CN111200890A - 调光曲线形成电路、调光曲线形成方法、以及led照明装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种调光曲线形成电路、调光曲线形成方法、以及LED照明装置。所述调光曲线形成电路用于在包含BUCK调光控制电路的LED照明装置中形成调光曲线,其特征在于,所述调光曲线形成电路中包含一电感副线圈,所述调光曲线形成电路通过采集所述电感副线圈的电压波形获取所述BUCK调光控制电路中主回路电感的电压波形,所述调光曲线形成电路检测所述主回路电感电压波形的上升沿和下降沿,结合施加给所述BUCK调光控制电路的PWM信号频率,生成调光曲线。本发明自动筛选有效调光点生成调光曲线,在使得人眼视觉感觉舒适柔和的同时还提高了效率。
Description
技术领域
本发明涉及照明装置,特别涉及一种调光曲线形成电路、调光曲线形成方法、以及LED照明装置。
背景技术
发光二极管(LED)作为照明光源具有节能环保的优点,得到广泛的应用。在LED照明系统中可以采用LED调光装置,根据不同时间、不同地点以及用户的特定需求提供期望的亮度。LED调光装置不仅可以减少能耗,而且可以提供舒适的照明环境。
在LED调光装置中,可以采用导通时间控制法来实现多级亮度。在导通时间控制法中,LED周期性地点亮和熄灭。根据亮度信号,改变脉宽调制(PWM)信号的占空比和/或频率,就可以通过调节LED中流过的平均电流大小来控制其亮度。该PWM信号的频率通常高于人眼的分辨频率,从而可以利用高频来抑制频闪。导通时间控制法中,LED亮度从大到小的变化情况一般用调光曲线来表述。调光曲线的形状决定了人眼视觉对于调光效果的真实感受。
在使用PWM调光的BUCK回路中,因为回路的需求,调光PWM信号的频率和BUCK主回路自身的工作频率一旦变更,基于原程序所设定的调光曲线就可能发生变化,出现不平滑的现象。
一种常规的LED照明装置如图1所示,该电路是采用BUCK开关电源作为驱动电路的调光回路,具体BULK芯片选择的是ST L6562A芯片。如图1所示,BUCK调光回路中,BUCK回路输入施加在电容C5两端,所述电容C5的正极与续流二极管D1的负极、电容C1的正极、以及LED负载模块5的正极相连接,电容C5的负极与电阻R2、以及BUCK控制芯片6的GND端子相连接,所述电阻R2另一端与开关管K1的发射极相连接,同时经电阻R1与BUCK控制芯片6的片选CS端子相连接,所述开关管K1的基极连接到BUCK控制芯片的Gate端子,集电极分别与续流二极管D1的正极、以及主回路电感L相连接,所述主回路电感L另一端分别与电容C1的负极、以及LED负载模块5的负极相连接。由一主控MCU1的第一信号发送端子2,经二极管D3向BUCK控制芯片6的片选CS端子发送PWM信号,所述二极管D3的正极与主控MCU1相连接,负极与BUCK控制芯片6的片选CS端子相连接。所述BUCK芯片6根据所述PWM信号控制Gate端子的输出,从而控制开关管K1的通断。开关管K1导通期间,电流流过LED负载模块5及主回路电感L,不产生经过续流二极管D1的电流通路,开关管K1关闭期间,续流二极管D1导通,为主回路电感L提供续流通路。
当设置PWM信号的频率为2kHz,BUCK控制芯片的工作频率为250kHz,PWM信号的占空比以0.2%增加时,电流波形主电感的工作波形如图2所示。如图2所示,随着PMW占空比的增加,调光曲线出现不平滑的曲线,部分调光点的电流不变,例如图2中占空比为2.1%、2.3%、2.5%、2.7%的四个调光点,随着占空比的增加,主回路电感L的工作电流不变,均为8.49mA。由于整个调光行程中类似的电流不变的调光点比较多,导致最终的调光曲线如图3所示,实际连续调光过程中有较强的抖动感。为避免调光曲线的不平滑而导致的调光不舒适感,设计人员需要逐个调光点手动确认各调光点对应的实际电流值,通过删除或添加一些调光点来作成相对平滑的调光曲线。这种做法设计效率很低,且各种回路的调光曲线不同,程序共通性很差。
发明内容
