CN107770906B - 针对照明电路的混合调光 - Google Patents

针对照明电路的混合调光 Download PDF

Info

Publication number
CN107770906B
CN107770906B CN201710715976.0A CN201710715976A CN107770906B CN 107770906 B CN107770906 B CN 107770906B CN 201710715976 A CN201710715976 A CN 201710715976A CN 107770906 B CN107770906 B CN 107770906B
Authority
CN
China
Prior art keywords
dimming
dimming signal
signal
transistor
pwm
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
CN201710715976.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107770906A (zh
Inventor
梁承旭
严炫喆
李应佑
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.)
Fairchild Korea Semiconductor Ltd
Original Assignee
Fairchild Korea Semiconductor 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 Fairchild Korea Semiconductor Ltd filed Critical Fairchild Korea Semiconductor Ltd
Publication of CN107770906A publication Critical patent/CN107770906A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107770906B publication Critical patent/CN107770906B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10—Controlling the intensity of the light
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/32—Pulse-control circuits
    • H05B45/327—Burst dimming
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/37—Converter circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/395—Linear regulators
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/395—Linear regulators
    • H05B45/397—Current mirror circuits
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Abstract

本发明题为“针对照明电路的混合调光”。本发明涉及照明电路，所述照明电路包括：发光二极管(LED)；晶体管，其控制流经所述LED的电流；和控制器集成电路(IC)，其控制所述晶体管以改变所述LED的亮度。所述控制器IC具有从调光输入电路接收混合调光信号的调光引脚。所述调光输入电路接收脉宽调制(PWM)调光信号并生成所述混合调光信号，根据所接收到的PWM调光信号，所述混合调光信号为PWM调光信号、模拟调光信号或两者。

Description

针对照明电路的混合调光
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年8月22日提交的美国临时申请62/377,817的权益，该申请全文以引用方式并入本文。
技术领域
本发明整体涉及电路，更具体地但非排他性地涉及照明电路。
背景技术
发光二极管(LED)可用于各种照明应用。例如，一个或多个LED可利用晶体管通过驱动LED来提供照明。LED控制电路可包括控制器集成电路(IC)，该集成电路通过滞后控制来控制晶体管的开关操作。控制器IC可包括多个引脚，用于驱动晶体管、接收调光信号等。调光信号是用于调节LED亮度的外部信号。调光信号可以是模拟调光信号或PWM调光信号。包含PWM调光和模拟调光的混合调光可用于实现低昏暗级别。混合调光通常需要用于调光的两个引脚，一个用于接收PWM调光信号，并且另一个用于接收模拟调光信号。
发明内容
在一个实施方案中，照明电路包括：发光二极管(LED)；晶体管，其控制流经LED的电流；和控制器集成电路(IC)，其控制晶体管以改变LED的亮度。控制器IC具有从调光输入电路接收混合调光信号的调光引脚。调光输入电路接收脉宽调制(PWM)调光信号并生成混合调光信号，根据所接收到的PWM调光信号，生成的混合调光信号为PWM调光信号、模拟调光信号或两者。
本发明的这些及其他特征对于本领域的普通技术人员来说在阅读本公开的包括附图和权利要求书的整个内容后将是显而易见的。
附图说明
图1示出了根据本发明实施方案的照明电路的示意图。
图2示出了根据本发明实施方案的从微控制器接收PWM调光信号的图1中照明电路的调光输入电路。
图3至图5示出了根据本发明实施方案的调光输入电路的信号的波形。
图6示出了示例照明电路的示意图。
图7示出了根据本发明实施方案的照明电路的示意图。
图8示出了根据本发明实施方案的图7的照明电路的信号的波形。
图9示出了根据本发明实施方案的控制器IC的示意图。
图10示出了根据本发明实施方案的基准发生器。
图11示出了根据本发明实施方案的图1的照明电路中的图9的照明控制器IC的信号的波形。
图12示出了根据本发明实施方案的控制器IC的示意图。
图13示出了根据本发明实施方案的控制器IC的示意图。
在不同附图中使用相同的参考标记表示相同或类似的部件。
具体实施方式
为了提供对本发明的实施方案的全面理解，本公开提供了许多具体细节，诸如电路、部件和方法的示例等。然而，本领域的普通技术人员将认识到，本发明可在没有这些具体细节中的一个或多个的情况下实施。在其他情况下，未示出或描述熟知的细节以避免使本发明的多个方面模糊不清。
为了便于阅读，图中出现的下标和上标在下面格式化为正常字体。例如，图中标记为VEXAMPLE的信号以下简写为VEXAMPLE。
图1示出了根据本发明实施方案的照明电路100的示意图。在图1的示例中，照明电路100跨节点103和节点104接收线路输入。线路输入可以是高DC电压(例如，60V DC电压或更低)，诸如来自整流器的经整流的AC线路电压。输入电容器CIN提供滤波电容和大容量电容以生成输入电压VIN。
在图1的示例中，LED 102可包括串联连接的一个或多个LED。感测电阻器RSENSE可包括一个或多个电阻器，其可将输入电压VIN连接至LED 102的阳极端。电容器C6跨LED102。电感器L1的第一端连接至LED 102的阴极端，并且电感器L1的第二端连接至晶体管Q2的漏极，所述晶体管可以是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。二极管D1的阴极连接至节点103，并且二极管D1的阳极连接至晶体管Q2的漏极。晶体管Q2的源极接地。
在图1的示例中，照明控制器集成电路(IC)101或离散控制器控制晶体管Q2的开关操作。在图1的示例中，控制器IC 101包括多个引脚，所述多个引脚包括：输入电压引脚1，用于接收输入电压VIN用于生成内部供电电压；引脚2，用于接收接地参考；调光(DIM)引脚3，用于接收调光信号；栅极引脚4，用于将驱动信号通过电阻器R7输出至晶体管Q2的栅极；引脚5，用于控制器IC 101的供电电压VDD；和感测(SEN)引脚6，用于接收指示流经LED 102的电流ILED的感测信号。引脚5可通过用于滤波的电容器C4接地。输入电阻器R6具有连接至调光引脚3的第一端和接地的第二端。
在图1的示例中，控制器IC 101被配置为控制晶体管Q2的开关操作，以控制流经LED 102的电流ILED。在图1的示例中，指示电流ILED的感测信号是由感测电阻器RSENSE上的电流ILED所产生的高端感测电压VSENSE。控制器IC 101跨输入电压引脚1和感测引脚6检测感测电压VSENSE。控制器IC 101通过滞后控制来控制晶体管Q2的开关操作。控制器IC101在感测电压VSENSE低于低参考阈值电压时使栅极引脚4上的驱动信号生效，以接通晶体管Q2，并且在感测电压VSENSE高于高参考阈值电压时使栅极引脚4上的驱动信号失效，以切断晶体管Q2。
晶体管Q2的导通性以及由此得到的LED 102的亮度可通过控制器IC101的调光引脚3上接收到的外部调光信号控制。在图1的示例中，照明电路100包括用于在调光引脚3处生成混合调光信号的调光输入电路110。由调光输入电路110生成的混合调光信号是混合式的，因为它可以是PWM调光信号、模拟调光信号或者PWM调光信号和模拟调光信号两者。顾名思义，PWM调光信号包括一系列脉宽调制脉冲，所述脉宽调制脉冲变高和变低用于接通和切断晶体管Q2。相比之下，模拟调光信号包括模拟(即连续的)信号用于控制晶体管Q2的导通性。
在一个实施方案中，调光输入电路110被配置为接收第一PWM调光信号PWM1和第二PWM调光信号PMW2，并基于第一PWM调光信号和第二PWM调光信号生成混合调光信号。调光电路110被配置为生成混合调光信号，当调光信号PWM2在第一逻辑电平(例如，高电平)和第二逻辑电平(例如，低电平)之间交替时，生成的混合调光信号为PWM调光信号，当调光信号PWM2维持在第二逻辑电平(例如，低电平)处时，生成的混合调光信号为模拟调光信号。这允许外部电路在控制器IC 101的调光引脚3处通过提供调光信号PWM1和PWM2来提供混合调光信号。
在图1的示例中，调光输入电路110包括用于接收调光信号PWM1的节点106和用于接收调光信号PWM2的节点105。包括电阻器R4和电容器C5的低通滤波器低通滤波调光信号PWM1，以在节点112处生成低通滤波器的输出处的滤波信号。电阻器R4的第一端连接至节点106以接收调光信号PWM1，并且电阻器R4的第二端连接至节点112。电容器C5的第一端连接至节点112，并且电容器C5的第二端接地。可以高频生成调光信号PWM1以最小化低通滤波器的部件的尺寸。
在图1的示例中，滤波信号至控制器IC 101的调光引脚3的通路由晶体管Q3控制，晶体管Q3进而由晶体管Q4控制。调光信号PWM2在节点105处被接收，并由电阻器R5和R8进行电阻分压。晶体管Q4具有连接至电阻器R8的栅极、接地的源极以及连接至晶体管Q3的栅极的漏极。电阻器R9的第一端连接至晶体管Q3的漏极，并且电阻器R9的第二端连接至晶体管Q3的栅极。晶体管Q3的源极连接至控制器IC 101的调光引脚3。
当调光信号PWM2处于低电平时，晶体管Q4切断，并且没有电流流经晶体管Q4，使得晶体管Q3接通。当晶体管Q3接通时，节点112处的滤波信号通过晶体管Q3传播到调光引脚3。也就是说，当调光信号PWM2为低电平时，晶体管Q3允许滤波信号到达调光引脚3。
当调光信号PWM2为高电平时，晶体管Q4接通，并且电流流经晶体管Q4以截断晶体管Q3。当晶体管Q3截断时，节点112处的滤波信号与调光引脚3切断。也就是说，在图1的示例中，当调光信号PWM2为高电平时，晶体管Q3切断滤波信号与调光引脚3的连接。
利用调光信号PWM2接通和截断晶体管Q3，调光引脚3处的混合调光信号将根据PWM调光而脉冲。利用调光信号PWM2将晶体管Q3维持在接通状态，调光引脚3处的混合调光信号将是模拟信号，其值取决于调光信号PWM1。也就是说，当晶体管Q3接通时，滤波信号传递至调光引脚3，并且滤波信号可基于用于模拟调光的调光信号PWM1进行调节。
图2示出了根据本发明实施方案的调光输入电路110从微控制器(MCU)170接收PWM调光信号。在图2的示例中，MCU 170是生成PWM调光信号PWM1和PWM2的外部电路。在其他实施方案中，除MCU之外的外部电路生成PWM调光信号。
在图2的示例中，MCU 170为电阻器R4的一端提供调光信号PWM1，为电阻器R5的一端提供调光信号PWM2。由电阻器R4和电容器C5形成的低通滤波器171低通滤波调光信号PWM1，以在节点112处生成滤波信号。图2以图表示出了滤波信号与调光信号PWM1之间的关系(参见150)。滤波信号为DC输出，通过利用调光信号PWM2接通晶体管Q3，滤波信号可被用作控制器IC 101的调光引脚3(DIM引脚)处的模拟调光信号。模拟调光信号的峰值由调光信号PWM1控制。
图2还以图表示出了调光引脚3处的混合调光信号与调光信号PWM2之间的关系(参见160)。当调光信号PWM2处于低电平时，晶体管Q3将滤波信号传递至调光引脚3，使得混合调光信号为高电平处的滤波信号(通过适当提供调光信号PWM1进行)。当调光信号PWM2处于高电平时，晶体管Q3与调光引脚3切断，使得调光引脚3被引至地面(参见图1，输入电阻器R6)，并且混合调光信号处于低电平。
图3至图5示出了根据本发明实施方案的调光输入电路110的信号的波形。图3至图5从上至下示出了调光信号PWM1、调光信号PWM2和控制器IC 101的调光引脚3处的混合调光信号。如图3所示，当调光信号PWM2保持处于低电平时，混合调光信号表现为模拟调光信号，因为基于调光信号PWM1的滤波信号传播到了调光引脚3。如图4所示，当调光信号PWM2在低电平处和高电平处交替时，混合调光信号也以互补的方式在低电平处和高电平处交替，并且因此表现为PWM调光信号。如图5所示，当调光信号PWM2在T0-T1时间段内保持处于低电平，然后在T1-T2时间段以高电平和低电平脉冲时，混合调光信号在T0-T1时间段期间表现为模拟调光信号，并且在T1-T2时间段期间表现为PWM调光信号。
本发明的方面涉及生成用于混合调光的晶体管Q2的控制开关的内部低参考阈值和内部高参考阈值，现从图6开始说明。
图6示出了示例照明电路的示意图。照明电路接收线路输入电压以生成输入电压VIN，输入电压VIN被提供给LED 21的阳极端。接通和截断晶体管22以控制流经LED 21的LED电流。为了允许混合调光，照明电路在节点11处接收PWM调光信号，并且在节点12处接收模拟调光信号。与门14允许PWM调光信号和具有与模拟调光信号对应的值的驱动信号适用于通过驱动晶体管22的栅极控制LED电流。当控制器集成电路(IC)用于控制晶体管22的开关操作时，节点11-13为IC的单独引脚。因此，图6的照明电路需要与门14和至少两个引脚，以通过混合调光控制来控制LED 21的亮度。
图7示出了根据本发明实施方案的照明电路300的示意图。在图7的示例中，照明电路300接收经电容器CIN滤波后的线路输入电压以生成输入电压VIN。熔断器F1保护照明电路300免于故障状态。
在图7的示例中，一个或多个LED 102串联连接，并且具有连接至输入电压VIN的阳极端和连接至电感器L1的第一端的阴极端。电感器L1的第二端连接至晶体管Q2的漏极。二极管D1具有连接至输入电压VIN的阴极端和连接至晶体管Q2的漏极的阳极端。晶体管Q2的源极通过低端电流感测电路314接地。当晶体管Q2接通时，低端电流感测电路314生成指示流经LED 102的LED电流ILED的感测信号。在一个实施方案中，感测信号是一种感测电压，比较器313将其与自适应参考电路315生成的内部参考电压VREF进行比较。比较器313通过将感测电压和参考电压VREF进行比较以生成控制晶体管Q2的导通性的栅极驱动信号306，执行滞后控制。比较器313在感测电压低于参考电压VREF时使栅极驱动信号306生效，以接通晶体管Q2，在感测电压高于参考电压VREF时使栅极驱动信号106失效，以截断晶体管Q2。自适应参考电路315生成具有滞后的参考电压VREF。
在图7的示例中，在节点301处接收调光信号，在节点302处输出驱动信号306，并且在节点303处接收感测电压。当照明电路101使用照明控制器IC实现时，节点301-303为IC的单独引脚。作为一个特定示例，节点301-303可分别对应控制器IC 101的调光引脚3、栅极引脚4和感测引脚6。在一个实施方案中，如先前所述实施方案，节点301处接收的调光信号为混合调光信号。
在一个实施方案中，自适应参考电路315被配置为接收调光信号，并生成遵循调光信号的参考信号。也就是说，调光信号电压的波形和参考电压VREF的波形可具有相同的形状。自适应参考电路315在调光信号为模拟调光信号时生成的参考信号为模拟参考信号，并且在调光信号为PWM调光信号时生成的参考信号为包括一系列脉宽调制脉冲的PWM调光信号。这允许照明电路300利用单个IC引脚用于接收调光信号以具有混合调光控制，而不一定需要用于PWM调光信号和模拟调光信号的与门。
图8示出了根据本发明实施方案的照明电路300的信号的波形。图8从上至下示出了，模拟调光信号(参见321)、当调光信号为模拟调光信号时晶体管Q2的漏极处的漏极电压(参见322)、PWM调光电压(参见323)，以及当调光信号为PWM调光信号时晶体管Q2的漏极处的漏极电压(参见324)。
参见图7和图8，当节点301处的调光信号为模拟调光信号时，晶体管Q2的接通和截断使得其漏极处的脉冲随着模拟调光信号的减弱变得越来越密集。这是因为自适应参考电路315生成了遵循调光信号的参考信号。因此，当调光信号减弱时，参考信号也随之减弱，并且LED电流ILED达到参考信号的高参考阈值和低参考阈值的速度也越来越快。当调光信号为模拟调光信号时，高参考阈值和低参考阈值以线性方式变化，并且电流ILED也将以线性方式变化。
当节点301处的调光信号为PWM调光信号时：在PWM调光信号脉冲生效(该示例中为高电平)的情况下，晶体管Q2被接通和截断；并且在PWM调光信号脉冲失效(该示例中为低电平)的情况下，晶体管Q2保持截断状态。在一个实施方案中，当调光信号低于最小电平时，晶体管Q2被阻止接通。这有利地允许实现PWM调光信号脉冲的关断间隔(参见325)。当调光信号为PWM调光信号时，高参考阈值和低参考阈值也会随着PWM调光信号而变化，并且电流ILED也将相应地变化，即为高电流和低电流。在这种情况下，电流ILED的平均值将取决于电流ILED的峰值和PWM调光信号的占空比。
图9示出了根据本发明实施方案的照明电路100(参见图1)的控制器IC 101的示意图。图9中未示出对于理解本发明并非必需的驱动电路和其他电路。
在图9的示例中，SR锁存器351生成栅极驱动信号，该栅极驱动信号输出至晶体管Q2的栅极，所述栅极位于控制器IC 101的栅极引脚4上。当S(设定)输入端生效时，SR锁存器351的Q输出端生效(例如，高电平)；并且当R(重置)输入端生效时，该Q输出端失效(例如，低电平)。在图9的示例中，通过高端电流感测跨输入电压引脚1和感测引脚6检测感测电压VSENSE(参见图1中的电阻器RSENSE)。在调光引脚3上接收调光信号并将其作为调光电压VDIM提供。在一个实施方案中，钳位电路355限定了调光电压VDIM的最大值和最小值，使得例如，最小调光电压VDIM.MIN被限定为0.5V，并且最大调光电压VDIM.MAX被限定为3V。由调光电压VDIM生成内部低参考阈值电压VLH和内部高参考阈值电压VRH。在一个实施方案中，低参考电压VLH和高参考电压VRH遵循调光电压VDIM。低参考阈值电压VLH和高参考阈值电压VRH之间的差值提供了滞后控制。
图10示出了根据本发明实施方案的基准发生器370。基准发生器370可并入控制器IC 101中。在图10的示例中，调光信号的电压被钳位电路355限定在最小值与最大值之间。图10中的钳位电路355用虚线示出，因为在一些实施方案中不包括钳位电路355。由放大器372、晶体管Q23和电阻器R30形成的线性稳压器生成流经晶体管Q20的电流。晶体管Q20与晶体管Q21和Q22形成电流镜，以使调光信号的电流成镜像。来自晶体管Q21的镜像电流流向电阻器R31，以生成高参考阈值电压VRH；并且来自晶体管Q22的镜像电流流向电阻器R32，以生成低参考阈值电压VLH。镜像允许高参考阈值电压VRH和低参考阈值电压VLH遵循调光信号。晶体管Q20、Q21和Q22的尺寸比决定了镜像电流并因此决定了高参考阈值电压VRH与低参考阈值电压VLH之间的滞后。
图11示出了根据本发明实施方案的图1的照明电路中的图9的照明控制器IC 101的信号的波形。图11从上至下示出了晶体管Q2的漏极上的漏极电压、输入电压VIN、用于滞后控制的内部参考电压、控制器IC 101的调光引脚3处的调光信号以及流经LED 102的电流ILED。内部参考电压包括高参考阈值电压VRH和低参考阈值电压VLH。如图11所示，高参考阈值电压VRH和低参考阈值电压VLH遵循调光信号输入。当调光信号为模拟调光信号时，高参考阈值电压VRH和低参考阈值电压VLH为与调光信号具有相同形状的模拟参考电压；并且当调光信号为PWM调光信号时，高参考阈值电压VRH和低参考阈值电压VLH为与调光信号具有相同形状的PWM参考电压。电流ILED同样遵循调光信号。
继续参见图9，根据滞后控制，比较器352将感测电压VSENSE与高参考阈值电压VRH进行比较，以检测何时通过重置SR锁存器351截断晶体管Q2，并且比较器353将感测电压VSENSE与低参考阈值电压VLH进行比较，以检测何时通过设定SR锁存器351接通晶体管Q2。
在图9的示例中，当调光信号低于最小调光电压VDIM.MIN时，钳位电路354跨比较器352的正(+)输入端和比较器353的负(-)输入端提供最小钳位电压以防止SR锁存器351设定，并由此防止接通晶体管Q2。更具体地，在一个实施方案中，最小钳位电压(VCLAMP.MIN)由下式给出，
VCLAMP.MIN＝VDIM.MIN–VLH (等式1)
当调光电压VDIM大于最小调光电压VDIM.MIN时，感测电压VSENSE不受限定，表现为普通电压。然而，当调光电压VDIM小于最小调光电压VDIM.MIN时，感测电压VSENSE被限定为最小钳位电压。这防止了感测电压VSENSE变得低于低参考阈值电压VLH，由此防止比较器353设定SR锁存器351并接通晶体管Q2。这允许实现PWM调光控制的关断间隔。
图12示出了根据本发明实施方案的控制器IC 101的示意图。图12中未示出对于理解本发明并非必需的驱动电路和其他电路。
在图12的示例中，SR锁存器351生成栅极驱动信号，该栅极驱动信号输出至晶体管Q2的栅极，所述栅极位于控制器IC 101的栅极引脚4上。当S(设定)输入端生效时，SR锁存器351的Q输出端生效；并且当R(重置)输入端生效时，该Q输出端失效。在图12的示例中，通过高端电流感测跨输入电压引脚1和感测引脚6检测感测电压VSENSE。在调光引脚3上接收调光信号并将其作为调光电压VDIM提供。如前所述，由调光电压VDIM生成内部低参考阈值电压VLH和内部高参考阈值电压VRH，不同的是，调光电压VDIM不被限制在最小电平和最大电平。
根据滞后控制，比较器352将感测电压VSENSE与高参考阈值电压VRH进行比较，以检测何时通过重置SR锁存器351截断晶体管Q2，并且比较器353将感测电压VSENSE与低参考阈值电压VLH进行比较，以检测何时通过设定SR锁存器351接通晶体管Q2。
在图12的示例中，偏移电压VOFFSET跨比较器352的正(+)输入端和比较器353的负(-)输入端。当感测电压VSENSE与高参考阈值电压VRH比较时，偏移电压VOFFSET未施加到比较器352上，并且因此不影响操作。
在图12的示例中，如比较器353所见，偏移电压VOFFSET加到了感测电压VSENSE上。因此，当感测电压VSENSE与低参考阈值电压VLH具有相同的电平时，感测电压VSENSE的电平不会设定SR锁存器351以接通晶体管Q2。这允许在PWM调光控制的关断间隔期间，晶体管Q2保持截断状态。
图13示出了根据本发明实施方案的控制器IC 101的示意图。图13中未示出对于理解本发明并非必需的驱动电路和其他电路。
在图13的示例中，SR锁存器351生成栅极驱动信号，该栅极驱动信号输出至晶体管Q2的栅极，所述栅极位于控制器IC 101的栅极引脚4上。当S(设定)输入端生效时，SR锁存器351的Q输出端生效；并且当R(重置)输入端生效时，该Q输出端失效。在图13的示例中，通过高端电流感测跨输入电压引脚1和感测引脚6检测感测电压VSENSE。在调光引脚3上接收调光信号并将其作为调光电压VDIM提供。如前所述，由调光电压VDIM生成内部低参考阈值电压VLH和内部高参考阈值电压VRH，不同的是，调光电压VDIM不被限制在最小电平和最大电平。
根据滞后控制，比较器352将感测电压VSENSE与高参考阈值电压VRH进行比较，以检测何时通过重置SR锁存器351截断晶体管Q2，并且比较器353将感测电压VSENSE与低参考阈值电压VLH进行比较，以检测何时通过设定SR锁存器351接通晶体管Q2。
在图13的示例中，与门391控制到SR锁存器351的S(设定)输入端的输入。与门391具有连接至SR锁存器351的S(设定)输入端的输出端、连接至比较器353的输出端的第一输入端以及连接至比较器390的输出端的第二输入端。比较器390将调光电压VDIM和最小调光电压VDIM.MIN进行比较。比较器390的输出作为用于设定SR锁存器351的使能信号。当调光电压VDIM小于最小调光电压VDIM.MIN时，比较器390输出低电平至与门391的输入端，由此防止SR锁存器351设定。因此，当调光电压VDIM小于最小调光电压VDIM.MIN时，晶体管Q2无法接通。
除了所附权利要求之外，本发明的实施方案还包括至少以下内容。
调光输入电路，包括：第一节点，其被配置为接收第一脉宽调制(PWM)调光信号；第二节点，其被配置为接收第二PWM调光信号；以及第三节点，其被配置为输出用于调节发光二极管(LED)亮度的调光信号，其中调光输入电路被配置为基于第一PWM调光信号和第二PWM调光信号生成作为混合调光信号的调光信号，并根据PWM调光控制以及根据模拟调光控制用于调节LED的亮度。
上述调光输入电路，其中调光输入电路被配置为生成作为混合调光信号的调光信号，当第二PWM调光信号在第一电平和第二电平之间交替时，该混合调光信号根据PWM调光控制用于调节LED的亮度，并且其中调光输入电路被配置为生成作为混合调光信号的调光信号，当第二PWM调光信号保持在第二电平处时，该混合调光信号根据模拟调光控制用于调节LED的亮度。
上述调光输入电路，其中调光输入电路进一步包括：低通滤波器，其被配置为低通滤波第一PWM调光信号以生成滤波信号；以及第一晶体管，其被配置为将第一滤波信号作为基于第二PWM调光信号的调光信号连接至第三节点；其中调光输入电路进一步包括：第二晶体管，其被配置为基于第二PWM调光信号控制第一晶体管的开关操作；其中当第二PWM调光信号处于第一电平时，第二PWM调光信号接通第一晶体管，以将滤波信号连接至第三节点，并且当第二PWM调光信号处于第二电平时，第二PWM调光信号截断第一晶体管，以切断滤波信号与第三节点的连接。
上述调光输入电路，其中第一节点被配置为从微控制器接收第一PWM调光信号，并且第二节点被配置为从微控制器接收第二PWM调光信号。
上述调光输入电路，其中第三节点被配置为连接至控制器集成电路(IC)的调光引脚用于控制LED的亮度。
操作照明电路的方法，该方法包括：接收第一脉宽调制(PWM)调光信号；接收第二PWM调光信号；生成基于第一PWM调光信号和第二PWM调光信号的混合调光信号；以及根据混合调光信号调节照明电路的发光二极管(LED)的亮度。
上述操作照明电路的方法，还包括：低通滤波第一PWM调光信号以生成滤波信号；以及提供滤波信号作为基于第二PWM调光信号的混合调光信号；还包括：防止将滤波信号作为基于第二PWM调光信号的混合调光信号提供。
上述操作照明电路的方法，还包括：从微控制器接收第一PWM调光信号和第二PWM调光信号。
上述操作照明电路的方法，还包括：当第二PWM信号在第一电平和第二电平之间交替时，生成包括一系列PWM脉冲的混合调光信号；并且当第二PWM信号保持在第二电平处时，生成模拟调光信号作为混合调光信号。
已公开了用于生成混合调光信号和执行混合调光控制信号的电路和方法。虽然已经提供了本发明的具体实施方案，但是应当理解，这些实施方案只是出于举例说明的目的而非进行限制。许多另外的实施方案对于本领域的普通技术人员来说在阅读本公开内容后将是显而易见的。

Claims (7)

1.一种照明电路，包括：
发光二极管LED；
第一晶体管，所述第一晶体管被配置为控制流经所述LED的电流；和
控制器集成电路IC，所述控制器集成电路具有第一引脚和第二引脚，所述第一引脚输出用于控制所述第一晶体管的开关操作的驱动信号，所述第二引脚接收调光信号，所述控制器集成电路IC被配置为基于所述调光信号通过控制所述第一晶体管调节所述LED的亮度；以及
调光输入电路，所述调光输入电路接收第一脉宽调制PWM调光信号和第二脉宽调制PWM调光信号，所述调光输入电路被配置为当所述第二脉宽调制PWM调光信号在第一电平和第二电平之间交替时，根据脉宽调制PWM调光控制将所述调光信号输出为控制所述LED的所述亮度的一系列脉冲，并且当所述第二脉宽调制PWM调光信号处于所述第二电平时，根据模拟调光控制将所述调光信号输出为控制所述LED的所述亮度的模拟信号。
2.根据权利要求1所述的照明电路，其中所述调光输入电路包括：
低通滤波器，所述低通滤波器被配置为对所述第一脉宽调制PWM调光信号进行低通滤波以生成滤波信号；和
第二晶体管，所述第二晶体管被配置为当所述第二脉宽调制PWM调光信号处于所述第一电平时，为所述控制器集成电路IC的所述第二引脚呈现所述滤波信号，并且当所述第二脉宽调制PWM调光信号处于所述第二电平时，使所述滤波信号与所述第二引脚切断。
3.根据权利要求2所述的照明电路，其中所述调光输入电路从微控制器接收所述第一脉宽调制PWM调光信号和所述第二脉宽调制PWM调光信号。
4.根据权利要求2所述的照明电路，其中所述调光输入电路进一步包括第三晶体管，并且其中所述第二脉宽调制PWM调光信号控制所述第三晶体管的开关操作，以控制所述第二晶体管的开关操作。
5.根据权利要求1所述的照明电路，其中所述第一晶体管包括MOS晶体管，所述MOS晶体管具有连接至所述LED的阴极的漏极、接地的源极以及连接至所述控制器集成电路IC的所述第一引脚的栅极。
6.根据权利要求5所述的照明电路，其中所述晶体管的所述漏极通过电感器连接至所述LED的所述阴极。
7.根据权利要求1所述的照明电路，其中所述控制器集成电路IC进一步包括第三引脚，所述第三引脚接收指示流经所述LED的所述电流的感测电压。
CN201710715976.0A 2016-08-22 2017-08-21 针对照明电路的混合调光 Active CN107770906B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662377817P 2016-08-22 2016-08-22
US62/377,817 2016-08-22
US15/655,025 US10091849B2 (en) 2016-08-22 2017-07-20 Hybrid dimming for lighting circuits
US15/655,025 2017-07-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107770906A CN107770906A (zh) 2018-03-06
CN107770906B true CN107770906B (zh) 2021-10-15

