CN109548244A - 调光接口控制电路及方法、led驱动系统、芯片及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种调光接口控制电路及方法、LED驱动系统、芯片及方法，只需要一个接口就能兼容PWM调光和模拟调光，无需两个端口，也无需额外的外置滤波电容，成本低；本发明将接收到的PWM信号或模拟信号均处理成脉宽调制信号，通过脉宽方式斩波恒流基准电压，调光精度高、调光深度大、批量一致性好。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及适用于AC/DC开关电源及其控制系统的调光接口控制电路及方法、LED驱动系统、芯片及方法。
背景技术
“可调光”是LED光源相对于传统光源很重要的一项优势，精确控制LED光源的发光强度，可以营造出不同的氛围，满足人们对照明的多样需求。实现LED调光有两种最常见的方式：模拟调光(Analog Dimming)与脉冲宽度调制调光(PWM Dimming)。Analog调光通过改变LED光源的电流幅值来调整光源的亮度，电流越大，LED光源越亮，电流越小，LED光源越暗。PWM调光是利用脉宽调制信号反复地开/关(ON/OFF)LED驱动器，来调节LED光源的平均电流。
现有的调光技术分为：1)单独的PWM调光；2)单独的Analog调光；3)PWM调光和Analog调光都有，但是分为不同的接口；4)PWM调光和Analog调光都有，且共用同一个接口，但是两种调光信号经过处理后分成两种无关联的控制信号，只能分别控制，Analog信号处理成DC直流信号调制恒流基准信号Vref_CC，或者补偿输出电流的采样反馈值，PWM信号直接控制功率晶体管(Power MOS)。
对应的技术问题：上述调光技术1)和2)都针对单独的调光方式，不能兼容两种，适用范围小；上述调光技术3)需要多一个接口，且PWM调光时，需要在模拟调光的接口增加一个外置的滤波电容，滤波成DC直流信号再去调制恒流基准信号Vref_CC，或者补偿输出电流的采样反馈值，等效于Analog调光，因此成本高，调光精度也不高；上述调光技术4)虽然只需一个接口，但是两种调光信号是分别控制的，而PWM调光方式无法在单级高功率因数(Power Factor，以下简称PF)的平均恒流中应用。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有调光技术中存在的技术问题，提供一种调光接口控制电路及方法、LED驱动系统、芯片及方法，只需要一个接口就能兼容PWM调光和Analog调光，且可以实现很高的调光精度、调光深度和批量一致性。
为实现上述目的，本发明提供了一种调光接口控制电路，所述调光接口控制电路用于通过一个调光接口接收调光输入信号，以及生成固定频率和占空比的三角波信号，根据所述调光输入信号和至少一个参考阈值生成调光基准信号，并将所述调光基准信号与所述三角波信号进行比较，输出具有相应占空比的调光输出信号，其中，所述调光输入信号为PWM信号或模拟信号。
为实现上述目的，本发明还提供了一种调光接口控制方法，所述方法包括步骤：(1)通过一个调光接口接收调光输入信号，以及生成固定频率和占空比的三角波信号，其中，所述调光输入信号为PWM信号或模拟信号；(2)根据所述调光输入信号和至少一个参考阈值生成调光基准信号；(3)将所述调光基准信号与所述三角波信号进行比较，输出具有相应占空比的调光输出信号。
为实现上述目的，本发明还提供了一种LED驱动系统，所述系统包括交流电源、整流桥堆、母线电容、功率转换装置、开关装置、LED驱动电路以及LED负载，所述交流电源经过所述整流桥堆和所述母线电容整流滤波后接入所述功率转换装置向所述LED负载供电，所述开关装置分别接入所述LED驱动电路以及所述功率转换装置，所述LED驱动电路具有一个调光接口；所述系统进一步包括调光接口控制电路；所述调光接口控制电路用于通过所述调光接口接收调光输入信号，以及生成固定频率和占空比的三角波信号，根据所述调光输入信号和至少一个参考阈值生成调光基准信号，并将所述调光基准信号与所述三角波信号进行比较，输出具有相应占空比的调光输出信号，其中，所述调光输入信号为PWM信号或模拟信号；所述LED驱动电路用于分别接收基准电压以及所述调光输出信号，生成开关控制信号并输出，以控制所述开关装置的导通或者关断状态。
为实现上述目的，本发明还提供了一种LED驱动芯片，所述LED驱动芯片包括调光接口控制电路及LED驱动电路，所述LED驱动电路具有一个调光接口；所述调光接口控制电路用于通过所述调光接口接收调光输入信号，以及生成固定频率和占空比的三角波信号，根据所述调光输入信号和至少一个参考阈值生成调光基准信号，并将所述调光基准信号与所述三角波信号进行比较，输出具有相应占空比的调光输出信号至所述LED驱动电路，其中，所述调光输入信号为PWM信号或模拟信号；所述LED驱动电路用于分别接收基准电压以及所述调光输出信号，生成开关控制信号并输出，以控制与其相连的开关装置的导通或者关断状态。
为实现上述目的，本发明还提供了一种LED驱动方法，应用于LED驱动系统，所述的LED驱动方法包括步骤：通过一个调光接口接收调光输入信号，以及生成固定频率和占空比的三角波信号，根据所述调光输入信号和至少一个参考阈值生成调光基准信号，并将所述调光基准信号与所述三角波信号进行比较，输出具有相应占空比的调光输出信号，其中，所述调光输入信号为PWM信号或模拟信号；根据所述调光输出信号以及基准电压生成开关控制信号，控制开关装置的导通或者关断状态。
本发明的优点在于：本发明调光接口控制电路只需要一个接口就能兼容PWM调光和模拟调光，无需两个端口，也无需额外的外置滤波电容，成本低；本发明将接收到的PWM信号或Analog信号均处理成具有相应占空比的脉宽调制信号，通过脉宽方式斩波恒流基准电压，调光精度高、调光深度大、批量一致性好。本发明调光接口控制电路可以适用于AC/DC开关电源以及DC/DC开关电源，也可用于智能调光行业，还可用于电风扇等其它需要调控的行业。本发明调光接口控制电路可以应用于恒流应用，还可以应用到需要调电压的恒压应用等其它需要通过脉宽方式斩波的应用中，使用范围广泛，利于推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1，本发明调光接口控制电路的架构示意图；
图2A，本发明调光接口控制电路第一实施例的电路示意图；
图2B为图2A所示电路的PWM调光的调光原理波形图；
图2C为图2A所示电路的模拟调光的调光原理波形图；
图2D为图2A所示电路的模拟调光的调光效果示意图；
图3A，本发明调光接口控制电路第二实施例的电路示意图；
图3B为图3A所示电路的PWM调光的调光原理波形图；
图3C为图3A所示电路的模拟调光的调光原理波形图；
图3D为图3A所示电路的模拟调光的调光效果示意图；
图4，本发明调光接口控制方法的流程图；
图5A，本发明LED驱动系统的架构示意图；
图5B为图5A中基准产生模块的实施例的电路示意图；
图5C为图5A中补偿信号产生模块的实施例的电路示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书以及附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应当理解，这样描述的对象在适当情况下可以互换。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排它的包含。
本发明调光接口控制电路，通过接收至少一个参考阈值，以及通过一个调光接口接收调光输入信号，根据调光输入信号和至少一个参考阈值生成调光基准信号，并将调光基准信号与三角波信号进行比较，即可输出具有相应占空比的调光输出信号。调光输入信号可以是PWM信号，也可以是模拟直流(Analog DC)信号。其中，PWM信号的高电平需大于三角波信号的上限值，PWM信号的低电平需小于所有参考阈值中的最小值，且其从低电平到高电平的上升时间小于预设上升延迟时间(即PWM信号的上升和下降沿的斜率要大于一定预设值)。调光输出信号可以直接用于对恒流基准电压进行斩波，获取经过调光输出信号调制以后的基准参考电压，从而实现调光。本发明调光接口控制电路只需要一个接口就能兼容PWM调光和模拟调光，无需两个端口，也无需额外的外置滤波电容，成本低；本发明将接收到的PWM信号或Analog信号均处理成具有相应占空比的脉宽调制信号，通过脉宽方式斩波恒流基准电压，调光精度高、调光深度大、批量一致性好。本发明调光接口控制电路可以适用于AC/DC开关电源以及DC/DC开关电源，也可用于智能调光行业，如适用于单级高PF以及低PF调光控制应用，还可用于电风扇等其它需要调控的行业。本发明调光接口控制电路可以应用于恒流应用，还可以应用到需要调电压的恒压应用等其它需要通过脉宽方式斩波的应用中，使用范围广泛，利于推广。