本发明的目的是提供一种调光效果更为平顺柔和的调光曲线形成电路、调光曲线形成方法、以及LED照明装置,以解决现有技术中存在的上述缺陷。
本发明提供一种调光曲线形成电路,所述调光曲线形成电路用于在包含BUCK调光控制电路的LED照明装置中形成调光曲线,其特征在于,所述调光曲线形成电路中包含一电感副线圈,所述调光曲线形成电路通过采集所述电感副线圈的电压波形获取所述BUCK调光控制电路中主回路电感的电压波形,所述调光曲线形成电路检测所述主回路电感电压波形的上升沿和下降沿,结合施加给所述BUCK调光控制电路的PWM信号频率,生成调光曲线。
进一步的,所述调光曲线形成电路还包括控制单元、第一三极管、第二三极管、第二二极管、第五电阻、和第六电阻,所述控制单元通过第一信号发送端子向BUCK调光控制电路发送PWM信号,所述控制单元的第二信号发送端子与第一三极管的基极相连接,第一三极管的集电极连接第二三极管的基极,所述电感副线圈第一端与所述BUCK调光控制电路输入端的负极相连,另一端通过第二二极管连接第二三极管的发射极,第二三极管的集电极经过第五电阻、第六电阻与第一三极管的发射极、以及电感副线圈的第一端相连接,第五电阻、第六电阻间连接的公共端与控制单元的输入端子相连接,所述控制单元经第二信号发送端子向第一三极管发送第二信号,并由输入端子采集所述电感副线圈的电压波形,根据采集的所述电感副线圈的电压波形形成调光曲线。
进一步的,所述第二信号是高电平。
进一步的,所述BUCK调光控制电路包括第一二极管、第一电容、开关管、以及BUCK控制芯片,所述第一二极管的负极与所述BUCK调光控制电路输入端的正极相连,所述BUCK调光控制电路输入端的正极同时还与第一电容的正极、以及所述LED照明装置中的LED负载模块的正极相连接,BUCK调光控制电路输入端的负极与BUCK控制芯片的GND端子、以及开关管的发射极相连接,所述开关管的基极连接到BUCK控制芯片的Gate端子,集电极分别与第一二极管的正极、以及所述主回路电感相连接,所述主回路电感另一端分别与第一电容的负极、以及LED负载模块的负极相连接,所述控制单元通过第一信号发送端子与BUCK控制芯片的CS端子相连接。
进一步的,通过检测所述主回路电感电压波形的上升沿和下降沿,得到BUCK调光控制电路的工作电流周期T和导通时间Ton。
进一步的,控制单元计算每个调光点ON时间Tpwm-on,随着占空比Duty按固定值B增加,依次计算每个调光点ON时间内有几个工作电流周期,以此判断该调光点是否有效。
进一步的,所述随着占空比Duty按固定值B增加,依次计算每个调光点ON时间内有几个工作电流周期,以此判断该调光点是否有效,具体为:计算调光点ON时间内的工作电流周期数:Tpwm-on/T=N+A,其中T为调光控制电路的工作电流周期,N代表此调光点ON时间内有几个完整工作电流周期,余数A代表调光点ON时间内除去完整工作电流周期后剩下的非完整的工作电流周期占工作电流周期的比例,随着Duty按固定值B增加,依此计算N和余数A,如果N增大,则该调光点记录为有效点;如果N不变,余数A*Tpwm-on<Ton,则该调光点记录为有效点;如果N不变,连续又得到余数A*Tpwm-on<Ton,则每次这种情况的调光点都记录为有效点;如果N不变,余数A*Tpwm-on≥Ton,则该调光点记录为有效点;如果N不变,连续又得到余数A*Tpwm-on>Ton,则每次这种情况的调光点都记录为无效点。
进一步的,所述控制单元保留有效调光点并对有效调光点数量计数。
进一步的,所述控制单元保留有效调光点并对有效调光点数量计数,具体为:使用各有效调光点的数据更新存储在存储单元中的调光点的DUTY,同时记录有效调光点的数量M。
进一步的,所述控制单元判断所述有效调光点的数量M是否大于一调光点数量阈值,如果M大于等于所述调光点数量阈值,则判断目前DUTY变化量B合理,如果M小于所述调光点数量阈值,则判断目前DUTY变化量B不合理,自动设定新的DUTY变化量B’,直到M大于等于所述调光点数量阈值为止。
进一步的,B’=B/2。