Family

ID=61192540

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710715976.0A Active CN107770906B (zh) 2016-08-22 2017-08-21 针对照明电路的混合调光

Country Status (3)

Country Link
US (2) US10091849B2 (zh)
KR (1) KR102180175B1 (zh)
CN (1) CN107770906B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108696965B (zh) * 2017-04-07 2020-08-14 首尔半导体株式会社 发光二极管驱动模块、其工作方法以及包括此的照明装置
US10362652B1 (en) * 2017-09-01 2019-07-23 Universal Lighting Technologies, Inc. Lighting device with dimming reference control method to stabilize low output current
US10015858B1 (en) * 2017-12-12 2018-07-03 GE Lighting Solutions, LLC Deep dimming control in LED lighting system
DE102018206205A1 (de) * 2018-04-23 2019-10-24 Tridonic Gmbh & Co Kg Versorgungsschaltung und verfahren zur versorgung einer elektrischen last
CN109712468A (zh) * 2018-12-21 2019-05-03 广州文兴电子科技有限公司 一种基于新型调光机制下的液晶临摹屏
CN112020169B (zh) * 2019-05-13 2023-05-09 通嘉科技股份有限公司 可接收脉宽调变信号与直流信号的调光控制器及调光方法
US11381153B1 (en) 2019-09-06 2022-07-05 Universal Douglas Lighting America Method to balance the secondary winding current to improve the current control stability

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100431266B1 (ko) * 2001-12-20 2004-05-12 삼성전기주식회사 엘시디의 백라이트용 인버터

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007149752A (ja) * 2005-11-24 2007-06-14 Denso Corp 発光素子の輝度調整装置
CN101466185B (zh) * 2007-12-21 2014-02-12 立锜科技股份有限公司 调光电路与方法
US9572208B2 (en) * 2008-08-29 2017-02-14 Philips Lighting Holding B.V. LED lighting system with accurate current control
JP5256943B2 (ja) 2008-09-01 2013-08-07 サンケン電気株式会社 Ｌｅｄ点灯装置
US9030122B2 (en) * 2008-12-12 2015-05-12 O2Micro, Inc. Circuits and methods for driving LED light sources
US8928252B2 (en) * 2009-07-10 2015-01-06 Stmicroelectronics Design And Application S.R.O. Voltage converter for supplying a semiconductor light source, in particular a LED lamp
JP5629191B2 (ja) * 2010-05-28 2014-11-19 ルネサスエレクトロニクス株式会社 電源装置
JP5616768B2 (ja) 2010-12-08 2014-10-29 ローム株式会社 発光素子の駆動回路、それを用いた発光装置および電子機器
US8476843B2 (en) * 2011-01-17 2013-07-02 TPV Electronics (Fujian) Co., Ltd. Driving circuit for single-string LED lamp
JP5576819B2 (ja) * 2011-03-23 2014-08-20 パナソニック株式会社 点灯装置及び照明器具
JP2013021117A (ja) * 2011-07-11 2013-01-31 Rohm Co Ltd Ｌｅｄ駆動装置、照明装置、液晶表示装置
US8810156B2 (en) 2011-10-04 2014-08-19 Texas Instruments Incorporated LED driver systems and methods
JP5884046B2 (ja) * 2011-10-24 2016-03-15 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 点灯装置および、これを用いた照明器具
TWI451808B (zh) * 2011-11-24 2014-09-01 Leadtrend Tech Corp 具有調光功能之驅動系統與調光控制器
CN102612227B (zh) * 2012-03-09 2014-02-12 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种混合调光电路及其混合调光方法
KR20130120407A (ko) * 2012-04-25 2013-11-04 서울반도체 주식회사 발광 다이오드 조광 장치
TW201352057A (zh) * 2012-06-01 2013-12-16 Beyond Innovation Tech Co Ltd 關聯於發光二極體燈管的負載驅動裝置及其方法與所應用的照明裝置
JP6037161B2 (ja) * 2012-08-06 2016-11-30 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 点灯装置、照明器具、ランプ及び音鳴り防止方法
TWI481301B (zh) * 2012-09-03 2015-04-11 Beyond Innovation Tech Co Ltd 發光二極體驅動裝置
CN103024994B (zh) * 2012-11-12 2016-06-01 昂宝电子（上海）有限公司 使用triac调光器的调光控制系统和方法
CN103517531A (zh) 2013-10-15 2014-01-15 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 调光方法及电路及带该电路的可控硅调光电路
KR102208881B1 (ko) * 2014-03-20 2021-01-28 삼성전자주식회사 백라이트 유닛, 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 장치 및 그 구동 방법
KR20160020868A (ko) 2014-08-14 2016-02-24 삼성전자주식회사 전원회로부, 그 전원공급방법 및 그것을 구비한 디스플레이장치
KR102360144B1 (ko) * 2014-12-30 2022-02-07 주식회사 엘엑스세미콘 리어 콤비네이션 램프 장치
CN204634089U (zh) * 2015-03-27 2015-09-09 飞利浦(中国)投资有限公司 变换器电路及led灯
CN205017644U (zh) * 2015-09-09 2016-02-03 广州达森灯光股份有限公司 Led调光电路装置
US10531531B2 (en) * 2016-01-06 2020-01-07 Dialog Semiconductor Inc. Digital dimming solution for LED applications including a phase-cut dimmer
US9730289B1 (en) * 2016-02-08 2017-08-08 Cree, Inc. Solid state light fixtures having ultra-low dimming capabilities and related driver circuits and methods
JP6707358B2 (ja) * 2016-02-12 2020-06-10 ローム株式会社 液晶バックライト用ｌｅｄの駆動回路、その制御回路、電子機器
CN105657903B (zh) * 2016-03-10 2017-12-29 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种用于led的混合调光电路及混合调光方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100431266B1 (ko) * 2001-12-20 2004-05-12 삼성전기주식회사 엘시디의 백라이트용 인버터

Also Published As

Publication number Publication date
CN107770906A (zh) 2018-03-06
US10091849B2 (en) 2018-10-02
US20180054865A1 (en) 2018-02-22
US10178729B2 (en) 2019-01-08
US20180054864A1 (en) 2018-02-22
KR102180175B1 (ko) 2020-11-18
KR20180021643A (ko) 2018-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107770906B (zh) 针对照明电路的混合调光
US7550934B1 (en) LED driver with fast open circuit protection, short circuit compensation, and rapid brightness control response
US9648676B2 (en) Bleeder circuit emulator for a power converter
US8970136B2 (en) Semiconductor light source lighting circuit and vehicular lamp
US7902773B2 (en) Light emitting device
TWI423732B (zh) 照明裝置、發光二極體的驅動電路及其驅動方法
US20120268031A1 (en) Systems and methods for dimming control with capacitive loads
US7528555B2 (en) LED controller IC using only one pin to dim and set a maximum LED current
US8421360B2 (en) Load determination device and illumination apparatus using same
US20150312978A1 (en) Multi-bleeder mode control for improved led driver performance
US20120104964A1 (en) Led driver with pwm dimming and method thereof
US20060175901A1 (en) Lighting control unit for vehicle lighting fixture
US20120194088A1 (en) High brightness led driving circuit
JP2009035105A (ja) 車両用灯具の点灯制御装置
US20180324913A1 (en) Ripple suppression circuit and light emitting diode driver
TWI418247B (zh) 積體電路、控制方法、與光源提供系統
US20120299477A1 (en) Power supply device and lamp and vehicle including same
US11229102B2 (en) Lighting device
US9635731B2 (en) Boost apparatus with integration of OCP detection and OVP detection
US20110181266A1 (en) Switching power supply circuit
RU2619601C1 (ru) Способ управления уровнем светоотдачи светодиодов и устройство для его осуществления
US11291100B2 (en) Lamp driver circuit and lamp driving method
CN113243143B (zh) 用于限制汽车照明装置中的电流浪涌的方法
JP7353784B2 (ja) ドライバおよび発光ダイオード装置
EP3692769B1 (en) Power supply circuit, related lighting system and method of operating a power supply circuit

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