CN108307562A - 一种由单线pwm调控及模式切换的原边调光方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种由单线PWM调控及模式切换的原边调光方法，包括对COMP电容的充电、放电支路，所述充电支路由PWM信号控制参考电流Iref对COMP电容的有效充电时间，进而影响所述COMP电容的电压Vcomp；所述放电支路由可变电流Ics对COMP电容放电；所述放电电流Ics由功率开关MOS管开通时采样电阻Rcs的电压Vcs变换而来，而所述MOS管的开通时间Ton由所述Vcomp经V‑Ton变换得到，再由PWM与H‑L转换输出相或后控制的开关连接所述MOS管的栅极，H‑L转换输出的高低可选择模拟或数字PWM调光模式，平衡时放电电流与PWM信号的占空比唯一对应，也即改变PWM信号的占空比可最终相应改变LED驱动电流，从而达到调光的效果；而因H‑L转换受特定段频率的PWM控制，故用单线PWM即可完成模拟、数字调光的调控及切换。

Description

一种由单线PWM调控及模式切换的原边调光方法

技术领域

本发明涉及原边PWM调光领域, 特别是涉及一种由单线PWM调控及模式切换的原边调光方法。

背景技术

随着科技发展，生活水平不断提高，对于照明的需求不仅仅是最原始的开关点亮，而是需要实现对亮度、色度等的动态调节，结合墙面开关、APP、传感器等的多种控制手段，达到灵活方便、随心而动、绿色节能等的目的。

事实上，现在采用冷暖双色的灯具已经非常普遍，采用RGB三色混光也逐渐流行。LED灯具的这种进步，必然推动调光驱动技术的相应发展。

目前市场上主要有0-10V模拟调光、PWM数字调光等原边技术，也有采用副边反馈驱动，利用外部MCU PWM调节的方式，但需要增加MCU供电和其他配套外围电路，成本相对偏高。由于技术上的实现限制，总体来看，现有的模拟调光存在抗干扰差,在低亮度时控制不准确和易频闪等缺陷，而数字PWM调光易导致PF值的降低等问题。

为解决调光性能的问题，我们有提出兼容模拟、数字的原边PWM调光技术方案。即通过增加MD选择，可使PWM的模拟、数字调光的优势兼顾，但多了一个MD信号给系统带来一定的复杂度。

发明内容

为解决现有技术方案的不足, 本发明提出一种由单线PWM调控及模式切换的原边调光方法, 利用PWM信号在实际应用中的频率特性，即不论PWM数字调光还是PWM模拟调光，PWM频率都不需要达到50kHz以上，而芯片本身会将1MHz以上的信号视为噪声滤除。

工作时，默认初始调光方式为PWM模拟调光，当需要切换成PWM数字调光时，连续输入3个100kHz~500kHz的PWM信号，通过H-L转换电路即可完成模式切换。同样，当需要从PWM数字调光切换成PWM模拟调光时，连续输入3个100kHz~500kHz的PWM信号，通过H-L转换电路即可。

本发明采用如下技术方案：

一种由单线PWM调控及模式切换的原边调光方法，包括特别构建的针对COMP电容的充电、放电支路，所述充电支路由PWM信号控制固定参考电流Iref对COMP电容的有效充电时间，进而影响所述COMP电容的电压Vcomp；所述放电支路由可变电流Ics对COMP电容放电；所述放电电流Ics由功率开关MOS管开通时采样电阻Rcs的电压Vcs变换而来，而所述MOS管的开通时间Ton由所述Vcomp经V-Ton变换得到，再由PWM与H-L转换输出相或后控制的开关连接所述MOS管的栅极，这样便形成对Vcomp调节的闭环控制回路，对应H-L转换输出的“1”或“0”可选择工作在模拟或数字PWM调光模式，平衡时放电电流与PWM信号的占空比唯一对应，也即通过改变PWM信号的占空比可最终相应改变LED驱动电流，从而可达到调光的效果；而因H-L转换受特定段频率的PWM控制，故用单线PWM即可完成模拟、数字调光的调控及切换。

上述技术方案具有如下有益效果：

PWM信号是由“0”、“1”构成的数字信号，具有天然的抗干扰能力。PWM信号在电路中使用时，不易受到同一PCB上的噪声影响。而且，调光控制需要与MCU配套，可直接与其PWM输出对接，使系统最为简洁。

工作时，默认初始调光方式为PWM模拟调光，即H-L转换初始输出为高电平。PWM的高电平期间，固定参考电流Iref对COMP电容充电，而在其低电平期间，停止充电。但因充放电电流很小，COMP电容上的电压Vcomp相对缓慢变化，使得在PWM低电平期间，系统仍然可逐周期开启MOS管工作，使输出端并不会出现电流突变。

如需要切换为PWM数字调光模式，连续输入3个100kHz~500kHz的PWM信号，H-L转换电路完成电平翻转，即可完成模式切换。此时，在PWM的高电平期间，工作同上；而在低电平期间，则直接关闭功率MOS管，直到下次PWM高电平来到。因MOS管关闭后Vcomp无放电回路，因此V-Ton转换得到的Ton不变，不会小于消隐时间，因此可一直调到极深的调光区，可达到1‰。

因此，该方案不但可克服普通模拟信号输入时的易受干扰问题，而且可在较高亮度区（7%以上）实现高P模拟调光，同时PWM本身的频率变化即可单线完成模式切换，从而得到深度调光的效果。

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，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明。

附图说明

图1为本发明实施例的电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细介绍。

如图1所示，所述的一种由单线PWM调控及模式切换的原边调光方法,由固定参考电流Iref 101，PWM调控开关102，放电电流Ics 103, COMP电容104，V-Ton转换电路105，功率开关管106，采样电阻Rcs 107,V-I转换电路108，变压器原边线圈109，或门110，开关111，H-L转换112等构成。

上电工作后，默认H-L转换初始输出为高电平，即初始调光方式为PWM模拟调光。此时，或门110输出高电平，开关111导通：

此时，PWM调控开关102在PWM高电平期间导通，固定参考电流Iref 101对COMP电容104充电，使其电压Vcomp不断上升，而在PWM低电平期间，因102关闭而停止充电。

在V-Ton转换电路105的作用下，特定Vcomp电平转换对应功率开关管106的特定开通时间Ton，并使在Ton时间内功率开关管106导通。此时，输入电压VI通过变压器原边线圈109经功率开关管106与采样电阻Rcs 107形成对地回路，采样电阻Rcs 107上的电压Vcs被采样，送至V-I转换电路108，转换形成放电电流Ics，从而使Vcomp下降。

Vcomp越高，Ton越大；反之，亦然。

这样便形成了对Vcomp的闭环控制，使PWM占空比与放电电流自动对应，从而使得LED驱动电流最终与PWM占空比对应，即可完成逐周期的模拟高P调光。

而当需要切换为PWM数字调光模式时,可连续输入3个100kHz~500kHz的PWM信号，H-L转换电路即完成电平翻转为“0”，或门110输出即为PWM信号，开关111在PWM高电平期间导通，而在低电平时关闭：

此时，与模拟调光的最大差异是在PWM低电平区，开关111被关断，Vcomp不再被放电，因此Ton不会进入消隐时间区，Iled电流可被一直调节直到1‰，但因非逐周期调节，PF值将不断下降。

参考附图1，结合以上分析，PWM数字调光的具体工作过程不难理解，故此处不再赘述。

以上对本发明实施例所提供的一种由单线PWM调控及模式切换的原边调光方法进行了详细介绍。依据本发明实施例的思想，对于本领域的一般技术人员，在具体实施方式及应用范围上很容易加以改变而使用。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，凡依本发明设计思想所做的任何改变都在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种由单线PWM调控及模式切换的原边调光方法，包括特别构建的针对COMP电容的充电、放电支路，所述充电支路由PWM信号控制固定参考电流Iref对COMP电容的有效充电时间，进而影响所述COMP电容的电压Vcomp；所述放电支路由可变电流Ics对COMP电容放电；所述放电电流Ics由功率开关MOS管开通时采样电阻Rcs的电压Vcs变换而来，而所述MOS管的开通时间Ton由所述Vcomp经V-Ton变换得到，再由PWM与H-L转换输出相或后控制的开关连接所述MOS管的栅极，这样便形成对Vcomp调节的闭环控制回路，对应H-L转换输出的“1”或“0”可选择工作在模拟或数字PWM调光模式，平衡时放电电流与PWM信号的占空比唯一对应，也即通过改变PWM信号的占空比可最终相应改变LED驱动电流，从而可达到调光的效果；而因H-L转换受特定段频率的PWM控制，故用单线PWM即可完成模拟、数字调光的调控及切换。

2.根据权利要求1所述的由单线PWM调控及模式切换的原边调光方法，其特征在于：具有一个所述的COMP电容。

3.根据权利要求1所述的由单线PWM调控及模式切换的原边调光方法，其特征在于：由PWM信号控制对COMP电容的有效充电时间。

4.根据权利要求1所述的由单线PWM调控及模式切换的原边调光方法，其特征在于：具有PWM信号控制的H-L电平转换电路，以在模拟、数字调光模式间选择或切换。

5.根据权利要求1所述的由单线PWM调控及模式切换的原边调光方法，其特征在于：具有对所述Vcomp调节的闭环控制回路。