阻值,可以调节调光电压Vd的量程。
在本实施例中,信号转换电路1’中的电压跟随电路11、电阻R1和R2以及比较器CMP1均可以集成在集成电路中,通过一个集成电路的调节引脚将分压输出端o引出。可调电阻Rd作为外部部件与集成电路引脚和接地端连接。由此,可以方便地搭建本发明实施例的信号转换电路1’。
在一个可选实现方式中,可调电阻Rd也可以与电阻R1并联,也即,连接在分压输入端i和分压输出端o之间。在这样的连接方式下,调节可调电阻Rd也可以使得电阻分压网络的分压比可调,进而实现对于调光电压Vd的量程的调节。
对于上述实现方式,在将信号转换电路1’中的主要部分形成为集成电路时,需要将分压输入端i和分压输出端o通过两个不同的集成电路调节引脚引出,将可调电阻Rd连接在上述两个调节引脚之间。
图6是本发明实施例的信号转换电路的信号关系的示意图。如图6所示,通过调节调光电压Vd和脉宽调制信号PWM占空比的关系,可以使得不同的调光电压V1-V3对应于相同的具有最大占空比PWM1的脉宽调制信号PWM。
图7是本实施例的信号转换电路的工作波形图。如图7所示,在可调电阻Rd的阻值为Rd1时,对于相同的调光电压Vd,在分压输出端o输出的电压为VDIMI2-1。比较器CMP1输出的脉宽调制信号为PWM-1。在可调电阻Rd的阻值为Rd2时,对于相同的调光电压Vd,在分压输出端o输出的电压为VDIMI2-2。比较器CMP1输出的脉宽调制信号为PWM-2。由于Rd1>Rd2,因此,VDIMI2-1>VDIMI2-2。进一步使得脉宽调制信号PWM-1的占空比大于脉宽调制信号PWM-2的占空比。因此,在脉宽调制信号PWM的占空比范围不变时,不同的可调电阻Rd的阻值对应于不同的最大调光电压。本实施例可以有效地根据需要调节调光电压的量程,而无需对于功率级电路进行修改。
图8是本发明另一个实施例的信号转换电路的电路图。在本实施例中,信号转换电路1”被配置为适于调节所述脉宽调制信号的占空比和所述调光电压的比值,以使得脉宽调制信号的最大占空比可调。具体地,本实施例的信号转换电路可以通过调节电阻分压网络的分压比来调节脉宽调制信号的最大占空比。如图8所示,本实施例的信号转换电路1”包括电压跟随电路11、电阻分压网络12、比较器CMP1以及箝位电路13。其中,电压跟随电路11被配置为保持分压输入端i的电压与调光电压Vd(也即,调光信号)成比例。电阻分压网络12与分压输入端i连接,被配置为从分压输出端o输出分压后的电压VDIMI2。电阻分压网络12设置有可调电阻Rd以使得电阻分压网络12的分压比可调节。分压比是指分压输出端输出的电压VDIMI2与分压输入端的电压VDIMI1的比值。比较器CMP1的反相输入端输入锯齿波信号SAW,同相输入端连接到分压输出端o,输出端输出脉宽调制信号PWM。箝位电路13与电压跟随电路11连接,被配置为在调光电压Vd满足预定条件时箝位分压输入端i的电压VDIMI1。在图8所示的电路图中,所述预定条件为调光电压Vd大于箝位电压Vclp,其中,Vclp=Vth1*(R3+R4)/R4。应理解,随着电路设置方式的不同,所述预定条件也可以不同,例如,可以在调光电压Vd小于箝位电压Vclp’时箝位。在本实施例中,电压VDIMI1在被箝位在Vclp后不再随调光电压Vd变化。对应地,比较器CMP1输出的脉宽调制信号PWM的占空比最大。此时,如果调节电阻分压网络12中的可调电阻Rd,则可以调节用于调光的脉宽调制信号的最大占空比,从而调节LED驱动电路的满载电流的大小。
具体地,箝位电路13包括比较器CMP2和开关S1。比较器CMP2的同相输入端输入与分压输入端的电压VDIMI1成比例的电压VDIMI3,反相输入端输入预定阈值Vth1,输出端连接到开关S1的控制端。在本实施例中开关S1采用金属氧化物半导体晶体管(MOSFET)实现。容易理解,开关S1也可以采用其它类型的电控开关器件,例如,三极管等。开关S1连接在晶体管M1的控制端和接地端之间,响应于比较器CMP2的输出导通或关断。在开关S1关断时,晶体管M1受控于运算放大器OP的输出电压Vm。在开关S1导通时,晶体管M1的控制端的电压被拉低,晶体管M1关断。
可选地,电压VDIMI3可以通过连接在分压输入端i和接地端之间的另一个电阻分压网络分压获得。所述电阻分压网络可以包括电阻R3和R4。电阻R3连接在分压输入端i和比较器CMP2的同相输入端之间。电阻R4连接在比较器CMP2的同相输入端和接地端之间。在图8所示的电路中,在调光电压Vd大于箝位电压Vclp=Vth1*(R3+R4)/R4时,分压输入端i的电压VDIMI1上升到Vth1*(R3+R4)/R4。对应地,电压VDIMI3上升到预定阈值Vth1,比较器CMP2输出高电平控制开关S1导通,这使得晶体管M1关断。由于电压VDIMI1大于零,使得仍然有电流流向电阻R1和R2,电压VDIMI1会跌落。这使得与其成比例的电压VDIMI3下降到小于预定阈值Vth1,比较器CMP2输出低电平控制开关S1关断,晶体管M1对应地导通进入线性模式拉升分压输入端i的电压。如此反复。由此,电压VDIMI1被箝位在箝位电压Vclp附近,不再随调光电压Vd变化。
进一步地,为了方便参数的设置和调节,可以设置使得R1等于R3,R2等于R4。
图9是本实施例的信号转换电路的工作波形图。如图9所示,对应于不同的可调电阻阻值Rd1-Rd3。脉宽调制信号PWM的占空比随调光电压Vd的变化呈现具有不同斜率的线性关系。可调电阻Rd的阻值越大,对应的关系曲线的斜率就越大。在调光电压Vd大于箝位电压Vclp后,由于分压输入端i的电压VDIMI1被箝位,占空比不再随调光电压Vd增加。同时,对于相同的箝位电压Vclp,不同的可调电阻阻值对应的最大占空比不同。由此,本实施例的电路在保持调光电压的范围相同的前提下,可以调节获得不同的脉宽调制信号占空比范围,进而扩展或缩小LED驱动电路的满载电流的范围。
在本实施例中,信号转换电路1”中的电压跟随电路11、电阻R1和R2、比较器CMP1以及箝位电路13均可以集成在集成电路中,通过一个集成电路的调节引脚将分压输出端o引出。可调电阻Rd作为外部部件与调节引脚和接地端连接。由此,可以方便地搭建本发明实施例的信号转换电路1”。
在一个可选实现方式中,可调电阻Rd也可以与电阻R1并联,也即,连接在分压输入端i和分压输出端o之间。在这样的连接方式下,调节可调电阻Rd也可以实现对于调光电压Vd的量程的调节。
对于上述实现方式,在将信号转换电路1”中的主要部分形成为集成电路时,需要将分压输入端i和分压输出端o通过两个不同的集成电路调节引脚引出,将可调电阻Rd连接在上述两个调节引脚之间。
本发明实施例通过在信号转换电路中设置电压转换电路,使得用于生成脉宽调制信号的转换电压和调光电压的比例可调,从而使得相同的调光电压和脉宽调制信号的占空比的比值可调,从而实现了调节最大占空比或调节调光电压的量程,进而可以在不修改功率级电路参数或器件的前提下调节最大占空比对应的输出电流或原边电流,使得LED驱动电路的输出电流量程可调或调光电压的量程可调。
图10是本发明实施例的调光方法的流程图。本实施例的方法用于调节上述各实施例的可调光的LED驱动电路的调光电压量程或最大输出电流。如图10所示,所述方法包括:
步骤S100、根据调光电压生成脉宽调制信号。
其中,所述脉宽调制信号的占空比和所述调光电压的比值可调,以使得所述调光电压的量程或所述脉宽调制信号的最大占空比可调。
具体地,步骤S100可以包括:
步骤S110、根据调光电压信号生成转换电压信号。
步骤S120、将所述转换电压信号与锯齿波信号进行比较,以获得所述脉宽调制信号。
其中,在进行调光电压量程调节的应用场景下,当所述调光电压的量程以第一比例变化时,将所述转换电压信号以所述第一比例进行变化,以维持所述脉宽调制信号的最大占空比与所述调光电压的最大值相对应。
在进行最大占空比调节的应用场景下,在所述调光电压不满足预定条件时,生成与所述调光电压成比例的转换电压;在所述调光电压满足所述预定条件时,生成与所述基准电压成比例的转换电压;其中,通过调节所述转换电压与所述基准电压或调光电压的比例调节所述脉宽调制信号的最大占空比。在本实施例中,所述预定条件为调光电压大于阈值电压。
步骤S200、根据所述脉宽调制信号调节电流基准信号。
步骤S300、根据所述电流基准信号,调节驱动电流以使得所述LED装置获得相应的亮度。
本发明实施例通过在调节调光电压和对应的脉宽调制信号的占空比的比例,实现了调节最大占空比或调节调光电压的量程,进而可以在不修改功率级电路参数或器件的前提下调节最大占空比对应的输出电流或原边电流,使得LED驱动电路的输出电流量程可调或调光电压的量程可调。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明,对于本领域技术人员而言,本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种可调光的LED驱动电路,包括:
功率级电路;
控制电路,用于根据脉宽调制信号控制所述功率级电路输出的驱动电流;以及
信号转换电路,用于根据调光电压生成所述脉宽调制信号;
其中,所述信号转换电路适于调节所述脉宽调制信号的占空比和所述调光电压的比值,以使得所述调光电压的量程或所述脉宽调制信号的最大占空比可调。
2.根据权利要求1所述的可调光的LED驱动电路,其特征在于,所述信号转换电路包括:
电压转换电路,被配置为接收所述调光电压输出转换电压,所述转换电压与所述调光电压的比例可调;以及
第一比较器,一个输入端输入锯齿波信号,另一个输入端输入所述转换电压,输出所述脉宽调制信号。
3.根据权利要求2所述的可调光的LED驱动电路,其特征在于,所述电压转换电路包括:
电压跟随电路,被配置为保持分压输入端的电压与所述调光电压成比例;以及
电阻分压网络,与所述分压输入端连接,被配置为从分压输出端输出所述转换电压;
其中,所述电阻分压网络设置有可调电阻以使得所述电阻分压网络的分压比可调节。
4.根据权利要求3所述的可调光的LED驱动电路,其特征在于,所述电阻分压网络包括:
第一电阻,连接在所述分压输入端和所述分压输出端之间;
第二电阻,连接在所述分压输出端和接地端之间;以及
可调电阻,与所述第一电阻或所述第二电阻并联。
5.根据权利要求3所述的可调光的LED驱动电路,其特征在于,所述电压跟随电路包括:
晶体管,与所述分压输入端连接,被配置为控制流向所述分压输入端的电流;以及
运算放大器,一个输入端输入所述调光电压,另一个输入端连接到所述分压输入端,输出端连接到所述晶体管的控制端。
6.根据权利要求5所述的可调光的LED驱动电路,其特征在于,所述信号转换电路还包括:
箝位电路,与所述电压跟随电路连接,被配置为在所述调光电压满足预定条件时箝位所述分压输入端的电压。
7.根据权利要求6所述的可调光的LED驱动电路,其特征在于,所述箝位电路包括:
第二比较器,一个输入端输入与所述分压输入端的电压成比例的电压,另一个输入端输入预定阈值;以及
开关,根据所述第二比较器的输出信号关断或导通,以改变所述晶体管控制端的电压。
8.根据权利要求7所述的可调光的LED驱动电路,其特征在于,所述箝位电路还包括:
第三电阻和第四电阻,串联连接在所述分压输入端和接地端之间;
其中,所述第三电阻和所述第四电阻的公共端连接到所述第二比较器。
9.一种调光方法,用于驱动LED装置,其特征在于,所述方法包括:
根据调光电压生成脉宽调制信号,其中,所述脉宽调制信号的占空比和所述调光电压的比值可调,以使得所述调光电压的量程或所述脉宽调制信号的最大占空比可调;
根据所述脉宽调制信号调节电流基准信号;以及
根据所述电流基准信号,调节驱动电流以使得所述LED装置获得相应的亮度。
10.根据权利要求9所述的调光方法,其特征在于,根据调光电压生成脉宽调制信号包括:
根据调光电压信号生成转换电压;
将所述转换电压与锯齿波信号进行比较,以获得所述脉宽调制信号。
11.根据权利要求10所述的调光方法,其特征在于,当所述调光电压的量程以第一比例变化时,将所述转换电压信号以所述第一比例进行变化,以维持所述脉宽调制信号的最大占空比与所述调光电压的最大值相对应。
12.根据权利要求10所述的调光方法,其特征在于,根据调光电压信号生成转换电压信号包括:
在所述调光电压不满足预定条件时,生成与所述调光电压成比例的转换电压;
在所述调光电压满足所述预定条件时,生成与所述基准电压成比例的转换电压;
其中,通过调节所述转换电压与所述基准电压或调光电压的比例调节所述脉宽调制信号的最大占空比。
CN201710938773.8A 2017-09-30 2017-09-30 可调光的led驱动电路和调光方法 Active CN107592705B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710938773.8A CN107592705B (zh) 2017-09-30 2017-09-30 可调光的led驱动电路和调光方法
US16/120,564 US10492259B2 (en) 2017-09-30 2018-09-04 Dimmable LED driver and dimming method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710938773.8A CN107592705B (zh) 2017-09-30 2017-09-30 可调光的led驱动电路和调光方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107592705A CN107592705A (zh) 2018-01-16
CN107592705B true CN107592705B (zh) 2019-08-27

Family

ID=61052311

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710938773.8A Active CN107592705B (zh) 2017-09-30 2017-09-30 可调光的led驱动电路和调光方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10492259B2 (zh)
CN (1) CN107592705B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019229590A1 (en) * 2018-05-28 2019-12-05 Hau King Kuen Universal dimmer