参考图1，本发明调光接口控制电路的架构示意图。所述的调光接口控制电路10与调光接口11连接，用于接收调光输入信号DIM_in，并经过处理后生成调光输出信号DIM_out后输出。具体的，调光接口控制电路10包括三角波产生单元101、第一比较单元102、控制信号生成单元103、信号选择输出单元104以及第二比较单元105。
三角波产生单元101，用于生成固定频率和占空比的三角波信号SAW并输出。其中，三角波信号SAW的上限值(最高电压)为Vsaw_max，下限值(最小电压)为Vsaw_min。三角波产生单元105可以通过常规的采样电流和电容的方式实现，也可以采用其它的电路实现，在此不做具体的限制，只需要设定其最高电压和最小电压即可。
第一比较单元102与调光接口11连接，用于将调光输入信号DIM_in与至少一个参考阈值进行比较并输出调光控制信号，其中，所有参考阈值中的最大值小于三角波信号SAW的上限值Vsaw_max。调光输入信号DIM_in可以是PWM信号，也可以是模拟信号(例如模拟直流信号Analog DC)。其中，PWM信号的高电平需大于三角波信号SAW的上限值Vsaw_max，PWM信号的低电平需小于所有参考阈值中的最小值，且其从低电平到高电平的上升时间小于预设上升延迟时间Td_rise(即上升和下降沿的斜率要大于一定预设值)。参考阈值可以人为设定或由调光接口控制电路10内部产生。
在具体的实现方式中，可以将调光输入信号DIM_in分别与至少2个参考阈值(可参看后续图2A-2D对应描述)进行比较，实现迟滞的效果，例如可以采用普通比较器、施密特触发器或特定反相器等实现。有些迟滞比较器(或施密特触发器)在电路上只需要一个外置的输入基准，就可以实现迟滞的效果，因此，参考阈值也可以仅设置一个。也可以采用单个普通比较器(或特定反相器)将调光输入信号DIM_in与一个参考阈值进行比较，此时调光接口控制电路10不具备迟滞的效果。
控制信号生成单元103与第一比较单元102连接，用于根据调光控制信号进行逻辑运算后输出逻辑控制信号。
在具体的实现方式中，可以对一对互反的调光控制信号进行逻辑运算后输出两组互反的逻辑控制信号(可参看后续图2A-2D对应描述)，从而可以实现控制3个或以上调光基准信号的择一输出。还可以对一个调光控制信号进行逻辑运算后输出一组互反的逻辑控制信号(可参看后续图3A-3D对应描述)，从而可以实现控制2个调光基准信号的择一输出。
信号选择输出单元104，用于根据逻辑控制信号选择输出调光基准信号DIM_clamp，其中，调光基准信号DIM_clamp可以为调光输入信号DIM_in或参考阈值或设定电压值。其中，设定电压值不同于参考阈值，其小于三角波信号的下限值Vsaw_min，例如可以是接地电压值。
在具体的实现方式中，可以通过接收至少一个参考阈值，根据逻辑控制信号选择调光输入信号或至少一个参考阈值输出。也可以通过接收设定电压值，根据逻辑控制信号选择调光输入信号或设定电压值输出。
第二比较单元105，用于将调光基准信号DIM_clamp与三角波信号SAW进行比较后输出具有相应占空比D的调光输出信号DIM_out。调光输出信号DIM_out为一脉冲宽度调制信号，可以直接用于对恒流基准电压Vref_CC进行脉宽方式斩波，可以几乎无损的得到调制以后的基准参考电压Vref_DIM＝Vref_CC*Ddim_o＝Vref_CC*DDIM_clamp＝Vref_CC*DDIM_in，其中DDIM_in为调光输入信号为PWM信号时的占空比值，DDIM_clamp为调光基准信号的占空比值，这样就可以得到高精度的PWM调光性能，从而实现很高的调光精度、调光深度和批量一致性。
在一实施例中，调光接口控制电路还可以包括削峰单元(未示于图中)，削峰单元与调光接口11相连，用于接收调光输入信号DIM_in进行削峰后输出削峰后的调光输入信号。此时，调光基准信号DIM_clamp可以为削峰后的调光输入信号或参考阈值或设定电压值。由于一般调光输入信号DIM_in会比较高，所以需要设置削峰电路将调光输入信号DIM_in削峰到预设电压之后再进行后续处理。预设电压可以比电源电压VDD小，也可以略大于电源电压VDD，但是预设电压一定要大于三角波信号SAW的上限值Vsaw_max。对调光输入信号DIM_in进行削峰处理的目的是为了接收高压输入信号，将高压输入信号经过削峰后可以用低压器件进行后续的处理，从而节省芯片面积或者降低对内部器件的要求。调光输入信号DIM_in也可以不经过处理直接进行后续的处理。
当调光输入信号DIM_in为PWM信号时，调光基准信号DIM_clamp与PWM信号的占空比相同，调光输出信号DIM_out与PWM信号同频率同占空比。即，PWM调光时，得到的是几乎无损的同频率同占空比的调光输出信号DIM_out。其中，PWM信号的高电平大于三角波信号的上限值Vsaw_max，PWM信号的低电平小于所有参考阈值中的最小值，PWM信号从低电平到高电平的上升时间小于预设上升延迟时间Td_rise，所有参考阈值中的最大值小于三角波信号的上限值Vsaw_max。由于调光输入信号DIM_in是一个其最大值可能经过嵌位处理的信号，因此调光基准信号DIM_clamp与PWM信号的幅值不一定一样。
当调光输入信号DIM_in为模拟信号时，调光基准信号DIM_clamp随模拟信号的变化而变化，调光输出信号DIM_out的占空比随模拟信号的变化而变化。即，Analog调光时，调光输入信号DIM_in会转换成固定频率的、占空比随着模拟信号变化的调光输出信号DIM_out。模拟信号在上升过程中和在下降过程中，低于预设占空比参考值的低占空比的嵌位位置可以做成一样，也可以做成不一样；嵌位位置不一样时，等效是调光输入信号在低占空比时存在一个迟滞，可以防止闪灯。
在一实施例中，参考阈值包括第一嵌位基准信号Vref21和第二嵌位基准信号Vref22，其中，第一嵌位基准信号Vref21小于三角波信号SAW的下限值Vsaw_min，三角波信号SAW的下限值Vsaw_min小于第二嵌位基准信号Vref22，第二嵌位基准信号Vref22小于三角波信号SAW的上限值Vsaw_max。当模拟信号小于第一嵌位基准信号Vref21时，调光基准信号DIM_clamp与模拟信号Vdim_in的幅值(指对地电压值)相同，调光输出信号DIM_out的占空比为0；当模拟信号Vdim_in处于上升阶段，并大于第一嵌位基准信号Vref21且小于第二嵌位基准信号Vref22时，调光基准信号DIM_clamp与第一嵌位基准信号Vref21的幅值相同，调光输出信号DIM_out的占空比为0；当模拟信号Vdim_in大于第二嵌位基准信号Vref22且小于三角波信号SAW的上限值Vsaw_max时，调光基准信号DIM_clamp与模拟信号Vdim_in的幅值相同，调光输出信号DIM_out的占空比Ddim_o为：Ddim_o＝(Vdim_in-Vsaw_min)/(Vsaw_max-Vsaw_min)；当模拟信号Vdim_in大于三角波信号SAW的上限值Vsaw_max时，调光基准信号DIM_clamp与模拟信号Vdim_in的幅值相同，调光输出信号DIM_out的占空比为100％；当模拟信号Vdim_in处于下降阶段，并大于第一嵌位基准信号Vref21且小于第二嵌位基准信号Vref22时，调光基准信号DIM_clamp与第二嵌位基准信号Vref22的幅值相同，调光输出信号DIM_out的占空比Ddim_o为：Ddim_o＝(Vref22-Vsaw_min)/(Vsaw_max-Vsaw_min)。
