CN114423117A - Led亮度分段控制电路以及led亮度分段控制方法 - Google Patents

Led亮度分段控制电路以及led亮度分段控制方法 Download PDF

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Abstract

本公开的实施例提供了一种PWM调光LED亮度采样电路，包括：振荡器、可编程PWM调光电路以及有效电平检测电路，其中，所述振荡器配置为向所述可编程PWM调光电路以及所述有效电平检测电路提供时钟信号，所述可编程PWM调光电路配置为产生PWM信号，所述有效电平检测电路配置为检测所述可编程PWM调光电路输出的PWM信号的有效电平的占空比。还提供了一种LED亮度分段控制电路和LED亮度分段控制方法。

Description

LED亮度分段控制电路以及LED亮度分段控制方法
技术领域
本公开的实施例涉及LED照明领域，具体地，涉及一种LED亮度分段控制电路以及LED亮度分段控制方法。
背景技术
发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)是采用固体半导体芯片作为发光材料的发光器件。LED在节能环保方面具有突出的优势。在能耗方面，与传统灯具相比，由于LED是冷光源，在工作过程中不会产生太多的能量，其能耗是白炽灯的十分之一，是节能灯的四分之一。而且，LED不含有任何重金属材料，在节能环保方面具有突出的优势。同时，使得LED在照明领域得到应用广泛。
太阳能LED路灯和LED小夜灯之类的LED照明灯在夜晚采用电池供电。由于电池容量有限，需要对LED照明灯的亮度进行控制，以使其在整个夜晚都能够提供较好的照明。
发明内容
本公开的至少一个实施例提供了一种PWM调光LED亮度采样电路，包括：振荡器、可编程PWM调光电路以及有效电平检测电路，其中，所述振荡器配置为向所述可编程PWM调光电路以及所述有效电平检测电路提供时钟信号，所述可编程PWM调光电路配置为产生PWM信号，所述有效电平检测电路配置为检测所述可编程PWM调光电路输出的PWM信号的有效电平的占空比。
在本公开的一个实施例中，当所述有效电平检测电路配置为检测所述可编程PWM调光电路输出的PWM信号的有效电平的占空比时，所述有效电平检测电路配置为在所述PWM信号的一个周期中，在所述PWM信号由无效电平变为有效电平时开始对时钟信号进行计数，在所述PWM信号由有效电平变为无效电平时有效电平检测电路结束计数，得到计数结果，其中，所述PWM信号的有效电平的占空比为N1*TCLK/Tpwm，N1表示所述计数结果，TCLK表示时钟信号的周期，Tpwm表示所述PWM信号的周期。
在本公开的一个实施例中，所述可编程PWM调光电路根据可编程管脚的连接方式设置所述PWM信号有效电平的占空比。
本公开的至少一个实施例提供了一种LED亮度分段控制电路，包括：可编程PWM调光电路、PWM信号有效电平检测电路、振荡器和控制逻辑电路，其中，所述振荡器配置为向所述可编程PWM调光电路、所述PWM信号有效电平检测电路以及所述控制逻辑电路提供时钟信号，所述可编程PWM调光电路配置为在第一时间段内根据可编程管脚的连接方式产生第一PWM信号，所述PWM信号有效电平检测电路配置为检测所述第一PWM信号的有效电平的第一占空比，得到第一计数结果，并将所述第一计数结果发送至所述控制逻辑电路，所述控制逻辑电路根据所述第一计数结果，在第一时间段之后的多个连续时间段内，控制所述可编程PWM调光电路逐渐调低所产生的PWM信号的有效占空比。
在本公开的一个实施例中，所述控制逻辑电路根据所述第一计数结果，在第一时间段之后的多个连续时间段内，控制所述可编程PWM调光电路逐渐调低所产生的PWM信号的有效占空比包括：在第n个时间段获取所述PWM信号有效电平检测电路的第n个计数结果，并将比所述第n个计数结果小的第n个整数发送给所述可编程PWM调光电路，以使所述可编程PWM调光电路在第n+1时间段根据所述第n个整数产生具有第n+1有效占空比的第n+1个PWM信号，直至所述第n+1有效占空比小于或等于所述第一阈值。
在本公开的一个实施例中，所述控制逻辑电路根据所述第一计数结果，在第一时间段之后的多个连续时间段内，控制所述可编程PWM调光电路逐渐调低所产生的PWM信号包括：所述控制逻辑电路将所述第一计数结果发送至所述可编程PWM调光电路，在第一时间段之后的各个时间段内，所述可编程PWM调光电路输出对应于各个时间段的PWM信号，对应于各个时间段的PWM信号的有效电平时长表示为（N1-（n-1）*step）*TCLK，直至（N1-（n-1）*step）*TCLK对应的有效占空比小于或等于所述第一阈值，其中，n对应于第n个时间段，step表示每个时间段相对于上一个时间段减少的步长。
在本公开的一个实施例中，所述第一阈值为一大于零的预设值或者零。
在本公开的一个实施例中，当所述有效电平检测电路配置为检测所述可编程PWM调光电路输出的PWM信号的有效电平的占空比时，所述有效电平检测电路配置为在所述PWM信号的一个周期中，在所述PWM信号由无效电平变为有效电平时开始对时钟信号进行计数，在所述PWM信号由有效电平变为无效电平时有效电平检测电路结束计数，得到计数结果，其中，所述PWM信号的有效电平的占空比为N1*TCLK/Tpwm，N1表示所述计数结果，TCLK表示时钟信号的周期，Tpwm表示所述PWM信号的周期。
在本公开的一个实施例中，所述可编程PWM调光电路根据可编程管脚的连接方式设置所述PWM信号有效电平的占空比。
本公开的至少一个实施例提供了一种LED亮度分段控制电路，包括：可编程PWM调光电路、PWM信号有效电平检测电路、振荡器、控制逻辑电路、阶梯调光电路以及选通电路，所述振荡器配置为向所述可编程PWM调光电路、所述PWM信号有效电平检测电路以及所述控制逻辑电路提供时钟信号，所述可编程PWM调光电路连接至所述PWM信号有效电平检测电路和所述选通电路，所述PWM信号有效电平检测电路连接至所述逻辑控制电路，所述逻辑控制电路连接至所述阶梯调光电路和所述选通电路，所述阶梯调光电路连接至所述选通电路，其中：所述可编程PWM调光电路配置为在第一时间段内产生第一PWM信号，所述PWM信号有效电平检测电路配置为检测所述第一PWM信号的有效电平的第一占空比，得到第一计数结果N1并将所述第一计数结果N1发送至所述控制逻辑电路，在第一时间段之后的各个时间段，所述控制逻辑电路配置为控制所述阶段调光电路输出对应于各个时间段的PWM信号，对应于各个时间段的PWM信号的有效电平时长表示为（N1-（n-1）*step）*TCLK，其中，n对应于第n个时间段，step表示每个时间段相对于上一个时间段减少的步长，同时，所述控制逻辑电路控制所述选通电路输出对应于各个时间段的PWM信号。
在本公开的一个实施例中，在第一时间段内，所述控制逻辑电路控制所述选通电路输出所述可编程PWM调光电路产生的第一PWM信号，在第一时间段之后的各个时间段内，所述控制逻辑电路控制所述选通电路输出所述阶梯调光电路产生的对应于各个时间段的PWM信号。
本公开的至少一个实施例提供了一种LED亮度分段控制方法，包括：通过可编程管脚设置LED灯亮度；通过上述任一LED亮度分段控制电路来实施阶梯降低LED灯亮度；以及LED灯按照固定亮度发光或者LED灯关闭。
在本公开的一个实施例中，在通过可编程管脚设置LED灯亮度之前，所述方法还包括：以占空比为1的PWM信号驱动所述LED灯。
附图说明
图1示出了发明人已知技术中的LED亮度控制电路。
图2示出了根据本公开一个实施例的LED亮度分段控制电路。
图3示出了PWM信号的波形图。
图4示出了PWM信号周期Tpwm中的采样波形图和时钟信号CLK的波形示意图。
图5示出了根据本公开又一实施例的LED亮度分段控制电路。
图6示出了根据本公开一个实施例的LED亮度分段控制方法的流程图。
图7示出了根据本公开另一个实施例的LED亮度分段控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
随着LED灯的节能、环保、高性能等优势的凸显，在照明领域得到广泛的应用。由于太阳能LED路灯和LED小夜灯之类的LED照明灯在夜晚由电池供电，考虑到电池容量有限，通常对LED照明灯的发光时间进行控制，以使其在较长的时间内，甚至是整个夜晚，都能够提供较好的照明。
