帶指數(shù)校正調(diào)光功能的led驅(qū)動電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種應(yīng)用指數(shù)校正調(diào)光的LED驅(qū)動電路，包括：用于為PWM信號生成電路提供工作頻率的振蕩器電路、用于生成控制降壓式變換電路包括的開關(guān)晶體管所需PWM信號的PWM信號生成電路，以及用于生成點亮LED所需電流的降壓式變換電路；該應(yīng)用指數(shù)校正調(diào)光的LED驅(qū)動電路還包括：指數(shù)校正電路，用于為所述PWM信號生成電路提供與TRIAC的導通角或用于調(diào)光的PMW信號占空比呈指數(shù)變化的峰值電流控制電壓。本發(fā)明所述的應(yīng)用指數(shù)校正調(diào)光的LED驅(qū)動電路使得TRIAC的有效導通角的范圍變寬，LED光強的變化較于線性調(diào)光時更加明顯。
【專利說明】帶指數(shù)校正調(diào)光功能的LED驅(qū)動電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種帶指數(shù)校正調(diào)光功能的LED驅(qū)動電路。 【背景技術(shù)】
[0002]最近幾年,越來越多的LED (Light Emitting Diode,發(fā)光二極管)被用在家用照 明，商業(yè)照明和公用照明等領(lǐng)域。由于LED比傳統(tǒng)的白熾燈，日光燈更加高效節(jié)能，單位流 明更強，目前已經(jīng)被廣泛推廣和應(yīng)用。
[0003]傳統(tǒng)的調(diào)光照明設(shè)備都是TRIAC (雙向晶閘管)加白熾燈的結(jié)構(gòu)，在用LED替代白 熾燈后，為了使傳統(tǒng)的TRIAC調(diào)光系統(tǒng)達到調(diào)節(jié)LED光線強弱的目的，目前最常見的解決 方案是將TRIAC產(chǎn)生的PWM (脈沖寬度調(diào)制)波轉(zhuǎn)換成直流電流，用此電流控制LED，達到 調(diào)節(jié)亮度的目的。通常這種轉(zhuǎn)換是線性關(guān)系的，如圖1所示，橫坐標為TRIAC的導通角，縱 坐標為電容上的電壓。從圖1中可以看出，TRIAC的導通角與電容上的電壓成線性關(guān)系，當 TRIAC的導通角達到135°以后，LED的亮度達到人眼敏感度的上限區(qū)域，無論導通角再如 何增大，人眼也不會感知到光強的增加。此種方法的缺點是隨著光強度的增強，人眼對光的 敏感度下降，在LED的亮度達到一定以后，無論怎么加大TRIAC的導通角或PWM的寬度，都 會感覺光強是沒有變化的，造成TRIAC的調(diào)光導通角的有效范圍變窄或PWM的占空比范圍 變小，使LED的光線變化范圍變窄。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的在于提供一種帶指數(shù)校正調(diào)光功能的LED驅(qū)動電路，使得LED 光強變化與TRIAC的導通角或用于調(diào)光的PWM信號的寬度呈非線性變化，擴大TRIAC的調(diào) 光導通角和用于調(diào)光的PWM信號的占空比的有效范圍。
[0005]為了達到上述目的，本發(fā)明提供了 一種應(yīng)用指數(shù)校正調(diào)光的LED驅(qū)動電路，包括: 用于為PWM信號生成電路提供工作頻率的振蕩器電路、用于生成控制降壓式變換電路包括 的開關(guān)晶體管的PWM信號的PWM信號生成電路，以及用于生成點亮LED需要的電流的降壓 式變換電路；
[0006]該應(yīng)用指數(shù)校正調(diào)光的LED驅(qū)動電路還包括:
[0007]指數(shù)校正電路，用于為所述PWM信號生成電路提供與TRIAC的導通角呈指數(shù)變化 的峰值電流控制電壓。
[0008]實施時，所述指數(shù)校正電路包括線性充電電路、采樣電路、加減法運算電路和壓控 電阻電路，其中，
[0009]所述線性充電電路包括充電電阻和充電電容；
[0010]所述充電電阻，第一端與所述壓控電阻電路連接，第二端與所述采樣電路連接；
[0011]所述充電電容，連接于所述充電電阻的第二端與地端之間；
[0012]所述采樣電路，用于對所述充電電容上的電壓進行采樣；
