CN113556843A - 模拟调光电路、模拟调光方法以及led驱动电路 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种模拟调光电路、模拟调光方法以及LED驱动电路。其中，模拟调光电路用于生成调光信号以控制LED驱动电路工作，模拟调光电路包括模拟信号处理电路和斩波电路。模拟信号处理电路的输入端用以接收第一模拟信号，模拟信号处理电路用于根据第一模拟信号生成数字信号。斩波电路的第一输入端耦接模拟信号处理电路的输出端，斩波电路的第二输入端用以接收第二模拟信号，斩波电路用于根据数字信号对第二模拟信号进行斩波处理从而输出调光信号。本发明提出的一种模拟调光电路、模拟调光方法以及LED驱动电路，能够在LED驱动方案中实现双模拟信号输入的组合调光功能，保证了LED驱动电路的调光精度，并且电路结构较为简单，实现成本较低。

Description

模拟调光电路、模拟调光方法以及LED驱动电路

技术领域

本发明属于电力电子领域，涉及一种LED调光技术，特别涉及一种模拟调光电路、模拟调光方法以及LED驱动电路。

背景技术

在LED驱动电路中，通常可通过模拟信号或PWM信号来调节系统的工作状态。现有的LED调光方式有模拟信号输入调光、PWM信号输入调光以及模拟信号结合PWM信号组合输入调光。在具体的应用场景中，需要通过两个控制信号来控制同一调节量，比如两个控制信号都为模拟信号，其中一个控制信号用于控制调光信号的最大幅值，另一个控制信号用于控制调光信号的大小，通过两个控制信号的配合调节从而控制调光信号，以实现LED驱动电路的调光控制。在两个控制信号都为模拟信号的场景下，最直接的方式是采用乘法器的方案来实现双模拟信号的调制，但该方案的实现成本较高，芯片内部实现较为困难，同时导致控制精度相对较差。

有鉴于此，需要提供一种新的结构或控制方法，用于解决上述至少部分技术问题。

发明内容

针对现有技术中的一个或多个问题，本发明提出了一种模拟调光电路、模拟调光方法以及LED驱动电路，能够实现双模拟信号输入的组合调光功能，保证了LED驱动电路的调光精度，并且电路结构较为简单，实现成本较低。

根据本发明的一个方面，一种模拟调光电路，用于生成调光信号以控制LED驱动电路工作，所述模拟调光电路包括：

模拟信号处理电路，其输入端用以接收第一模拟信号，用于根据第一模拟信号生成数字信号；以及

斩波电路，其第一输入端耦接所述模拟信号处理电路的输出端，其第二输入端用以接收第二模拟信号，用于根据数字信号对第二模拟信号进行斩波处理从而输出调光信号。

作为本发明的一优选方式，所述斩波电路包括：

第一开关器件，其第一端用以接收第二模拟信号，其第二端输出调光信号，其控制端耦接所述模拟信号处理电路的输出端；以及

第二开关器件，其第一端耦接所述第一开关器件的第二端，其第二端耦接地；其中，

第一开关器件的控制端接收的信号为第一控制信号，第二开关器件的控制端接收的信号为第二控制信号，第一控制信号与第二控制信号呈互补关系。

作为本发明的一优选方式，所述模拟信号处理电路用于根据周期性基波信号和第一模拟信号生成数字信号。

作为本发明的一优选方式，所述模拟调光电路还包括：运算电路，其第一输入端耦接第二模拟信号端以接收第二模拟信号，其第二输入端耦接调节信号端以接收调节信号，用于根据第二模拟信号和调节信号进行运算处理从而得到偏置信号。

作为本发明的一优选方式，所述第一开关器件和第二开关器件都为开关管。

作为本发明的一优选方式，所述周期性基波信号为锯齿波或三角波。

作为本发明的一优选方式，所述运算电路为加法器或减法器。

根据本发明的另一个方面，一种LED驱动电路，所述LED驱动电路包括如上任一项所述的模拟调光电路，所述模拟调光电路用以输出调光信号以控制LED驱动电路中主开关管的开关状态。

根据本发明的又一个方面，一种模拟调光方法，用于模拟调光电路的调光控制，所述模拟调光方法包括：

接收第一模拟信号，根据所述第一模拟信号生成数字信号；以及

接收第二模拟信号，根据所述数字信号对第二模拟信号进行斩波处理，从而输出调光信号以控制LED驱动电路工作。

作为本发明的一优选方式，所述根据所述数字信号对第二模拟信号进行斩波处理的步骤具体包括：根据所述数字信号分别控制第一开关器件和第二开关器件的开关状态以实现对第二模拟信号的斩波处理。

本发明提出了一种模拟调光电路、模拟调光方法以及LED驱动电路。其中，模拟调光电路用于生成调光信号以控制LED驱动电路工作，模拟调光电路包括模拟信号处理电路和斩波电路。模拟信号处理电路的输入端用以接收第一模拟信号，模拟信号处理电路用于根据第一模拟信号生成数字信号。斩波电路的第一输入端耦接模拟信号处理电路的输出端，斩波电路的第二输入端用以接收第二模拟信号，斩波电路用于根据数字信号对第二模拟信号进行斩波处理从而输出调光信号。本发明提出的一种模拟调光电路、模拟调光方法以及LED驱动电路，能够在LED驱动方案中实现双模拟信号输入的组合调光功能，保证了LED驱动电路的调光精度，并且电路结构较为简单，实现成本较低。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，与说明描述一起用于解释本发明的实施例，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1示出了根据本发明一实施例的模拟调光电路的电路结构示意图；

图2示出了根据本发明另一实施例的模拟调光电路的电路结构示意图；

图3示出了根据本发明一实施例的模拟调光电路中的信号的波形示意图；

图4示出了根据本发明一实施例的模拟调光方法的步骤示意图。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

该部分的描述只针对几个典型的实施例，本发明并不仅局限于实施例描述的范围。不同实施例的组合、不同实施例中的一些技术特征进行相互替换，相同或相近的现有技术手段与实施例中的一些技术特征进行相互替换也在本发明描述和保护的范围内。

说明书中的“耦接”或“连接”既包含直接连接，也包含间接连接。间接连接为通过中间媒介进行的连接，如通过电传导媒介如导体的连接，其中电传导媒介可含有寄生电感或寄生电容，也可通过说明书中实施例所描述的中间电路或部件的连接；间接连接还可包括可实现相同或相似功能的基础上通过其他有源器件或无源器件的连接，如通过开关、信号放大电路、跟随电路等电路或部件的连接。“多个”或“多”表示两个或两个以上。另外，在本发明中，例如第一、第二之类的词语主要用于区分一个技术特征与另一个技术特征，而并不一定要求或暗示这些技术特征之间存在某种实际的关系或者顺序。

本发明一实施例公开了一种模拟调光电路，用于生成调光信号以控制LED驱动电路工作，模拟调光电路包括模拟信号处理电路和斩波电路。在模拟调光电路中，通过两路模拟信号来实现LED驱动电路的调光控制。具体的，通过两路模拟信号来调节调光信号，调光信号可用于控制LED驱动电路中主开关管的开关状态，从而控制LED驱动电路的输出。模拟信号处理电路的输入端接收第一模拟信号，模拟信号处理电路用于根据第一模拟信号生成数字信号。斩波电路的第一输入端耦接模拟信号处理电路的输出端，斩波电路的第二输入端接收第二模拟信号，斩波电路用于根据数字信号对第二模拟信号进行斩波处理从而输出调光信号。

在本发明的一实施例中，如图1所示，模拟调光电路10包括模拟信号处理电路11和斩波电路12。模拟信号处理电路11的输入端耦接第一模拟信号端以接收第一模拟信号ADIM1，模拟信号处理电路11用于根据第一模拟信号ADIM1生成数字信号PWM1。斩波电路12的第一输入端耦接模拟信号处理电路11的输出端，斩波电路12的第二输入端耦接第二模拟信号端以接收第二模拟信号ADIM2，斩波电路12根据数字信号PWM1对第二模拟信号进行斩波处理从而获得调光信号Vdim，斩波电路12的输出端输出调光信号Vdim。在一实施例中，斩波电路12包括第一开关器件Q1和第二开关器件Q2。第一开关器件Q1的控制端接收的信号为第一控制信号，第二开关器件Q2的控制端接收的信号为第二控制信号，第一控制信号与第二控制信号呈互补关系。示例性的，当第一控制信号处于第一电平(比如高电平)时，第二控制信号处于第二电平(比如低电平)；当第一控制信号处于第二电平(比如低电平)时，第二控制信号处于第一电平(比如高电平)。在一具体的实施例中，斩波电路12包括第一开关器件Q1、第二开关器件Q2以及非门。第一开关器件Q1的第一端耦接第二模拟信号端以接收第二模拟信号ADIM2，第一开关器件Q1的第二端用以输出调光信号Vdim，第一开关器件Q1的控制端耦接模拟信号处理电路11的输出端。第二开关器件Q2的第一端耦接第一开关器件Q1的第二端，第二开关器件Q2的第二端耦接地。模拟信号处理电路的输出端还耦接非门的输入端，非门的输出端耦接第二开关器件Q2的控制端。

在另一实施例中，斩波电路包括第一开关器件Q1、第二开关器件Q2以及非门。第一开关器件Q1的第一端耦接第二模拟信号端以接收第二模拟信号ADIM2，第一开关器件Q1的第二端用以输出调光信号Vdim，第一开关器件Q1的控制端耦接模拟信号处理电路的输出端。第二开关器件Q2的第一端耦接第一开关器件Q1的第二端，第二开关器件Q2的第二端耦接地。模拟信号处理电路的输出端还耦接非门的输入端，非门的输出端耦接第一开关器件Q1的控制端。

在本发明的一实施例中，如图1和图3所示，模拟信号处理电路用于根据周期性基波信号和第一模拟信号ADIM1生成数字信号PWM1。在如图3所示的实施例中，周期性基波信号为三角波信号。三角波信号在电压VDIM_0和电压VDIM_full的区间内来回变化。当第一调光信号为电压VDIM_0时，数字信号PWM1的占空比为零，此时调光信号Vdim为零。当第一调光信号为电压VDIM_full时，数字信号PWM1的占空比为1，此时调光信号Vdim为第二模拟信号ADIM2。当第一调光信号为电压VDIM_0和电压VDIM_full之间的某一数值时，数字信号PWM1的占空比为k，其中，0<k<1。此时，调光信号Vdim为ADIM2*k，其中，ADIM2可以为第二模拟信号的电压值。在如图3的实施例中，当第一模拟信号ADIM1大于三角波信号时，数字信号处于第一电平状态(例如高电平)；当第一模拟信号ADIM1小于三角波信号时，数字信号处于第二电平状态(例如低电平)。第二模拟信号经数字信号PWM1斩波处理后得到调光信号Vdim。在另一实施例中，周期性基波信号为锯齿波信号。

在本发明的一实施例中，第一模拟信号的调光精度低于第二模拟信号的调光精度。通过把调光精度要求较低的第一模拟信号转换为数字信号PWM1，再利用数字信号PWM1对调光精度要求较高的第二模拟信号进行斩波处理从而获得调光信号Vdim，实现双路模拟信号的组合调光控制。在一具体的实施例中，第一模拟信号在电压VDIM_0至电压VDIM_full的范围内调节LED驱动电路的输出电流在0-100％之间变化，在输出电流为100％时，LED驱动电路以最大输出电流保证LED灯工作。类似的，第二模拟信号在电压VDIM_0’至电压VDIM_full’的范围内调节LED驱动电路的输出电流在0-100％之间变化。其中，第一模拟信号的调光精度不同于第二模拟信号的调光精度。

在本发明的一实施例中，如图2所示，模拟调光电路20包括模拟信号处理电路21、斩波电路和运算电路23。模拟信号处理电路21的输入端耦接第一模拟信号端以接收第一模拟信号ADIM1，模拟信号处理电路21用于根据第一模拟信号ADIM1生成数字信号PWM1。运算电路23的第一输入端耦接第二模拟信号端以接收第二模拟信号ADIM2，运算电路23的第二输入端耦接调节信号端以接收调节信号VDIM2，运算电路23用于根据第二模拟信号ADIM2和调节信号VDIM2进行运算处理从而得到偏置信号，以实现对第二模拟信号ADIM2的偏置调节。在一实施例中，运算电路23为加法器，通过对第二模拟信号和调节信号的加和运算处理得到偏置信号。在另一实施例中，运算电路23为减法器，通过对第二模拟信号和调节信号的减法运算处理得到偏置信号。如图2所示，斩波电路包括第一开关器件Q1、第二开关器件Q2以及非门。第一开关器件Q1的第一端耦接运算电路23的输出端，第一开关器件Q1的控制端耦接模拟信号处理电路21的输出端。第二开关器件Q2的第一端耦接第一开关器件Q1的第二端，非门的输入端耦接模拟信号处理电路21的输出端，非门的输出端耦接第二开关器件Q2的控制端，第二开关器件Q2的第二端耦接地。通过数字信号PWM1控制斩波电路中的第一开关器件Q1和第二开关器件Q2的开关状态，以实现对第二模拟信号的斩波处理，在第一开关器件Q1的第二端处输出调光信号Vdim。

在本发明的一实施例中，通过第一模拟信号和第二模拟信号这两个模拟信号来控制LED驱动电路中的同一调节量。其中，第一模拟信号用于控制调光信号的大小，第二模拟信号用于控制调光信号的最大幅值，通过两个模拟信号的配合调节实现对调光信号的调节控制，以实现LED驱动电路的调光控制。具体的，将第一模拟信号转换为数字信号PWM1，根据数字信号PWM1对第二模拟信号进行斩波处理从而得到调光信号。

在本发明的一实施例中，第一开关器件和第二开关器件都为开关管。在一具体的实施例中，第一开关器件和第二开关器件分别为金属氧化物半导体场效应晶体管(简称MOSFET)、结型场效应晶体管(简称JFET)和绝缘栅双极型晶体管(简称IGBT)之中的一种。在一实施例中，第一开关器件和第二开关器件都为金属氧化物半导体场效应晶体管，第一开关器件的漏极耦接第二模拟信号端以接收第二模拟信号，第一开关器件的栅极耦接模拟信号处理电路的输出端。第二开关器件的漏极耦接第一开关器件的源极，第二开关器件的栅极耦接模拟信号处理电路的输出端，第二开关器件的源极耦接地。

本发明的一实施例还公开了一种LED驱动电路，LED驱动电路包括如上任一项所述的模拟调光电路，模拟调光电路用以输出调光信号以控制LED驱动电路中主开关管的开关状态。通过调节调光信号可控制LED驱动电路的输出电流，具体的，根据调光信号和电流采样信号控制LED驱动电路中的主开关管的开关状态，实现对输出电流的控制。电流采样信号可表征LED驱动电路的输出电流的大小，可通过采样流过主开关管的电流获得。在一具体的实施例中，电流采样信号为表征LED驱动电路的输出电流的采样电压信号。

本发明的一实施例还公开了一种模拟调光方法，模拟调光方法用于模拟调光电路的调光控制，如图4所示，模拟调光方法包括：

步骤S100、接收第一模拟信号，根据第一模拟信号生成数字信号；

步骤S200、接收第二模拟信号，根据数字信号对第二模拟信号进行斩波处理，从而输出调光信号以控制LED驱动电路工作。

在本发明的一实施例中，模拟信号处理电路接收第一模拟信号，并根据第一模拟信号生成数字信号。斩波电路接收第二模拟信号和数字信号，并根据数字信号对第二模拟信号进行斩波处理，从而输出调光信号以控制LED驱动电路工作。其中，模拟信号处理电路根据周期性基波信号和第一模拟信号生成数字信号。具体的，周期性基波信号为三角波信号或锯齿波信号。

在本发明的另一实施例中，根据数字信号对第二模拟信号进行斩波处理的步骤具体包括：斩波电路根据数字信号分别控制第一开关器件和第二开关器件的开关状态以实现对第二模拟信号的斩波处理。

在本发明的一实施例中，第一模拟信号的调光精度低于第二模拟信号的调光精度。

本发明提出的一种模拟调光电路、模拟调光方法以及LED驱动电路，能够在LED驱动方案中实现双模拟信号输入的组合调光功能，保证了LED驱动电路的调光精度，并且电路结构较为简单，实现成本较低。

本领域技术人员应当知道，说明书或附图所涉逻辑控制中的“高电平”与“低电平”、“置位”与“复位”、“与门”与“或门”、“同相输入端”与“反相输入端”等逻辑控制可相互调换或改变，通过调节后续逻辑控制而实现与上述实施例相同的功能或目的。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。说明书中所涉及的效果或优点等相关描述可因具体条件参数的不确定或其它因素影响而可能在实际实验例中不能体现，效果或优点等相关描述不用于对发明范围进行限制。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (10)

1.一种模拟调光电路，用于生成调光信号以控制LED驱动电路工作，其特征在于，所述模拟调光电路包括：

模拟信号处理电路，其输入端用以接收第一模拟信号，用于根据第一模拟信号生成数字信号；以及

斩波电路，其第一输入端耦接所述模拟信号处理电路的输出端，其第二输入端用以接收第二模拟信号，用于根据数字信号对第二模拟信号进行斩波处理从而输出调光信号。

2.如权利要求1所述的模拟调光电路，其特征在于，所述斩波电路包括：

第一开关器件，其第一端用以接收第二模拟信号，其第二端输出调光信号，其控制端耦接所述模拟信号处理电路的输出端；以及

第二开关器件，其第一端耦接所述第一开关器件的第二端，其第二端耦接地；其中，

第一开关器件的控制端接收的信号为第一控制信号，第二开关器件的控制端接收的信号为第二控制信号，第一控制信号与第二控制信号呈互补关系。

3.如权利要求1所述的模拟调光电路，其特征在于，所述模拟信号处理电路用于根据周期性基波信号和第一模拟信号生成数字信号。

4.如权利要求1所述的模拟调光电路，其特征在于，所述模拟调光电路还包括：

运算电路，其第一输入端耦接第二模拟信号端以接收第二模拟信号，其第二输入端耦接调节信号端以接收调节信号，用于根据第二模拟信号和调节信号进行运算处理从而得到偏置信号。

5.如权利要求2所述的模拟调光电路，其特征在于，所述第一开关器件和第二开关器件都为开关管。

6.如权利要求3所述的模拟调光电路，其特征在于，所述周期性基波信号为锯齿波或三角波。

7.如权利要求4所述的模拟调光电路，其特征在于，所述运算电路为加法器或减法器。

8.一种LED驱动电路，其特征在于，所述LED驱动电路包括如权利要求1-7任一项所述的模拟调光电路，所述模拟调光电路用以输出调光信号以控制LED驱动电路中主开关管的开关状态。

9.一种模拟调光方法，用于模拟调光电路的调光控制，其特征在于，所述模拟调光方法包括：

接收第一模拟信号，根据所述第一模拟信号生成数字信号；以及

接收第二模拟信号，根据所述数字信号对第二模拟信号进行斩波处理，从而输出调光信号以控制LED驱动电路工作。

10.如权利要求9所述的模拟调光方法，其特征在于，所述根据所述数字信号对第二模拟信号进行斩波处理的步骤具体包括：

根据所述数字信号分别控制第一开关器件和第二开关器件的开关状态以实现对第二模拟信号的斩波处理。

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