CN109195274B - 避免ovp误触发的dim调光电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种避免OVP误触发的DIM调光电路，通过增大退磁时间，使LED的电流变小，实现模拟调光功能的同时，保持ISEN采样电压不变，则IL的峰值电流就不变，这样就可以做到OVP功能不受影响。该避免OVP误触发的DIM调光电路具有设计科学、实用性强、结构简单、稳定性强的优点。
Description
技术领域
本发明涉及LED调光领域，具体的说，涉及了一种避免OVP误触发的DIM调光电路。
背景技术
目前在市面上出现的DIM调光功能芯片，大部分都是直接调整ISEN口的采样电压，这样的电路实现起来比较简单，但是目前实际应用上都需要带有OVP功能的非隔离LED驱动电路，目前市面上的OVP功能都是检测系统的退磁时间来实现的，如图1所示，而退磁时间与LED的电流、电感电流、ISEN口采样电压都是有直接关系的，调整ISEN口的采样电压来实现DIM调光功能，会导致OVP误触发，使用不方便。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、实用性强、结构简单、稳定性强的避免OVP误触发的DIM调光电路。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种避免OVP误触发的DIM调光电路，线性电压转换电路的输入端和DIM控制模块的输入端分别接收DIM调光信号，DIM控制模块输出CON信号和SD信号，线性电压转换电路的输出端连接运放U2的同相输入端，运放U2的输出端连接MOS管N5的栅极，MOS管N5的源极通过电阻R2接地，运放U2的反相输入端连接MOS管N5的源极，MOS管N5的漏极连接MOS管P5的漏极，MOS管P5的源极和MOS管P6的源极分别连接电源VCC，MOS管P5的栅极和MOS管P6的栅极分别连接MOS管N5的漏极，MOS管P6的漏极分别连接MOS管N3的漏极、MOS管N3的栅极和MOS管N4的栅极，MOS管N3的源极和MOS管N4的源极分别接地，MOS管N4的漏极连接MOS管P4的漏极；运放U1的同相输入端连接基准电压VREF，运放U1的输出端连接MOS管N6的栅极，MOS管N6的源极通过电阻R1接地，运放U1的反相输入端连接MOS管N6的源极，MOS管N6的漏极连接MOS管P3的漏极，MOS管P3的源极、MOS管P4的源极和MOS管P2的源极分别连接电源VCC，MOS管P3的栅极、MOS管P4的栅极和MOS管P2的栅极分别连接MOS管N6的漏极，MOS管P4的漏极连接MOS管P1的源极，MOS管P2的源极还连接MOS管P1的源极，MOS管P2的漏极连接线性电压转换电路；芯片控制信号DRV分别控制连接MOS管P1的栅极、MOS管N1的栅极和或门U4的一个输入端，MOS管P1的漏极连接MOS管N1的漏极并通过施密特触发器SMT连接或门U4的另一个输入端，或门U4的输出端连接与门U5的一个输入端，CON信号输入与门U5的另一个输入端，与门U5的输出端连接与门U6的一个输入端，与门U6的输出端通过非门U7输出信号DIM_TOFF，退磁结束信号DM连接与门U6的另一个输入端并通过非门U3连接MOS管N2的栅极，MOS管N2的漏极连接施密特触发器SMT的输入端，MOS管N2的源极接地。
基于上述，线性电压转换电路中MOS管N7的漏极、MOS管P7的源极、MOS管P8的源极、MOS管P11的源极和MOS管P12的源极分别连接电源VCC，MOS管P7的漏极还连接MOS管P2的漏极，MOS管N7的栅极和MOS管N8的栅极分别连接MOS管N7的漏极，MOS管N7的源极和MOS管N8的源极分别接地，MOS管N8的漏极连接MOS管P7的漏极，MOS管P7的栅极和MOS管P8的栅极分别连接MOS管P7的漏极，MOS管P8的漏极通过电阻R4连接MOS管P9的漏极并通过电阻R5连接MOS管P10的漏极，MOS管P9的栅极连接基准电压VREF2，MOS管P9的源极连接MOS管N9的漏极，MOS管N9的源极接地，MOS管N9的栅极连接MOS管P9的源极，MOS管P10的栅极连接DIM信号，MOS管P10的源极连接MOS管N10的漏极，MOS管N10的栅极和MOS管N11的栅极分别连接MOS管P10的源极，MOS管N10的源极和MOS管N11的源极分别接地，MOS管N11的漏极连接MOS管P11的漏极，MOS管P11的栅极和MOS管P12的栅极分别连接MOS管P11的漏极，MOS管P12的漏极连接MOS管N12的漏极，MOS管N12的栅极连接使能信号EN，MOS管N12的源极通过电阻R3接地，MOS管N12的源极作为线性电压转换电路的输出端。
基于上述，DIM控制模块包括比较器U31和比较器U32，比较器U31的同相输入端和比较器U32的同相输入端分别连接DIM信号，比较器U31的反相输入端连接1V基准电源，比较器U32的反相输入端连接3V基准电源，比较器U31的输出端输出SD信号，比较器U32的输出端通过非门输出CON信号。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明通过增大退磁时间，使LED的电流变小，实现模拟调光功能的同时，保持ISEN采样电压不变，则IL的峰值电流就不变，这样就可以做到OVP功能不受影响，其具有设计科学、实用性强、结构简单、稳定性强的优点。
附图说明
图1是现有技术调光芯片的结构示意图。
图2是本发明DIM调光电路的电路结构示意图。
图3是本发明线性电压转换电路的电路结构示意图。
图4是本发明DIM控制模块的电路结构示意图。
图5是现有技术无线性调光的电感电流波形示意图。
图6是本发明DIM线性调光的电感电流波形示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
如图1、图2、图3和图4所示，一种避免OVP误触发的DIM调光电路，线性电压转换电路的输入端和DIM控制模块的输入端分别接收DIM调光信号，DIM控制模块输出CON信号和SD信号，线性电压转换电路的输出端连接运放U2的同相输入端，运放U2的输出端连接MOS管N5的栅极，MOS管N5的源极通过电阻R2接地，运放U2的反相输入端连接MOS管N5的源极，MOS管N5的漏极连接MOS管P5的漏极，MOS管P5的源极和MOS管P6的源极分别连接电源VCC，MOS管P5的栅极和MOS管P6的栅极分别连接MOS管N5的漏极，MOS管P6的漏极分别连接MOS管N3的漏极、MOS管N3的栅极和MOS管N4的栅极，MOS管N3的源极和MOS管N4的源极分别接地，MOS管N4的漏极连接MOS管P4的漏极；运放U1的同相输入端连接基准电压VREF，运放U1的输出端连接MOS管N6的栅极，MOS管N6的源极通过电阻R1接地，运放U1的反相输入端连接MOS管N6的源极，MOS管N6的漏极连接MOS管P3的漏极，MOS管P3的源极、MOS管P4的源极和MOS管P2的源极分别连接电源VCC，MOS管P3的栅极、MOS管P4的栅极和MOS管P2的栅极分别连接MOS管N6的漏极，MOS管P4的漏极连接MOS管P1的源极，MOS管P2的源极还连接MOS管P1的源极，MOS管P2的漏极连接线性电压转换电路；芯片控制信号DRV分别控制连接MOS管P1的栅极、MOS管N1的栅极和或门U4的一个输入端，MOS管P1的漏极连接MOS管N1的漏极并通过施密特触发器SMT连接或门U4的另一个输入端，或门U4的输出端连接与门U5的一个输入端，CON信号输入与门U5的另一个输入端，与门U5的输出端连接与门U6的一个输入端，与门U6的输出端通过非门U7输出信号DIM_TOFF，退磁结束信号DM连接与门U6的另一个输入端并通过非门U3连接MOS管N2的栅极，MOS管N2的漏极连接施密特触发器SMT的输入端，MOS管N2的源极接地。
VREF是内部产生的基准，本实施例中设定为0.4V，并通过运放U1和电阻R1来产生一个恒流源，MOS管P3和MOS管P4的宽长比的比例为K，通过MOS管P3和MOS管P4的比例电流源作用产生电流I1，则在本实施例中K＝1，则同时设定比例电流源使I1＝I4。I4电流输入线性电压转换电路，并将DIM电压从1V到3V转换到0V到0.4V，并记为V1，然后通过运放U2和电阻R2转换成电流，MOS管P5和MOS管P6的宽长比比例为N:1，MOS管N3和MOS管N4的宽长比比例为M:1，则电流I2为本实施例中设置N＝M＝1,则I1是一个固定电流源，而I2则是一个随着DIM调光信号电压成比例的可变电流源。I3的电流为I3＝I1-I2，那么I3的电流变化范围为0～I1。
DIM控制模块用于控制DIM调光模块的启用和关闭，当DIM输入口小于1V，SD信号会关闭整个LED系统，使LED无电流输出。当DIM信号大于3V，CON信号关闭DIM模块，系统处于无调光工作模式，当DIM信号在1V和3V之间变化，则DIM调光模块工作，LED处于线性调光状态。其中DM是系统的退磁结束信号，当DIM输入信号大于3V的情况下，线性调光的功能被屏蔽掉，则输出的DIM_TOFF信号等于DM信号，系统处于BCM工作模型，系统正常退磁，如图5所示，是无DIM调光的情况下的波形。DRV是系统的驱动信号，当DRV为高电位则系统处于正激状态，电感充电，当DRV为低电位，则电感开始放电，进入退磁模式。系统首先进入正常的退磁模式，此时DM为低电位，电容C1的电压被拉到低电位，同时DIM调光模块被屏蔽不工作。当正常的退磁功能结束，如果此时DIM调光信号电压在1V～3V之间，则CON输出为高电位，DIM调光模块开始工作，此时电流I3和I5对电容开始充电，当电容C1的电压达到施密特触发器SMT的触发电压，则DIM_TOFF输出为高电位，退磁结束，开始下一个工作周期，如此反复。DIM工作模式下的波形图，如图6所示。TOFF1是正常情况下的退磁时间，TOFF2是DIM调光模块增加的退磁时间，当DIM电压从3V变到1V，则TOFF2从小变到大，则IL的退磁时间变大，那么LED的电流就会变小，实现了模拟调光的功能，同时由于保持了ISEN采样电压的不变，则IL的峰值电流就不变，这样就可以做到OVP功能不受影响。I5的电流是用于实现最大退磁时间，当I3电流为0，则只有I5对电容充电，此时为最小充电电流，这样就可以保持一个最大的退磁时间，在本实施例中设定最大退磁时间为300us，确保系统不会因为退磁时间太长从而引起一系列不稳地现象。
OVP电压的计算公式为Vovp＝(L*IL*Rovp)/K1，其中L为系统的电感，IL为峰值电流，Rovp为OVP电阻，K1是一个常数，本实施例中K1＝164。由于L、Rovp为固定值，峰值电流不便，则系统的OVP电压不变。如果改变采样电压，则IL电流会跟随改变，那么OVP电压也随之改变，这样OVP电压就会不受控制，导致系统LED灯闪烁。通过增大退磁时间，使峰值电流IP保持不变，则OVP电压就不会改变。
优选地，线性电压转换电路中MOS管N7的漏极、MOS管P7的源极、MOS管P8的源极、MOS管P11的源极和MOS管P12的源极分别连接电源VCC，MOS管P7的漏极还连接MOS管P2的漏极，MOS管N7的栅极和MOS管N8的栅极分别连接MOS管N7的漏极，MOS管N7的源极和MOS管N8的源极分别接地，MOS管N8的漏极连接MOS管P7的漏极，MOS管P7的栅极和MOS管P8的栅极分别连接MOS管P7的漏极，MOS管P8的漏极通过电阻R4连接MOS管P9的漏极并通过电阻R5连接MOS管P10的漏极，MOS管P9的栅极连接基准电压VREF2，MOS管P9的源极连接MOS管N9的漏极，MOS管N9的源极接地，MOS管N9的栅极连接MOS管P9的源极，MOS管P10的栅极连接DIM信号，MOS管P10的源极连接MOS管N10的漏极，MOS管N10的栅极和MOS管N11的栅极分别连接MOS管P10的源极，MOS管N10的源极和MOS管N11的源极分别接地，MOS管N11的漏极连接MOS管P11的漏极，MOS管P11的栅极和MOS管P12的栅极分别连接MOS管P11的漏极，MOS管P12的漏极连接MOS管N12的漏极，MOS管N12的栅极连接使能信号EN，MOS管N12的源极通过电阻R3接地，MOS管N12的源极作为线性电压转换电路的输出端。
线性电压转换电路主要是把DIM调光信号的电压1～3V，转换到0～0.4V，同时设置I4＝I1，R3＝R1＝R2，设定此电路的宽长比比例如下，MOS管N7/MOS管N8＝1，MOS管P7/MOS管P8＝1，MOS管N10/MOS管N11＝1，MOS管P11/MOS管P12＝1，VREF2电压为2V，调整R4和R5的电阻使得此OTA的线性范围为1V～3V,这样当DIM＝1V的情况，则I6＝0，V1＝0V，当DIM电压为3V的情况，则I6＝I4，那么V1就会和VREF相等。