CN108736695A (zh) * 2018-06-08 2018-11-02 山东超越数控电子股份有限公司 一种pwm和psm模式无缝切换的实现结构及方法
US10826403B1 (en) * 2019-09-10 2020-11-03 Texas Instruments Incorporated Active Y-rated capacitor control options for common-mode electromagnetic interference (EMI) reduction
TWI718845B (zh) * 2020-01-16 2021-02-11 立錡科技股份有限公司 調光器介面電路及其中之緩衝級電路

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3154763U (ja) * 2009-05-26 2009-10-22 泰金▲宝▼電通股▲ふん▼有限公司 発光ダイオードの駆動回路及び照明装置
JP2010205778A (ja) * 2009-02-27 2010-09-16 Toshiba Lighting & Technology Corp 電源装置
US8901841B2 (en) * 2008-09-05 2014-12-02 Seoul Semiconductor Co., Ltd. AC LED dimmer and dimming method thereby
TW201528871A (zh) * 2014-01-14 2015-07-16 Chicony Power Tech Co Ltd 可改變輸出電流之發光二極體驅動裝置及其方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5381074A (en) * 1993-06-01 1995-01-10 Chrysler Corporation Self calibrating lighting control system
KR100587022B1 (ko) * 2005-05-18 2006-06-08 삼성전기주식회사 디밍 회로를 갖는 led 구동회로
TWI432079B (zh) * 2010-01-04 2014-03-21 Cal Comp Electronics & Comm Co 發光二極體的驅動電路與使用其之照明裝置
EP2410821B1 (en) * 2010-07-20 2014-01-08 Panasonic Corporation Lighting device of semiconductor light-emitting element and illumination fixture using the same
CN102186283B (zh) 2011-03-23 2013-06-12 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种可控硅调光电路、调光方法以及应用其的一种led驱动电路
CN102202448B (zh) * 2011-06-04 2013-12-18 魏其萃 用于led照明调光控制装置
CA2857434A1 (en) * 2012-01-06 2013-07-11 Koninklijke Philips N.V. Smooth dimming of solid state light source using calculated slew rate
US9078327B2 (en) * 2012-03-05 2015-07-07 Luxera, Inc. Apparatus and method for dimming signal generation for a distributed solid state lighting system
EP2636600B1 (en) * 2012-03-07 2014-10-29 EADS Construcciones Aeronauticas S.A. A guidance apparatus of a tanker aircraft
CN102612229B (zh) 2012-03-13 2014-10-22 辉芒微电子(深圳)有限公司 Led调光装置和led调光驱动电路
US9736898B2 (en) * 2012-03-23 2017-08-15 Texas Instruments Incorporated Circuit and method for driving a light-emitting diode
