一種可調(diào)光的LED驅(qū)動芯片及驅(qū)動電路制造技術(shù)

本實用新型專利技術(shù)公開了一種可調(diào)光的LED驅(qū)動芯片及驅(qū)動電路，屬于驅(qū)動芯片和驅(qū)動電路領(lǐng)域。一種可調(diào)光的LED驅(qū)動芯片，包括反饋引腳、電壓輸出引腳、接地引腳、開關(guān)管引腳、調(diào)光控制引腳、電源電壓輸入引腳、開關(guān)管、邏輯驅(qū)動模塊、保護電路模塊、調(diào)光數(shù)字控制模塊、誤差放大器、PWM比較器、帶隙基準電壓模塊。本實用新型專利技術(shù)采用數(shù)字調(diào)光方式，通過數(shù)字調(diào)光控制信號來調(diào)節(jié)PWM調(diào)制信號，采用分段式的調(diào)光方式，解決傳統(tǒng)PWM調(diào)光模式下的EMI問題，有效的提高了驅(qū)動電源的效率。選用不同bit的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，可實現(xiàn)不同精度的LED調(diào)光方式。本實用新型專利技術(shù)實現(xiàn)全功率調(diào)節(jié)，解決了峰值電流控制模式下對主電路及工作模式的要求。（*該技術(shù)在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)屬于驅(qū)動芯片和驅(qū)動電路領(lǐng)域，具體而言屬于一種可調(diào)光的LED驅(qū)動芯片及驅(qū)動電路。
技術(shù)介紹
LED以其高效、節(jié)能、環(huán)保及壽命長等優(yōu)點受到越來越多的關(guān)注。應(yīng)用于多種場合中，在工業(yè)控制領(lǐng)域，因環(huán)境，個人需求等因素，對LED亮度的需求也因情況而異。在照明領(lǐng)域中，因場合需要，對LED光的顏色或亮度也提出了一定的要求。因此，LED調(diào)光技術(shù)成為LED行業(yè)越來越受重視的環(huán)節(jié)。現(xiàn)階段，LED調(diào)光技術(shù)主要有模擬調(diào)光、可控硅調(diào)光、PWM調(diào)光。模擬調(diào)光結(jié)構(gòu)簡 單，不會引入潛在的EMI，但控制精度差，很難達到理想的控制效果。可控硅調(diào)光工作效率高，性能穩(wěn)定，但是如果維持電流不夠，就會使得導(dǎo)通角不穩(wěn)定，輸出波形不均勻，產(chǎn)生振顫和尖峰，LED會出現(xiàn)閃爍的情況。PWM調(diào)光在LED調(diào)光技術(shù)應(yīng)用中越來越廣泛，因其應(yīng)用簡單，效率高，精度高，且調(diào)光效果好，穩(wěn)定，不會產(chǎn)生色譜偏移，在大范圍內(nèi)調(diào)光，也不會發(fā)生閃爍現(xiàn)象。但是傳統(tǒng)的PWM調(diào)光通過調(diào)節(jié)模擬PWM信號調(diào)節(jié)LED的亮度，因而會帶來EMI問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于針對傳統(tǒng)的PWM調(diào)光方式的不足，提供一種數(shù)字控制PWM調(diào)光的LED驅(qū)動芯片和驅(qū)動電路。為了實現(xiàn)上述目標，本技術(shù)采用的技術(shù)方案是一種可調(diào)光的LED驅(qū)動芯片，包括反饋引腳，用于輸入外部LED負載電流采樣信號；電壓輸出引腳，用于輸出驅(qū)動電流；接地引腳，用于驅(qū)動芯片接地；開關(guān)管引腳，用于連接外部電感；調(diào)光控制引腳，用于輸入數(shù)字調(diào)光控制信號；電源電壓輸入引腳，用于輸入驅(qū)動芯片的工作電源；開關(guān)管，用于控制所述電壓輸出引腳的芯片內(nèi)部連接端與所述開關(guān)管引腳的芯片內(nèi)部連接端之間導(dǎo)通或關(guān)斷；邏輯驅(qū)動模塊，用于控制開關(guān)管，輸出驅(qū)動信號到開關(guān)管的控制端；保護電路模塊，用于驅(qū)動芯片的保護包括過壓保護、過溫保護、短路保護，輸出保護信號到邏輯驅(qū)動模塊；調(diào)光數(shù)字控制模塊，包括內(nèi)部邏輯電路、計時器、計數(shù)器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器，所述調(diào)光控制引腳的內(nèi)部連接端連接到內(nèi)部邏輯電路，內(nèi)部邏輯電路控制計時器和計數(shù)器，計時器輸出到計數(shù)器，計數(shù)器輸出到數(shù)模轉(zhuǎn)換器，數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出調(diào)光信號；誤差放大器，用于電壓外環(huán)控制，所述反饋引腳的內(nèi)部連接端輸入外部LED負載電流采樣信號到誤差放大器，所述調(diào)光數(shù)字控制模塊輸出的調(diào)光信號輸入到誤差放大器；PWM比較器，用于電流內(nèi)環(huán)控制和PWM調(diào)制，所述誤差放大器的輸出端連接到PWM比較器的輸入端，PWM比較器另一輸入端接入采樣電感電流信號，PWM比較器輸出調(diào)制信號到邏輯驅(qū)動模塊；帶隙基準電壓模塊，用于提供驅(qū)動芯片內(nèi)部的基準電壓。上述的技術(shù)方案還可以進一步優(yōu)化為所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器為4bit的數(shù)模轉(zhuǎn)換器。一種可調(diào)光LED驅(qū)動電路，其技術(shù)方案為包括上述技術(shù)方案中的可調(diào)光的LED驅(qū)動芯片，還包括電感、電容、采樣電阻、續(xù)流二極管、LED負載；其中電感連接在所述LED驅(qū)動芯片的開關(guān)管引腳和電源電壓輸入引腳之間，電源電壓輸入引腳同時連接到電源正端，所述LED驅(qū)動芯片的電壓輸出引腳連接到續(xù)流二極管的正端，續(xù)流二極管的負端連接到LED負載的正端，LED負載的負端通過采樣電阻接地，電容與LED負載和采樣電阻串聯(lián)的電路并聯(lián)，所述LED驅(qū)動芯片的反饋引腳連接到LED負載的負端，所述LED驅(qū)動芯片的接地引腳接地，所述LED驅(qū)動芯片的調(diào)光控制引腳接入數(shù)字調(diào)光控制信號。上述技術(shù)方案中，調(diào)光數(shù)字控制模塊，采用數(shù)字控制方式，同時作為電壓外環(huán)控制電路的給定信號。數(shù)模轉(zhuǎn)換器可選用2bit，3bit，4bit等不同要求的模塊，可根據(jù)實際要求選擇。4bit的數(shù)模轉(zhuǎn)換器精度要高于2bit的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，若選用4bit的數(shù)模轉(zhuǎn)換器可進行16級調(diào)節(jié)，選用2bit的數(shù)模轉(zhuǎn)換器可進行4級調(diào)節(jié)。調(diào)光數(shù)字控制模塊的數(shù)模轉(zhuǎn)換器將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換模擬信號，模擬信號作為調(diào)光數(shù)字控制模塊的輸出信號。上述技術(shù)方案中，該LED驅(qū)動芯片為雙環(huán)控制策略，電壓外環(huán)控制，電流內(nèi)環(huán)控 制。電壓外環(huán)為誤差放大器，根據(jù)LED負載恒壓特性，通過采樣電阻電流的大小得到采樣電壓，作為反饋引腳的輸入信號，與調(diào)光數(shù)字控制模塊的輸出信號通過誤差放大器產(chǎn)生輸出信號。電流內(nèi)環(huán)為PWM比較器，同時負責PWM調(diào)制，采用平均電流控制方式，將誤差放大器的輸出信號作為電流控制電路的參考給定，PWM比較器接收采樣電感電流信號，輸出調(diào)制信號。上述技術(shù)方案中，采取數(shù)字控制PWM調(diào)光方式，保持周期不變，控制開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷時間，調(diào)節(jié)PWM調(diào)制信號的占空比，保持驅(qū)動LED的電流保持不變，從而實現(xiàn)LED的調(diào)光。通過PWM調(diào)光方式不會發(fā)生LED顏色改變或不穩(wěn)定的現(xiàn)象。上述技術(shù)方案中，邏輯驅(qū)動模塊包含多個與非門及RS觸發(fā)器，接收保護信號如過壓保護信號、過溫保護信號、短路保護信號以及調(diào)制信號。邏輯驅(qū)動電路輸出為高平信號時，開關(guān)管導(dǎo)通，邏輯驅(qū)動電路輸出為低平信號時，開關(guān)管關(guān)斷。上述技術(shù)方案中，帶隙基準電壓模塊，產(chǎn)生不隨電壓源和溫度改變的基準電壓，為調(diào)光數(shù)字控制模塊、保護電路提供基準電壓。上述技術(shù)方案中，保護電路模塊在LED驅(qū)動芯片出現(xiàn)過壓，過溫等狀態(tài)時，通過邏輯驅(qū)動模塊斷開開關(guān)管，進入保護狀態(tài)。本技術(shù)的有益效果為本技術(shù)采用數(shù)字調(diào)光方式，通過數(shù)字調(diào)光控制信號來調(diào)節(jié)PWM調(diào)制信號，提供了一種高精度、低損耗的可調(diào)光的LED驅(qū)動電源。本技術(shù)采用分段式的調(diào)光方式，解決傳統(tǒng)PWM調(diào)光模式下的EMI問題，有效的提高了驅(qū)動電源的效率。通過調(diào)光數(shù)字控制模塊中計時器的步長對LED進行調(diào)光，根據(jù)實際需求的不同，選用不同bit的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，可實現(xiàn)不同精度的LED調(diào)光方式。該可調(diào)光的LED驅(qū)動芯片可對LED從大到小，或是從小到大調(diào)光。同時，相對于傳統(tǒng)的峰值電流控制方式，本技術(shù)采用平均電流控制方式，使得主電路可工作在DCM模式下，實現(xiàn)全功率調(diào)節(jié)，解決了峰值電流控制模式下對主電路及工作模式的要求。附圖說明圖I為可調(diào)光LED驅(qū)動芯片外部引腳圖。其中FB為反饋引腳，VOUT為電壓輸出引腳，GND為接地引腳，SW為開關(guān)管引腳，ISET為調(diào)光控制引腳，VIN為電源電壓輸入引腳。圖2為可調(diào)光LED驅(qū)動芯片原理圖。圖3為Boost電路原理圖。圖4為數(shù)字調(diào)光控制模塊原理圖。具體實施方式以下結(jié)合附圖和具體實例對本技術(shù)作進一步詳細描述。如圖I所示，可調(diào)光的LED驅(qū)動芯片包括六個引腳，分別為反饋引腳FB，電壓輸出引腳V0UT，接地引腳GND，開關(guān)管引腳SW，調(diào)光控制引腳ISET，電源電壓輸入引腳VIN。Boost電路連接方式如圖3所示，開關(guān)管開通時，電感、功率開關(guān)管及輸入端構(gòu)成回路。開關(guān)管關(guān)斷后，電感、續(xù)流二極管續(xù)流與LED負載構(gòu)成回路。Boost電路經(jīng)過一定時間的調(diào)節(jié)后，由于電感的作用，電路達到穩(wěn)態(tài)，輸出電流恒定。LED負載采用恒流驅(qū)動方式。Boost電路可工作在DCM模式，則開關(guān)管為軟開通，減小開關(guān)損耗及開關(guān)管的電壓應(yīng)力。如圖2所示，本技術(shù)采用Boost主電路結(jié)構(gòu)，電感連接在LED驅(qū)動芯片的開關(guān)管引腳和電源電壓輸入引腳之間，電源電壓輸入引腳同時連接到電源正端，通過內(nèi)部調(diào)節(jié)產(chǎn)生內(nèi)部所需電壓；LED驅(qū)動芯片的電壓輸出引腳連接到續(xù)流二極管的正端，續(xù)流二極管的負端連接到LED負載的正端，LED負載的負端通過采樣電阻接地，電容與LED負載和采樣電阻串聯(lián)的電路并聯(lián)，LED驅(qū)動芯片的反饋本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種可調(diào)光的LED驅(qū)動芯片，其特征在于，包括：反饋引腳，用于輸入外部LED負載電流采樣信號；電壓輸出引腳，用于輸出驅(qū)動電流；接地引腳，用于驅(qū)動芯片接地；開關(guān)管引腳，用于連接外部電感；調(diào)光控制引腳，用于輸入數(shù)字調(diào)光控制信號；電源電壓輸入引腳，用于輸入驅(qū)動芯片的工作電源；開關(guān)管，用于控制所述電壓輸出引腳的芯片內(nèi)部連接端與所述開關(guān)管引腳的芯片內(nèi)部連接端之間導(dǎo)通或關(guān)斷；邏輯驅(qū)動模塊，用于控制開關(guān)管，輸出驅(qū)動信號到開關(guān)管的控制端；保護電路模塊，用于驅(qū)動芯片的保護包括過壓保護、過溫保護、短路保護，輸出保護信號到邏輯驅(qū)動模塊；調(diào)光數(shù)字控制模塊，包括內(nèi)部邏輯電路、計時器、計數(shù)器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器，所述調(diào)光控制引腳的內(nèi)部連接端連接到內(nèi)部邏輯電路，內(nèi)部邏輯電路控制計時器和計數(shù)器，計時器輸出到計數(shù)器，計數(shù)器輸出到數(shù)模轉(zhuǎn)換器，數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出調(diào)光信號；誤差放大器，用于電壓外環(huán)控制，所述反饋引腳的內(nèi)部連接端輸入外部LED負載電流采樣信號到誤差放大器，所述調(diào)光數(shù)字控制模塊輸出的調(diào)光信號輸入到誤差放大器；PWM比較器，用于電流內(nèi)環(huán)控制和PWM調(diào)制，所述誤差放大器的輸出端連接到PWM比較器的輸入端，PWM比較器另一輸入端接入采樣電感電流信號，PWM比較器輸出調(diào)制信號到邏輯驅(qū)動模塊；帶隙基準電壓模塊，用于提供驅(qū)動芯片內(nèi)部的基準電壓。...

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孫邦伍，李鴿，張海波，王兆明，尹文嬌，
申請(專利權(quán))人：南京冠亞電源設(shè)備有限公司，
類型：實用新型
國別省市：