[0013]所述加減法運算電路，用于對該電壓進行加減運算，生成所述壓控電阻電路需要的正負控制電壓，使得所述壓控電阻電路的阻值隨著所述充電電容上的電壓呈指數(shù)變化。
[0014]實施時，當所述壓控電阻電路的控制電壓為所述充電電容電壓的最大值和最小值 時，所述壓控電阻電路的阻值相同，為最小值；
[0015]當所述控制電壓為所述充電電容電壓峰值的二分之一時，壓控電阻的阻值為最大 值；
[0016]在所述控制電壓為其余的充電電容電壓值時，所述壓控電阻電路的阻值按照指數(shù)
關(guān)系變化。
[0017]實施時，所述振蕩器電路包括充放電電容、用于給該充放電電容充電的電流源、為 該充放電電容提供放電路徑的放電晶體管，以及將該充放電電容上的電壓與基準電壓進行 比較而輸出振蕩頻率波形的電壓比較器。
[0018]實施時，本發(fā)明所述的應(yīng)用指數(shù)校正調(diào)光的LED驅(qū)動電路還包括:
[0019]異常保護電路，包括欠壓鎖定電路、過溫保護電路和或非門；
[0020]所述欠壓鎖定電路的輸出端和過溫保護電路的輸出端分別與所述或非門的兩輸 入端連接，所述或非門的輸出端與所述PWM信號生成電路連接。
[0021]實施時，所述PWM信號生成電路包括緩沖電路、鎖存器、峰值電流比較器、前沿消 隱電路、第一晶體管、反相器、二輸入與門和驅(qū)動器，其中，
[0022]所述緩沖電路，用于為該振蕩頻率波形進行整形；
[0023]所述鎖存器，置位端與所述緩沖電路的輸出端連接，復位端與所述峰值電流比較 器的輸出端連接，正相輸出端與所述二輸入與門的一輸入端連接；
[0024]所述二輸入與門的另一輸入端與該或非門的輸出端連接；
[0025]所述驅(qū)動器，輸入端與所述二輸入與門的輸出端連接，輸出端與該開關(guān)晶體管的 柵極連接；
[0026]所述反相器，輸入端與所述二輸入與門的輸出端連接，輸出端與用于消除干擾的 所述前沿消隱電路的一端連接；
[0027]所述前沿消隱電路的另一端與所述第一晶體管的柵極連接；
[0028]所述峰值電流比較器，正相輸入端分別通過所述第一晶體管接地并與所述開關(guān)晶 體管的源極連接，反相輸入端與所述指數(shù)校正電路的充電電容連接。
[0029]實施時，所述降壓式變換電路包括開關(guān)晶體管、采樣電阻、電感、續(xù)流二極管和濾 波電容，其中，
[0030]所述濾波電容并聯(lián)于LED燈串兩端；
[0031]所述濾波電容，第一端通過依次連接的所述電感、所述開關(guān)晶體管和所述采樣電 阻接地；
[0032]所述續(xù)流二極管，陽極連接于所述電感和所述開關(guān)晶體管之間，陰極與所述濾波 電容的第二端連接。
[0033]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的應(yīng)用指數(shù)校正調(diào)光的LED驅(qū)動電路使得開關(guān)晶體 管的有效導通角的范圍變寬，LED光強的變化線性調(diào)光時更加明顯。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1是現(xiàn)有的線性調(diào)光系統(tǒng)的調(diào)光曲線；[0035]圖2是本發(fā)明第一實施例所述的應(yīng)用指數(shù)校正調(diào)光的LED驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)框圖；
[0036]圖3是本發(fā)明第二實施例所述的應(yīng)用指數(shù)校正調(diào)光的LED驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)框圖；
[0037]圖4是本發(fā)明第三實施例所述的應(yīng)用指數(shù)校正調(diào)光的LED驅(qū)動電路的電路圖；
[0038]圖5為采用本發(fā)明所述的應(yīng)用指數(shù)校正調(diào)光的LED驅(qū)動電路的指數(shù)調(diào)光曲線；
[0039]圖6為典型調(diào)光曲線與采用本發(fā)明所述的應(yīng)用指數(shù)校正調(diào)光的LED驅(qū)動電路的指 數(shù)調(diào)光曲線對比示意圖。
【具體實施方式】
[0040]為使得本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點表達得更加清楚明白，下面結(jié)合附圖及具 體實施例對本發(fā)明再做進一步詳細的說明。
