CN108307556A - 均值电路、led驱动装置及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了均值电路、LED驱动装置及其控制方法。所述均值电路，包括：第一计数器，用于接收包含可控硅调光器的导通角信息的第一调光信号，以及在每个工频周期中，对所述第一调光信号进行计数以获得第一计数值，所述第一计数值用于表征所述导通角；第二计数器，与所述第一计数器相连接，在每个工频周期中，保持所述第一计数值；以及第一数模转换模块，与所述第二计数器相连接，用于将所述第一计数值转换成第二调光信号，所述第二调光信号为第一直流电压信号。该均值电路采用计数器获得与可控硅调光器导通角相对应的调光信号，从而可以省去大电容，以提高控制芯片的集成度和降低控制芯片的成本。
Description
技术领域
本发明涉及光源控制技术，更具体地，涉及均值电路、LED驱动装置及其控制方法。
背景技术
在发光二极管(light-emitting diode,LED)用于照明领域时，采用LED调光装置调节亮度以满足用户的个性化需求或者根据环境需要调光以降低能耗。采用LED调光装置可以调整LED的亮度和色温，以达到用户的需求。
LED调光装置例如采用传统的可控硅调光器。可控硅调光的基本原理是通过控制可控硅的导通角对外部输入电压实行切相，以此来对LED灯负载的供电电压进行调节，达到调光的目的。
根据现有技术的一种可控硅调光系统如图1所示，外部输入电压Vac经可控硅调光器TRIAC和整流桥BD处理后获得缺相的直流母线电压Vbus。分压电阻网络RH和RL对缺相的直流母线电压Vbus进行采样后传输给导通角检测模块101。导通角检测模块101检测直流母线电压Vbus，输出表征所述可控硅调光器导通角信息的调光信号Vdim。均值电路102包括斩波电路和滤波器，接收所述调光信号Vdim，经斩波、滤波处理后获得表征所述可控硅调光器导通角信息的平滑的调光信号VCF。
为了获得较好的调光效果，现有技术中还通过调光曲线调节模块103对所述调光信号VCF进行亮度细化处理，以获得更为精确的参考信号Vref。补偿模块104将参考信号Vref与输出电流反馈信号VIFB进行误差放大及补偿后，产生补偿信号Comp。PWM控制电路105根据补偿信号Comp进一步产生开关控制信号，用于控制主电路中的功率开关管M1的导通和断开状态，从而控制主电路的输出电压Vout，以实现对所述LED负载进行调光。
在现有技术的可控硅调光LED驱动装置中，调光信号Vdim为工频的方波信号，第二调光信号为平滑的直流电压信号。均值电路102将调光信号Vdim转换成调光信号VCF，在均值电路中需要一个低频的滤波器。如图1所示，均值电路102中的电阻R1和电容C1构成低频滤波器。由于调光信号Vdim的频率较低，电容C1的数值较大才能将工频脉冲滤成直流电平。该可控硅调光LED驱动装置需要外接大电容用于低频滤波，结果导致控制芯片的引脚数量增加，以及芯片的成本和面积增加，对于电路的集成也不利。
因此，期望在可控硅调光LED驱动装置中省去大电容，以提高控制芯片的集成度。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种均值电路、LED驱动装置及其控制方法，其中，该均值电路采用计数器获得与可控硅调光器导通角相对应的调光信号，从而可以省去大电容，以提高控制芯片的集成度和降低控制芯片的成本。
根据本发明的第一方面，提供一种用于可控硅调光控制的均值电路，包括：第一计数器，用于接收包含可控硅调光器的导通角信息的第一调光信号，以及在每个工频周期中，对所述第一调光信号进行计数以获得第一计数值，所述第一计数值用于表征所述导通角；第二计数器，与所述第一计数器相连接，在每个工频周期中，保持所述第一计数值；以及第一数模转换模块，与所述第二计数器相连接，用于将所述第一计数值转换成第二调光信号，所述第二调光信号为第一直流电压信号。
优选地，所述第一调光信号为方波信号。
优选地，所述第一计数器在所述第一调光信号的下降沿时刻，复位至初始值且从所述初始值开始以预定步长进行减计数，以及在所述第一调光信号的上升沿时刻，将所述第一计数值提供给所述第二计数器。
优选地，所述初始值为所述第一计数器的最大计数值。
优选地，所述第一计数器在所述第一调光信号的下降沿时刻，从初始值开始以预定步长进行增计数，在所述第一调光信号的上升沿时刻，将所述第一计数值提供给所述第二计数器。
优选地，所述初始值为所述第一计数器的最小计数值。
优选地，所述初始值与所述第一计数值的差值对应于所述第一调光信号的占空比。
优选地，所述第一计数器在所述第一调光信号的下降沿时刻，将上一周期的第一计数值复位至初始值。
优选地，所述第一计数器的计数位数与所述第二计数器的计数位数相同。
优选地，所述第一计数器以串行或并行方式提供所述第一计数值，所述第二计数器以并行方式提供所述第一计数值，所述第二计数器包括多个输出端，用于分别输出相应位的数字值。
优选地，所述第一数模转换模块包括由多个电阻组成的第一线性电阻网络，所述多个电阻的第一端分别连接至所述第二计数器的相应输出端，第二端共同连接至输出节点，以提供所述第二调光信号，其中，所述多个电阻的电阻值与所述多个输出端的位权重相对应。
优选地，所述第一计数器还获得第二计数值，所述第二计数值用于表征所述工频周期。
优选地，还包括：第三计数器，与所述第一计数器相连接，在每个工频周期中保持所述第二计数值；第二数模转换模块，与所述第三计数器相连接，用于将所述第二计数值转换成第三调光信号，所述第三调光信号为第二直流电压信号；以及比较模块，与所述第一数模转换模块和所述第二数模转换模块相连接，分别所述接收所述第二调光信号和所述第三调光信号，以及产生用于表征所述第一调光信号占空比的第四调光信号，其中，所述第四调光信号为高频脉冲信号，所述第四调光信号的频率高于所述第一调光信号的频率。
优选地，还包括：所述第二计数器与所述第三计数器具有相同的结构。
优选地，还包括：所述第一数模转换模块与所述第二数模转换模块具有相同的结构。
优选地，所述第一计数器在所述第一调光信号的下降沿时刻，复位至初始值且从所述初始值开始以预定步长进行增计数，在所述第一调光信号的上升沿时刻，将所述第一计数值提供给所述第二计数器，以及在复位之前，将所述第二计数值提供给所述第三计数器。
优选地，所述初始值为零。
优选地，所述比较模块接收所述第一直流电压信号和所述第二直流电压信号，以产生所述第四调光信号。
优选地，所述比较模块包括：电流源、第一电容和第一开关，在第一节点和地之间并联连接，用于在所述第一节点产生锯齿波信号；第一比较器，其反相输入端和同相输入端分别接收所述第一直流电压信号和所述锯齿波信号，其输出端提供所述第四调光信号；以及第二比较器，其反相输入端和同相输入端分别接收所述第二直流电压信号和所述锯齿波信号，其输出端连接至所述第一开关的控制端。
优选地，还包括：低通滤波器，与所述比较模块相连接，包括彼此连接的第一滤波电阻和第一滤波电容，对所述第四调光信号进行滤波。
根据本发明的第二方面，提供一种用于可控硅调光控制的LED驱动装置，该LED驱动装置接收可控硅调光器产生的交流切相电压，包括：整流桥，用于将所述交流切相电压整流以获得直流母线电压；主电路，用于根据开关控制信号将所述直流母线电压转换成直流输出信号，从而向LED灯传输电能；以及调光控制电路，包括上述的均值电路，与所述整流桥连接，用于将包含可控硅调光器的导通角信息的第一调光信号转换成第二调光信号，以及根据所述第二调光信号产生所述开关控制信号，其中，所述开关控制信号的占空比根据所述可控制硅调光器的导通角变化而变化。
优选地，所述调光控制电路还包括：导通角检测模块，用于根据所述直流母线电压获得所述第一调光信号，以提供给所述均值电路；补偿模块，与所述均值电路相连接，用于将所述第二调光信号作为参考电压以产生补偿信号；以及PWM控制模块，与所述补偿模块连接，用于根据所述补偿信号产生所述开关控制信号。
优选地，所述调光控制电路还包括：调光曲线调节模块，连接在所述均值电路和所述补偿模块之间，用于对所述第二调光信号进行细化处理。
根据本发明的第三方面，提供一种用于LED驱动装置的控制方法，包括：将交流切相电压整流以获得直流母线电压；根据所述直流母线电压获得包含可控硅调光器的导通角信息的第一调光信号；在每个工频周期中，对所述第一调光信号进行计数以获得第一计数值以及保持所述第一计数值，所述第一计数值用于表征所述导通角；将保持的所述第一计数值转换成第二调光信号，所述第二调光信号为第一直流电压信号；根据所述第二调光信号产生开关控制信号；以及根据所述开关控制信号控制开关管的导通和断开状态，将所述直流母线电压转换成直流输出信号，从而向LED灯传输电能，其中，所述开关控制信号的占空比根据所述可控制硅调光器的导通角变化而变化。
优选地，在将保持的所述第一计数值转换成第二调光信号的步骤和产生开关控制信号的步骤之间，还包括：将所述第二调光信号作为参考电压以产生补偿信号，其中，根据所述补偿信号产生所述开关控制信号。
优选地，在将保持的所述第一计数值转换成第二调光信号的步骤和产生补偿信号的步骤之间，还包括：对所述第二调光信号进行细化处理以调节调光曲线。
优选地，所述第一调光信号为方波信号。
优选地，获得所述第一计数值的步骤包括：在所述第一调光信号的下降沿时刻，将第一计数器复位至初始值且从所述初始值开始以预定步长进行减计数，以及保持所述第一计数值的步骤包括：在所述第一调光信号的上升沿时刻，将所述第一计数器的第一计数值提供给第二计数器。
优选地，所述初始值为所述第一计数器的最大计数值。
优选地，获得所述第一计数值的步骤包括：在所述第一调光信号的下降沿时刻，将第一计数器复位至初始值且从所述初始值开始以预定步长进行增计数，以及保持所述第一计数值的步骤包括：在所述第一调光信号的上升沿时刻，将所述第一计数器的第一计数值提供给第二计数器。
优选地，所述初始值为所述第一计数器的最小计数值。
优选地，所述初始值与所述第一计数值的差值对应于所述第一调光信号的占空比。
优选地，所述第一计数器在所述第一调光信号的下降沿时刻，将上一周期的第一计数值复位至初始值。
优选地，所述第一计数器的计数位数与所述第二计数器的计数位数相同。
优选地，所述第一计数器以串行或并行方式提供所述第一计数值，所述第二计数器以并行方式提供所述第一计数值，所述第二计数器包括多个输出端，用于分别输出相应位的数字值。
优选地，将保持的所述第一计数值转换成第二调光信号的步骤包括数模转换。
优选地，还包括：在每个工频周期中，对所述第一调光信号进行计数以获得第二计数值以及保持所述第二计数值，所述第二计数值用于表征所述工频周期；在每个工频周期中，保持所述第二计数值；将保持的所述第二计数值转换成第三调光信号，所述第三调光信号为第二直流电压信号；以及根据所述二调光信号和所述第三调光信号产生用于表征所述第一调光信号占空比的第四调光信号，其中，所述第四调光信号为高频脉冲信号，所述第四调光信号的频率高于所述第二调光信号的频率。
优选地，获得所述第一计数值的步骤包括：在所述第一调光信号的下降沿时刻，将第一计数器复位至初始值且从所述初始值开始以预定步长进行增计数，以及保持所述第一计数值的步骤包括：在所述第一调光信号的上升沿时刻，将所述第一计数器的第一计数值提供给第二计数器。
优选地，获得所述第二计数值的步骤包括：在所述第一调光信号的下降沿时刻，将第一计数器复位至初始值且从所述初始值开始以预定步长进行增计数，以及保持所述第二计数值的步骤包括：在复位之前，将所述第二计数值提供给所述第三计数器。
优选地，所述初始值为零。
优选地，根据所述第一直流电压信号和所述第二直流电压信号产生所述第四调光信号。
优选地，产生第四调光信号的步骤包括：根据所述第二直流电压信号产生锯齿波信号；以及将所述第一直流电压信号和所述锯齿波信号进行比较，以产生第四调光信号。
优选地，在产生第四调光信号的步骤之后，还包括：对所述第四调光信号进行滤波。
综上所述，根据本发明实施例的均值电路、LED驱动装置及其控制方法，采用计数器获得与可控硅调光器导通角相对应的第一调光信号，采用模数转换将第一调光信号转换成平滑的第二调光信号，该方案无需低频滤波器。该均值电路采用计数器获得与可控硅调光器导通角相对应的调光信号，从而可以省去外接大电容，减少控制芯片的管脚数量，以及提高控制芯片的集成度和降低控制芯片的成本。
在优选的实施例中，采用计数器获得与可控硅调光器导通角相对应的第一调光信号，采用模数转换将第一调光信号转换成与可控硅调光器的导通角相对应的第二调光信号以及与所述工频周期相对应的第三调光信号，进一步根据第二调光信号和第三调光信号产生高频的第四调光信号。该方案仍然使用低频滤波器，但可以减小滤波电容的数值，而且可以适应不同供电标准的工频周期，从而减少根据供电标准重新设计控制芯片的成本，提高控制芯片的兼容性。
在进一步优选的实施例中，经调光曲线调节模块作进一步细化处理后产生参考信号，之后调光控制电路根据参考信号对LED负载进行调光控制，从而可以满足用户的个性化需求。
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他目的、特征和优点将更为清楚。
图1示出根据现有技术的可控硅调光系统的示意性框图。
图2示出根据第一实施例的可控硅调光系统的示意性框图。
图3示出在图2中的一种均值电路。
图4示出图3所示均值电路的工作波形。
图5示出在图2中的另一种均值电路。
图6示出图5所示均值电路的工作波形。
图7示出根据第二实施例的可控硅调光系统控制方法的流程图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，可能未示出某些公知的部分。
在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如器件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。
本发明可以各种形式呈现，以下将描述其中一些示例。
图2示出根据第一实施例的可控硅调光系统的示意性框图。该可控硅调光系统包括可控硅调光器TRIAC和LED驱动装置。在该实施例中，可控硅调光器TRIAC用作LED调光装置。进一步地，LED驱动装置包括整流桥BD、主电路以及调光控制电路。
该可控硅调光系统的外部输入电压Vac例如为工频周期的交流供电电压。可控硅调光器TRIAC连接在交流供电线上，经过可控硅调光器切相之后获得一交流切相电压。用户调节可控硅调光器TRIAC，可以改变可控硅调光器TRIAC的导通角，相应地，在交流切相电压上产生相应的相位变化。整流桥BD处理后获得一切相的直流母线电压Vbus。所述主电路接收所述切相的直流母线电压以转换为合适的输出电压Vout供给LED负载。
主电路例如为BUCK式拓扑、BOOST式拓扑、BUCK-BOOST式拓扑、反激式拓扑中的任一种开关变换器。在该实施例中，主电路例如为反激式开关变换器，包括有由原边绕组Np和副边绕组Ns构成的变压器T1、功率开关管M1、续流二极管D1、输入电容Cin和输出电容Co。输入电容Cin连接在整流桥BD两个输出端之间，用于对直流母线电压Vbus进行滤波。原边绕组Np和开关功率管Q1串联连接在整流桥BD两个输出端之间。整流桥BD的两个输出端之一接地。副边绕组Ns的同名端与原边绕组Np的同名端相反，并且连接至续流二极管D1的阳极。输出电容Co的两端连接在续流二极管D1的阴极和副边绕组Ns的异名端之间。在输出电容Co的两端提供输出电压Vout，用于对负载LED灯供电。
该主电路根据开关控制信号PWM控制开关功率管Q1的导通和断开状态，将所述直流母线电压转换成直流输出信号，从而向LED灯传输电能。
调光控制电路用于产生开关控制信号PWM。调光控制电路包括导通角检测模块201、均值电路202、调光曲线调节模块203、补偿模块204和PWM控制模块205。
导通角检测模块201接收所述切相的直流母线电压信号，以获得表征所述可控硅导通角信息的调光信号Vdim。调光信号Vdim例如为方波信号。导通角检测模块201通过电阻RH和RL组成的分压电阻网络来采样获得表征所述切相的直流母线电压信号的信息。该采样信号为电压信号Vin。本领域技术人员可知，导通角检测模块201可以为其他现有的或改进的技术方法，以获得表征所述调光信号Vdim。
均值电路202接收所述调光信号Vdim，以据此获得调光信号VCF。
具体地，图3示出在图2中的一种均值电路，图4示出图3所示均值电路的工作波形。在图3所示实施例中，所述均值电路202包括计数器2021、计数器2022、数模转换模块2023。计数器2021和计数器2022均为八位计数器。计数器2021以串行或并行方式提供计数值，计数器2022以并行方式提供计数值
以下结合图3的电路图和图4的波形图阐述该实施例均值电路的工作过程。
计数器2021接收所述调光信号Vdim。在所述调光信号Vdim的下降沿时刻，计数器2021从初始值开始以一定的步长进行减计数。这里，所述初始值信号为计数器2021的最大计数值，记为VT_MAX。由于计数器2021为八位计数器，则所述最大计数器2021的最大计数值VT_MAX等于255。当所述调光信号Vdim的下一个下降沿到来的前一刻，计数器2021的计数值接近零，且在所述调光信号Vdim的下一个下降沿时刻，计数器2021被复位至VT_MAX，并重新开始下一周期的减计数。在所述调光信号Vdim的上升沿时刻，计数器2021的计数值为第一计数值，记为VT1。在该实施例中，第一计数值VT1用于表征可控硅调光器的导通角。
对于特定供电标准的外部输入电压Vac的工频周期，所述第一计数值VT1和所述初始值VT_MAX的差值对应于所述调光信号Vdim的占空比。如果所述调光信号Vdim的下一个下降沿到来的前一刻，计数器2021的计数值接近零，则在误差允许的范围内，所述初始值VT_MAX大致等于工频周期，所述第一计数值VT1和所述初始值VT_MAX的比值等于所述调光信号Vdim的占空比，且所述第一计数值VT1与所述调光信号Vdim的占空比成正比。将所述第一计数值VT1以二进制的形式保存在计数器2022中，记所述第一计数器VT1的二进制表达式为：
VT1(10)＝HGFEDCBA(2) (1)
其中，“H”为最高位，“A”为最低位；
计数器2022具有八个输出端，从低位至高位依次是Q1、Q2、Q3……Q8，输出端电压为VQ1、VQ2、VQ3……VQ8。计数器2022的各个输出端电压或为低电平，即零电压，或为高电平，记为VDD，则计数器2022的各输出端电压可以表示为：
其中，VDD表示高电平，A至H表示第一计数值VT1相应数据位的数值。
数模转换模块2023例如为线性电阻网络，包括电阻R1、电阻R2至电阻R8。所述电阻R1、电阻R2至电阻R8的第二端相连接，作为数模转换模块2023的输出端，记所述数模转换模块2023的输出端电压为Vo。所述电阻R1、电阻R2至电阻R8的第一端按低位至高位的顺序，依次与计数器2022的各输出端相连，即电阻R1的第一端与Q1相连，电阻R2的第一端与Q2相连，至电阻R8的第一端与Q8相连。进一步，所述电阻R1、R2至R8的电阻值与计数器2022的多个输出端的位权重相对应。例如，电阻R1、R2至R8的电阻值按2的指数形式减小，即所述电阻R1的阻值为128R，所述电阻R2的阻值为64R，至所述电阻R8的阻值为R。
对于所述数模转换模块2023的输出端，根据基尔霍夫电流定律(KCL)有以下关系式：
即
化简后，得
即
由上式可见，所述数模转换模块2023的输出端电压信号Vo与所述调光信号Vdim的占空比成正比关系，所述输出电压信号Vo即作为所述调光信号VCF。调光信号VCF为直流电压信号。
替代地，图5示出在图2中的另一种均值电路，图6示出图5所示均值电路的工作波形。在图5所示实施例中，所述均值电路302包括计数器3021、计数器3022和3024、模转换模块3023和3025、比较模块3026和滤波器3027，其中计数器3021、计数器3022及计数器3024均为八位计数器。计数器3021以串行或并行方式提供计数值，计数器3022及计数器302分别以并行方式提供计数值。
以下结合图5的电路图和图6的波形图阐述该实施例均值电路的工作过程。
计数器3021接收所述调光信号Vdim，在所述调光信号Vdim的下降沿时刻，计数器3021从初始值开始以一定的步长进行增计数。这里，所述初始值信号为零。在所述调光信号Vdim的下一个下降沿时刻，计数器3021被清零，并重新开始下一周期的增计数。在所述调光信号Vdim的上升沿时刻，计数器3021的计数值为第一计数值，记为VT1，在所述调光信号Vdim的下降沿到来的前一刻，计数器3021的计数值为第二计数值，记为VT2。在该实施例中，第一计数值VT1用于表征可控硅调光器的导通角，第二计数值VT2用于表征外部输入电压Vac的工频周期。
对于任意供电标准的外部输入电压Vac的工频周期，所述第二计数值VT2与所述第一计数值VT1的差值VT2-VT1，与所述第二计数值VT2的比值等于所述调光信号Vdim的占空比。将所述第一计数值VT1以二进制的形式保存在计数器3022中，将所述第二计数值VT2以二进制的形式保存在计数器3024中。
模转换模块3023和模转换模块3025例如分别为线性电阻网络，分别包括电阻R1、电阻R2至电阻R8。模转换模块3023和模转换模块3025分别接收所述第一计数值VT1和所述第二计数值VT2，分别产生表征所述第一计数值VT1的第一直流电压信号VCF1和表征所述第二计数值VT2的第二直流电压信号VCF2。所述第一直流电压信号VCF1和第二直流电压信号VCF2的产生原理与图3所示实施例中数模转换模块2023产生所述调光信号VCF的原理相同，此处不再赘述。
比较模块3026包括比较器A、比较器B、电流源Is1、电容C1和开关S1。电流源Is1、电容C1和开关S1在第一节点和地之间并联连接，用于在所述第一节点产生锯齿波信号Ss。比较器A的反相输入端和同相输入端分别接收所述第一直流电压信号VCF1和所述锯齿波信号Ss，其输出端提供高频脉冲信号VD。比较器B的反相输入端和同相输入端分别接收第二直流电压信号VCF2和所述锯齿波信号Ss，其输出端连接至开关S1的控制端。
具体地，如图5所示，比较器B将所述第二直流电压信号VCF2与电容C1上的信号相比较，产生的比较信号用于控制开关S1，从在电容C1上获得一高频的锯齿波信号，即锯齿波信号Ss。比较器A将所述第一直流电压信号VCF1与所述锯齿波信号Ss比较，以产生所述高频脉冲信号VD。本领域技术人员可以理解，所述高频脉冲信号VD的占空比与所述调光信号Vdim的占空比相等。
滤波器3027包括滤波电阻RF和滤波电容CF组成的低通滤波器。该滤波器3027与比较模块3026相连接，接收所述高频脉冲信号VD，经RC滤波以获得调光信号VCF。
进一步地，在主电路中，所述调光曲线调节模块203接收所述调光信号VCF，以据此产生参考信号Vref。补偿模块204包括误差放大器EA和补偿电容Cm，所述误差放大器EA的同相输入端和反相输入端分别接收所述参考信号Vref和用于表征LED负载电流的电压反馈信号VIFB，经误差放大和补偿处理后，产生补偿信号VCOMP。所述误差放大器EA的输出端提供补偿信号VCOMP。PWM控制电路205根据补偿信号Comp进一步产生开关控制信号，用于控制主电路中的功率开关管M1的导通和断开状态，从对负载LED灯进行调光控制。
上述均值电路利用计数器将所述调光信号Vdim的占空比信号转化为计数值信号，并采用模数转换转化为相应的直流电压信号，以产生调光信号VCF，而无需现有技术中的低频滤波器。采用本发明的技术方案方法简单，并节省了电路成本和引脚资源，有利于芯片的封装。
图7示出根据第二实施例的可控硅调光系统控制方法的流程图。该方法例如应用于图2所示的可控硅调光系统。采用该方法产生开关控制信号，并且该开关控制信号的占空比根据可控制硅调光器的导通角变化而变化。
在步骤S101中，将交流切相电压整流以获得直流母线电压。
在步骤S102中，根据所述直流母线电压获得包含可控硅调光器的导通角信息的第一调光信号。该第一调光信号例如为方波信号。
在步骤S103中，在每个工频周期中，对所述第一调光信号进行计数以获得第一计数值，所述第一计数值用于表征所述导通角。
该步骤例如包括：在所述第一调光信号的下降沿时刻，将第一计数器复位至初始值且从所述初始值开始以预定步长进行减计数以获得第一计数值，在所述第一调光信号的上升沿时刻，将所述第一计数器的第一计数值提供给第二计数器，以保持第一计数值。该初始值为所述第一计数器的最大计数值，初始值与所述第一计数值的差值对应于所述第一调光信号的占空比。
替代地，该步骤可以进行增计数以获得第一计数值，初始值为所述第一计数器的最小计数值。
在步骤S104中，例如采用数模转换，将所述第一计数值转换成第二调光信号，所述第二调光信号为第一直流电压信号。
在步骤S105中，根据所述第二调光信号产生开关控制信号。
在步骤S106中，根据所述开关控制信号控制开关管的导通和断开状态，将所述直流母线电压转换成直流输出信号，从而向LED灯传输电能。
在优选的实施例中，在步骤S104和S105之间，该方法还包括：对所述第二调光信号进行细化处理以调节调光曲线，将所述第二调光信号作为参考电压以产生补偿信号，其中，根据所述补偿信号产生所述开关控制信号。
在优选的实施例中，在步骤S102之后，该方法还包括根据所述直流母线电压获得用于表征工频周期的第二计数值。例如，在每个工频周期中，对所述第一调光信号进行计数以获得第二计数值以及保持所述第二计数值，所述第二计数值用于表征所述工频周期；在每个工频周期中，保持所述第二计数值。
该步骤例如包括：在所述第一调光信号的下降沿时刻，将第一计数器复位至初始值且从所述初始值开始以预定步长进行增计数以获得第一计数值，在所述第一调光信号的上升沿时刻，将所述第一计数器的第一计数值提供给第二计数器以保持第一计数值，在复位之前，将所述第一计数器的第二计数值提供给所述第三计数器以保持第二计数值。该初始值为零，第二计数值与第一计数值的差值，与第二计数值的比值对应于所述第一调光信号的占空比。
进一步地，例如采用数模转换，将保持的所述第二计数值转换成第三调光信号，所述第三调光信号为第二直流电压信号。
进一步地，根据所述二调光信号和所述第三调光信号产生用于表征所述第一调光信号占空比的第四调光信号，其中，所述第四调光信号为高频脉冲信号，所述第四调光信号的频率高于所述第二调光信号的频率。例如，根据所述第二直流电压信号产生锯齿波信号；以及将所述第一直流电压信号和所述锯齿波信号进行比较，以产生第四调光信号。优选地，对所述第四调光信号进行滤波。
应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (43)
1.一种用于可控硅调光控制的均值电路，包括：
第一计数器，用于接收包含可控硅调光器的导通角信息的第一调光信号，以及在每个工频周期中，对所述第一调光信号进行计数以获得第一计数值，所述第一计数值用于表征所述导通角；
第二计数器，与所述第一计数器相连接，在每个工频周期中，保持所述第一计数值；以及
第一数模转换模块，与所述第二计数器相连接，用于将所述第一计数值转换成第二调光信号，所述第二调光信号为第一直流电压信号。
2.根据权利要求1所述的均值电路，其中，所述第一调光信号为方波信号。
3.根据权利要求2所述的均值电路，其中，所述第一计数器在所述第一调光信号的下降沿时刻，复位至初始值且从所述初始值开始以预定步长进行减计数，以及
在所述第一调光信号的上升沿时刻，将所述第一计数值提供给所述第二计数器。
4.根据权利要求3所述的均值电路，其中，所述初始值为所述第一计数器的最大计数值。
5.根据权利要求2所述的均值电路，其中，所述第一计数器在所述第一调光信号的下降沿时刻，从初始值开始以预定步长进行增计数，在所述第一调光信号的上升沿时刻，将所述第一计数值提供给所述第二计数器。
6.根据权利要求5所述的均值电路，其中，所述初始值为所述第一计数器的最小计数值。
7.根据权利要求3或5所述的均值电路，其中，所述初始值与所述第一计数值的差值对应于所述第一调光信号的占空比。
8.根据权利要求3或5所述的均值电路，其中，所述第一计数器在所述第一调光信号的下降沿时刻，将上一周期的第一计数值复位至初始值。
9.根据权利要求2所述的均值电路，其中，所述第一计数器的计数位数与所述第二计数器的计数位数相同。
10.根据权利要求2所述的均值电路，其中，所述第一计数器以串行或并行方式提供所述第一计数值，所述第二计数器以并行方式提供所述第一计数值，所述第二计数器包括多个输出端，用于分别输出相应位的数字值。
11.根据权利要求10所述的均值电路，其中，所述第一数模转换模块包括由多个电阻组成的第一线性电阻网络，所述多个电阻的第一端分别连接至所述第二计数器的相应输出端，第二端共同连接至输出节点，以提供所述第二调光信号，其中，所述多个电阻的电阻值与所述多个输出端的位权重相对应。
12.根据权利要求2所述的均值电路，其中，所述第一计数器还获得第二计数值，所述第二计数值用于表征所述工频周期。
13.根据权利要求12所述的均值电路，还包括：
第三计数器，与所述第一计数器相连接，在每个工频周期中保持所述第二计数值；
第二数模转换模块，与所述第三计数器相连接，用于将所述第二计数值转换成第三调光信号，所述第三调光信号为第二直流电压信号；以及
比较模块，与所述第一数模转换模块和所述第二数模转换模块相连接，分别所述接收所述第二调光信号和所述第三调光信号，以及产生用于表征所述第一调光信号占空比的第四调光信号，
其中，所述第四调光信号为高频脉冲信号，所述第四调光信号的频率高于所述第一调光信号的频率。
14.根据权利要求13所述的均值电路，还包括：所述第二计数器与所述第三计数器具有相同的结构。
15.根据权利要求13所述的均值电路，还包括：所述第一数模转换模块与所述第二数模转换模块具有相同的结构。
16.根据权利要求13所述的均值电路，其中，所述第一计数器
在所述第一调光信号的下降沿时刻，复位至初始值且从所述初始值开始以预定步长进行增计数，
在所述第一调光信号的上升沿时刻，将所述第一计数值提供给所述第二计数器，以及
在复位之前，将所述第二计数值提供给所述第三计数器。
17.根据权利要求16所述的均值电路，其中，所述初始值为零。
18.根据权利要求13所述的均值电路，其中，所述比较模块接收所述第一直流电压信号和所述第二直流电压信号，以产生所述第四调光信号。
19.根据权利要求13所述的均值电路，其中，所述比较模块包括：
电流源、第一电容和第一开关，在第一节点和地之间并联连接，用于在所述第一节点产生锯齿波信号；
第一比较器，其反相输入端和同相输入端分别接收所述第一直流电压信号和所述锯齿波信号，其输出端提供所述第四调光信号；以及
第二比较器，其反相输入端和同相输入端分别接收所述第二直流电压信号和所述锯齿波信号，其输出端连接至所述第一开关的控制端。
20.根据权利要求13所述的均值电路，还包括：
低通滤波器，与所述比较模块相连接，包括彼此连接的第一滤波电阻和第一滤波电容，对所述第四调光信号进行滤波。
21.一种用于可控硅调光控制的LED驱动装置，该LED驱动装置接收可控硅调光器产生的交流切相电压，包括：
整流桥，用于将所述交流切相电压整流以获得直流母线电压；
主电路，用于根据开关控制信号将所述直流母线电压转换成直流输出信号，从而向LED灯传输电能；以及
调光控制电路，包括根据权利要求1至20中任一项所述的均值电路，与所述整流桥连接，用于将包含可控硅调光器的导通角信息的第一调光信号转换成第二调光信号，以及根据所述第二调光信号产生所述开关控制信号，
其中，所述开关控制信号的占空比根据所述可控制硅调光器的导通角变化而变化。
22.根据权利要求21所述的LED驱动装置，其中，所述调光控制电路还包括：
导通角检测模块，用于根据所述直流母线电压获得所述第一调光信号，以提供给所述均值电路；
补偿模块，与所述均值电路相连接，用于将所述第二调光信号作为参考电压以产生补偿信号；以及
PWM控制模块，与所述补偿模块连接，用于根据所述补偿信号产生所述开关控制信号。
23.根据权利要求22所述的LED驱动装置，其中，所述调光控制电路还包括：
调光曲线调节模块，连接在所述均值电路和所述补偿模块之间，用于对所述第二调光信号进行细化处理。
24.一种用于LED驱动装置的控制方法，包括：
将交流切相电压整流以获得直流母线电压；
根据所述直流母线电压获得包含可控硅调光器的导通角信息的第一调光信号；
在每个工频周期中，对所述第一调光信号进行计数以获得第一计数值以及保持所述第一计数值，所述第一计数值用于表征所述导通角；
将保持的所述第一计数值转换成第二调光信号，所述第二调光信号为第一直流电压信号；
根据所述第二调光信号产生开关控制信号；以及
根据所述开关控制信号控制开关管的导通和断开状态，将所述直流母线电压转换成直流输出信号，从而向LED灯传输电能，
其中，所述开关控制信号的占空比根据所述可控制硅调光器的导通角变化而变化。
25.根据权利要求24所述的方法，在将保持的所述第一计数值转换成第二调光信号的步骤和产生开关控制信号的步骤之间，还包括：
将所述第二调光信号作为参考电压以产生补偿信号，
其中，根据所述补偿信号产生所述开关控制信号。
26.根据权利要求25所述的方法，在将保持的所述第一计数值转换成第二调光信号的步骤和产生补偿信号的步骤之间，还包括：对所述第二调光信号进行细化处理以调节调光曲线。
27.根据权利要求24所述的方法，其中，所述第一调光信号为方波信号。
28.根据权利要求27所述的方法，其中，获得所述第一计数值的步骤包括：在所述第一调光信号的下降沿时刻，将第一计数器复位至初始值且从所述初始值开始以预定步长进行减计数，以及
保持所述第一计数值的步骤包括：在所述第一调光信号的上升沿时刻，将所述第一计数器的第一计数值提供给第二计数器。
29.根据权利要求28所述的方法，其中，所述初始值为所述第一计数器的最大计数值。
30.根据权利要求27所述的方法，其中，获得所述第一计数值的步骤包括：在所述第一调光信号的下降沿时刻，将第一计数器复位至初始值且从所述初始值开始以预定步长进行增计数，以及
保持所述第一计数值的步骤包括：在所述第一调光信号的上升沿时刻，将所述第一计数器的第一计数值提供给第二计数器。
31.根据权利要求30所述的方法，其中，所述初始值为所述第一计数器的最小计数值。
32.根据权利要求28或30所述的方法，其中，所述初始值与所述第一计数值的差值对应于所述第一调光信号的占空比。
33.根据权利要求28或30所述的方法，其中，所述第一计数器在所述第一调光信号的下降沿时刻，将上一周期的第一计数值复位至初始值。
34.根据权利要求28或30所述的方法，其中，所述第一计数器的计数位数与所述第二计数器的计数位数相同。
35.根据权利要求34所述的方法，其中，所述第一计数器以串行或并行方式提供所述第一计数值，所述第二计数器以并行方式提供所述第一计数值，所述第二计数器包括多个输出端，用于分别输出相应位的数字值。
36.根据权利要求24所述的方法，其中，将保持的所述第一计数值转换成第二调光信号的步骤包括数模转换。
37.根据权利要求24所述的方法，还包括：
在每个工频周期中，对所述第一调光信号进行计数以获得第二计数值以及保持所述第二计数值，所述第二计数值用于表征所述工频周期；
在每个工频周期中，保持所述第二计数值；
将保持的所述第二计数值转换成第三调光信号，所述第三调光信号为第二直流电压信号；以及
根据所述二调光信号和所述第三调光信号产生用于表征所述第一调光信号占空比的第四调光信号，
其中，所述第四调光信号为高频脉冲信号，所述第四调光信号的频率高于所述第二调光信号的频率。
38.根据权利要求37所述的方法，其中，获得所述第一计数值的步骤包括：在所述第一调光信号的下降沿时刻，将第一计数器复位至初始值且从所述初始值开始以预定步长进行增计数，以及
保持所述第一计数值的步骤包括：在所述第一调光信号的上升沿时刻，将所述第一计数器的第一计数值提供给第二计数器。
39.根据权利要求37所述的方法，其中，获得所述第二计数值的步骤包括：在所述第一调光信号的下降沿时刻，将第一计数器复位至初始值且从所述初始值开始以预定步长进行增计数，以及
保持所述第二计数值的步骤包括：在复位之前，将所述第二计数值提供给所述第三计数器。
40.根据权利要求38所述的方法，其中，所述初始值为零。
41.根据权利要求37所述的方法，其中，根据所述第一直流电压信号和所述第二直流电压信号产生所述第四调光信号。
42.根据权利要求41所述的方法，其中，产生第四调光信号的步骤包括：
根据所述第二直流电压信号产生锯齿波信号；以及
将所述第一直流电压信号和所述锯齿波信号进行比较，以产生第四调光信号。
43.根据权利要求41所述的方法，其中，在产生第四调光信号的步骤之后，还包括：对所述第四调光信号进行滤波。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110099484A (zh) * | 2019-04-28 | 2019-08-06 | 上海登芯微电子科技有限公司 | 一种led调光电路 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102395230A (zh) * | 2011-05-04 | 2012-03-28 | 凹凸电子（武汉）有限公司 | 控制光源调光的控制器和方法及光源驱动电路 |
| US20130154487A1 (en) * | 2011-12-15 | 2013-06-20 | Chengdu Monolithic Power Systems Co., Ltd. | Triac dimmer compatible led driver and method thereof |
| CN103731151A (zh) * | 2014-01-15 | 2014-04-16 | 南京矽力杰半导体技术有限公司 | 用于将占空比转换成模拟信号的方法及电路 |
| CN104902648A (zh) * | 2015-06-11 | 2015-09-09 | 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 | 一种带有可控硅的led调光电路及调光方法 |
| CN107027222A (zh) * | 2017-05-11 | 2017-08-08 | 南京矽力杰半导体技术有限公司 | 负载电流调节电路和调节方法 |
| CN208016056U (zh) * | 2017-12-29 | 2018-10-26 | 杭州士兰微电子股份有限公司 | 均值电路及led驱动装置 |
-
2017
- 2017-12-29 CN CN201711480302.3A patent/CN108307556A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102395230A (zh) * | 2011-05-04 | 2012-03-28 | 凹凸电子（武汉）有限公司 | 控制光源调光的控制器和方法及光源驱动电路 |
| US20130154487A1 (en) * | 2011-12-15 | 2013-06-20 | Chengdu Monolithic Power Systems Co., Ltd. | Triac dimmer compatible led driver and method thereof |
| CN103731151A (zh) * | 2014-01-15 | 2014-04-16 | 南京矽力杰半导体技术有限公司 | 用于将占空比转换成模拟信号的方法及电路 |
| CN104902648A (zh) * | 2015-06-11 | 2015-09-09 | 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 | 一种带有可控硅的led调光电路及调光方法 |
| CN107027222A (zh) * | 2017-05-11 | 2017-08-08 | 南京矽力杰半导体技术有限公司 | 负载电流调节电路和调节方法 |
| CN208016056U (zh) * | 2017-12-29 | 2018-10-26 | 杭州士兰微电子股份有限公司 | 均值电路及led驱动装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110099484A (zh) * | 2019-04-28 | 2019-08-06 | 上海登芯微电子科技有限公司 | 一种led调光电路 |
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