[發明專利]一種用于LED驅動器的單電源鍵時延狀態控制的PWM調光電路

有效

• 申請號: 201510027430.7
• 申請日: 2015-01-20
• 公開（公告）號: CN104582194B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發明（設計）人: 查振旭;王曦;陳祥杰;陳澤華;馮煊;虞丹群;王偉印
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司33224
• 代理人: 張勛斌

技術領域

本發明屬于LED驅動技術領域，具體涉及一種用于LED驅動器的單電源鍵時延狀態控制的PWM調光電路。

背景技術

近年來隨著新材料的開發和工藝的改進，LED光源由于發光效率高、壽命長、體積小、綠色無污染等特點被稱為第四代新型光源，并被廣泛的應用于各種照明場合中，如液晶顯示器背光源、交通信號燈、廣告牌、汽車車燈和家居通用照明等。

LED和傳統光源相比，有許多獨特的特征和性能。LED是低電壓直流器件，其電流電壓特性是非線性的，而且電流變化不僅會影響發光亮度，還會引起色溫的改變，所以LED需要特殊的驅動器保證其工作在直流恒流狀態下。由于白光LED日益廣泛的應用在各個領域，人們對LED驅動器的要求也在不斷提高。現在市場上LED驅動器不僅要提供LED正常發光所需的最佳恒流源偏置，還必須要集成更多的模式和功能，其中調光功能更是受到消費者的青睞。

當下市場上做LED驅動器的廠家很多，各自也提出了很多新穎的結構設計，在LED調光方面，主要有線性調光、可控硅調光和PWM調光三種方案，它們共同的思路都是利用驅動電路來控制光的輸出。其中：

線性調光方法就是采用模擬調光控制方法，在模擬調光控制下，通過調節LED的正向工作電流來實現LED的調光控制，調光控制范圍可達10：1。但由LED特性可知LED正向電流的變化會引起白光LED朝向黃色光譜的色彩偏移，而且線性調光也會降低LED驅動器的效率；

可控硅調光又叫可控硅相控(斬波法)調光。可控硅調光工作原理是通過控制可控硅的導通角，將電網輸入的正弦波電壓斬掉一部分，以降低輸出電壓的平均值，達到控制燈電路供電電壓，從而實現調光，調節比例略小，約在50％～100％的范圍內。同時這種調光方式最大的缺陷是其斬波方式會產生大量諧波，形成對電網系統的諧波污染；

PWM調光是利用PWM控制信號，通過控制LED的正向工作電流的占空比來調節LED的發光亮度。這種調節方法是利用人眼視覺暫留效應，采用頻率較高的開關工作頻率，以脈寬調制的方法改變LED驅動電流的脈沖占空比來實現LED的調光控制。一般選用大于100HZ開關頻率避免人眼感覺到調光閃爍，在LED的PWM調光控制下，LED的發光亮度正比于PWM的脈沖占空比，在這種調光控制方法下，可以在高度調光比范圍內保持LED的發光顏色不變，采用PWM的LED調光控制的調光比范圍可達3000：1。

發明內容

本發明旨在設計一種用于LED驅動器的單電源鍵時延狀態控制的PWM調光電路，產生亮度可調控PWM信號，可應用于采用PWM控制策略的LED驅動器中。

一種用于LED驅動器的單電源鍵時延狀態控制的PWM調光電路，包括：電源鍵、T觸發器、時延狀態電路、編碼電路、狀態機、光強選擇電路和輸出門電路；其中：

所述的電源鍵與T觸發器和輸出門電路相連，其斷開時產生開關信號V_C為低電平，用以關斷LED驅動器的輸出，閉合時產生開關信號V_C為高電平；

所述的T觸發器的T端接高電平，時鐘端接開關信號V_C，輸出端與時延狀態電路和輸出門電路相連；其采用上升沿觸發，儲存開關信號V_C，實現電源鍵閉合一次輸出信號X為高電平，電源鍵閉合兩次輸出信號X為低電平；

所述的時延狀態電路的輸入端接T觸發器輸出的信號X，輸出端與編碼電路相連；其根據T觸發器輸出信號X高電平時間的長短對內部四個電容C₃～C₀進行充電，產生跟T觸發器輸出信號X高電平時間相關的四路電壓信號V₃～V₀，即對應四個電容C₃～C₀兩端電壓；

所述的編碼電路的輸入端與時延狀態電路相連，輸出端與光強選擇電路相連；其將模擬的電壓信號V₃～V₀轉換成兩位數字信號A₁～A₀；

所述的光強選擇電路的輸入端與編碼電路相連，輸出端與輸出門電路相連；其用于對兩位數字信號A₁～A₀進行譯碼并轉換成四路電平信號B₃～B₀；

所述的狀態機與輸出門電路相連，其用于產生四路脈沖信號S₃～S₀分別對應4種不同的輸出狀態；