在一实施例中，参考阈值包括第一基准信号Vref31和第二基准信号Vref32，其中，三角波信号SAW的下限值Vsaw_min小于第二基准信号Vref32，第二基准信号Vref32小于第一基准信号Vref31，第一基准信号Vref31小于三角波信号SAW的上限值Vsaw_max。当模拟信号Vdim_in处于上升阶段并小于第一基准信号Vref31时，或处于下降阶段并小于第二基准信号Vref32时，调光基准信号DIM_clamp为设定电压值Vset(设定电压值Vset可以是小于三角波信号SAW的下限值Vsaw_min的电压值，例如可以是接地电压)，调光输出信号DIM_out的占空比为0；当模拟信号Vdim_in处于上升阶段并大于第一基准信号Vref31且小于三角波信号SAW的上限值Vsaw_max时，或处于下降阶段并大于第二基准信号Vref32且小于三角波信号SAW的上限值Vsaw_max时，调光基准信号DIM_clamp与模拟信号Vdim_in的幅值相同，调光输出信号DIM_out的占空比Ddim_o为：Ddim_o＝(Vdim_in-Vsaw_min)/(Vsaw_max-Vsaw_min)；当模拟信号Vdim_in大于三角波信号SAW的上限值Vsaw_max时，调光基准信号DIM_clamp与模拟信号Vdim_in的幅值相同，调光输出信号DIM_out的占空比为100％。由于第一比较单元102的延迟(delay)，因此在模拟信号Vdim_in处于上升阶段且大于第一基准信号Vref31后，延迟预设上升延迟时间Td_rise，调光基准信号DIM_clamp与模拟信号Vdim_in的幅值相同。
本发明所述的第一比较单元102、第二比较单元105、控制信号生成单元103以及信号选择输出单元104可以由包括逻辑器件的电路组成。具体的，逻辑器件包括但不限于：模拟逻辑器件和数字逻辑器件。其中，模拟逻辑器件用于处理模拟电信号的器件，其包括但不限于：比较器、与门、或门等一个或者多个逻辑器件的组合；数字逻辑器件用于处理由脉冲信号表示数字信号的器件，其包括但不限于：触发器、门电路、锁存器、选择器等一个或者多个逻辑器件的组合。
参考图2A-2D，其中，图2A为本发明调光接口控制电路第一实施例的电路示意图，图2B为图2A所示电路的PWM调光的调光原理波形图，图2C为图2A所示电路的模拟调光的调光原理波形图，图2D为图2A所示电路的模拟调光的调光效果示意图。
在本实施例中，第一比较单元102包括：第一子比较单元221和第二子比较单元222。第一子比较单元221和第二子比较单元222可以是逻辑结构器件组成的比较器等。第一子比较单元221的第一输入端接收第一参考阈值，其第二输入端接收调光输入信号DIM_in，其输出端输出第一调光控制信号DIM_low。第二子比较单元222的第一输入端接收调光输入信号，其第二输入端接收第二参考阈值，其输出端输出第二调光控制信号DIM_high。其中，第二调光控制信号DIM_high与第一调光控制信号DIM_low为一对互反的控制信号，第一调光控制信号DIM_low＝1时表示调光输入信号DIM_in相对当前比较基准(第一参考阈值)为低，第二调光控制信号DIM_high＝1时表示调光输入信号DIM_in相对当前比较基准(第二参考阈值)为高。其中，第一参考阈值为第一嵌位基准信号Vref21，第二参考阈值为第二嵌位基准信号Vref22，第一嵌位基准信号Vref21小于三角波信号SAW的下限值Vsaw_min，三角波信号SAW的下限值Vsaw_min小于第二嵌位基准信号Vref22，第二嵌位基准信号Vref22小于三角波信号SAW的上限值Vsaw_max。
在本实施例中，控制信号生成单元103包括：第一逻辑控制模块231和第二逻辑控制模块232。第一逻辑控制模块231，用于对第二调光控制信号DIM_high和第一调光控制信号DIM_low进行逻辑运算后，输出第一逻辑控制信号q1。进一步地，第一逻辑控制模块231分别接收第一调光控制信号DIM_low以及第二调光控制信号DIM_high，进行逻辑运算后生成第一调光控制信号的反相信号DIM_lowb以及第二调光控制信号的反相信号DIM_highb，并对第一调光控制信号的反相信号DIM_lowb以及第二调光控制信号的反相信号DIM_highb进行逻辑运算后，输出第一逻辑控制信号q1以及第一逻辑控制信号的反相信号q1_b后输出；第一逻辑控制模块231可以是逻辑结构器件组成的反相器、上升沿延时器以及与门等。第二逻辑控制模块232，用于对第二调光控制信号和第一调光控制信号进行逻辑运算后，输出第二逻辑控制信号。进一步地，第二逻辑控制模块232分别接收第一调光控制信号DIM_low以及第二调光控制信号DIM_high，对第一调光控制信号DIM_low进行逻辑运算后生成第一调光控制信号的反相信号DIM_lowb，对第一调光控制信号的反相信号DIM_lowb以及第二调光控制信号DIM_high进行逻辑运算后，生成第二逻辑控制信号q2以及第二逻辑控制信号的反相信号q2_b后输出；第二逻辑控制模块232可以是逻辑结构器件组成的反相器以及D锁存器等。
在本实施例中，信号选择输出单元104用于根据第一逻辑控制信号q1和第二逻辑控制信号q2选择调光输入信号DIM_in输出；或者，选择第一嵌位基准信号Vref21输出；或者，选择第二嵌位基准信号Vref22输出。进一步地，信号选择输出单元104可以根据第一逻辑控制信号q1选择调光输入信号DIM_in输出；或者，根据第一逻辑控制信号的反相信号q1_b以及第二逻辑控制信号的反相信号q2_b，选择第一嵌位基准信号Vref21输出；或者根据第一逻辑控制信号的反相信号q1_b以及第二逻辑控制信号q2，选择第二嵌位基准信号Vref22输出。信号选择输出单元104可以是传输门、模拟开关等具有选通作用的组件。
在一种实现方式中，信号选择输出单元104包括：第一选择输出模块241、第二选择输出模块242以及第三选择输出模块243，第一至第三选择输出模块241-243可以是传输门、模拟开关等具有选通作用的组件。第一选择输出模块241用于根据第一逻辑控制信号q1选择调光输入信号DIM_in输出至第二比较单元105的第一输入端。第二选择输出模块242用于根据第一逻辑控制信号的反相信号q1_b以及第二逻辑控制信号的反相信号q2_b，选择第一嵌位基准信号Vref21输出至第二比较单元105的第一输入端。第三选择输出模块243用于根据第一逻辑控制信号的反相信号q1_b以及第二逻辑控制信号q2，选择第二嵌位基准信号Vref22输出至第二比较单元105的第一输入端。在其他实现方式中，信号选择输出单元104可以包括两个输出模块，根据第一逻辑控制信号q1和第二逻辑控制信号q2选择调光输入信号DIM_in输出；或者，选择第一嵌位基准信号Vref21输出；或者，选择第二嵌位基准信号Vref22输出。
在本实施例中，第二比较单元105可以为一比较器，比较器的正向输入端接收调光基准信号DIM_clamp，其反向输入端接收三角波信号SAW，其输出端输出调光输出信号DIM_out。
如图2B所示PWM调光的调光原理波形图，当调光输入信号DIM_in是PWM信号时，由于其低电平小于第二嵌位基准信号Vref22，同时也小于第一嵌位基准信号Vref21，因此，在高电平时，分别通过第一子比较单元221和第二子比较单元222以后，分别得到第一调光控制信号DIM_low＝0和第二调光控制信号DIM_high＝1，进而得到第一逻辑控制信号q1＝0；在低电平时，分别通过第一子比较单元221和第二子比较单元222以后，分别得到第一调光控制信号DIM_low＝1和第二调光控制信号DIM_high＝0，进而得到第一逻辑控制信号q1＝0；由于第一子比较单元221和第二子比较单元222的延迟(delay)时间会有差异，因此在电平切换时存在短时间的第一逻辑控制信号q1的脉冲信号q1_p＝1，但是由于该短时间小于预设上升延迟时间Td_rise(Td_rise用于区别PWM调光与模拟调光，PWM调光时，q1_p的脉宽小于Td_rise，所以q1＝0)，所以当调光输入信号DIM_in是PWM信号时一直得到第一逻辑控制信号q1＝0，第一逻辑控制信号的反相信号q1_b＝1。因此第一选择输出模块241常通，调光基准信号DIM_clamp与调光输入信号DIM_in的幅值相同，调光基准信号DIM_clamp再与三角波信号SAW通过第二比较单元105，由于调光基准信号DIM_clamp与调光输入信号DIM_in的幅值相同，调光输入信号DIM_in的高电平大于三角波信号SAW的上限值Vsaw_max，其低电平小于三角波信号SAW的下限值Vsaw_min，所以调光输出信号DIM_out的频率和占空比与调光基准信号DIM_clamp的幅值相同(即与调光输入信号DIM_in的幅值相同)，除了各比较单元的一些延迟，输入的PWM信号几乎无损失的传递到调光输出信号DIM_out，再用调光输出信号DIM_out去斩波恒流基准电压Vref_CC，可以几乎无损的得到经过调光输出信号DIM_out调制以后的基准参考电压Vref_DIM＝Vref_CC*Ddim_o＝Vref_CC*DDIM_clamp＝Vref_CC*DDIM_in，其中DDIM_in为调光输入信号为PWM信号时的占空比值，DDIM_clamp为调光基准信号的占空比值，这样就可以得到高精度的PWM调光性能。
