[發(fā)明專(zhuān)利]可控硅、模擬、PWM調(diào)光通用電路及LED驅(qū)動(dòng)芯片

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410210008.0
• 申請(qǐng)日: 2014-05-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103957648A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱樟明;黃山圃;鄧俊海;劉洪濤;強(qiáng)瑋
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 成都啟臣微電子有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H05B37/02
• 分類(lèi)號(hào): H05B37/02
• 代理公司: 成都行之專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 梁田

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子電路領(lǐng)域，涉及一種集成電路，特別是一種可控硅、模擬、PWM調(diào)光通用電路及一種LED驅(qū)動(dòng)芯片。

背景技術(shù)

LED具有發(fā)光效率較高和使用壽命較長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛的應(yīng)用。而LED的調(diào)光可以使其節(jié)能的特性得到進(jìn)一步發(fā)揮，并增加其使用壽命。

目前LED主要調(diào)光方式一般有三種，分別為模擬調(diào)光、可控硅調(diào)光和PWM調(diào)光。

傳統(tǒng)的模擬調(diào)光，通常是采用調(diào)節(jié)LED串聯(lián)電阻的阻值的方式來(lái)改變LED電流的大小，利用分壓原理實(shí)現(xiàn)調(diào)光。而隨著新型的非純電阻性LED驅(qū)動(dòng)的發(fā)明，單純改變電阻阻值無(wú)法實(shí)現(xiàn)調(diào)光，模擬調(diào)光機(jī)制隨之改變。然而，即使調(diào)光機(jī)制發(fā)生改變，模擬調(diào)光的控制方式不會(huì)變化，都是根據(jù)輸入模擬信號(hào)的大小來(lái)改變LED輸出等效電流，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)光功能。而模擬調(diào)光的缺點(diǎn)是，LED的發(fā)光光譜會(huì)隨著電流的變化而發(fā)生偏移。

可控硅調(diào)光是一種較為常見(jiàn)的調(diào)光方式，其工作原理是將輸入的正弦波的交流電源進(jìn)行斬波，即將正弦波“截去”一部分波形，通過(guò)調(diào)節(jié)可控硅的導(dǎo)通角來(lái)改變輸出電壓的有效值。但是，可控硅調(diào)光的缺點(diǎn)也比較明顯：一是經(jīng)過(guò)斬波的交流電源會(huì)產(chǎn)生高次諧波，加載到負(fù)載上會(huì)產(chǎn)生干擾，其引起的電源電壓波形畸變還會(huì)增加供配電系統(tǒng)的負(fù)荷，影響電網(wǎng)內(nèi)其他用電設(shè)備；二是將交流電源經(jīng)過(guò)斬波后，加載到負(fù)載上來(lái)改變輸出電壓有效值，只適用于傳統(tǒng)的純電阻性LED驅(qū)動(dòng)電路，無(wú)法對(duì)新型的非電阻性等LED驅(qū)動(dòng)進(jìn)行調(diào)光。三是可控硅導(dǎo)通后需要維持電流來(lái)保持導(dǎo)通。

PWM調(diào)光，即脈寬調(diào)制調(diào)光，是一種新型、具有廣大前景的調(diào)光方式。PWM調(diào)光的工作原理是，利用輸入的脈沖信號(hào)，反復(fù)地開(kāi)通關(guān)斷LED驅(qū)動(dòng)器，通過(guò)改變脈沖信號(hào)的占空比來(lái)調(diào)節(jié)LED的等效電流值，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)光功能。進(jìn)行PWM調(diào)光時(shí)，需要合理設(shè)置PWM信號(hào)的頻率大小：一是PWM信號(hào)頻率不能過(guò)低，若低于100Hz，會(huì)造成肉眼可見(jiàn)的閃爍現(xiàn)象。二是需要考慮LED驅(qū)動(dòng)的響應(yīng)時(shí)間，即LED驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)所需的時(shí)間，?PWM信號(hào)頻率過(guò)高，或占空比過(guò)低，都會(huì)導(dǎo)致器件無(wú)法響應(yīng)。

