CN114302532A - Led频闪驱动芯片 - Google Patents
Led频闪驱动芯片 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114302532A CN114302532A CN202111642172.5A CN202111642172A CN114302532A CN 114302532 A CN114302532 A CN 114302532A CN 202111642172 A CN202111642172 A CN 202111642172A CN 114302532 A CN114302532 A CN 114302532A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- module
- voltage
- circuit
- input
- digital signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 42
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 26
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 abstract description 2
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000009469 supplementation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
- Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
本发明公开了一种LED频闪驱动芯片，包括电源模块、时钟模块、开关降压/升压控制模块、专用数字信号处理模块、电压电流取样采样模块、通讯接口、输入输出接口，在LED频闪驱动芯片内形成反馈控制环路。本发明通过合理的结构设计以及控制逻辑的优化，使得LED驱动电路、通用数字电路中均存在的电压电流取样采样模块、时钟模块、电源模块、输入输出接口等电路模块得到复用，降低了产品成本，降低产品自身功耗，减小产品的体积。同时将升压和降压电路集成在一起，实现宽范围的输入电压和LED串并联方案。
Description
技术领域
本发明涉及视频补光领域，尤其涉及一种LED频闪驱动芯片。
背景技术
LED补光灯在视频补光领域应用广泛，为了降低功耗，视频补光LED普遍采用频闪的方式工作。在图像成像阶段进行补光，而在不需要补光的时间关闭LED，从而降低系统功耗。在视频补光领域的LED驱动方案中，均是以常亮驱动芯片及外围电路，结合上通用控制器和外围电路组成频闪驱动电路；这样的方案中，有较大一部分核心电路的功能是重叠的，同时还有很大一部分电路是没有使用的。使用两个核心芯片组成的系统，不仅会增加系统的成本，也会增加系统的功耗和电路系统的体积，另外在大功率应用的情况下，也会引发系统不稳定的风险。
发明内容
发明目的：本发明旨在提供一种小体积、低功耗、低成本的LED频闪驱动芯片。
技术方案：本发明所述的LED频闪驱动芯片，其特征在于包括电源模块、时钟模块、开关降压/升压控制模块、专用数字信号处理模块、电压电流取样采样模块、通讯接口、输入输出接口，在LED频闪驱动芯片内形成反馈控制环路；其中，
电源模块为芯片内各模块供电，并为电流电压取样采样模块和开关降压/升压控制模块提供参考电平；
时钟模块为电压电流取样采样模块、开关降压/升压控制模块、专用数字信号处理模块、通讯接口电路模块提供时钟信号；
开关降压/升压控制模块的输入端分别与专用数字信号处理模块的输出端、电压电流取样采样模块的输出端相连接；
专用数字信号处理模块的输入端连接电压电流取样采样模块的输出端；所述专用数字信号处理模块的输入端和输出端与通讯接口连接；所述专用数字信号处理模块输入端和输出端与输入输出接口连接。
电源模块可以转换输入电压提供给芯片内各模块，并为电流电压取样采样模块和开关降压/升压控制模块提供参考电平；时钟模块为电压电流取样采样模块、开关降压/升压控制模块、专用数字信号处理模块、通讯接口电路模块提供所需时钟信号；开关降压/升压控制模块集成了升压和降压电路；专用数字信号处理模块的输入端连接电源模块的输出端、时钟模块的输出端、电压电流取样采样模块的输出端；所述专用数字信号处理模块接收通讯接口传输的控制指令，将需要掉电保存的数据存入EEPROM之中，开机后读取EEPROM中的配置参数，根据配置参数对开关降压/升压控制模块进行设置，同时将需要反馈的应答数据传给通讯接口；所述专用数字信号处理模块获取输入接口的控制外部信号，再根据外部控制信号实时输出电压调控信号给开关降压/升压控制模块；同时所述专用数字信号处理模块，根据控制逻辑需要，对外输出MOS控制信号和外接电源电压调控信号；电压电流取样采样模块分别对开关降压/升压控制模块输出的驱动电压和电流，经阻容网络匹配后进行取样，将取样的模拟信号传送给开关降压/升压控制模块，将采样后的数字信号传送给专用数字信号处理模块；通讯接口可向外部设备发送专用数字信号处理模块的反馈数据，也可接收外部设备控制指令，并传输给专用数字信号处理模块；同时，通讯接口还具备控制外部通讯协议转换电路的功能；输入输出接口接收外部的控制信号，判断信号模式后将信号模式编码传送给专用数字信号处理模块；根据输出需求，将专用数字信号处理模块的控制信号转换为外部设备需要的信号。通过合理的结构设计以及控制逻辑的优化，将LED驱动电路、通用数字电路中均存在的电压电流取样采样模块、时钟模块、电源模块、输入输出接口等模块复用。高速的反馈控制环路，可提高产品的稳定性和可靠性。同时将升压和降压电路集成在一起，实现宽范围的输入电压和LED串并联方案。
