CN109041351B - 调光电路和调光方法及应用其的led控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种调光电路和调光方法及应用其的LED控制电路，所述调光电路根据接收的调光信号和表征电感电流平均值的平均信号，得到第一基准电压，根据第一基准电压调节延时时间和第二基准电压，所述延时时间为辅开关管关断至主开关管导通的时间，所述第二基准电压作为电感电流参考信号；所述调光电路具有一种调光方式，或者，两种调光方式的组合，或者，三种调光方式的组合。本发明采用闭环控制，控制方式灵活，不容易受外界干扰。

Description

调光电路和调光方法及应用其的LED控制电路

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种调光电路、调光方法及应用其的LED控制电路。

背景技术

现有技术中，一般PWM调光、模拟调光和混合调光三种调光模式，现有技术调光电路原理图如图1所示，所述调光电路根据PWM信号得到第一基准电压Vcom，PWM信号脉宽越大，第一基准电压Vcom越大。所述调光电路根据第一基准电压Vcom大小得到第二基准电压VREF和延时时间Tdelay，第二基准电压VREF作为电感电流峰值参考信号，延时时间Tdelay表征电感电流为零所用时间。当第一基准电压Vcom小于第一阈值Vcom1时，第一基准电压Vcom与延时时间Tdelay变化趋势相反，第二基准电压VREF不变；当第一基准电压Vcom达到第一阈值Vcom1时，第一基准电压Vcom与第二基准电压VREF变化趋势相同，延时时间Tdelay不变。

现有技术采用开环的控制方式，控制方式不灵活，容易受外界干扰。

发明内容

本发明的目的是提供一种控制方式灵活的调光电路和调光方法及应用其的LED控制电路，用于解决现有的调光电路控制方式不灵活的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种调光电路，所述调光电路根据接收的调光信号和表征电感电流平均值的平均信号，得到第一基准电压，根据第一基准电压调节延时时间和第二基准电压，所述延时时间为辅开关管关断至主开关管导通的时间，所述第二基准电压作为电感电流参考信号；所述调光电路具有以下任意一种调光方式，或者，以下任意两种调光方式的组合，或者，以下三种调光方式的组合：

第一种调光方式，所述第二基准电压不变，所述延时时间与所述第一基准电压的变化趋势相反；

第二种调光方式，所述第二基准电压与所述第一基准电压的变化趋势相同，所述延时时间与所述第一基准电压的变化趋势相反；

第三种调光方式，所述第二基准电压与所述第一基准电压的变化趋势相同，所述延时时间保持不变。

可选的，在第三种调光方式下，所述调光电路工作于连续导通模式或者临界导通模式。

可选的，当所述第一基准电压位于第一区间时，所述调光电路使用第一种调光方式；

当所述第一基准电压位于第三区间时，所述调光电路使用第三种调光方式。

可选的，所述第一基准电压还存在第二区间，所述第二区间位于所述第一区间和所述第三区间之间，当所述第一基准电压位于所述第二区间时，所述调光电路使用第二种调光方式。

可选的，当所述第一基准电压小于第一阈值时，所述第一基准电压位于所述第一区间，开关周期大于第一时间；

当所述第一基准电压大于等于第一阈值，且主开关管导通时间和辅开关管导通时间之和小于第一时间时，所述第一基准电压位于所述第二区间，通过减小延时时间使得开关周期等于第一时间；

当所述第一基准电压大于等于第一阈值，且主开关管导通时间和辅开关管导通时间之和大于等于第一时间时，所述第一基准电压位于所述第三区间。

可选的，当所述第一基准电压位于第一区间时，通过调节所述调光信号去调节所述延时时间，以调节平均输出电流；当所述第一基准电压位于所述第二区间时，通过调节所述调光信号去调节所述第二基准电压和所述延时时间，以调节平均输出电流；当所述第一基准电压位于所述第三区间，通过调节所述调光信号去调节所述第二基准电压，以调节平均输出电流。

可选的，所述调光电路包括第一控制电路，所述第一控制电路接收调光信号，输出第一电压，所述调光信号为模拟信号或者PWM信号，所述第一电压与所述模拟信号或者PWM信号占空比的变化趋势相同，根据所述第一电压和所述平均信号，得到所述第一基准电压。

可选的，所述调光电路还包括第二控制电路，所述第二控制电路接收表征电感电流的采样信号，输出所述平均信号。

可选的，所述调光电路还包括第一运放和第一电容，所述第一运放第一输入端接收所述第一电压，其第二输入端接收所述平均信号，其输出端输出所述第一基准电压；所述第一电容第一端连接所述第一运放输出端，其第二端接地。

可选的，所述调光电路还包括第三控制电路，所述第三控制电路接收所述第一基准电压和第一阈值，输出所述第二基准电压。

可选的，所述调光电路还包括延时电路，所述延时电路接收所述第一基准电压、第一阈值、第一时间和主开关管导通时间和辅开关管导通时间之和，输出所述延时时间。

可选的，所述调光电路还包括比较器、过零检测电路和驱动电路，所述比较器第一输入端接收第二基准电压，第二输入端接收表征电感电流的采样信号，输出比较信号；所述过零检测电路接收所述采样信号，输出关断控制信号；所述驱动电路接收所述延时时间、比较信号和关断控制信号，输出驱动信号驱动主开关管和辅开关管通断；当所述采样信号达到第二基准电压时，所述比较信号控制主开关管关断、辅开关管导通，所述关断控制信号控制辅开关管关断，所述延时时间控制主开关管导通。

本发明还提供一种LED控制电路，包括以上任意一种调光电路。

本发明还提供一种调光方法，根据接收的调光信号信号和表征电感电流平均值的平均信号，得到第一基准电压，根据第一基准电压调节延时时间和第二基准电压，所述延时时间为辅开关管关断至主开关管导通的时间，所述第二基准电压作为电感电流参考信号；所述调光电路具有以下任意一种调光方式，或者，以下任意两种调光方式的组合，或者，以下三种调光方式的组合：

第一种调光方式，所述第二基准电压不变，所述延时时间与所述第一基准电压的变化趋势相反；

第二种调光方式，所述第二基准电压与所述第一基准电压的变化趋势相同，所述延时时间与所述第一基准电压的变化趋势相反；

第三种调光方式，所述第二基准电压与所述第一基准电压的变化趋势相同，所述延时时间保持不变。

可选的，第三种调光方式下，所述调光电路工作于连续导通模式或者临界导通模式。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：所述调光电路具有以下任意一种调光方式，或者，以下任意两种调光方式的组合，或者，以下三种调光方式的组合：第一种调光方式，所述第二基准电压不变，延时时间与第一基准电压的变化趋势相反；第二种调光方式，所述第二基准电压与第一基准电压的变化趋势相同，所述延时时间与第一基准电压的变化趋势相反；第三种调光方式，所述第二基准电压与第一基准电压的变化趋势相同，延时时间保持不变。本发明采用闭环控制，控制方式灵活，不容易受外界干扰。

附图说明

图1为现有技术调光电路原理图；

图2为本发明调光电路原理图；

图3为本发明调光电路一种波形图；

图4为本发明调光电路另一种波形图；

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。

为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

图2示意了本发明调光电路原理图，包括第一控制电路U101、第二控制电路U102、第一运放U103、电容C01、第三控制电路U104、比较器U105、驱动电路U106、LED开关电源、电感电流采样电路U108和过零检测电路U109，第一控制电路U101接收调光信号，所述调光信号为PWM信号或者模拟信号Vd，输出第一电压V1，第一电压V1与PWM信号占空比或者模拟信号Vd变化趋势相同。第二控制电路U102接收表征电感电流的采样信号CS，输出表征电感电流平均值的平均信号Vavg。第一运放U103同相输入端接收第一电压V1，反相输入端接收平均信号Vavg，输出第一基准电压Vcom。电容C01第一端连接第一运放U103输出端，其第二端接地。过零检测电路U109接收表征电感电流的采样信号CS，输出时间信号Toff和Ts，Toff控制辅开关管关断，Ts表征电感电流不为零的时间。第三控制电路U104接收第一基准电压Vcom和第一阈值Vcom1，输出第二基准电压VREF，所述第二基准电压VREF为电感电流峰值参考信号。当第一基准电压Vcom小于第一阈值Vcom1时，第二基准电压VREF不变；当第一基准电压Vcom大于等于第一阈值Vcom1时，第二基准电压VREF与第一基准电压Vcom变化趋势相同。延时电路U107接收第一基准电压Vcom、时间信号Ts、第一阈值Vcom1和第一时间T1，输出延时时间Tdelay。当第一基准电压Vcom小于第一阈值Vcom1，延时时间Tdelay与第一基准电压Vcom变化趋势相反。在无需限频调光的情况下，当第一基准电压Vcom大于等于第一阈值Vcom1时，延时时间Tdelay不变。在需要限频调光的情况下，当第一基准电压Vcom大于等于第一阈值Vcom1，且主开关管导通时间和辅开关管导通时间之和Ts小于等于第一时间T1时，延时时间Tdelay与第一基准电压Vcom变化趋势相反，使得开关周期等于第一时间T1；当第一基准电压Vcom大于等于第一阈值Vcom1，且主开关管导通时间和辅开关管导通时间之和Ts大于第一时间T1时，延时时间Tdelay不变。比较器U105同相输入端接收电感电流采样信号CS，反相输入端接收第二基准电压VREF，输出比较信号Ton，当采样信号CS达到第二参考电压VREF时，主开关管关断。驱动电路U108接收比较信号Ton、时间信号Toff和延时时间Tdelay，驱动主开关管和辅开关管通断。

图3示意了本发明调光电路一种波形图，调光电路具有三种调光方式的组合，第一基准电压Vcom有三个区间，当第一基准电压Vcom小于第一阈值Vcom1时，第一基准电压Vcom位于第一区间，第二基准电压VREF不变，延时时间Tdelay与第一基准电压Vcom变化趋势相反，开关周期大于第一时间T1；当第一基准电压Vcom大于等于第一阈值Vcom1，且电感电流不为零的时间小于等于第一时间T1时，第一基准电压Vcom位于第二区间，第二基准电压VREF与第一基准电压Vcom变化趋势相同，延时时间Tdelay与第一基准电压Vcom变化趋势相反，使得开关周期等于第一时间；当第一基准电压Vcom小于第一阈值Vcom1，且主开关导通时间与辅开关管导通时间之和Ts大于第一时间T1时，第一基准电压Vcom位于第三区间，第二基准电压VREF与第一基准电压Vcom变化趋势相同，延时时间Tdelay不变。在第一基准电压Vcom位于第三区间情况下，延时时间Tdelay为0时，调光电路工作于临界导通模式(BCM)或者连续导通模式(CCM)；延时时间Tdelay不为0时，调光电路工作于断续导通模式(DCM)。调光电路工作于连续导通模式(CCM)时，为定频调光或者电感电流上下限差值固定等方式的变频调光。当所述第一基准电压Vcom位于第一区间时，通过调节调光信号去调节延时时间Tdelay，以调节平均输出电流；当所述第一基准电压位于第二区间和第三区间时，通过调节调光信号去调节第二基准电压VREF，以调节平均输出电流。

图4示意了本发明调光电路另一种波形图，其与图3的区别仅在于，图4示意了两种调光方式的组合，第一基准电压Vcom不存在第二区间，只有第一区间和第三区间，调光电路不需要限频。当第一基准电压Vcom小于第一阈值Vcom1时，第一基准电压Vcom位于第一区间，第二基准电压VREF不变，延时时间Tdelay与第一基准电压Vcom变化趋势相反；第一基准电压Vcom位于第三区间，第二基准电压VREF与第一基准电压Vcom变化趋势相同，延时时间Tdelay不变。

虽然以上将实施例分开说明和阐述，但涉及部分共通之技术，在本领域普通技术人员看来，可以在实施例之间进行替换和整合，涉及其中一个实施例未明确记载的内容，则可参考有记载的另一个实施例。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种调光电路，其特征在于：所述调光电路根据接收的调光信号和表征电感电流平均值的平均信号，得到第一基准电压，根据所述第一基准电压调节延时时间和第二基准电压，所述延时时间为辅开关管关断至主开关管导通的时间，所述第二基准电压作为电感电流参考信号；所述调光电路具有以下任意一种调光方式，或者，以下任意两种调光方式的组合，或者，以下三种调光方式的组合：

第一种调光方式，所述第二基准电压不变，所述延时时间与所述第一基准电压的变化趋势相反；

第二种调光方式，所述第二基准电压与所述第一基准电压的变化趋势相同，所述延时时间与所述第一基准电压的变化趋势相反；

第三种调光方式，所述第二基准电压与所述第一基准电压的变化趋势相同，所述延时时间保持不变。

2.根据权利要求1所述的调光电路，其特征在于：在第三种调光方式下，所述调光电路工作于连续导通模式或者临界导通模式。

3.根据权利要求2所述的调光电路，其特征在于：

当所述第一基准电压位于第一区间时，所述调光电路使用第一种调光方式；

当所述第一基准电压位于第三区间时，所述调光电路使用第三种调光方式。

4.根据权利要求3所述的调光电路，其特征在于：所述第一基准电压还存在第二区间，所述第二区间位于所述第一区间和所述第三区间之间，当所述第一基准电压位于所述第二区间时，所述调光电路使用第二种调光方式。