实际中，DIM控制模块包括比较器U31和比较器U32，比较器U31的同相输入端和比较器U32的同相输入端分别连接DIM信号，比较器U31的反相输入端连接1V基准电源，比较器U32的反相输入端连接3V基准电源，比较器U31的输出端输出SD信号，比较器U32的输出端通过非门输出CON信号。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (3)
1.一种避免OVP误触发的DIM调光电路，其特征在于：线性电压转换电路的输入端和DIM控制模块的输入端分别接收DIM调光信号，DIM控制模块输出CON信号和SD信号，线性电压转换电路的输出端连接运放U2的同相输入端，运放U2的输出端连接MOS管N5的栅极，MOS管N5的源极通过电阻R2接地，运放U2的反相输入端连接MOS管N5的源极，MOS管N5的漏极连接MOS管P5的漏极，MOS管P5的源极和MOS管P6的源极分别连接电源VCC，MOS管P5的栅极和MOS管P6的栅极分别连接MOS管N5的漏极，MOS管P6的漏极分别连接MOS管N3的漏极、MOS管N3的栅极和MOS管N4的栅极，MOS管N3的源极和MOS管N4的源极分别接地，MOS管N4的漏极连接MOS管P4的漏极；运放U1的同相输入端连接基准电压VREF，运放U1的输出端连接MOS管N6的栅极，MOS管N6的源极通过电阻R1接地，运放U1的反相输入端连接MOS管N6的源极，MOS管N6的漏极连接MOS管P3的漏极，MOS管P3的源极、MOS管P4的源极和MOS管P2的源极分别连接电源VCC，MOS管P3的栅极、MOS管P4的栅极和MOS管P2的栅极分别连接MOS管N6的漏极，MOS管P4的漏极连接MOS管P1的源极，MOS管P2的源极还连接MOS管P1的源极，MOS管P2的漏极连接线性电压转换电路；芯片控制信号DRV分别控制连接MOS管P1的栅极、MOS管N1的栅极和或门U4的一个输入端，MOS管P1的漏极连接MOS管N1的漏极并通过施密特触发器SMT连接或门U4的另一个输入端，或门U4的输出端连接与门U5的一个输入端，CON信号输入与门U5的另一个输入端，与门U5的输出端连接与门U6的一个输入端，与门U6的输出端通过非门U7输出信号DIM_TOFF，退磁结束信号DM连接与门U6的另一个输入端并通过非门U3连接MOS管N2的栅极，MOS管N2的漏极连接施密特触发器SMT的输入端，MOS管N2的源极接地。
2.根据权利要求1所述的避免OVP误触发的DIM调光电路，其特征在于：线性电压转换电路中MOS管N7的漏极、MOS管P7的源极、MOS管P8的源极、MOS管P11的源极和MOS管P12的源极分别连接电源VCC，MOS管P7的漏极还连接MOS管P2的漏极，MOS管N7的栅极和MOS管N8的栅极分别连接MOS管N7的漏极，MOS管N7的源极和MOS管N8的源极分别接地，MOS管N8的漏极连接MOS管P7的漏极，MOS管P7的栅极和MOS管P8的栅极分别连接MOS管P7的漏极，MOS管P8的漏极通过电阻R4连接MOS管P9的漏极并通过电阻R5连接MOS管P10的漏极，MOS管P9的栅极连接基准电压VREF2，MOS管P9的源极连接MOS管N9的漏极，MOS管N9的源极接地，MOS管N9的栅极连接MOS管P9的源极，MOS管P10的栅极连接DIM信号，MOS管P10的源极连接MOS管N10的漏极，MOS管N10的栅极和MOS管N11的栅极分别连接MOS管P10的源极，MOS管N10的源极和MOS管N11的源极分别接地，MOS管N11的漏极连接MOS管P11的漏极，MOS管P11的栅极和MOS管P12的栅极分别连接MOS管P11的漏极，MOS管P12的漏极连接MOS管N12的漏极，MOS管N12的栅极连接使能信号EN，MOS管N12的源极通过电阻R3接地，MOS管N12的源极作为线性电压转换电路的输出端。
3.根据权利要求1所述的避免OVP误触发的DIM调光电路，其特征在于：DIM控制模块包括比较器U31和比较器U32，比较器U31的同相输入端和比较器U32的同相输入端分别连接DIM信号，比较器U31的反相输入端连接1V基准电源，比较器U32的反相输入端连接3V基准电源，比较器U31的输出端输出SD信号，比较器U32的输出端通过非门输出CON信号。
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