进一步的,将所述M个有效调光点整合为最终的调光曲线。
进一步的,B=0.2%。
进一步的,所述调光点数量阈值为500。
进一步的,控制单元先工作一第一时间后,才向第一三极管发送第二信号。
进一步的,所述第一时间为10秒。
进一步的,调光点ON时间Tpwm-on=Tpwm*Duty,其中Tpwm是PWM信号周期。
本发明另一方面提供一种使用所述调光曲线形成电路形成调光曲线的方法,其特征在于,该方法包括下述步骤:A)去除调光曲线上的无效调光点,保留有效调光点;B)判断PWM信号占空比的变化量B是否合理,如果否,自动设置新的PWM信号占空比的变化量B’,基于B’重复进行步骤A)的操作,直至PWM信号占空比的变化量合理;C)将有效调光点整合为最终的调光曲线。
进一步的,所述步骤A包括下述步骤:A1)控制单元发送第二信号;
A2)采集所述电感副线圈的电压波形,获取BUCK调光控制电路的工作电流周期T和Ton,其中Ton为所述BUCK调光控制电路的导通时间;A3)计算每个调光点ON时间Tpwm-on;A4)随着PWM信号占空比Duty按固定值B增加,依次计算每个调光点ON时间内的工作电流周期数Tpwm-on/T=N+A,判断该调光点是否有效,保留有效调光点并对有效调光点数量M计数,其中N代表此调光点开启的时间内有几个完整工作电流周期,余数A代表调光点ON时间内除去完整工作电流周期后剩下的非完整的工作电流周期占工作电流周期的比例。
进一步的,所述控制单元通过检测所述电感副线圈的电压波形的上升沿和下降沿,得到BUCK调光控制电路的工作电流周期T和导通时间Ton。
进一步的,所述调光点ON时间Tpwm-on=Tpwm*Duty,其中Tpwm是PWM信号周期,Duty是占空比。
进一步的,所述随着Duty按固定值B增加,依次计算每个调光点ON时间内的工作电流周期数Tpwm-on/T=N+A,判断该调光点是否有效,具体为:如果N增大,则该调光点记录为有效点;如果N不变,余数A*Tpwm-on<Ton,则该调光点记录为有效点;如果N不变,连续又得到余数A*Tpwm-on<Ton,则每次这种情况的调光点都记录为有效点;如果N不变,余数A*Tpwm-on≥Ton,则该调光点记录为有效点;如果N不变,连续又得到余数A*Tpwm-on>Ton,则每次这种情况的调光点都记录为无效点。
进一步的,所述控制单元保留有效调光点并对有效调光点数量计数。
进一步的,所述控制单元保留有效调光点并对有效调光点数量计数,具体为:使用各有效调光点的数据更新存储在存储单元中的调光点的DUTY,同时记录有效调光点的数量M。
进一步的,所述步骤B包括下述步骤:B1)判断所述有效调光点的数量M是否大于一调光点数量阈值;B2)如果M大于等于所述调光点数量阈值,则判断目前DUTY变化量B合理,如果M小于所述调光点数量阈值,则判断目前DUTY变化量B不合理,自动设定新的DUTY变化量B’;B3)重复前述步骤A3、A4,直至M大于等于所述调光点数量阈值。
进一步的,B’=B/2。
进一步的,将所述M个有效调光点整合为最终的调光曲线。
进一步的,B=0.2%。
进一步的,所述调光点数量阈值为500。
本发明另一方面提供一种LED照明装置,包括:LED负载模块、BUCK调光控制电路、以及所述调光曲线形成电路。
根据本发明的技术方案,所述调光曲线形成电路检测所述主回路电感电压波形的上升沿和下降沿,结合施加给所述BUCK调光控制电路的PWM信号频率,自动筛选有效调光点,使用各有效调光点的数据更新存储在存储单元中的调光点的DUTY,自动整合为最终的调光曲线,在使得人眼视觉感觉舒适柔和的同时还提高了效率。
附图说明
图1是现有LED照明装置的电路结构示意图;
图2是根据图1的LED照明装置中电流波形主电感的工作波形图;
图3是根据图1的LED照明装置的调光曲线图;
图4是根据本发明的一个实施例的LED照明装置的电路结构示意图;
图5是根据图4中LED照明装置的主控MCU1的具体示意图;
图6是根据图4中LED照明装置的电感副线圈L’侧的电压波形图;
图7是根据图4实施例的LED照明装置的调光曲线形成方法的流程图;