5.根据权利要求4所述的调光电路，其特征在于：

当所述第一基准电压小于第一阈值时，所述第一基准电压位于所述第一区间，开关周期大于第一时间；

当所述第一基准电压大于等于第一阈值，且主开关管导通时间和辅开关管导通时间之和小于第一时间时，所述第一基准电压位于所述第二区间，通过减小延时时间使得开关周期等于第一时间；

当所述第一基准电压大于等于第一阈值，且主开关管导通时间和辅开关管导通时间之和大于等于第一时间时，所述第一基准电压位于所述第三区间。

6.根据权利要求5所述的调光电路，其特征在于：当所述第一基准电压位于所述第一区间时，通过调节所述调光信号去调节所述延时时间，以调节平均输出电流；当所述第一基准电压位于所述第二区间时，通过调节所述调光信号去调节所述第二基准电压和所述延时时间，以调节平均输出电流；当所述第一基准电压位于所述第三区间，通过调节所述调光信号去调节所述第二基准电压，以调节平均输出电流。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的调光电路，其特征在于：所述调光电路包括第一控制电路，所述第一控制电路接收所述调光信号，输出第一电压，所述调光信号为模拟信号或者PWM信号，所述第一电压与所述模拟信号或者PWM信号占空比的变化趋势相同，根据所述第一电压和所述平均信号，得到所述第一基准电压。

8.根据权利要求7所述的调光电路，其特征在于：所述调光电路还包括第二控制电路，所述第二控制电路接收表征电感电流的采样信号，输出所述平均信号。

9.根据权利要求8所述的调光电路，其特征在于：所述调光电路还包括第一运放和第一电容，所述第一运放第一输入端接收所述第一电压，其第二输入端接收所述平均信号，其输出端输出所述第一基准电压；所述第一电容第一端连接所述第一运放输出端，其第二端接地。

10.根据权利要求9所述的调光电路，其特征在于：所述调光电路还包括第三控制电路，所述第三控制电路接收所述第一基准电压和第一阈值，输出所述第二基准电压。

11.根据权利要求10所述的调光电路，其特征在于：所述调光电路还包括延时电路，所述延时电路接收所述第一基准电压、第一阈值、第一时间和主开关管导通时间和辅开关管导通时间之和，输出所述延时时间。

12.根据权利要求11所述的调光电路，其特征在于：所述调光电路还包括比较器、过零检测电路和驱动电路，所述比较器第一输入端接收第二基准电压，第二输入端接收表征电感电流的采样信号，输出比较信号；所述过零检测电路接收所述采样信号，输出关断控制信号；所述驱动电路接收所述延时时间、所述比较信号和所述关断控制信号，输出驱动信号驱动主开关管和辅开关管通断；当所述采样信号达到所述第二基准电压时，所述比较信号控制主开关管关断、辅开关管导通，所述关断控制信号控制辅开关管关断，所述延时时间控制主开关管导通。

13.一种LED控制电路，其特征在于：包括权利要求1-12任意一种所述的调光电路。

14.一种调光方法，其特征在于：根据接收的调光信号和表征电感电流平均值的平均信号，得到第一基准电压，根据第一基准电压调节延时时间和第二基准电压，所述延时时间为辅开关管关断至主开关管导通的时间，所述第二基准电压作为电感电流参考信号；调光电路具有以下任意一种调光方式，或者，以下任意两种调光方式的组合，或者，以下三种调光方式的组合：

第一种调光方式，所述第二基准电压不变，所述延时时间与所述第一基准电压的变化趋势相反；

第二种调光方式，所述第二基准电压与所述第一基准电压的变化趋势相同，所述延时时间与所述第一基准电压的变化趋势相反；

第三种调光方式，所述第二基准电压与所述第一基准电压的变化趋势相同，所述延时时间保持不变。

15.根据权利要求14所述的调光方法，其特征在于：第三种调光方式下，所述调光电路工作于连续导通模式或者临界导通模式。