如图2C所示模拟调光的调光原理波形图，当调光输入信号DIM_in是模拟(Analog)信号时，假设调光输入信号DIM_in的电压Vdim_in从0V开始上升。
当Vdim_in<Vref21，则第一调光控制信号DIM_low＝1和第二调光控制信号DIM_high＝0，进而得到第一逻辑控制信号q1＝0和第二逻辑控制信号q2＝0，第一选择输出模块241开通，故调光基准信号DIM_clamp与调光输入信号DIM_in的幅值相同。由于Vdim_in<Vref21<Vsaw_min，因此调光输出信号DIM_out的电压Vdim_o＝0，其占空比Ddim_o＝0％。
当Vdim_in继续上升，且Vref21<Vdim_in<Vref22，则DIM_low＝0和DIM_high＝0，进而得到q1＝1和q2＝1，第二选择输出模块242开通，因此调光基准信号DIM_clamp与第一嵌位基准信号Vref21的幅值相同。又由于Vref21<Vsaw_min，因此Vdim_o＝0，其占空比Ddim_o＝0％。
当Vdim_in继续上升，且Vref22<Vdim_in<Vsaw_max，则DIM_low＝0和DIM_high＝1，进而得到q1＝0和q2＝0，第一选择输出模块241开通，因此调光基准信号DIM_clamp与调光输入信号DIM_in的幅值相同。又由于Vsaw_min<Vref22<Vdim_in<Vsaw_max，因此Vdim_o的占空比为：Ddim_o＝(Vdim_in-Vsaw_min)/(Vsaw_max-Vsaw_min)，且Vdim_o的频率Fdim_o与三角波信号SAW的频率Fsaw相同。
当Vdim_in继续上升，且Vdim_in>Vsaw_max，则DIM_low＝0和DIM_high＝1，进而得到q1＝0和q2＝0，第一选择输出模块241开通，因此调光基准信号DIM_clamp与调光输入信号DIM_in的幅值相同。又由于Vdim_in>Vsaw_max，因此Vdim_o的占空比Ddim_o＝100％。
当Vdim_in开始下降，且Vdim_in>Vsaw_max，则DIM_low＝0和DIM_high＝1，进而得到q1＝0和q2＝0，第一选择输出模块241开通，因此调光基准信号DIM_clamp与调光输入信号DIM_in的幅值相同。又由于Vdim_in>Vsaw_max，因此Vdim_o的占空比Ddim_o＝100％。
当Vdim_in继续下降，且Vref22<Vdim_in<Vsaw_max，则DIM_low＝0和DIM_high＝1，进而得到q1＝0和q2＝0，第一选择输出模块241开通，因此调光基准信号DIM_clamp与调光输入信号DIM_in的幅值相同。又由于Vsaw_min<Vref22<Vdim_in<Vsaw_max，因此Vdim_o的占空比为：Ddim_o＝(Vdim_in-Vsaw_min)/(Vsaw_max-Vsaw_min)，且Vdim_o的频率Fdim_o与三角波信号SAW的频率Fsaw相同。
当Vdim_in继续下降，且Vref21<Vdim_in<Vref22，则DIM_low＝0和DIM_high＝0，进而得到q1＝1和q2＝0，第三选择输出模块243开通，因此调光基准信号DIM_clamp与第二嵌位基准信号Vref22的幅值相同，Vdim_o的占空比Ddim_o＝(Vref22-Vsaw_min)/(Vsaw_max-Vsaw_min)，且Vdim_o的频率Fdim_o与三角波信号SAW的频率Fsaw相同。
当Vdim_in继续下降，且Vdim_in<Vref21，则DIM_low＝1和DIM_high＝0，进而得到q1＝0和q2＝0，第一选择输出模块241开通，因此调光基准信号DIM_clamp与调光输入信号DIM_in的幅值相同，调光输出信号DIM_out的电压Vdim_o＝0，其占空比Ddim_o＝0％。
如图2D所示模拟调光的调光效果示意图，图中纵坐标Iout为流过负载的电流，横坐标Vdim_in为调光输入信号DIM_in的电压。由图2D可以看出，模拟调光时，调光输入信号DIM_in的电压会转换成固定频率的、占空比随着调光输入信号DIM_in的电压变化的调光输出信号DIM_out，且调光输入信号DIM_in的电压上升和下降过程中的低占空比嵌位位置(如图所示电压上升251、电压下降252)不一样，等效是调光输入信号DIM_in在低占空比时存在一个迟滞，防止闪灯。
参考图3A-3D，其中，图3A为本发明调光接口控制电路第二实施例的电路示意图，图3B为图3A所示电路的PWM调光的调光原理波形图，图3C为图3A所示电路的模拟调光的调光原理波形图，图3D为图3A所示电路的模拟调光的调光效果示意图。
在本实施例中，第一比较单元102采用一迟滞比较器CMP1，迟滞比较器CMP1的正向输入端接收调光输入信号DIM_in，其第一反向输入端接收第一参考阈值，其第二反向输入端接收第二参考阈值，其输出端输出调光控制信号DIM_high；其中，第一参考阈值为第一基准信号Vref31，第二参考阈值为第二基准信号Vref32，三角波信号SAW的下限值Vsaw_min小于第二基准信号Vref32，第二基准信号Vref32小于第一基准信号Vref31，第一基准信号Vref31小于三角波信号SAW的上限值Vsaw_max。
在其它实施例中，第一比较单元102也可以采用单个逻辑结构器件组成的普通比较器(或特定反相器)以对调光输入信号DIM_in进行比较处理，此时调光接口控制电路不具有迟滞的效果(也即只有一个钳位电压，调光输入信号DIM_in的电压上升和下降曲线是一样的)；第一比较单元102也可以采用只需要一个外置的输入基准的迟滞比较器，此时只需一个参考阈值就可以实现迟滞的效果，其中，参考阈值小于三角波信号SAW的上限值Vsaw_max且大于三角波信号SAW的下限值Vsaw_min。
在本实施例中，控制信号生成单元103包括：第一逻辑控制模块331以及第二逻辑控制模块332。第一逻辑控制模块331，用于接收调光控制信号DIM_high，进行逻辑运算后分别输出第一模拟逻辑控制信号DIM_analog_h以及第一PWM逻辑控制信号DIM_pwm_h；第一逻辑控制模块331可以是逻辑结构器件组成的上升沿延时器(上升沿延时时间为Td_rise1，Td_rise1小于预设上升延迟时间为Td_rise，下降沿几乎没有延时)、计数器(计数调光控制信号DIM_high的开关个数)以及锁存器(计数器计数达到预设次数后锁存，不再随着计数器的输出而变化)等。第二逻辑控制模块332，用于分别接收第一模拟逻辑控制信号DIM_analog_h以及第一PWM逻辑控制信号DIM_pwm_h，进行逻辑运算后输出第一逻辑控制信号q1。进一步地，第二逻辑控制模块332可以根据接收的第一模拟逻辑控制信号DIM_analog_h和第一PWM逻辑控制信号DIM_pwm_h，进行逻辑运算后输出第一逻辑控制信号q1以及第一逻辑控制信号的反相信号q1_b。第二逻辑控制模块332可以是逻辑结构器件组成的与门以及反相器等。
在本实施例中，信号选择输出单元104用于根据第一逻辑控制信号q1，选择调光输入信号DIM_in输出；或者，选择设定电压值Vset输出。进一步地，信号选择输出单元104可以根据第一逻辑控制信号的反相信号q1_b选择调光输入信号DIM_in输出；或者根据第一逻辑控制信号q1选择设定电压值Vset输出。信号选择输出单元104可以是传输门、模拟开关等具有选通作用的组件。
在一种实现方式中，信号选择输出单元104包括：第一选择输出模块341以及第二选择输出模块342，第一至第二选择输出模块341-342可以是传输门、模拟开关等具有选通作用的组件。第一选择输出模块341用于根据第一逻辑控制信号的反相信号q1_b选择调光输入信号DIM_in输出至第二比较单元105的第一输入端。第二选择输出模块342用于根据第一逻辑控制信号q1选择设定电压值Vset输出至第二比较单元105的第一输入端。设定电压值Vset可以是小于三角波信号SAW的下限值Vsaw_min的电压值，例如可以是接地电压。容易理解地，在其他实现方式中，信号选择输出单元104可以仅包括一个选择输出模块，以根据第一逻辑控制信号q1选择调光输入信号DIM_in输出；或者，选择设定电压值Vset输出。