图8是根据本发明的调光曲线形成方法步骤A的流程图;
图9是根据图4的LED照明装置中电流波形主电感的工作波形图;
图10是根据本发明的调光曲线形成方法步骤B的流程图。
具体实施方式
本发明使用控制单元来生成不同占空比的PWM信号,从而实现对LED照明装置的输出光进行调整。通过检测照明装置中电路工作频率及PWM信号频率,控制单元自动保留有效调光点形成调光曲线。
所述控制单元可以由一些分离元件搭建而成也可以由一个微控制器(MCU控制电路)来实现。在本发明的一个优选实施例中,所述控制单元是主控MCU。
图4是根据本发明的实施例的LED照明装置的电路结构示意图,图5是图4中主控MCU1的具体示意图。
所述LED照明装置是采用BUCK开关电源作为驱动电路的调光回路。所述LED照明装置根据PWM信号控制LED负载模块的明暗变化。
如图4所示,所述LED照明装置包括LED负载模块5、用于对所述LED负载模块5进行调光的BUCK调光控制电路、以及调光曲线形成电路。
所述BUCK调光控制电路包括耦合在BUCK回路输入端之间的电容C5,所述电容C5的正极与续流二极管D1的负极、电容C1的正极、以及LED负载模块5的正极相连接,电容C5的负极与电阻R2、以及BUCK控制芯片6的GND端子相连接,所述电阻R2另一端与开关管K1的发射极相连接,同时经电阻R1与BUCK控制芯片6的片选CS端子相连接,所述开关管K1的基极连接到BUCK控制芯片的Gate端子,集电极分别与续流二极管D1的正极、以及主回路电感L相连接,所述主回路电感L另一端分别与电容C1的负极、以及LED负载模块5的负极相连接。设置在控制单元1内的PWM控制模块6通过调整PWM信号的PWM占空比,对所述待调光电路进行调光控制。所述调整后的PWM信号经主控MCU 1的第一信号发送端子2,经二极管D3发送到BUCK控制芯片6的片选CS端子。所述二极管D3的正极与主控MCU 1相连接,负极与BUCK控制芯片6的片选CS端子相连接。
所述调光曲线形成电路包括二极管D2、三极管Q1、Q2、电容C3、电感副线圈L’、电阻R4、R5、R6、以及位于主控MCU 1内的X信号产生模块7和采集数据接收模块8。所述X信号产生模块7产生信号X,所述主控MCU1的第二信号发送端子3与三极管Q1的基极相连接,用于向三极管Q1发送信号X,三极管Q1的集电极连接三极管Q2的基极,电容C3与电阻R4并联组成抗干扰电路,一端与三极管Q2的基极相连接,另一端与三极管Q2的发射极相连接,并与二极管D2的负极相连接。电感副线圈L’一端与BUCK调光控制电路中电容C5的负极连接,另一端通过二极管D2连接三极管Q2的发射极,三极管Q2的集电极经过串联电阻R5、R6与三极管Q1的发射极、以及电感副线圈L’相连接。电阻R5、R6连接的公共端与主控MCU1的输入端子4相连接,主控MCU1内的采集数据接收模块8采集输入信号Y。通过该输入信号Y获取电路中工作频率,结合PWM信号频率,通过主控MCU1处理以自动形成调光曲线。
所述BUCK芯片6根据所述PWM信号控制Gate端子的输出,从而控制开关管K1的通断。开关管K1导通期间,电流流过LED负载模块5及主回路电感L,不产生经过续流二极管D1的电流通路,开关管K1关闭期间,续流二极管D1导通,为主回路电感L提供续流通路。所述调光PWM信号由主控MCU1在编程阶段预先设定,其周期为Tpwm,因此每次调光时控制BUCK控制芯片6的开启时间Tpwm-on=Tpwm*Duty,其中Duty为占空比,由主控MCU1根据设定需要自动设定。
所述二极管D2与电感副线圈L’相连接,正常工作情况下电流流过二极管D2与三极管Q2,产生回路电流。当电源断开并再次上电时二极管D2用来阻止开关管K1重新开启时电感副线圈L’产生的反向电压,保护三极管Q1与三极管Q2。