所述开关降压/升压控制模块包括误差放大电路、温度保护电路、电流限幅电路、逻辑控制单元、斜率补偿电路、MOS驱动电路，所述逻辑控制单元的输入端分别连接误差放大电路的输出端、温度保护电路的输出端、电流限幅电路的输出端，所述斜率补偿电路的输入端连接逻辑控制单元的输出端，斜率补偿电路的输出端连接MOS驱动电路的输入端。
所述时钟模块的振荡电路是RC振荡器，且所述时钟模块具有温度补偿功能。RC振荡器输出频率为4.92MHz或其分频频率。
所述电压电流取样采样模块有模数转换单元，最快单次转换时间不超过500us，分辨率最高为8比特。
所述通讯接口模块是串行通讯接口，具有控制IO，可以控制外部电平转换芯片进行收发模式切换。
所述专用数字信号处理模块根据当前的EEPROM配置的工作模式，设置处理速度。从而在满足功能要求的情况下，实现低功耗。
所述输入输出接口可以匹配多种电平信号、开关量信号和混合信号。
有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：1、减小产品体积。2、降低产品功耗及生产成本，提高产品可靠性。
附图说明
图1为本发明的结构图。
图2为本发明的开关降压/升压控制模块的结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
本发明包括电源模块、时钟模块、开关降压/升压控制模块、专用数字信号处理模块、电压电流取样采样模块、通讯接口、输入输出接口，在LED频闪驱动芯片内形成反馈控制环路；其中，
电源模块为芯片内各模块供电，并为电流电压取样采样模块和开关降压/升压控制模块提供参考电平；
时钟模块为电压电流取样采样模块、开关降压/升压控制模块、专用数字信号处理模块、通讯接口电路模块提供时钟信号；
开关降压/升压控制模块的输入端分别与专用数字信号处理模块的输出端、电压电流取样采样模块的输出端相连接；
专用数字信号处理模块的输入端连接电压电流取样采样模块的输出端；所述专用数字信号处理模块的输入端和输出端与通讯接口连接；所述专用数字信号处理模块输入端和输出端与输入输出接口连接。
电源模块为整个芯片提供供电，输出电压有：专用数字信号处理模块、时钟模块、通讯接口使用的3.3V电压；电流电压取样模块使用的5V电压及1.8V参考电压；开关降压/升压控制模块使用的5V、12V电压以及0.8V参考电压；输入输出接口使用3.3V、12V电压。
时钟模块分别为电压电流取样采样模块提供1.23MHz时钟，为开关降压/升压控制模块提供615kHz时钟，为专用数字信号处理模块提供4.92MHz时钟，为通讯接口提供76.8kHz时钟；
当芯片通电后，电源开始为各模块供电。当时钟模块稳定输出时钟信号后，专用数字信号处理模块先读取EEPROM内存储的芯片工作参数。所述芯片工作参数包括输出电压、输出电流、输出频率与输入信号的关系、输出脉宽与输入信号的关系等数据。然后专用数字信号处理模块根据电压和电流参数，生成PWM波形，最后将所生成的PWM波形传送至开关降压/升压控制模块。
当开关降压/升压控制模块初始化工作后，其逻辑控制单元，根据设定的工作模式和工作参数，判断是工作为升压模式还是降压模式，然后根据对应模式产生PWM波，经过斜率补偿修正后，送到MOS驱动电路。
在开关降压/升压模块工作过程中，电流限幅电路一直处于MOS驱动电流检测中，当连续监测到MOS驱动电流超过MOS的上限电流0.5us时，会产生过流保护信号给逻辑控制单元，逻辑控制单元立即关闭MOS驱动，保护芯片不会因过流导致失效。温度保护电路一直监测芯片的温度，当芯片温度超过上限工作温度时，会产生温度保护信号给逻辑控制单元，逻辑控制单元立即关闭MOS驱动，保护芯片不会因过温导致失效。误差放大电路会一直保持当前输出电流、电压和目标电流、电压的误差，并通过适当放大后进行判决，将判决结果传递给逻辑控制单元，逻辑控制单元会根据目标电压电流与实际输出电压电流的差异大小，判决是否调节以及用何种速度调节输出电压电流，以保证输出的频闪驱动电压稳定，同时稳定驱动电流。
在芯片在工作过程中，通讯接口始终处于接收数据的状态，当外部设备通过通讯接口发送设置或者查询工作参数指令后，通讯接口实时将通讯数据传输给专用数字信号处理模块；专用数字信号处理模块，经过数据解析后，根据设置或者查询的内容，再根据通信协议规范产生相应的应答数据，并通过通讯接口发出，通讯接口在接收到发送数据的要求后，同时会将外部控制IO拉高。通讯接口模块是串行通讯接口，其波特率为9600，具有一个控制IO，可控制外部RS485电平转换芯片进行收发模式切换。
在芯片工作过程中，输入输出接口始终保持对输入信号的检测和判断，当有符合驱动标准的频闪触发信号输入后，接口电路将输入信号转换为3.3V的标准TTL电平信号输出给专用数字信号处理模块。专用数字信号处理模块，接收到转换后的频闪触发信号，会根据设定的输出频率和输入信号的关系，进行判决，是否对输入信号进行倍频处理；同时，根据输出脉宽和输入信号的关系，计算出传给开关降压/升压控制模块的电压调控信号，并使能其工作；同时，还会将LED频闪驱动信号传送给输入输出接口。