三種調(diào)光方式中，模擬調(diào)光結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，調(diào)光范圍最廣；可控硅調(diào)光應(yīng)用最為廣泛，在目前許多燈具中都有運(yùn)用；PWM調(diào)光的調(diào)光效果好，效率高。實(shí)際運(yùn)用中，各個(gè)調(diào)光方式各有優(yōu)劣，目前的LED驅(qū)動(dòng)方案中，無(wú)法給出最優(yōu)秀的調(diào)光方式。

發(fā)明內(nèi)容

為避免現(xiàn)有各種調(diào)光方式存在的固有缺陷，根據(jù)需要選擇合適的調(diào)光方式，本發(fā)明公開(kāi)了一種可控硅、模擬、PWM調(diào)光通用電路及利用該電路的LED驅(qū)動(dòng)芯片。

本發(fā)明所述可控硅、模擬、PWM調(diào)光通用電路，應(yīng)用于LED調(diào)光，包括LED電流設(shè)定模塊，所述LED電流設(shè)定模塊包括用于設(shè)定LED電流的模擬電壓輸入端及一個(gè)控制LED導(dǎo)通與否的開(kāi)關(guān)控制端；

還包括第一滯回模塊，可控硅電流模塊，第二滯回模塊；

所述第一及第二滯回模塊對(duì)周期變化的輸入信號(hào)進(jìn)行整形，輸出與輸入信號(hào)頻率相同，脈寬受控的方波信號(hào)，方波信號(hào)的高電平寬度由輸入到該滯回模塊的基準(zhǔn)電壓決定；

所述可控硅電流模塊與第一滯回模塊的輸出端連接，根據(jù)第一滯回模塊輸出信號(hào)的高低電平狀態(tài)，關(guān)閉或輸出可控硅導(dǎo)通電流；

所述第二滯回模塊的輸入端與第一滯回模塊的輸出端均連接至所述模擬電壓輸入端，所述第二滯回模塊的輸出端連接至所述開(kāi)關(guān)控制端。?

具體的，滯回模塊由比較器、反相器、第一開(kāi)關(guān)管、第二開(kāi)關(guān)管、第一基準(zhǔn)電壓輸入端和第二基準(zhǔn)電壓輸入端組成；

所述比較器正相輸入端作為滯回模塊的信號(hào)輸入端，第一開(kāi)關(guān)管和第二開(kāi)關(guān)管分別連接在第一基準(zhǔn)電壓輸入端、第二基準(zhǔn)電壓輸入端和比較器反相輸入端之間，比較器輸出端連接反相器，反相器的輸入端和輸出端分別連接第二開(kāi)關(guān)管和第一開(kāi)關(guān)管的柵極；所述比較器的輸出端作為滯回模塊的輸出端，所述第一基準(zhǔn)電壓輸入的基準(zhǔn)電壓值高于第二基準(zhǔn)電壓。

進(jìn)一步的，所述可控硅電流模塊包括串聯(lián)在電源與地之間的分壓電阻串和第三開(kāi)關(guān)管，所述分壓電阻串的中間節(jié)點(diǎn)與三極管放大級(jí)的基極電流輸入端連接，所述分壓電阻串中從中間節(jié)點(diǎn)到地的電阻部分并聯(lián)有第四開(kāi)關(guān)管，所述第三開(kāi)關(guān)管和第四開(kāi)關(guān)管的柵極分別連接第一滯回模塊中反相器的輸出端和輸入端。

更進(jìn)一步的，所述三極管放大級(jí)包括一個(gè)三極管或多個(gè)級(jí)聯(lián)三極管，級(jí)聯(lián)方式為前一三極管的發(fā)射極連接后一三極管的基極，集電極連接在一起作為三極管放大級(jí)的電流放大輸出端。