图1示出了发明人已知技术中的LED亮度控制电路。如图1所示，LED亮度控制电路100根据可编程外部引脚101的连接关系，生成脉宽调制信号（Pulse-Width Modulation，PWM），并将该PWM信号发送至驱动电路106，驱动电路106根据PWM信号的占空比，控制半导体开关107在一个周期内的导通时间和截止时间。电压源VCC向LED灯108的阳极提供驱动电压，LED灯108的阴极通过半导体开关107接地。当PWM信号的电平为有效电平时，例如，高电平，半导体开关107导通，有电流流过LED灯108，LED灯108发光。当PWM信号的电平为无效电平时，例如，低电平，半导体开关107截止，没有电流流过LED灯108，LED灯108不发光。通过调整PWM信号的占空比，即有效电平在PWM信号周期中的有效电平的持续时间相对于PWM信号周期的比例，即可调整LED灯108的整体发光亮度。
LED亮度控制电路100包括外部可编程管脚101、模拟数字转换器（Analog-to-Digital Converter，ADC）102、振荡器103、控制逻辑电路104、以及可编程PWM调光电路105。外部可编程管脚101的连接关系构造为确定PWM信号有效电平占空比。模拟数字转换器102配置为连接外部可编程管脚101，并检测外部可编程管脚101的电压，将所述电压转换为离散数字信号，并将所述离散数字信号输出至所述控制逻辑电路104。振荡器103为所述控制逻辑电路104和所述可编程PWM调光电路105提供时钟信号。所述控制逻辑电路104配置为根据所述离散数字信号确定PWM信号有效电平的占空比。所述控制逻辑电路104将确定的占空比发送至所述可编程PWM调光电路105，所述可编程PWM调光电路105根据所述控制逻辑电路104输出的占空比，设置PWM信号的有效电平的占空比，并将所述PWM信号输出至驱动电路106，所述驱动电路106根据所述PWM信号中的有效电平，使半导体开关107导通，根据所述PWM信号中的无效电平，使半导体开关107截止，从而控制LED灯108发光或者不发光。
在发明人已知的这种技术中需要采用模拟数字转换器，但模拟数字转换器的电路结构复杂并且成本高，特别是随着转换精度的提高，成本迅速攀升。而且，在外部可编程引脚通过连接电容的方式设置PWM信号的有效电平的占空比的情况下，模拟数字转换器无法通过检测外部可编程管脚获知电容大小，LED亮度控制电路100无法正常工作。从而，在发明人已知的技术中，无法以低成本且高精度的方式检测LED灯的亮度，无法精确控制LED灯的亮度，进而无法在电池供电的情况下对LED照明灯的发光时间进行控制。
有鉴于此，本公开的一些实施例提供了一种PWM调光LED亮度采样电路，能够以低成本、高精度地检测LED灯的发光亮度。
一种PWM调光LED亮度采样电路，包括：振荡器、可编程PWM调光电路以及有效电平检测电路，其中，所述振荡器配置为向所述可编程PWM调光电路以及所述有效电平检测电路提供时钟信号，所述可编程PWM调光电路配置为产生PWM信号，所述有效电平检测电路配置为检测所述可编程PWM调光电路输出的PWM信号的有效电平的占空比。
如图2所示，根据本公开的一个实施例的PWM调光LED亮度采样电路，包括：振荡器、可编程PWM调光电路以及有效电平检测电路，其中，所述振荡器配置为向所述可编程PWM调光电路以及所述有效电平检测电路提供时钟信号，所述可编程PWM调光电路配置为产生PWM信号，所述有效电平检测电路配置为检测所述可编程PWM调光电路输出的PWM信号的有效电平的占空比。
当所述有效电平检测电路配置为检测所述可编程PWM调光电路输出的PWM信号的有效电平的占空比时，所述有效电平检测电路配置为在所述PWM信号的一个周期中，在所述PWM信号由无效电平变为有效电平时开始对时钟信号进行计数，在所述PWM信号由有效电平变为无效电平时有效电平检测电路结束计数，得到计数结果，其中，所述PWM信号的有效电平的占空比为N1*TCLK/Tpwm，N1表示所述计数结果，TCLK表示时钟信号的周期，Tpwm表示所述PWM信号的周期。
在本公开的一个实施例中，所述可编程PWM调光电路根据可编程管脚的连接方式设置所述PWM信号有效电平的占空比。
在本公开的一个实施例中，所述振荡器为内置振荡器或外置振荡器。
本公开的至少一个实施例还提供了一种LED亮度分段控制电路，能够低成本、高精度地检测PWM信号有效电平的占空比，能够在电池供电的情况下延长LED灯发光时间。
在本公开的一个实施例中，所述LED亮度分段控制电路，包括：可编程PWM调光电路、PWM信号有效电平检测电路、振荡器和控制逻辑电路，其中，所述振荡器配置为向所述可编程PWM调光电路、所述PWM信号有效电平检测电路以及所述控制逻辑电路提供时钟信号，所述可编程PWM调光电路配置为在第一时间段内根据可编程管脚的连接方式产生第一PWM信号，所述PWM信号有效电平检测电路配置为检测所述第一PWM信号的有效电平的第一占空比，得到第一计数结果，并将所述第一计数结果发送至所述控制逻辑电路，所述控制逻辑电路根据所述第一计数结果，在第一时间段之后的多个连续时间段内，控制所述可编程PWM调光电路逐渐调低所产生的PWM信号的有效占空比。
如图2所示，LED亮度分段控制电路包括可编程引脚201、PWM信号有效电平检测电路202、振荡器203、控制逻辑电路204以及可编程PWM调光电路205。
可编程引脚201构造为通过其连接关系设置PWM信号有效电平的第一占空比。所述第一占空比为LED亮度分段控制电路第一时间段（即LED亮度分段控制电路刚开始工作时）所产生的第一PWM信号的有效电平的占空比。
在第一时间段内（在所述LED亮度分段控制电路开始工作时），所述可编程PWM调光电路205根据所述第一占空比产生周期性的第一PWM信号PWM1，并将所述第一PWM信号PWM1提供给所述PWM信号有效电平检测电路202和所述驱动电路206。振荡器203配置为向所述PWM信号有效电平检测电路202、所述控制逻辑电路204以及所述可编程PWM调光电路205提供周期为TCLK的时钟信号。
所述PWM信号有效电平检测电路配置为对所述第一PWM信号PWM1的一个PWM信号周期Tpwm1内的时钟信号进行计数，确定计数结果并将该计数结果发送至控制逻辑电路204。
所述控制逻辑电路204根据所述计数结果可以确定所述第一PWM信号PWM1的有效电平在一个PWM信号周期内的持续时间，从而可以确定所述第一PWM信号的有效电平的占空比。同时，所述控制逻辑电路204还根据所述时钟信号进行计时。在第一时间段之后，所述控制逻辑电路204将比第一计数结果小的整数发送至所述可编程PWM调光电路205，使得所述可编程PWM调光电路205在第二时间段内产生具有第二占空比的第二PWM信号PWM2，其中，所述第二占空比小于所述第一占空比，第二PWM信号PWM2的有效电平的持续时间为比第一计数结果小的整数和TCLK的乘积，所述LED灯在第二时间段内的发光强度小于所述LED灯在第一时间段内的发光强度。依次类推，随着时间的推移，LED灯的发光亮度逐渐降低。这样，在电池供电的情况下可以提高LED灯的发光时间。
在PWM信号的占空比小于占空比阈值时，PWM信号的占空比不再随着时间的推移而降低，此时，LED灯的发光强度不再发生变化。或者，PWM信号的占空比一直减小直至为零，此时，LED灯关闭，不再发光。
接下来参照图3和图4对所述PWM信号有效电平检测电路202的工作原理进行详细描述。
所述振荡器203向所述可编程PWM调光电路205输出时钟信号CLK，所述可编程PWM调光电路205根据PWM信号的有效信号的占空比和时钟信号CLK产生周期为Tpwm的PWM信号，时钟信号CLK和PWM信号同时存在。图3示出了PWM信号的波形图。在本公开中，以PWM信号的高电平为有效电平，以PWM 信号的低电平为无效电平，在PWM信号为高电平时，LED灯发光，在PWM信号为低电平时，LED灯不发光。
图4示出了所述PWM信号有效电平检测电路202在PWM信号周期Tpwm中的采样波形图和时钟信号CLK的波形示意图。如图4所示，在PWM信号由无效电平变为有效电平的上升沿时，所述PWM信号有效电平检测电路202开始对时钟信号CLK进行计数，在所述PWM信号由有效电平变为无效电平的下降沿时，结束对时钟信号CLK计数，并锁存计数结果N。此时，可以确定在一个PWM信号周期Tpwm中，有效电平的持续时间为N*TCLK，其中，TCLK为时钟信号CLK的周期。进而，所述控制逻辑电路204可以确定所述PWM信号的占空比为N*TCLK/Tpwm。
这样，在第一时间段内（在所述LED亮度分段控制电路开始工作时），所述可编程PWM调光电路205根据所述第一占空比产生周期性的第一PWM信号PWM1，并将所述第一PWM信号PWM1提供给所述PWM信号有效电平检测电路202和所述驱动电路206。所述驱动电路206根据所述第一PWM信号PWM1驱动半导体开关207，半导体开关207在所述第一PWM信号PWM1为有效电平的情况下导通，LED灯发光，在所述第一PWM信号PWM1为无效电平的情况下截止，LED灯不发光。此时，所述PWM信号有效电平检测电路202对第一占空比进行检测，在所述第一PWM信号PWM1由无效电平变为有效电平的上升沿，所述PWM信号有效电平检测电路202开始对时钟信号CLK进行计数，在所述PWM信号PWM1由有效电平变为无效电平的下降沿，结束对时钟信号CLK计数，并得到第一计数结果N1，并将所述第一计数结果N1发送至所述控制逻辑电路204。在经过第一时间段T1之后的第二时间段T2中，所述控制逻辑电路204根据第一计数结果，控制所述可编程PWM调光电路调低PWM信号的占空比。
在本公开的一个实施例中，在第二时间段T2开始之前，所述控制逻辑电路204将比第一计数结果小的第一整数发送给所述可编程PWM调光电路205，所述可编程PWM调光电路205根据接收到的第一整数产生第二PWM信号PWM2，并将所述第二PWM信号PWM2发送至所述PWM信号有效电平检测电路202以及所述驱动电路206，其中，所述第二PWM信号PWM2的有效电平的持续时间为第一整数和TCLK的乘积，所述第二PWM信号PWM2的周期为Tpwm。所述PWM信号有效电平检测电路202检测所述第二PWM信号PWM2的占空比得到第二计数结果N2，所述驱动电路206根据所述第二PWM信号PWM2的有效电平和无效电平控制所述半导体开关207导通和截止，以使所述LED灯208在有效电平期间以第一亮度发光，在无效电平期间不发光。
在本公开的一个实施例中，所述控制逻辑电路204可以在第一时间段内将比所述第一计数结果N2小的第一整数I1发送给所述可编程PWM调光电路205，所述可编程PWM调光电路205将该第一整数I1缓存，并在第一时间段T1结束时，所述控制逻辑电路204向所述可编程PWM调光电路205发送使能信号，所述可编程PWM调光电路205在第二时间段T2根据所述第一整数I1产生具有第二占空比的第二PWM信号PWM2，其中，所述第二PWM信号PWM2的周期为Tpwm,所述第二PWM信号PWM2的有效电平时间为I1*TCLK，并将所述第二PWM信号PWM2发送至所述PWM信号有效电平检测电路202以及所述驱动电路206，所述驱动电路206根据所述第二PWM信号PWM2驱动所述半导体开关207，所述PWM信号有效电平检测电路202检测第二PWM信号PWM2的占空比，得到第二计数结果N2并发送给所述控制逻辑电路204，所述控制逻辑电路204将比第二计数结果N2小的第二整数I2发送给所述可编程PWM调光电路205，所述可编程PWM调光电路205将该第二整数I2缓存，在第二时间段T2结束时，所述控制逻辑电路204向所述可编程PWM调光电路205发送使能信号，所述可编程PWM调光电路205在下一时间段内根据所述第二整数I2产生具有第三占空比的第三PWM信号PWM3，其中，所述第三PWM信号PWM3的周期为Tpwm，所述第三PWM信号PWM3的有效电平时间为I2*TCLK。重复上述过程，直至所述LED灯以固定亮度发光或者关闭。
在本公开的另一实施例中，所述控制逻辑电路204接收到所述PWM信号有效电平检测电路202发送的第一计数结果N1，根据第一计数结果N1得到比第一计数结果N1小的第一整数I1并缓存所述第一整数I1，并在第一时间段T1结束时将所述第一整数I1发送至所述可编程PWM调光电路205，并同时向所述可编程PWM调光电路205发送使能信号，使所述可编程PWM调光电路205在第二时间段T2开始时根据所述第一整数I1产生有效电平时长为具有第二占空比的第二PWM信号PWM2，其中，所述第二PWM信号PWM2的周期为Tpwm,所述第二PWM信号PWM2的有效电平时间为I1*TCLK，并将所述第二PWM信号PWM2发送至所述PWM信号有效电平检测电路202以及所述驱动电路206，所述驱动电路206根据所述第二PWM信号PWM2驱动所述半导体开关207，所述PWM信号有效电平检测电路202检测第二PWM信号PWM2的占空比，得到第二计数结果N2并发送给所述控制逻辑电路204，所述控制逻辑电路204根据第二计数结果N2得到比第二计数结果N2小的第二整数I2并缓存所述第二整数I2，并在第二时间段T2结束时将第二整数I2发送至所述可编程PWM调光电路205并同时向所述可编程PWM调光电路205发送使能信号，所述可编程PWM调光电路205在下一时间段内根据所述第二整数I2产生具有第三占空比的第三PWM信号PWM3，其中，所述第三PWM信号PWM3的周期为Tpwm，所述第三PWM信号PWM3的有效电平时间为I2*TCLK。重复上述过程，直至所述LED灯以固定亮度发光或者关闭。
在本公开的另一实施例中，所述PWM信号有效电平检测电路202仅在第一时间段T1内检测第一PWM信号PWM1的占空比，得到第一计数结果N1。在第一时间段T1之后的第n个时间段（n为2,3，……）内，所述控制逻辑电路204将数值（N1-（n-1）*step）发送给所述可编程PWM调光电路205，所述可编程PWM调光电路205基于数值（N1-（n-1）*step）产生具有第n占空比的第n PWM信号PWMn，所述第n PWM信号PWMn的周期为Tpwm，所述第n PWM信号PWMn的有效电平时间为（N1-（n-1）*step）*TCLK。依次类推，直至所述LED灯以固定亮度发光或者在（N1-（n-1）*step）小于或等于零时关闭。
图5示出了根据本公开另一实施例的LED亮度分段控制电路。如图5所示，所述LED亮度分段控制电路包括可编程引脚501、振荡器503、可编程PWM调光电路505、PWM信号有效电平检测电路502、控制逻辑电路504、阶梯调光电路509、以及选通电路510。
可编程引脚501构造为通过其连接关系设置PWM信号有效电平的第一占空比。所述第一占空比为LED亮度分段控制电路第一时间段（即LED亮度分段控制电路刚开始工作时）所产生的第一PWM信号的有效电平的占空比。
在第一时间段内（在所述LED亮度分段控制电路开始工作时），所述可编程PWM调光电路505根据所述第一占空比产生周期性的第一PWM信号PWM1，并将所述第一PWM信号PWM1提供给所述PWM信号有效电平检测电路202和所述选通电路510。振荡器503配置为向所述PWM信号有效电平检测电路202、所述控制逻辑电路504、所述可编程PWM调光电路505以及阶梯调光电路509提供周期为TCLK的时钟信号。所述选通电路510在所述控制逻辑电路504的控制下将所述第一PWM信号PWM1传送至所述驱动电路506。所述驱动电路506根据所述第一PWM信号PWM1的有效电平和无效电平控制所述半导体开关507导通和截止，以使所述LED灯508在有效电平期间以第一亮度发光，在无效电平期间不发光。所述PWM信号有效电平检测电路502对第一占空比进行检测，在所述第一PWM信号PWM1由无效电平变为有效电平的上升沿，所述PWM信号有效电平检测电路502开始对时钟信号CLK进行计数，在所述PWM信号PWM1由有效电平变为无效电平的下降沿，结束对时钟信号CLK计数，并得到第一计数结果N1，并将所述第一计数结果N1发送至所述控制逻辑电路504。
在阶段调光工作状态，即在第一时间段之后的第二时间段、第三时间段等时间段内，所述控制逻辑电路504控制阶梯调光电路509输出第n PWM信号PWMn，其中，n对应于第n时间段，第n PWM信号PWMn的有效电平时长为（N1-（n-1）*step）*TCLK，step表示每个时间段相对于之前的时间段减少的步长。同时，所述控制逻辑电路504控制所述选通电路510将所述第n PWM信号PWMn发送至所述驱动电路506，所述驱动电路506根据所述第n PWM信号PWMn有效电平和无效电平控制所述半导体开关507导通和截止，以使所述LED灯508在有效电平期间发光，在无效电平期间不发光，直至LED灯508以固定亮度发光或者关灯（即N1-（n-1）*step小于等于零）。
通过检测PWM信号的占空比并分时段控制PWM信号的占空比，可以根据人流量更合理地提供照明条件并在LED灯由电池供电的情况下延长照明时间。同时，根据本公开实施例的LED亮度分段控制电路结构简单，成本较低。
本公开的至少一个实施例还提供了一种LED亮度分段控制方法。
图6示出了根据本公开一个实施例的LED亮度分段控制方法的流程图。如图6所示，所述LED亮度分段控制方法包括：S1，通过可编程管脚设置LED灯亮度；S2，阶梯降低LED灯亮度；以及S3，LED灯按照固定亮度发光或者LED灯关闭。
所述LED亮度分段控制方法的实现过程可以参照上文对LED亮度分段控制电路的描述，此处不再赘述。
图7示出了根据本公开另一个实施例的LED亮度分段控制方法的流程图。如图7所示，所述LED亮度分段控制方法包括：S0，以占空比为1的PWM信号驱动LED灯；S1，通过可编程管脚设置LED灯亮度；S2，阶梯降低LED灯亮度；以及S3，LED灯按照固定亮度发光或者LED灯关闭。
在S0中，以占空比为1的PWM信号驱动LED灯时，以只包含有效电平的PWM信号驱动LED灯，这样，LED灯会以最大亮度发光。之后，在S1中，通过可编程管脚设置LED灯的亮度。对于S2和S3的实施，可以参照上文对LED亮度分段控制电路的描述，此处不再赘述。
在根据本公开实施例的LED亮度分段控制方法的S1中，外部可编程管脚设置LED灯亮度，其可以调整理论范围为0%~100%，用户可以根据实际应用环境和需求来调节LED灯亮度，可以最大化亮灯时间。通过可编程管脚设置的占空比设置的LED灯亮度的持续时间可以由软件设置，也可以由硬件设置。在根据本公开实施例的LED亮度分段控制方法的S2中，考虑到下半夜行人较少，且接近黎明时自然光线加强，阶梯降低LED灯亮度，在电池供电的情况下可以延长照明时间。在在根据本公开实施例的LED亮度分段控制方法的S3中，如果电池的电量可以支持LED灯以某一固定亮度发光至天亮，则LED灯以该亮度发光直至天亮，如果电池的电量不足以支持LED灯发光至天亮，则关断LED灯。这样，在行人较少的下半夜，使LED灯以省电模式工作，保证LED灯提供整晚的照明。
以上所述的仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种PWM调光LED亮度采样电路，包括：振荡器、可编程PWM调光电路以及有效电平检测电路，其中，所述振荡器配置为向所述可编程PWM调光电路以及所述有效电平检测电路提供时钟信号，所述可编程PWM调光电路配置为产生PWM信号，所述有效电平检测电路配置为检测所述可编程PWM调光电路输出的PWM信号的有效电平的占空比。
2.根据权利要求1所述的PWM调光LED亮度采样电路，其中，当所述有效电平检测电路配置为检测所述可编程PWM调光电路输出的PWM信号的有效电平的占空比时，所述有效电平检测电路配置为在所述PWM信号的一个周期中，在所述PWM信号由无效电平变为有效电平时开始对时钟信号进行计数，在所述PWM信号由有效电平变为无效电平时有效电平检测电路结束计数，得到计数结果，其中，所述PWM信号的有效电平的占空比为N1*TCLK/Tpwm，N1表示所述计数结果，TCLK表示时钟信号的周期，Tpwm表示所述PWM信号的周期。
3.一种LED亮度分段控制电路，包括：可编程PWM调光电路、PWM信号有效电平检测电路、振荡器和控制逻辑电路，其中，所述振荡器配置为向所述可编程PWM调光电路、所述PWM信号有效电平检测电路以及所述控制逻辑电路提供时钟信号，所述可编程PWM调光电路配置为在第一时间段内根据可编程管脚的连接方式产生第一PWM信号，所述PWM信号有效电平检测电路配置为检测所述第一PWM信号的有效电平的第一占空比，得到第一计数结果，并将所述第一计数结果发送至所述控制逻辑电路，所述控制逻辑电路根据所述第一计数结果，在第一时间段之后的多个连续时间段内，控制所述可编程PWM调光电路逐渐调低所产生的PWM信号的有效占空比。
4.根据权利要求3所述的LED亮度分段控制电路，其中，所述控制逻辑电路根据所述第一计数结果，在第一时间段之后的多个连续时间段内，控制所述可编程PWM调光电路逐渐调低所产生的PWM信号的有效占空比包括：
在第n个时间段获取所述PWM信号有效电平检测电路的第n个计数结果，并将比所述第n个计数结果小的第n个整数发送给所述可编程PWM调光电路，以使所述可编程PWM调光电路在第n+1时间段根据所述第n个整数产生具有第n+1有效占空比的第n+1个PWM信号，直至所述第n+1有效占空比小于或等于所述第一阈值。
5.根据权利要求3所述的LED亮度分段控制电路，其中，所述控制逻辑电路根据所述第一计数结果，在第一时间段之后的多个连续时间段内，控制所述可编程PWM调光电路逐渐调低所产生的PWM信号包括：
所述控制逻辑电路将所述第一计数结果发送至所述可编程PWM调光电路，在第一时间段之后的各个时间段内，所述可编程PWM调光电路输出对应于各个时间段的PWM信号，对应于各个时间段的PWM信号的有效电平时长表示为（N1-（n-1）*step）*TCLK，直至（N1-（n-1）*step）*TCLK对应的有效占空比小于或等于所述第一阈值，其中，n对应于第n个时间段，step表示每个时间段相对于上一个时间段减少的步长。
6.根据权利要求3所述的LED亮度分段控制电路，其中，当所述有效电平检测电路配置为检测所述可编程PWM调光电路输出的PWM信号的有效电平的占空比时，所述有效电平检测电路配置为在所述PWM信号的一个周期中，在所述PWM信号由无效电平变为有效电平时开始对时钟信号进行计数，在所述PWM信号由有效电平变为无效电平时有效电平检测电路结束计数，得到计数结果，其中，所述PWM信号的有效电平的占空比为N1*TCLK/Tpwm，N1表示所述计数结果，TCLK表示时钟信号的周期，Tpwm表示所述PWM信号的周期。
7.一种LED亮度分段控制电路，包括：可编程PWM调光电路、PWM信号有效电平检测电路、振荡器、控制逻辑电路、阶梯调光电路以及选通电路，所述振荡器配置为向所述可编程PWM调光电路、所述PWM信号有效电平检测电路以及所述控制逻辑电路提供时钟信号，所述可编程PWM调光电路连接至所述PWM信号有效电平检测电路和所述选通电路，所述PWM信号有效电平检测电路连接至所述逻辑控制电路，所述逻辑控制电路连接至所述阶梯调光电路和所述选通电路，所述阶梯调光电路连接至所述选通电路，其中：
所述可编程PWM调光电路配置为在第一时间段内产生第一PWM信号，所述PWM信号有效电平检测电路配置为检测所述第一PWM信号的有效电平的第一占空比，得到第一计数结果N1并将所述第一计数结果N1发送至所述控制逻辑电路，在第一时间段之后的各个时间段内，所述控制逻辑电路配置为控制所述阶段调光电路输出对应于各个时间段的PWM信号，对应于各个时间段的PWM信号的有效电平时长表示为（N1-（n-1）*step）*TCLK，其中，n对应于第n个时间段，step表示每个时间段相对于上一个时间段减少的步长，同时，所述控制逻辑电路控制所述选通电路输出对应于各个时间段的PWM信号。
8.根据权利要求7所述的LED亮度分段控制电路，其中，在第一时间段内，所述控制逻辑电路控制所述选通电路输出所述可编程PWM调光电路产生的第一PWM信号，在第一时间段之后的各个时间段内，所述控制逻辑电路控制所述选通电路输出所述阶梯调光电路产生的对应于各个时间段的PWM信号。
9.一种LED亮度分段控制方法，包括：
通过可编程管脚设置LED灯亮度；
通过权利要求3至8中任何一项所述的LED亮度分段控制电路阶梯降低LED灯的亮度；以及
LED灯按照固定亮度发光或者LED灯关闭。
10.根据权利要求9所述的LED亮度分段控制方法，其中，在通过可编程管脚设置LED灯亮度之前，所述方法还包括：以占空比为1的PWM信号驱动所述LED灯。
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