CN102843836B (zh) 2012-08-28 2014-06-25 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种适应可控硅的led驱动电路、驱动方法及应用其的开关电源
US9119254B2 (en) * 2013-12-16 2015-08-25 Richtek Technology Corporation Light emitting device power supply circuit with dimming function and control circuit thereof
US9578706B1 (en) 2016-06-29 2017-02-21 Lianzhang Lai Self-adjusting power supply circuit of silicon controlled dimming in LED lighting
CN106358338A (zh) * 2016-08-16 2017-01-25 上海互兴科技股份有限公司 智能调光调色双路输出led电源

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8901841B2 (en) * 2008-09-05 2014-12-02 Seoul Semiconductor Co., Ltd. AC LED dimmer and dimming method thereby
JP2010205778A (ja) * 2009-02-27 2010-09-16 Toshiba Lighting & Technology Corp 電源装置
JP3154763U (ja) * 2009-05-26 2009-10-22 泰金▲宝▼電通股▲ふん▼有限公司 発光ダイオードの駆動回路及び照明装置
TW201528871A (zh) * 2014-01-14 2015-07-16 Chicony Power Tech Co Ltd 可改變輸出電流之發光二極體驅動裝置及其方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107592705A (zh) 2018-01-16
US10492259B2 (en) 2019-11-26
US20190104589A1 (en) 2019-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107094329B (zh) Led驱动电路
CN107592705B (zh) 可调光的led驱动电路和调光方法
EP2676528B1 (en) A dimmable led driver and a method for controlling the same
CN102065600B (zh) 一种led调光驱动系统
CN101707831B (zh) 一种led驱动电路及led灯具
CN203352889U (zh) 一种led驱动装置及其控制电路
CN107172750B (zh) 控制电路及照明装置
CN102781134B (zh) 一种可调光led驱动电路及灯具
CN101621872A (zh) 驱动电路及投影仪
US10334673B2 (en) Lighting system
CN213586367U (zh) 一种pwm控制可调大功率led恒压恒流驱动电路
CN112383220B (zh) 控制电路以及应用其的开关变换器
CN211457423U (zh) 一种调光电路
CN110994987A (zh) 一种负载驱动电路及其驱动方法和相关的开关控制电路
CN211959621U (zh) 具有调光功能的led灯
CN212519506U (zh) 多通道led恒流升压驱动电路系统及其控制芯片
CN212163794U (zh) 大功率线性调光电源
CN208424857U (zh) 一种rcc调光电路及发光设备
CN102026435B (zh) 发光二极管驱动电路
US10701779B2 (en) Drive device for illuminating device, illumination device, lighting system and method for controlling the lighting system
CN103052237A (zh) 一种脉宽调制调光的led系统
CN104602387B (zh) 假负载电路
TWI836571B (zh) 恒流開關電源系統及其控制晶片和控制方法
CN212435995U (zh) Led驱动电路
TWI831398B (zh) 開關電源系統及其控制晶片和控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant