[發(fā)明專利]增加最大脈寬調(diào)制調(diào)光率和避免發(fā)光二極管閃爍的發(fā)光二極管調(diào)光控制技術(shù)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200680054568.5
• 申請(qǐng)日: 2006-09-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101438623A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬克·W·摩洛賽克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 線形技術(shù)公司
• 主分類號(hào): H05B33/08
• 分類號(hào): H05B33/08
• 代理公司: 北京信慧永光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 胡育昌

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)內(nèi)容涉及一種電源系統(tǒng)，特別涉及一種發(fā)光二極管(LED) 調(diào)光控制電路和方法，其允許LED驅(qū)動(dòng)器增加最大脈寬調(diào)制(PWM) 調(diào)光率和避免LED閃爍。

背景技術(shù)

LED調(diào)光控制可以用來(lái)提供LED光亮的控制，而不改變LED的 顏色。例如，PWM調(diào)光控制利用一個(gè)PWM信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)一LED。圖 1圖示了一個(gè)PWM調(diào)光控制信號(hào)，以及LED驅(qū)動(dòng)器的電感電流和通 過(guò)PWM輸入信號(hào)控制的LED電流。LED的電流是可編程的，以到 達(dá)最大亮度，然后在一定的占空比范圍內(nèi)“切斷”，以到達(dá)一個(gè)亮度水 平的范圍。PWM調(diào)光控制信號(hào)可以通過(guò)一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管施加到 LED。當(dāng)PWM信號(hào)降低時(shí)，LED會(huì)被關(guān)閉。當(dāng)PWM信號(hào)升高時(shí)， LED電流將恢復(fù)到先前的開(kāi)態(tài)。

PWM調(diào)光率和PWM信號(hào)的占空比(D)成反比，也就是

PWM調(diào)光率＝1/D＝T_pwm/T_pwmON，

其中，Tpwm是PWM信號(hào)的一個(gè)周期，和

TpwmON是PWM脈沖寬度。

最大PWM調(diào)光率可以基于最大PWM周期和最小PWM脈沖寬 度，以如下公式進(jìn)行計(jì)算：

PWM最大調(diào)光率＝T_pwmMAX/T_{pwmON_MIN}，

其中，T_pwmMAX是最大PWM周期，和

T_{pwmON_MIN}是最小PWM脈沖寬度。

如圖2所示，常規(guī)的PWM調(diào)光控制，在PWM信號(hào)在開(kāi)態(tài)時(shí)能 夠提供LED驅(qū)動(dòng)器操作，而在PWM信號(hào)關(guān)態(tài)時(shí)不能進(jìn)行LED驅(qū)動(dòng) 器操作。在PWM信號(hào)的觸發(fā)沿和電感電流開(kāi)始上升之間形成了一個(gè) 隨機(jī)的延時(shí)Td，電感電流開(kāi)始上升表示電源開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)LED導(dǎo)通的時(shí) 刻。經(jīng)過(guò)一個(gè)時(shí)間段Tr，上升的電感電流達(dá)到它的平均值I(L)(ave)。

對(duì)于需要大范圍光亮控制的應(yīng)用，最大PWM調(diào)光率必需很高。 這就需要LED驅(qū)動(dòng)器能夠響應(yīng)非常低占空比的PWM信號(hào)。LED驅(qū) 動(dòng)器必須能夠在PWM輸入有效的短時(shí)間內(nèi)，從零電感電流轉(zhuǎn)換到最 大電感電流。但是，延時(shí)Td減少了時(shí)間，這個(gè)時(shí)間對(duì)于LED驅(qū)動(dòng)器 到達(dá)最大電感電流是有效時(shí)間。因此，必需用一個(gè)減小的最大PWM 調(diào)光率，以使得LED驅(qū)動(dòng)器具有足夠的時(shí)間來(lái)達(dá)到最大電感電流。

另外，如上面所討論的，延時(shí)Td是隨機(jī)的。延時(shí)Td的變化導(dǎo)致 各自LED電流的變化，電流的變化隨著LED閃爍能被人眼看到。

因此，需要發(fā)明一種新型的PWM調(diào)光率控制技術(shù)，來(lái)增加最大 PWM調(diào)光率和避免LED閃爍。

發(fā)明內(nèi)容

本公開(kāi)內(nèi)容揭示了一種新型的電路和方法，來(lái)提供LED調(diào)光控 制。根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)方面，LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器，來(lái) 提供電源以驅(qū)動(dòng)LED。該開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器包括一開(kāi)關(guān)電路。振蕩器提供振 蕩信號(hào)，以控制開(kāi)關(guān)電路的開(kāi)關(guān)。通過(guò)一個(gè)脈寬調(diào)制(PWM)調(diào)光控制 信號(hào)來(lái)提供調(diào)光控制輸入，以提供LED的調(diào)光控制。調(diào)光控制輸入施 加PWM調(diào)光控制信號(hào)，來(lái)控制開(kāi)關(guān)電路的開(kāi)關(guān)。提供一個(gè)同步電路 使振蕩信號(hào)到PWM調(diào)光控制信號(hào)的同步。

特別地，同步電路可以允許開(kāi)關(guān)電路和PWM調(diào)光控制信號(hào)的觸 發(fā)沿同步打開(kāi)。

開(kāi)關(guān)電路可以通過(guò)一個(gè)鎖存器來(lái)控制，該鎖存器具有一個(gè)由振蕩 器控制的控制輸入。

開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器和振蕩器可以在LED驅(qū)動(dòng)器芯片上提供。同步電路相 對(duì)LED驅(qū)動(dòng)器芯片可以是內(nèi)部的或外部的。

根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施例，同步電路可以包括一個(gè)由PWM 調(diào)光控制信號(hào)控制的單觸發(fā)電路。該單觸發(fā)電路可以產(chǎn)生一個(gè)輸出信 號(hào)，來(lái)控制鎖存器的控制輸入。

根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的另一實(shí)施例，當(dāng)處于PWM調(diào)光控制信號(hào)的非 觸發(fā)部分時(shí)，同步電路可以保持鎖存器的控制輸入位于第一電平，并 且允許控制輸入達(dá)到第二電平，第二電平引起開(kāi)關(guān)電路迅速導(dǎo)通，以 響應(yīng)PWM調(diào)光控制信號(hào)的觸發(fā)沿。

根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)進(jìn)一步的實(shí)施例，一個(gè)外部同步電路可以 包括一個(gè)MOSFET和一個(gè)電容部件，以施加PWM信號(hào)到時(shí)標(biāo)電阻， 時(shí)標(biāo)電阻支持振蕩器的工作。

根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)方法，使用PWM調(diào)光控制信號(hào)，執(zhí)行以 下步驟來(lái)提供LED的調(diào)光控制：