[0041]本發(fā)明的具體實施的方式不僅限于下面的描述，現(xiàn)結(jié)合附圖加以進一步的說明。
[0042]首先，對本發(fā)明所涉及的專業(yè)術(shù)語進行說明:
[0043]MOSFET:Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,溝道金屬氧化 物半導體場效應(yīng)晶體管；
[0044]PWM:Pulse Width Modulation,脈沖寬度調(diào)制；
[0045]LED:Light Emitting Diode,發(fā)光二極管；
[0046]BUCK電路:降壓式變換電路；
[0047]TRIAC:三端雙向可控硅開關(guān)元件；
[0048]UVLO:Under Voltage Lock Out,欠壓鎖定。
[0049]如圖2所示，本發(fā)明第一實施例所述的應(yīng)用指數(shù)校正調(diào)光的LED驅(qū)動電路包括:用 于為PWM信號生成電路22提供工作頻率的振蕩器電路21、用于生成控制降壓式變換電路 23包括的開關(guān)晶體管的PWM信號的PWM信號生成電路22，以及用于生成點亮LED需要的電 流的降壓式變換電路23 ；
[0050]該應(yīng)用指數(shù)校正調(diào)光的LED驅(qū)動電路還包括指數(shù)校正電路24，用于為所述PWM信 號生成電路22提供與TRIAC的導通角呈指數(shù)變化的峰值電流控制電壓。
[0051]本發(fā)明第一實施例所述的應(yīng)用指數(shù)校正調(diào)光的LED驅(qū)動電路通過指數(shù)校正電路 24為所述PWM信號生成電路22提供與TRIAC的導通角呈指數(shù)變化的峰值電流控制電壓，從 而使得LED光強度變化與TRIAC的導通角或PWM的寬度呈非線性變化，擴大TRIAC調(diào)光導 通角和調(diào)光的PWM占空比的有效范圍。
[0052]圖3是本發(fā)明第二實施例所述的應(yīng)用指數(shù)校正調(diào)光的LED驅(qū)動電路的電路圖。本 發(fā)明第二實施例所述的應(yīng)用指數(shù)校正調(diào)光的LED驅(qū)動電路基于本發(fā)明第一實施例所述的 LED電路。
[0053]如圖3所示，本發(fā)明第二實施例所述的應(yīng)用指數(shù)校正調(diào)光的LED驅(qū)動電路還包括 異常保護電路25，其與所述PWM信號生成電路22連接，用于在應(yīng)用指數(shù)校正調(diào)光的LED驅(qū) 動電路工作時當工作電壓和工作溫度異常時提供保護，防止災難進一步發(fā)生并擴大。
[0054]圖4是本發(fā)明第三實施例所述的應(yīng)用指數(shù)校正調(diào)光的LED驅(qū)動電路的電路圖。本 發(fā)明第三實施例所述的應(yīng)用指數(shù)校正調(diào)光的LED驅(qū)動電路基于本發(fā)明第二實施例所述的 LED電路。
[0055]如圖4所示，在本發(fā)明第三實施例所述的應(yīng)用指數(shù)校正調(diào)光的LED驅(qū)動電路中，[0056]所述指數(shù)校正電路24包括線性充電電路241、采樣電路242、加減法運算電路243 和壓控電阻電路244，其中，
[0057]所述線性充電電路241包括充電電阻Rl和充電電容Cl ；
[0058]所述充電電阻R1，第一端與所述壓控電阻電路244連接，第二端與所述采樣電路 242連接；
[0059]所述充電電容Cl，連接于所述充電電阻Rl的第二端與地端之間；
[0060]所述采樣電路242，用于對所述充電電容Cl上的電壓進行采樣；
[0061]所述加減法運算電路243，用于對該電壓進行加減運算，生成所述壓控電阻電路 244需要的正負控制電壓，使得所述壓控電阻電路244的阻值隨著所述充電電容上的電壓呈指數(shù)變化；
[0062]當所述壓控電阻電路244的控制電壓為所述充電電容Cl電壓的最大值和最小值時，所述壓控電阻電路244的阻值相同，為最小值；
[0063]當所述控制電壓為所述充電電容Cl電壓峰值的二分之一時，壓控電阻電路244的阻值為最大值；
[0064]在所述控制電壓為其余的充電電容Cl電壓值時，所述壓控電阻電路244的阻值按照指數(shù)關(guān)系變化；
[0065]壓控電阻的控制電壓為:
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用指數(shù)校正調(diào)光的LED驅(qū)動電路，包括:用于為PWM信號生成電路提供工作頻率的振蕩器電路、用于生成控制降壓式變換電路包括的開關(guān)晶體管需要的PWM信號的 PWM信號生成電路，以及用于生成點亮LED需要的電流的降壓式變換電路；其特征在于，該應(yīng)用指數(shù)校正調(diào)光的LED驅(qū)動電路還包括:指數(shù)校正電路，用于為所述PWM信號生成電路提供與TIRAC的導通角呈指數(shù)變化的峰值電流控制電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用指數(shù)校正調(diào)光的LED驅(qū)動電路，其特征在于，所述指數(shù)校正電路包括線性充電電路、采樣電路、加減法運算電路和壓控電阻電路，其中，所述線性充電電路包括充電電阻和充電電容；所述充電電阻，第一端與所述壓控電阻電路連接，第二端與所述采樣電路連接；所述充電電容，連接于所述充電電阻的第二端與地端之間；所述采樣電路，用于對所述充電電容上的電壓進行采樣；所述加減法運算電路，用于對該電壓進行加減運算，生成所述壓控電阻電路需要的正負控制電壓，使得所述壓控電阻電路的阻值隨著所述充電電容上的電壓呈指數(shù)變化。
3.如權(quán)利要求2所述的應(yīng)用指數(shù)校正調(diào)光的LED驅(qū)動電路，其特征在于，當所述壓控電阻電路的控制電壓為所述充電電容電壓的最大值和最小值時，所述壓控電阻電路的阻值相同，為最小值；當所述控制電壓為所述充電電容電壓峰值的二分之一時，壓控電阻的阻值為最大值； 在所述控制電壓為其余的充電電容電壓值時，所述壓控電阻電路的阻值按照指數(shù)關(guān)系變化。
4.如權(quán)利要求2或3所述的應(yīng)用指數(shù)校正調(diào)光的LED驅(qū)動電路，其特征在于，`所述振蕩器電路包括充放電電容、用于給該充放電電容充電的電流源、為該充放電電容提供放電路徑的放電晶體管，以及將該充放電電容上的電壓與基準電壓進行比較而輸出振蕩頻率波形的電壓比較器。
5.如權(quán)利要求4所述的應(yīng)用指數(shù)校正調(diào)光的LED驅(qū)動電路，其特征在于，還包括: 異常保護電路，包括欠壓鎖定電路、過溫保護電路和或非門；所述欠壓鎖定電路的輸出端和過溫保護電路的輸出端分別與所述或非門的兩輸入端連接，所述或非門的輸出端與所述PWM信號生成電路連接。
6.如權(quán)利要求5所述的應(yīng)用指數(shù)校正調(diào)光的LED驅(qū)動電路，其特征在于，所述PWM信號生成電路包括緩沖電路、鎖存器、峰值電流比較器、前沿消隱電路、第一晶體管、反相器、二輸入與門和驅(qū)動器，其中，所述緩沖電路，用于為該振蕩頻率波形進行整形；所述鎖存器，置位端與所述緩沖電路的輸出端連接，復位端與所述峰值電流比較器的輸出端連接，正相輸出端與所述二輸入與門的一輸入端連接；所述二輸入與門的另一輸入端與該或非門的輸出端連接；所述驅(qū)動器，輸入端與所述二輸入與門的輸出端連接，輸出端與該開關(guān)晶體管的柵極連接；所述反相器，輸入端與所述二輸入與門的輸出端連接，輸出端與用于消除干擾的所述前沿消隱電路的一端連接；所述前沿消隱電路的另一端與所述第一晶體管的柵極連接；所述峰值電流比較器，正相輸入端分別通過所述第一晶體管接地并與所述開關(guān)晶體管的源極連接，反相輸入端與所述指數(shù)校正電路的充電電容連接。
7.如權(quán)利要求6所述的應(yīng)用指數(shù)校正調(diào)光的LED驅(qū)動電路，其特征在于，所述降壓式變換電路包括開關(guān)晶體管、采樣電阻、電感、續(xù)流二極管和濾波電容，其中，所述濾波電容并聯(lián)于LED燈串兩端；所述濾波電容，第一端通過依次連接的所述電感、所述開關(guān)晶體管和所述采樣電阻接地；所述續(xù)流二極管，陽極連·接于所述電感和所述開關(guān)晶體管之間，陰極與所述濾波電容的第二端連接。
【文檔編號】H05B37/02GK103582218SQ201210269208
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月31日
【發(fā)明者】施國民 申請人:西安展芯微電子技術(shù)有限公司