如图3B所示PWM调光的调光原理波形图，当调光输入信号DIM_in是PWM信号时，调光基准信号DIM_clamp即为调光输入信号DIM_in信号，二者的幅值、占空比是一样的。具体可参考图2B的分析。图中，调光输入信号DIM_in的开通时间Ton中最小开通时间Ton_min大于调光输入信号DIM_in的上升沿延时和下降沿延时的差值。
如图3C所示模拟调光的调光原理波形图，当调光输入信号DIM_in是模拟(Analog)信号时，调光输入信号DIM_in的电压Vdim_in从0V开始上升。
当模拟信号Vdim_in处于上升阶段并小于第一基准信号Vref31时，或处于下降阶段并小于第二基准信号Vref32时，调光基准信号DIM_clamp为设定电压值Vset(可以是小于三角波信号SAW的下限值Vsaw_min的电压值，例如可以是接地电压)，调光输出信号DIM_out的占空比为0；当模拟信号Vdim_in处于上升阶段并大于第一基准信号Vref31且小于三角波信号SAW的上限值Vsaw_max时，或处于下降阶段并大于第二基准信号Vref32且小于三角波信号SAW的上限值Vsaw_max时，调光基准信号DIM_clamp与模拟信号Vdim_in的幅值相同，调光输出信号DIM_out的占空比Ddim_o为：Ddim_o＝(Vdim_in-Vsaw_min)/(Vsaw_max-Vsaw_min)；当模拟信号Vdim_in大于三角波信号SAW的上限值Vsaw_max时，调光基准信号DIM_clamp与模拟信号Vdim_in的幅值相同，调光输出信号DIM_out的占空比为100％。由于第一比较单元102的延迟(delay)，因此在模拟信号Vdim_in处于上升阶段且大于第一基准信号Vref31后，延迟预设上升延迟时间Td_rise，调光基准信号DIM_clamp与模拟信号Vdim_in的幅值相同。
如图3D所示模拟调光的调光效果示意图，图中纵坐标Iout为流过负载的电流，横坐标Vdim_in为调光输入信号DIM_in的电压。由图3D可以看出，模拟调光时，调光输入信号DIM_in的电压会转换成固定频率的、占空比随着调光输入信号DIM_in的电压变化的调光输出信号DIM_out，且调光输入信号DIM_in的电压上升和下降过程中的低占空比嵌位位置(如图所示电压上升351、电压下降352)不一样，等效是调光输入信号DIM_in在低占空比时存在一个迟滞，防止闪灯。在其它实施例中，第一基准信号Vref31和第二基准信号Vref32也可以相同(即仅设置一个参考阈值)，此时调光接口控制电路不具备迟滞的效果。
基于同一方面构思，本发明还公开了一种调光接口控制方法。参考图4，本发明的调光接口控制方法包括：
S41：通过一个调光接口接收调光输入信号，以及生成固定频率和占空比的三角波信号。
其中，调光输入信号DIM_in为PWM信号或模拟信号。三角波信号SAW具有固定频率和占空比，并具有下限值Vsaw_min和上限值Vsaw_max。
由于一般调光输入信号DIM_in会比较高，所以需要将调光输入信号DIM_in削峰到预设电压之后再进行后续处理。预设电压可以比电源电压VDD小，也可以略大于电源电压VDD，但是预设电压一定要大于三角波信号SAW的上限值Vsaw_max。对所述调光输入信号DIM_in进行削峰处理的目的是为了接收高压输入信号，高压输入信号经过削峰后可以用低压器件进行后续的处理，从而节省芯片面积或者降低对内部器件的要求。因此，可选的，步骤S41之后进一步包括：将调光输入信号DIM_in进行削峰后输出削峰后的调光输入信号；若执行了此可选步骤，则后续调光基准信号DIM_clamp可以为削峰后的调光输入信号或一参考阈值或一设定电压值。调光输入信号DIM_in也可以不经过处理直接进行后续的处理。
S42：根据所述调光输入信号和至少一个参考阈值生成调光基准信号。
具体的，步骤S42进一步包括：1)将调光输入信号DIM_in与至少一个参考阈值进行比较并输出调光控制信号；2)根据调光控制信号进行逻辑运算后输出逻辑控制信号；3)根据逻辑控制信号选择输出调光基准信号DIM_clamp，其中，调光基准信号DIM_clamp为调光输入信号DIM_in或一参考阈值或一设定电压值。其中，所有参考阈值中的最大值小于三角波信号SAW的上限值Vsaw_max；设定电压值Vset可以是小于三角波信号SAW的下限值Vsaw_min的电压值，例如可以是接地电压。
当调光输入信号DIM_in为PWM信号时，调光基准信号DIM_clamp与PWM信号的占空比相同；由于调光输入信号DIM_in是一个其最大值可能经过嵌位处理的信号，因此调光基准信号DIM_clamp与PWM信号的幅值不一定一样。其中，PWM信号的高电平大于三角波信号的上限值Vsaw_max，PWM信号的低电平小于所有参考阈值中的最小值，PWM信号从低电平到高电平的上升时间小于预设上升延迟时间Td_rise，所有参考阈值中的最大值小于三角波信号的上限值Vsaw_max。
当调光输入信号DIM_in为模拟信号时，调光基准信号DIM_clamp随模拟信号的变化而变化；模拟信号在上升过程中和在下降过程中，低于预设占空比参考值的低占空比的嵌位位置可以做成一样，也可以做成不一样；嵌位位置不一样时，等效是调光输入信号在低占空比时存在一个迟滞，可以防止闪灯。
在一实施例中，当模拟信号小于第一嵌位基准信号Vref21时，调光基准信号DIM_clamp与模拟信号Vdim_in的幅值相同；当模拟信号Vdim_in处于上升阶段，并大于第一嵌位基准信号Vref21且小于第二嵌位基准信号Vref22时，调光基准信号DIM_clamp与第一嵌位基准信号Vref21的幅值相同；当模拟信号Vdim_in大于第二嵌位基准信号Vref22时，调光基准信号DIM_clamp与模拟信号Vdim_in的幅值相同；当模拟信号Vdim_in处于下降阶段，并大于第一嵌位基准信号Vref21且小于第二嵌位基准信号Vref22时，调光基准信号DIM_clamp与第二嵌位基准信号Vref22的幅值相同。其中，参考阈值包括第一嵌位基准信号Vref21和第二嵌位基准信号Vref22，第一嵌位基准信号Vref21小于三角波信号SAW的下限值Vsaw_min，三角波信号SAW的下限值Vsaw_min小于第二嵌位基准信号Vref22，第二嵌位基准信号Vref22小于三角波信号SAW的上限值Vsaw_max。
在一实施例中，当模拟信号Vdim_in处于上升阶段并小于第一基准信号Vref31时，或处于下降阶段并小于第二基准信号Vref32时，调光基准信号DIM_clamp为一设定电压值Vset；当模拟信号Vdim_in处于上升阶段并大于第一基准信号Vref31时，或处于下降阶段并大于第二基准信号Vref32时，调光基准信号DIM_clamp与模拟信号Vdim_in的幅值相同。其中，参考阈值包括第一基准信号Vref31、第二基准信号Vref32和一设定电压值Vset。其中，参考阈值包括第一基准信号Vref31和第二基准信号Vref32，三角波信号SAW的下限值Vsaw_min小于第二基准信号Vref32，第二基准信号Vref32小于第一基准信号Vref31，第一基准信号Vref31小于三角波信号SAW的上限值Vsaw_max。设定电压值Vset可以是小于三角波信号SAW的下限值Vsaw_min的电压值，例如可以是接地电压。由于第一比较单元102的延迟(delay)，因此在模拟信号Vdim_in处于上升阶段且大于第一基准信号Vref31后，延迟预设上升延迟时间Td_rise，调光基准信号DIM_clamp与模拟信号Vdim_in的幅值相同。
S43：将所述调光基准信号与所述三角波信号进行比较，输出具有相应占空比的调光输出信号。
当调光输入信号DIM_in为PWM信号时，调光输出信号DIM_out与PWM信号同频率同占空比；即，PWM调光时，得到的是几乎无损的同频率同占空比的调光输出信号DIM_out。
当调光输入信号DIM_in为模拟信号时，调光输出信号DIM_out的占空比随模拟信号的变化而变化；即，Analog调光时，调光输入信号DIM_in会转换成固定频率的、占空比随着模拟信号变化的调光输出信号DIM_out。
在一实施例中，当模拟信号小于第一嵌位基准信号Vref21时，调光输出信号DIM_out的占空比为0；当模拟信号Vdim_in处于上升阶段，并大于第一嵌位基准信号Vref21且小于第二嵌位基准信号Vref22时，调光输出信号DIM_out的占空比为0；当模拟信号Vdim_in大于第二嵌位基准信号Vref22且小于三角波信号SAW的上限值Vsaw_max时，调光输出信号DIM_out的占空比Ddim_o为：Ddim_o＝(Vdim_in-Vsaw_min)/(Vsaw_max-Vsaw_min)；当模拟信号Vdim_in大于三角波信号SAW的上限值Vsaw_max时，调光输出信号DIM_out的占空比为100％；当模拟信号Vdim_in处于下降阶段，并大于第一嵌位基准信号Vref21且小于第二嵌位基准信号Vref22时，调光输出信号DIM_out的占空比Ddim_o为：Ddim_o＝(Vref22-Vsaw_min)/(Vsaw_max-Vsaw_min)。
在一实施例中，当模拟信号Vdim_in处于上升阶段并小于第一基准信号Vref31时，或处于下降阶段并小于第二基准信号Vref32时，调光输出信号DIM_out的占空比为0；当模拟信号Vdim_in处于上升阶段并大于第一基准信号Vref31且小于三角波信号SAW的上限值Vsaw_max时，或处于下降阶段并大于第二基准信号Vref32且小于三角波信号SAW的上限值Vsaw_max时，调光输出信号DIM_out的占空比Ddim_o为：Ddim_o＝(Vdim_in-Vsaw_min)/(Vsaw_max-Vsaw_min)；当模拟信号Vdim_in大于三角波信号SAW的上限值Vsaw_max时，调光输出信号DIM_out的占空比为100％。由于第一比较单元102的延迟(delay)，因此在模拟信号Vdim_in处于上升阶段且大于第一基准信号Vref31后，延迟预设上升延迟时间Td_rise，调光输出信号DIM_out的占空比Ddim_o达到Ddim_o＝(Vdim_in-Vsaw_min)/(Vsaw_max-Vsaw_min)。
基于同一方面构思，本发明还公开了一种LED驱动系统。参考图5A，本发明LED驱动系统的架构示意图。LED驱动系统包括交流电源AC、整流桥堆51、母线电容C1、功率转换装置57、开关装置58、LED驱动电路56以及LED负载59，交流电源AC输入的电流Iin经过整流桥堆51和母线电容C1整流滤波成直流输入电压Vin，接入功率转换装置57向LED负载59供电，开关装置58分别接入LED驱动电路56以及功率转换装置57。LED驱动电路56具有一调光接口561。系统进一步包括调光接口控制电路52，调光接口控制电路52用于通过调光接口561接收调光输入信号DIM_in，以及生成固定频率和占空比的三角波信号SAW，根据调光输入信号DIM_in和至少一个参考阈值生成调光基准信号DIM_clamp，并将调光基准信号DIM_clamp与三角波信号SAW进行比较，输出具有相应占空比的调光输出信号DIM_out至LED驱动电路56，其中，调光输入信号为PWM信号或模拟信号；LED驱动电路56用于分别接收恒流基准电压Vref_CC以及调光输出信号DIM_out，生成开关控制信号Gate_ON控制开关装置58的导通或者关断状态。恒流基准电压Vref_CC可以为恒流基准电压。所述的LED驱动系统也可以应用到需要调电压的恒压应用等其它需要通过脉宽方式斩波的应用中。本实施例中功率转换装置57为电感L0，在其它实施例中，功率转换装置57也可以为变压器。
调光接口控制电路52的架构可参照图1、图2A及图3A所示，此处不再赘述。
开关装置58包括驱动单元581和开关电路582；驱动单元581用于接收开关控制信号Gate_ON并生成开关驱动信号；开关电路582响应开关驱动信号进入导通或者关断的状态。在本实施例中开关电路582为MOS管M0，在其它实施例中，开关电路582也可以由MOS管、三极管、晶闸管中的一个或者多个组成。
可选的，驱动单元581可以与调光接口控制电路52以及LED驱动电路56集成在同一LED驱动芯片中。
LED驱动电路56进一步包括基准产生模块562、CS算法模块563、补偿信号产生模块564、开关导通时间调制器565、退磁检测模块566以及逻辑单元567。基准产生模块562，用于分别接收恒流基准电压Vref_CC以及调光输出信号DIM_out，以调光输出信号DIM_out调制恒流基准电压Vref_CC，获取基准参考电压Vref_DIM；CS算法模块563，用于接收反映LED负载59侧供电的电信号CS(例如本实施例中可以通过采样电阻Rcs采样获得电信号CS)，并基于电信号CS生成采样信号CS_pos；补偿信号产生模块564，用于分别接收基准参考电压Vref_DIM以及采样信号CS_pos，产生补偿信号Comp1；开关导通时间调制器565，用于接收补偿信号Comp1，生成导通时间信号Ton1并输出；退磁检测模块566接入开关装置58，通过开关装置58接收功率转换装置57的反馈信号并进行退磁检测，生成退磁时间信号Tdemag并输出；逻辑单元567，用于分别接收导通时间信号Ton1和退磁时间信号Tdemag，进行逻辑运算生成开关控制信号Gate_ON并输出，以控制开关装置58进入导通或关断状态。
参考图5B，其为图5A中基准产生模块的实施例的电路示意图。在本实施例中，基准产生模块562进一步包括：缓冲器Buf1、第一开关S1、第二开关S2以及反相器Inv1。缓冲器Buf1的输入端用于接收恒流基准电压Vref_CC，其输出端连接第一开关S1的第一端；第一开关S1的控制端以及反相器Inv1的输入端分别接收调光输出信号DIM_out；第一开关S1的第二端与第二开关S2的第一端相连，用于输出基准参考电压Vref_DIM；反相器Inv1的输出端接入第二开关S2的控制端，第二开关S2的第二端接地。从而通过调光输出信号DIM_out调制恒流基准电压Vref_CC，获取基准参考电压Vref_DIM并输出。
其中，Vref_DIM＝Vref_CC*Ddim_o＝Vref_CC*DDIM_clamp＝Vref_CC*DDIM_in，其中DDIM_in为调光输入信号为PWM信号时的占空比值，DDIM_clamp为调光基准信号的占空比值，这样就可以得到高精度的PWM调光性能。
参考图5C，其为图5A中补偿信号产生模块的实施例的电路示意图。在本实施例中，补偿信号产生模块564采用误差放大器Gm1；误差放大器Gm1用于将采样信号CS_pos与准参考电压Vref_DIM的差值进行放大，并通过外置的补偿电容Ccomp滤波后，生成补偿信号Comp1并输出。在其它实施例中，补偿信号产生模块564可以采用低通滤波器，低通滤波器用于将采样信号CS_pos与基准参考电压Vref_DIM的差值进行积分得到补偿信号Comp1并输出。
基于同一方面构思，本发明还公开了一种LED驱动芯片，LED驱动芯片包括调光接口控制电路及LED驱动电路。
调光接口控制电路用于通过调光接口接收调光输入信号DIM_in，以及生成固定频率和占空比的三角波信号SAW，根据调光输入信号DIM_in和至少一个参考阈值生成调光基准信号DIM_clamp，并将调光基准信号DIM_clamp与三角波信号SAW进行比较，输出具有相应占空比的调光输出信号DIM_out至LED驱动电路。调光接口控制电路的架构可参照图1、图2A及图3A所示，此处不再赘述。
LED驱动电路用于根据接收到的调光输出信号DIM_out以及恒流基准电压Vref_CC生成开关控制信号Gate_ON，控制与其相连的开关装置的导通或者关断状态。调光接口控制电路的架构可参照图5A-5C所示，此处不再赘述。
基于同一方面构思，本发明还公开了一种LED驱动方法，应用于LED驱动系统，LED驱动系统的架构可参照上述图5A-5C所示。所述的LED驱动方法包括步骤：1)通过一个调光接口接收调光输入信号，以及生成固定频率和占空比的三角波信号，根据调光输入信号和至少一个参考阈值生成调光基准信号，并将调光基准信号与三角波信号进行比较，输出具有相应占空比的调光输出信号，其中，调光输入信号为PWM信号或模拟信号；2)根据调光输出信号以及基准电压生成开关控制信号，控制开关装置的导通或者关断状态。其中步骤1)的实施可参照图4及其描述，此处不再赘述。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (32)
1.一种调光接口控制电路，其特征在于，所述调光接口控制电路用于通过一个调光接口接收调光输入信号，以及生成固定频率和占空比的三角波信号，根据所述调光输入信号和至少一个参考阈值生成调光基准信号，并将所述调光基准信号与所述三角波信号进行比较，输出具有相应占空比的调光输出信号，其中，所述调光输入信号为PWM信号或模拟信号。
2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，包括削峰单元，所述削峰单元与所述调光接口相连，用于接收所述调光输入信号进行削峰后输出削峰后的调光输入信号。
3.如权利要求1所述的电路，其特征在于，当所述调光输入信号为PWM信号时，所述调光基准信号与所述PWM信号的占空比相同，所述调光输出信号与所述PWM信号同频率同占空比；
所述PWM信号的高电平大于所述三角波信号的上限值，所述PWM信号的低电平小于所有所述参考阈值中的最小值，所述PWM信号从低电平到高电平的上升时间小于预设上升延迟时间，所有所述参考阈值中的最大值小于所述三角波信号的上限值。
4.如权利要求1所述的电路，其特征在于，当所述调光输入信号为模拟信号时，所述调光基准信号随所述模拟信号的变化而变化，所述调光输出信号的占空比随所述模拟信号的变化而变化。
5.如权利要求4所述的电路，其特征在于，所述参考阈值包括第一嵌位基准信号和第二嵌位基准信号，其中，所述第一嵌位基准信号小于所述三角波信号的下限值，所述三角波信号的下限值小于所述第二嵌位基准信号，所述第二嵌位基准信号小于所述三角波信号的上限值；
当所述模拟信号小于所述第一嵌位基准信号时，所述调光基准信号与所述模拟信号的幅值相同，所述调光输出信号的占空比为0；
当所述模拟信号处于上升阶段，并大于所述第一嵌位基准信号且小于第二嵌位基准信号时，所述调光基准信号与所述第一嵌位基准信号的幅值相同，所述调光输出信号的占空比为0；
当所述模拟信号大于所述第二嵌位基准信号且小于所述三角波信号的上限值时，所述调光基准信号与所述模拟信号的幅值相同，所述调光输出信号的占空比Ddim_o为：
Ddim_o＝(Vdim_in-Vsaw_min)/(Vsaw_max-Vsaw_min)，其中，Vdim_in为所述模拟信号的幅值，Vsaw_min为所述三角波信号的下限值，Vsaw_max为所述三角波信号的上限值；
当所述模拟信号大于所述三角波信号的上限值时，所述调光基准信号与所述模拟信号的幅值相同，所述调光输出信号的占空比为100％；
当所述模拟信号处于下降阶段，并大于所述第一嵌位基准信号且小于第二嵌位基准信号时，所述调光基准信号与所述第二嵌位基准信号的幅值相同，所述调光输出信号的占空比Ddim_o为：
Ddim_o＝(Vref22-Vsaw_min)/(Vsaw_max-Vsaw_min)，其中，Vref22为所述第二嵌位基准信号的幅值。
6.如权利要求4所述的电路，其特征在于，所述参考阈值包括第一基准信号和第二基准信号，其中，所述三角波信号的下限值小于所述第二基准信号，所述第二基准信号小于所述第一基准信号，所述第一基准信号小于所述三角波信号的上限值；
当所述模拟信号处于上升阶段并小于所述第一基准信号时，或处于下降阶段并小于所述第二基准信号时，所述调光基准信号为设定电压值，所述调光输出信号的占空比为0，其中，所述设定电压值小于所述三角波信号的下限值；
当所述模拟信号处于上升阶段并大于所述第一基准信号且小于所述三角波信号的上限值时，或处于下降阶段并大于所述第二基准信号且小于所述三角波信号的上限值时，所述调光基准信号与所述模拟信号的幅值相同，所述调光输出信号的占空比Ddim_o为：
Ddim_o＝(Vdim_in-Vsaw_min)/(Vsaw_max-Vsaw_min)，其中，Vdim_in为所述模拟信号的幅值，Vsaw_min为所述三角波信号的下限值，Vsaw_max为所述三角波信号的上限值；
当所述模拟信号大于所述三角波信号的上限值时，所述调光基准信号与所述模拟信号的幅值相同，所述调光输出信号的占空比为100％。
7.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述调光接口控制电路包括：
三角波产生单元，用于生成固定频率和占空比的所述三角波信号并输出；
第一比较单元，与所述调光接口连接，用于将所述调光输入信号与所述至少一个参考阈值进行比较并输出调光控制信号，其中，所有所述参考阈值中的最大值小于所述三角波信号的上限值；
控制信号生成单元，与所述第一比较单元连接，用于根据所述调光控制信号进行逻辑运算后输出逻辑控制信号；
信号选择输出单元，用于根据所述逻辑控制信号选择输出所述调光基准信号，其中，所述调光基准信号为所述调光输入信号或所述参考阈值或设定电压值，所述设定电压值小于所述三角波信号的下限值；
第二比较单元，用于将所述调光基准信号与所述三角波信号进行比较后输出所述调光输出信号。
8.如权利要求7所述的电路，其特征在于，所述第一比较单元包括：第一子比较单元和第二子比较单元；
所述第一子比较单元的第一输入端接收第一参考阈值，其第二输入端接收所述调光输入信号，其输出端输出第一调光控制信号；
所述第二子比较单元的第一输入端接收所述调光输入信号，其第二输入端接收第二参考阈值，其输出端输出第二调光控制信号，所述第二调光控制信号与所述第一调光控制信号为一对互反的控制信号；
其中，所述第一参考阈值为第一嵌位基准信号，所述第二参考阈值为第二嵌位基准信号，所述第一嵌位基准信号小于所述三角波信号的下限值，所述三角波信号的下限值小于所述第二嵌位基准信号，所述第二嵌位基准信号小于所述三角波信号的上限值。
9.如权利要求8所述的电路，其特征在于，所述控制信号生成单元包括：第一逻辑控制模块和第二逻辑控制模块；
所述第一逻辑控制模块用于对所述第二调光控制信号和所述第一调光控制信号进行逻辑运算后，输出第一逻辑控制信号；
所述第二逻辑控制模块用于对所述第二调光控制信号和所述第一调光控制信号进行逻辑运算后，输出第二逻辑控制信号。
10.如权利要求9所述的电路，其特征在于，所述信号选择输出单元进一步用于根据所述第一逻辑控制信号和所述第二逻辑控制信号，选择所述调光输入信号输出；或者，选择所述第一嵌位基准信号输出；或者，选择所述第二嵌位基准信号输出。
11.如权利要求7所述的电路，其特征在于，第一比较单元采用一迟滞比较器；
所述迟滞比较器的正向输入端接收所述调光输入信号，其第一反向输入端接收第一参考阈值，其第二反向输入端接收第二参考阈值，其输出端输出所述调光控制信号；
其中，所述第一参考阈值为第一基准信号，所述第二参考阈值为第二基准信号，所述三角波信号的下限值小于所述第二基准信号，所述第二基准信号小于所述第一基准信号，所述第一基准信号小于所述三角波信号的上限值。
12.如权利要求11所述的电路，其特征在于，所述控制信号生成单元包括：第一逻辑控制模块和第二逻辑控制模块；
所述第一逻辑控制模块用于对所述调光控制信号进行逻辑运算后，输出第一模拟逻辑控制信号和第一PWM逻辑控制信号；
所述第二逻辑控制模块用于对所述第一模拟逻辑控制信号和所述第一PWM逻辑控制信号进行逻辑运算后，输出第一逻辑控制信号。
13.如权利要求12所述的电路，其特征在于，所述信号选择输出单元进一步用于根据所述第一逻辑控制信号，选择所述调光输入信号输出；或者，选择所述设定电压值输出。
14.一种调光接口控制方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
(1)通过一个调光接口接收调光输入信号，以及生成固定频率和占空比的三角波信号，其中，所述调光输入信号为PWM信号或模拟信号；
(2)根据所述调光输入信号和至少一个参考阈值生成调光基准信号；
(3)将所述调光基准信号与所述三角波信号进行比较，输出具有相应占空比的调光输出信号。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，步骤(1)之后进一步包括：将所述调光输入信号进行削峰后输出削峰后的调光输入信号。
16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，
步骤(2)进一步包括：
(21)将所述调光输入信号与所述至少一个参考阈值进行比较并输出调光控制信号，其中，所有所述参考阈值中的最大值小于所述三角波信号的上限值；
(22)根据所述调光控制信号进行逻辑运算后输出逻辑控制信号；
(23)根据所述逻辑控制信号选择输出所述调光基准信号，其中，所述调光基准信号为所述调光输入信号或所述参考阈值或设定电压值，所述设定电压值小于所述三角波信号的下限值。
17.如权利要求14所述的方法，其特征在于，当所述调光输入信号为PWM信号时，所述调光基准信号与所述PWM信号的占空比相同，所述调光输出信号与所述PWM信号同频率同占空比；
所述PWM信号的高电平大于所述三角波信号的上限值，所述PWM信号的低电平小于所有所述参考阈值中的最小值，所述PWM信号从低电平到高电平的上升时间小于预设上升延迟时间，所有所述参考阈值中的最大值小于所述三角波信号的上限值。
18.如权利要求14所述的方法，其特征在于，当所述调光输入信号为模拟信号时，所述调光基准信号随所述模拟信号的变化而变化，所述调光输出信号的占空比随所述模拟信号的变化而变化。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述参考阈值包括第一嵌位基准信号和第二嵌位基准信号，其中，所述第一嵌位基准信号小于所述三角波信号的下限值，所述三角波信号的下限值小于所述第二嵌位基准信号，所述第二嵌位基准信号小于所述三角波信号的上限值；当所述模拟信号小于所述第一嵌位基准信号时，所述调光基准信号与所述模拟信号的幅值相同，所述调光输出信号的占空比为0；
当所述模拟信号处于上升阶段，并大于所述第一嵌位基准信号且小于第二嵌位基准信号时，所述调光基准信号与所述第一嵌位基准信号的幅值相同，所述调光输出信号的占空比为0；
当所述模拟信号大于所述第二嵌位基准信号且小于所述三角波信号的上限值时，所述调光基准信号与所述模拟信号的幅值相同，所述调光输出信号的占空比Ddim_o为：
Ddim_o＝(Vdim_in-Vsaw_min)/(Vsaw_max-Vsaw_min)，其中，Vdim_in为所述模拟信号的幅值，Vsaw_min为所述三角波信号的下限值，Vsaw_max为所述三角波信号的上限值；
当所述模拟信号大于所述三角波信号的上限值时，所述调光基准信号与所述模拟信号的幅值相同，所述调光输出信号的占空比为100％；
当所述模拟信号处于下降阶段，并大于所述第一嵌位基准信号且小于第二嵌位基准信号时，所述调光基准信号与所述第二嵌位基准信号的幅值相同，所述调光输出信号的占空比Ddim_o为：
Ddim_o＝(Vref22-Vsaw_min)/(Vsaw_max-Vsaw_min)，其中，Vref22为所述第二嵌位基准信号的幅值。
20.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述参考阈值包括第一基准信号和第二基准信号，其中，所述三角波信号的下限值小于所述第二基准信号，所述第二基准信号小于所述第一基准信号，所述第一基准信号小于所述三角波信号的上限值；
当所述模拟信号处于上升阶段并小于所述第一基准信号时，或处于下降阶段并小于所述第二基准信号时，所述调光基准信号为设定电压值，所述调光输出信号的占空比为0；
当所述模拟信号处于上升阶段并大于所述第一基准信号且小于所述三角波信号的上限值时，或处于下降阶段并大于所述第二基准信号且小于所述三角波信号的上限值时，所述调光基准信号与所述模拟信号的幅值相同，所述调光输出信号的占空比Ddim_o为：
Ddim_o＝(Vdim_in-Vsaw_min)/(Vsaw_max-Vsaw_min)，其中，Vdim_in为所述模拟信号的幅值，Vsaw_min为所述三角波信号的下限值，Vsaw_max为所述三角波信号的上限值；
当所述模拟信号大于所述三角波信号的上限值时，所述调光基准信号与所述模拟信号的幅值相同，所述调光输出信号的占空比为100％。
21.一种LED驱动系统，所述系统包括交流电源、整流桥堆、母线电容、功率转换装置、开关装置、LED驱动电路以及LED负载，所述交流电源经过所述整流桥堆和所述母线电容整流滤波后接入所述功率转换装置向所述LED负载供电，所述开关装置分别接入所述LED驱动电路以及所述功率转换装置，所述LED驱动电路具有一个调光接口；其特征在于，所述系统进一步包括调光接口控制电路；
所述调光接口控制电路用于通过所述调光接口接收调光输入信号，以及生成固定频率和占空比的三角波信号，根据所述调光输入信号和至少一个参考阈值生成调光基准信号，并将所述调光基准信号与所述三角波信号进行比较，输出具有相应占空比的调光输出信号，其中，所述调光输入信号为PWM信号或模拟信号；
所述LED驱动电路用于分别接收基准电压以及所述调光输出信号，生成开关控制信号并输出，以控制所述开关装置的导通或者关断状态。
22.如权利要求21所述的系统，其特征在于，所述调光接口控制电路进一步采用权利要求2-13任意一项所述的调光接口控制电路。
23.如权利要求21所述的系统，其特征在于，所述LED驱动电路进一步包括基准产生模块、CS算法模块、补偿信号产生模块、开关导通时间调制器、退磁检测模块以及逻辑单元；
所述基准产生模块，用于分别接收所述基准电压以及所述调光输出信号，以所述调光输出信号调制所述基准电压，获取基准参考电压；
所述CS算法模块，用于接收反映所述LED负载侧供电的电信号，并基于所述电信号生成采样信号；
所述补偿信号产生模块，用于分别接收所述基准参考电压以及所述采样信号，产生补偿信号；所述开关导通时间调制器，用于接收所述补偿信号，生成导通时间信号并输出；
所述退磁检测模块，用于接收所述功率转换装置的反馈信号并进行退磁检测，生成退磁时间信号并输出；
所述逻辑单元，用于分别接收所述导通时间信号和所述退磁时间信号，进行逻辑运算生成开关控制信号并输出，以控制所述开关装置进入导通或关断状态。
24.如权利要求23所述的系统，其特征在于，所述基准产生模块进一步包括：缓冲器、第一开关、第二开关以及反相器；
所述缓冲器的输入端用于接收所述基准电压，其输出端连接所述第一开关的第一端；
所述第一开关的控制端以及所述反相器的输入端分别接收所述调光输出信号；
所述第一开关的第二端与所述第二开关的第一端相连，用于输出所述基准参考电压；
所述反相器的输出端接入所述第二开关的控制端，所述第二开关的第二端接地。
25.如权利要求23所述的系统，其特征在于，所述补偿信号产生模块进一步包括：误差放大器；所述误差放大器用于将所述采样信号与所述基准参考电压的差值进行放大，并通过外置的补偿电容滤波后，生成所述补偿信号并输出。
26.如权利要求23所述的系统，其特征在于，所述补偿信号产生模块进一步包括：低通滤波器；所述低通滤波器用于将所述采样信号与所述基准参考电压的差值进行积分得到所述补偿信号并输出。
27.如权利要求21所述的系统，其特征在于，所述开关装置包括驱动单元和开关电路；
所述驱动单元，用于接收所述开关控制信号并生成开关驱动信号；
所述开关电路，用于响应所述开关驱动信号进入导通或者关断的状态。
28.如权利要求27所述的系统，其特征在于，所述开关电路由MOS管、三极管、晶闸管中的一个或者多个组成。
29.一种LED驱动芯片，其特征在于，所述LED驱动芯片包括调光接口控制电路及LED驱动电路，所述LED驱动电路具有一个调光接口；
所述调光接口控制电路用于通过所述调光接口接收调光输入信号，以及生成固定频率和占空比的三角波信号，根据所述调光输入信号和至少一个参考阈值生成调光基准信号，并将所述调光基准信号与所述三角波信号进行比较，输出具有相应占空比的调光输出信号，其中，所述调光输入信号为PWM信号或模拟信号；
所述LED驱动电路分别接收基准电压以及所述调光输出信号，生成开关控制信号并输出，以控制与其相连的开关装置的导通或者关断状态。
30.如权利要求29所述的LED驱动芯片，其特征在于，所述调光接口控制电路进一步采用权利要求2-13任意一项所述的调光接口控制电路。
31.如权利要求29所述的LED驱动芯片，其特征在于，所述LED驱动电路进一步采用权利要求23-26任意一项所述的LED驱动电路。
32.一种LED驱动方法，应用于LED驱动系统，其特征在于，所述的LED驱动方法包括步骤：通过一个调光接口接收调光输入信号，以及生成固定频率和占空比的三角波信号，根据所述调光输入信号和至少一个参考阈值生成调光基准信号，并将所述调光基准信号与所述三角波信号进行比较，输出具有相应占空比的调光输出信号，其中，所述调光输入信号为PWM信号或模拟信号；
根据所述调光输出信号以及基准电压生成开关控制信号，控制开关装置的导通或者关断状态。
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