电源上电后,主控MCU1先工作一第一时间,目的是等待电路的工作状态稳定(在一个优选实施例中,可以设置该第一时间的阈值为10秒),然后主控MCU1经第二信号发送端子3向三极管Q1发送输出信号X。所述输出信号X为高电平,所述三极管Q1导通,三极管Q1导通后,在三极管Q2的基极产生高电平,使得三极管Q2导通,从而在三极管Q2的集电极和三极管Q1的集电极之间产生电压,所述电压经电阻R5、R6分压后,选取电阻R5、R6之间一点的电压作为输入信号Y,采集到主控MCU1的输入端子4中,用于取得电感副线圈L’侧的电压波形。
根据电磁感应的原理,电感线圈L侧频率与电感副线圈L’侧频率相同,即电感线圈L与副线圈L‘工作频率周期与BUCK回路工作频率周期T相同。通过检测电感副线圈L’电压波形便可检测BUCK回路的工作周期T,和每个工作周期的导通时间Ton。
所述电感副线圈L’侧的电压波形如附图6所示。所述主控MCU1通过检测信号Y电压的上升沿和下降沿,得到BUCK回路的工作电流周期T和Ton。如附图6所示,所述BUCK回路的工作周期为T,导通时间为Ton。
图7是根据图4实施例的LED照明装置的调光曲线形成方法的流程图,该方法包括下述步骤:
步骤A:去除调光曲线上随着PWM信号中占空比的改变电流值不变的无效点,保留有效调光点。该步骤目的在于使调光曲线上各调光点的电流值随着PWM信号占空比的增大/减小匀速上升/下降,减少停顿感。
步骤B:判断PWM信号占空比的变化量B是否合理,如果否,自动设置新的PWM信号占空比的变化量B’,基于B’重复进行步骤A)的操作,直至PWM信号占空比的变化量合理。该步骤目的在于减小PWM信号占空比的变化量,使相邻调光点间的电流变化量变小,变化更平缓。
步骤C:将有效调光点整合为最终的调光曲线。
图8是根据本发明的调光曲线形成方法步骤A的流程图。
如图8所示,所述步骤A具体为:
步骤A1:延时等待LED照明装置工作稳定后,主控MCU 1发送输出信号X。
电源上电后,照明装置初始化,主控MCU 1先工作一第一时间阈值,目的是等待电路的状态稳定(在一个优选实施例中,可以设置该第一时间阈值为10秒),然后主控MCU 1中的PWM控制模块6将PWM信号经第二信号发送端子3向三极管Q1发送输出信号X。
步骤A2:采集输出信号Y,获取BUCK调光控制电路的工作电流周期T和Ton。
所述输出信号X输出高电平,从而所述三极管Q1导通,三极管Q1导通后,在三极管Q2的基极产生高电平,使得三极管Q2导通,从而在三极管Q2的集电极和三极管Q1的集电极之间产生电压,所述电压经电阻R5、R6分压后,选取电阻R5、R6之间一点的电压作为输入信号Y,采集到主控MCU 1的输入端子4中,用于取得电感副线圈L’侧的电压波形。所述电感副线圈L’侧的电压波形如附图6所示。所述主控MCU 1通过检测信号Y电压的上升沿和下降沿,得到BUCK调光控制电路的工作电流周期T和Ton。所述BUCK调光控制电路的工作电流周期T和Ton同样可存储在存储模块中。
步骤A3:计算每个调光点ON时间Tpwm-on。
调光PWM信号由主控MCU1在编程时设定,其周期为Tpwm,因此每次调光时控制BUCK芯片的开启时间为Tpwm-on=Tpwm*Duty,其中Duty为占空比,由主控MCU1根据设定需要自动设定。
步骤A4:随着Duty按固定值B增加,依次计算每个调光点ON时间内有几个工作电流周期,判断该调光点是否有效,保留有效调光点并对有效调光点数量计数。无效调光点是指调光曲线上随着PWM信号中占空比的改变电流值不变的点,有效调光点是指调光曲线上随着PWM信号中占空比的改变电流值改变的点。
采样得到BUCK调光控制电路的工作电流周期T和Ton后,主控MCU做如下计算:计算调光点ON时间内的工作电流周期数:Tpwm-on/T=N+A,其中N代表此调光点开启的时间内有几个完整工作电流周期,余数A代表调光点ON时间内除去完整工作电流周期后剩下的非完整的工作电流周期占工作电流周期的比例。
随着Duty按固定值B增加,依此计算N和余数A,其中固定值B由主控MCU1在编程阶段预先设定。在一个优选实施例中,占空比DUTY按0.2%变化,即B=0.2%。
如果N增大,则该调光点记录为有效点;
如果N不变,余数A*Tpwm-on<Ton,则该调光点记录为有效点;
如果N不变,连续又得到余数A*Tpwm-on<Ton,则每次这种情况的调光点都记录为有效点;
如果N不变,余数A*Tpwm-on≥Ton,则该调光点记录为有效点;
如果N不变,连续又得到余数A*Tpwm-on>Ton,则每次这种情况的调光点都记录为无效点;
根据以上规律,整合出所有记录的有效调光点,去除调光无效点,使用各有效调光点的数据更新电流值和PWM值对应数据表,同时记录有效调光点的数量M。
图9是根据图4的LED照明装置中电流波形主电感的工作波形图。
如图9所示,第1个调光点PWM DUTY为1.9%,此时N=2,A*Tpwm-on<Ton,输出电流为5.91mA,记录该点为有效点;第2个调光点PWM DUTY为2.1%,此时N=2,N不变,A*Tpwm-on>Ton,输出电流为8.49mA,记录该点为有效点;第3个调光点PWM DUTY为2.3%,此时N=2,N不变,连续又得到A*Tpwm-on>Ton,输出电流为8.49mA,记录该点为无效点;第4个调光点PWMDUTY为2.5%,此时N=2,N不变,连续又得到A*Tpwm-on>Ton,输出电流为8.49mA,记录该点为无效点;第5个调光点PWM DUTY为2.7%,此时N=2,N不变,连续又得到A*Tpwm-on>Ton,输出电流为8.49mA,记录该点为无效点;第6个调光点PWM DUTY为2.9%,此时N=3,N增大,输出电流为10.51mA,记录该点为有效点;第7个调光点PWM DUTY为3.1%,此时N=3,N不变,A*Tpwm-on>Ton,输出电流为11.47mA,记录该点为有效点。由附图9右下角的调光曲线可知,去除了无效点后电流值线性上升,不会有较强的停滞感。
图10是根据本发明的调光曲线形成方法步骤B的流程图。
如图10所示,所述步骤B具体为:
步骤B1:判断有效调光点的数量M是否大于一调光点数量阈值,该调光点数量阈值为调光曲线变化量合理的设计经验值,在实际设计过程中,可以根据设计者的经验做相应修改。在一个优选实施例中,该调光点数量阈值为500。
步骤B2:如果M大于等于所述调光点数量阈值,则判断目前DUTY变化量B合理,如果M小于所述调光点数量阈值,则判断目前DUTY变化量B不合理,自动设定新的DUTY变化量B’=B/2。
步骤B3:重复前述步骤A3、A4,直至M大于等于所述调光点数量阈值。
所述步骤C具体为:
将所述M个有效调光点整合为最终的调光曲线。
根据本发明的技术方案,所述调光曲线形成电路检测所述主回路电感电压波形的上升沿和下降沿,结合施加给所述BUCK调光控制电路的PWM信号频率,自动筛选有效调光点,使用各有效调光点的数据更新存储在存储单元中的调光点的DUTY,自动整合为最终的调光曲线,在使得人眼视觉感觉舒适而柔和的同时还提高了效率。
本领域的普通技术人员可以理解,在上述的各实施方式中,为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是,即使没有这些技术细节和基于上述各实施方式的种种变化和修改,也可以基本实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。因此,在实际应用中,可以在形式上和细节上对上述实施方式作各种改变,而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (30)
1.一种调光曲线形成电路,所述调光曲线形成电路用于在包含BUCK调光控制电路的LED照明装置中形成调光曲线,其特征在于,所述调光曲线形成电路中包含一电感副线圈,所述调光曲线形成电路通过采集所述电感副线圈的电压波形获取所述BUCK调光控制电路中主回路电感的电压波形,所述调光曲线形成电路检测所述主回路电感电压波形的上升沿和下降沿,结合施加给所述BUCK调光控制电路的PWM信号频率,生成调光曲线。
2.如权利要求1所述的调光曲线形成电路,其特征在于,所述调光曲线形成电路还包括控制单元、第一三极管、第二三极管、第二二极管、第五电阻、和第六电阻,所述控制单元通过第一信号发送端子向BUCK调光控制电路发送PWM信号,所述控制单元的第二信号发送端子与第一三极管的基极相连接,第一三极管的集电极连接第二三极管的基极,所述电感副线圈第一端与所述BUCK调光控制电路输入端的负极相连,另一端通过第二二极管连接第二三极管的发射极,第二三极管的集电极经过第五电阻、第六电阻与第一三极管的发射极、以及电感副线圈的第一端相连接,第五电阻、第六电阻间连接的公共端与控制单元的输入端子相连接,所述控制单元经第二信号发送端子向第一三极管发送第二信号,并由输入端子采集所述电感副线圈的电压波形,根据采集的所述电感副线圈的电压波形形成调光曲线。
3.如权利要求2所述的调光曲线形成电路,其特征在于,所述第二信号是高电平。
4.如权利要求1-3任一所述的调光曲线形成电路,其特征在于,所述BUCK调光控制电路包括第一二极管、第一电容、开关管、以及BUCK控制芯片,所述第一二极管的负极与所述BUCK调光控制电路输入端的正极相连,所述BUCK调光控制电路输入端的正极同时还与第一电容的正极、以及所述LED照明装置中的LED负载模块的正极相连接,BUCK调光控制电路输入端的负极与BUCK控制芯片的GND端子、以及开关管的发射极相连接,所述开关管的基极连接到BUCK控制芯片的Gate端子,集电极分别与第一二极管的正极、以及所述主回路电感相连接,所述主回路电感另一端分别与第一电容的负极、以及LED负载模块的负极相连接,所述控制单元通过第一信号发送端子与BUCK控制芯片的CS端子相连接。
5.如权利要求1-4任一所述的电路,其特征在于,通过检测所述主回路电感电压波形的上升沿和下降沿,得到BUCK调光控制电路的工作电流周期T和导通时间Ton。
6.如权利要求5所述的调光曲线形成电路,其特征在于,控制单元计算每个调光点ON时间Tpwm-on,随着占空比Duty按固定值B增加,依次计算每个调光点ON时间内有几个工作电流周期,以此判断该调光点是否有效。
7.如权利要求6所述的调光曲线形成电路,其特征在于,所述随着占空比Duty按固定值B增加,依次计算每个调光点ON时间内有几个工作电流周期,以此判断该调光点是否有效,具体为:
计算调光点ON时间内的工作电流周期数:Tpwm-on/T=N+A,其中T为调光控制电路的工作电流周期,N代表此调光点ON时间内有几个完整工作电流周期,余数A代表调光点ON时间内除去完整工作电流周期后剩下的非完整的工作电流周期占工作电流周期的比例,随着Duty按固定值B增加,依此计算N和余数A,
如果N增大,则该调光点记录为有效点;
如果N不变,余数A*Tpwm-on<Ton,则该调光点记录为有效点;
如果N不变,连续又得到余数A*Tpwm-on<Ton,则每次这种情况的调光点都记录为有效点;
如果N不变,余数A*Tpwm-on≥Ton,则该调光点记录为有效点;
如果N不变,连续又得到余数A*Tpwm-on>Ton,则每次这种情况的调光点都记录为无效点。
8.如权利要求7所述的调光曲线形成电路,其特征在于,所述控制单元保留有效调光点并对有效调光点数量计数。
9.如权利要求8所述的调光曲线形成电路,其特征在于,所述控制单元保留有效调光点并对有效调光点数量计数,具体为:使用各有效调光点的数据更新存储在存储单元中的调光点的DUTY,同时记录有效调光点的数量M。
10.如权利要求9所述的调光曲线形成电路,其特征在于,所述控制单元判断所述有效调光点的数量M是否大于一调光点数量阈值,如果M大于等于所述调光点数量阈值,则判断目前DUTY变化量B合理,如果M小于所述调光点数量阈值,则判断目前DUTY变化量B不合理,自动设定新的DUTY变化量B’,直到M大于等于所述调光点数量阈值为止。
11.如权利要求10所述的调光曲线形成电路,其特征在于,B’=B/2。
12.如权利要求10-11任一项所述的调光曲线形成电路,其特征在于,将所述M个有效调光点整合为最终的调光曲线。
13.如权利要求6-12任一项所述的调光曲线形成电路,其特征在于,B=0.2%。
14.如权利要求10-13任一项所述的调光曲线形成电路,其特征在于,所述调光点数量阈值为500。
15.如权利要求2-14任一项所述的调光曲线形成电路,其特征在于,控制单元先工作一第一时间后,才向第一三极管发送第二信号。
16.如权利要求15所述的调光曲线形成电路,其特征在于,所述第一时间为10秒。
17.如权利要求6-16任一项所述的调光曲线形成电路,其特征在于,调光点ON时间Tpwm-on=Tpwm*Duty,其中Tpwm是PWM信号周期。
18.一种使用如权利要求1-17任一项所述的调光曲线形成电路形成调光曲线的方法,其特征在于,该方法包括下述步骤:
A)去除调光曲线上的无效调光点,保留有效调光点;
B)判断PWM信号占空比的变化量B是否合理,如果否,自动设置新的PWM信号占空比的变化量B’,基于B’重复进行步骤A)的操作,直至PWM信号占空比的变化量合理;
C)将有效调光点整合为最终的调光曲线。
19.如权利要求18所述的方法,其特征在于,所述步骤A包括下述步骤:
A1)控制单元发送第二信号;
A2)采集所述电感副线圈的电压波形,获取BUCK调光控制电路的工作电流周期T和Ton,其中Ton为所述BUCK调光控制电路的导通时间;
A3)计算每个调光点ON时间Tpwm-on;
A4)随着PWM信号占空比Duty按固定值B增加,依次计算每个调光点ON时间内的工作电流周期数Tpwm-on/T=N+A,判断该调光点是否有效,保留有效调光点并对有效调光点数量M计数,其中N代表此调光点开启的时间内有几个完整工作电流周期,余数A代表调光点ON时间内除去完整工作电流周期后剩下的非完整的工作电流周期占工作电流周期的比例。
20.如权利要求19所述的方法,其特征在于,
所述控制单元通过检测所述电感副线圈的电压波形的上升沿和下降沿,得到BUCK调光控制电路的工作电流周期T和导通时间Ton。
21.如权利要求19或20所述的方法,其特征在于,
所述调光点ON时间Tpwm-on=Tpwm*Duty,其中Tpwm是PWM信号周期,Duty是占空比。
22.如权利要求19-21任一项所述的方法,其特征在于,所述随着Duty按固定值B增加,依次计算每个调光点ON时间内的工作电流周期数Tpwm-on/T=N+A,判断该调光点是否有效,具体为:
如果N增大,则该调光点记录为有效点;
如果N不变,余数A*Tpwm-on<Ton,则该调光点记录为有效点;
如果N不变,连续又得到余数A*Tpwm-on<Ton,则每次这种情况的调光点都记录为有效点;
如果N不变,余数A*Tpwm-on≥Ton,则该调光点记录为有效点;
如果N不变,连续又得到余数A*Tpwm-on>Ton,则每次这种情况的调光点都记录为无效点。
23.如权利要求22所述的方法,其特征在于,所述控制单元保留有效调光点并对有效调光点数量计数。
24.如权利要求23所述的方法,其特征在于,所述控制单元保留有效调光点并对有效调光点数量计数,具体为:使用各有效调光点的数据更新存储在存储单元中的调光点的DUTY,同时记录有效调光点的数量M。
25.如权利要求18-24任一项所述的方法,其特征在于,所述步骤B包括下述步骤:
B1)判断所述有效调光点的数量M是否大于一调光点数量阈值;
B2)如果M大于等于所述调光点数量阈值,则判断目前DUTY变化量B合理,如果M小于所述调光点数量阈值,则判断目前DUTY变化量B不合理,自动设定新的DUTY变化量B’;
B3)重复前述步骤A3、A4,直至M大于等于所述调光点数量阈值。
26.如权利要求18-25任一项所述的方法,其特征在于,B’=B/2。
27.如权利要求25-26任一项所述的方法,其特征在于,将所述M个有效调光点整合为最终的调光曲线。
28.如权利要求18-27任一项所述的方法,其特征在于,B=0.2%。
29.如权利要求25-28所述的方法,其特征在于,所述调光点数量阈值为500。
30.一种LED照明装置,其特征在于,包括:
LED负载模块、BUCK调光控制电路、以及根据权利要求1-17任一项所述的调光曲线形成电路。
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