Claims (7)
1.一种LED频闪驱动芯片，其特征在于包括电源模块、时钟模块、开关降压/升压控制模块、专用数字信号处理模块、电压电流取样采样模块、通讯接口、输入输出接口，在LED频闪驱动芯片内形成反馈控制环路；其中，
电源模块为芯片内各模块供电，并为电流电压取样采样模块和开关降压/升压控制模块提供参考电平；
时钟模块为电压电流取样采样模块、开关降压/升压控制模块、专用数字信号处理模块、通讯接口电路模块提供时钟信号；
开关降压/升压控制模块的输入端分别与专用数字信号处理模块的输出端、电压电流取样采样模块的输出端相连接；
专用数字信号处理模块的输入端连接电压电流取样采样模块的输出端；所述专用数字信号处理模块的输入端和输出端与通讯接口连接；所述专用数字信号处理模块输入端和输出端与输入输出接口连接。
2.根据权利要求1所述LED频闪驱动芯片，其特征在于所述开关降压/升压控制模块包括误差放大电路、温度保护电路、电流限幅电路、逻辑控制单元、斜率补偿电路、MOS驱动电路，所述逻辑控制单元的输入端分别连接误差放大电路的输出端、温度保护电路的输出端、电流限幅电路的输出端，所述斜率补偿电路的输入端连接逻辑控制单元的输出端，斜率补偿电路的输出端连接MOS驱动电路的输入端。
3.根据权利要求1所述LED频闪驱动芯片，其特征在于所述时钟模块的振荡电路是RC振荡器，且具有温度补偿功能。
4.根据权利要求1所述LED频闪驱动芯片，其特征在于所述电压电流取样采样模块有模数转换单元，最快单次转换时间不超过500us，分辨率最高为8比特。
5.根据权利要求1所述LED频闪驱动芯片，其特征在于所述通讯接口模块是串行通讯接口，具有控制IO，可控制外部电平转换芯片收发模式的切换。
6.根据权利要求1所述LED频闪驱动芯片，其特征在于所述专用数字信号处理模块根据当前EEPROM配置的工作模式，设置处理速度。
7.根据权利要求1所述LED频闪驱动芯片，其特征在于所述输入输出接口可匹配多种电平信号、开关量信号和混合信号。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111642172.5A CN114302532B (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | Led频闪驱动芯片 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111642172.5A CN114302532B (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | Led频闪驱动芯片 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114302532A true CN114302532A (zh) | 2022-04-08 |
| CN114302532B CN114302532B (zh) | 2024-01-30 |
Family
ID=80972583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111642172.5A Active CN114302532B (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | Led频闪驱动芯片 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114302532B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118215179A (zh) * | 2024-05-17 | 2024-06-18 | 杭州方千科技有限公司 | 一种双信号补光同步电路及其电子设备 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN206442563U (zh) * | 2017-02-22 | 2017-08-25 | 重庆理工大学 | 一种led灯驱动电路 |
| US20170295632A1 (en) * | 2015-05-19 | 2017-10-12 | Shenzhen Skyworth-Rgb Electronic Co., Ltd. | Multi-channel dual-mode digital control led driving circuit and led lamp |
| CN207625845U (zh) * | 2017-12-28 | 2018-07-17 | 厦门亚锝电子科技有限公司 | 一种电子变压器 |
| CN209659666U (zh) * | 2018-12-21 | 2019-11-19 | 深圳市高健实业股份有限公司 | 一种智能led照明驱动电源专用芯片 |
| CN111417232A (zh) * | 2020-04-01 | 2020-07-14 | 南京安润朴新能源科技有限公司 | 一种新能源汽车照明ac-dc电源驱动电路及色温调节方法 |
| CN111885782A (zh) * | 2020-07-21 | 2020-11-03 | 浙江阳光照明电器集团股份有限公司 | 一种线性恒流控制电路及两种线性恒流led灯电路 |
-
2021
- 2021-12-29 CN CN202111642172.5A patent/CN114302532B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20170295632A1 (en) * | 2015-05-19 | 2017-10-12 | Shenzhen Skyworth-Rgb Electronic Co., Ltd. | Multi-channel dual-mode digital control led driving circuit and led lamp |
| CN206442563U (zh) * | 2017-02-22 | 2017-08-25 | 重庆理工大学 | 一种led灯驱动电路 |
| CN207625845U (zh) * | 2017-12-28 | 2018-07-17 | 厦门亚锝电子科技有限公司 | 一种电子变压器 |
| CN209659666U (zh) * | 2018-12-21 | 2019-11-19 | 深圳市高健实业股份有限公司 | 一种智能led照明驱动电源专用芯片 |
| CN111417232A (zh) * | 2020-04-01 | 2020-07-14 | 南京安润朴新能源科技有限公司 | 一种新能源汽车照明ac-dc电源驱动电路及色温调节方法 |
| CN111885782A (zh) * | 2020-07-21 | 2020-11-03 | 浙江阳光照明电器集团股份有限公司 | 一种线性恒流控制电路及两种线性恒流led灯电路 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 金翠云, 李一博, 王立坤, 靳世久: "EL6249C及其在MEMS动态测试中的运用", 国外电子元器件, no. 12 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118215179A (zh) * | 2024-05-17 | 2024-06-18 | 杭州方千科技有限公司 | 一种双信号补光同步电路及其电子设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114302532B (zh) | 2024-01-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7173404B2 (en) | Auto-switching converter with PWM and PFM selection | |
| US8810217B2 (en) | Current share configuration in a power converter system | |
| US7288982B2 (en) | Signal converting circuit | |
| US10008944B2 (en) | Control method and control circuit for switching power supply | |
| CN104022440B (zh) | 一种激光二极管微秒脉冲驱动电路及驱动方法 | |
| CN104640330A (zh) | 发光二极管驱动器及其控制方法 | |
| CN114302532B (zh) | Led频闪驱动芯片 | |
| CN111711553A (zh) | 一种二总线通信和供电mcu系统 | |
| WO2012139397A1 (zh) | 激光器输出光功率的数字控制方法及系统 | |
| CN113022483B (zh) | 一种双电源切换系统及卫星车载设备 | |
| CN111726011B (zh) | 一种包含集成式隔离dc-dc的数字隔离器电路及包括该电路的数字隔离器 | |
| CN108633139B (zh) | 一种具有两路稳定输出的电源装置及其控制方法 | |
| CN104571250B (zh) | 一种并联式大功率开关电源 | |
| CN216851927U (zh) | 信号转换电路 | |
| CN114094823B (zh) | 多输出电源电路及其控制方法 | |
| CN115642797A (zh) | 两级开关电源中基于fb反馈信号的两级交互方法 | |
| CN112910504B (zh) | 直流载波通信系统及装置 | |
| CN210351100U (zh) | 一种用于超声波发生器功放电路的pwm调节驱动装置 | |
| CN2914496Y (zh) | 直流供电线路上的反极性数据传输装置 | |
| CN103840813B (zh) | 一种自取电的rs232与红外通信接口转换电路 | |
| CN203775182U (zh) | 一种自取电的rs232与红外通信接口转换电路 | |
| US20030231853A1 (en) | Driving circuit | |
| CN115208025A (zh) | 一种充电通讯复用端口的电压调制电路及tws耳机 | |
| CN102723868A (zh) | 恒流源 | |
| CN214540523U (zh) | 基于canopen总线协议的控制单元 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |