可調(diào)光led驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)電路，包括誤差放大器和調(diào)光信號(hào)譯碼器；所述調(diào)光信號(hào)譯碼器的第一輸入端輸入調(diào)光信號(hào)，第二輸入端輸入?yún)⒖茧妷?，第三輸入端輸入修調(diào)信號(hào)，第一輸出端與所述誤差放大器的第一輸入端相連；所述誤差放大器的第二輸入端輸入反饋電壓；當(dāng)所述調(diào)光信號(hào)為第一信號(hào)時(shí)，所述調(diào)光信號(hào)譯碼器的第一輸出端向所述誤差放大器的第一輸入端輸出所述參考電壓的比值與第二隨機(jī)誤差的和或差；所述誤差放大器的第二輸出端輸出所述調(diào)光信號(hào)譯碼器的第一輸出端輸出與所述第一隨機(jī)誤差的和或差。本發(fā)明通過(guò)增加調(diào)光信號(hào)譯碼器使其輸出電壓抵消了誤差放大器的隨機(jī)誤差電壓。
【專利說(shuō)明】可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及驅(qū)動(dòng)電路領(lǐng)域，特別是涉及一種可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)電路。

【背景技術(shù)】
[0002] 交流一直流LED照明應(yīng)用中，LED電流越來(lái)越被希望可以通過(guò)各種方式將其輸出 電流可以調(diào)節(jié)。其中調(diào)節(jié)的方式有：智能調(diào)光、晶閘管調(diào)光和DALI (Digital Addressable Lighting Interface,數(shù)字可尋址照明接口）調(diào)光等。
[0003] 在PWM調(diào)光信號(hào)的占空比比較小時(shí)，相對(duì)應(yīng)的輸出電流的誤差會(huì)變大，同時(shí)，精度 也會(huì)變差。輸出電流的精度變差的原因主要是因?yàn)檎`差放大器存在隨機(jī)誤差，這會(huì)使輸出 電流的精度在PWM調(diào)光信號(hào)的占空比等于1〇〇 %時(shí)也存在誤差。
[0004] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)的LED驅(qū)動(dòng)電路的恒流控制和調(diào)光原理結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，系 統(tǒng)的輸出電流通過(guò)電流采樣電路Α將反饋電壓（FeedBack Voltage，F(xiàn)B)送給誤差放大器 EA，反饋電壓FB與參考電壓VMf比較后產(chǎn)生誤差放大信號(hào)，將誤差放大信號(hào)送給脈沖寬度 調(diào)制（Pulse Width Modulation，PWM)控制器U2，然后PWM控制器驅(qū)動(dòng)功率開(kāi)關(guān)A，從而達(dá) 到恒流的效果。假設(shè)反饋信號(hào)VFB與LED輸出電流的關(guān)系為：
[0005] ILED - k · VFB
[0006] 根據(jù)負(fù)反饋的原理：
[0007] VFB-Vref = 0
[0008] 從而得到LED輸出電流與參考電壓的關(guān)系為：
[0009] ILED = k · Vref
[0010] 通常，如果想要控制輸出電流的大小，需要采用的方法是用外部的調(diào)光控制信號(hào) 來(lái)線性控制內(nèi)部參考電壓的大小。圖2為現(xiàn)有技術(shù)PWM調(diào)光信號(hào)的占空比與參考電壓線性 不意圖。如圖2所不，當(dāng)占空比為2%時(shí)，參考電壓變?yōu)樵搮⒖茧妷旱?%，當(dāng)占空比為100% 時(shí)，參考電壓變?yōu)樵搮⒖茧妷旱?00%，但是，這種方法在占空比較小時(shí)，相對(duì)應(yīng)的輸出電流 的誤差會(huì)變大，精度也會(huì)變差。導(dǎo)致輸出電流精度變差的原因是，誤差放大器EA存在隨機(jī) 誤差，這會(huì)使輸出電流的精度在PWM調(diào)光信號(hào)的占空比等于100%時(shí)也存在誤差。
[0011] 圖3為現(xiàn)有技術(shù)誤差放大器連接結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，假設(shè)誤差放大器EA的 隨機(jī)誤差為，則LED輸出電流變?yōu)椋?br> [0012] VFB-Vref±V0ffl = 0
[0013] ILED - k · (VrefiV0ffl)
[0014] 通過(guò)現(xiàn)有的修調(diào)方法，使占很小的比例，一般的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是2%，這樣，在PWM 調(diào)光信號(hào)的占空比等于100%時(shí)，LED輸出電流的誤差則控制在2%以內(nèi)。具體為： _5] ILED = k · (Vref±2% · Vref)
[0016] ILED = k · 98% · Vref ?k · 102% · Vref
[0017] 當(dāng)PWM調(diào)光信號(hào)的占空比變小時(shí)，V,ef的絕對(duì)值變小，因此對(duì)輸出電流編差的 影響就會(huì)成比例放大了。當(dāng)變?yōu)樵瓉?lái)的2%時(shí)，V。^還是100% *VMf的2%，因此LED 輸出電流變?yōu)椋?br> [0018] ILED = k · (2% · Vref土V0ffl) = k · (2% · Vrtf±2% · Vref)
[0019] ILED = 〇?k.4%Vref
[0020] 圖4為現(xiàn)有技術(shù)LED輸出電流與PWM調(diào)光信號(hào)的占空比線性示意圖。如圖4所示， 誤差放大器EA的隨機(jī)誤差Vfi占2% *VMf的±100%，即當(dāng)PWM調(diào)光信號(hào)的占空比為2% 時(shí)，輸出電流變?yōu)椹柕?%的全載電流。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0021] 本發(fā)明的目的是解決誤差放大器產(chǎn)生的隨機(jī)誤差電壓。
[0022] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述電路 包括調(diào)光信號(hào)譯碼器和誤差放大器；
[0023] 所述調(diào)光信號(hào)譯碼器的第一輸入端輸入調(diào)光信號(hào)，第二輸入端輸入?yún)⒖茧妷海?三輸入端輸入修調(diào)信號(hào)，第一輸出端與所述誤差放大器的第一輸入端相連；
[0024] 所述誤差放大器的第二輸入端輸入反饋電壓；
[0025] 當(dāng)所述調(diào)光信號(hào)為第一信號(hào)時(shí)，所述調(diào)光信號(hào)譯碼器的第一輸出端向所述誤差放 大器的第一輸入端輸出所述參考電壓的比值與第二隨機(jī)誤差的和或差；所述誤差放大器的 第二輸出端輸出所述調(diào)光信號(hào)譯碼器的第一輸出端輸出與所述第一隨機(jī)誤差的和或差； [0026] 當(dāng)所述修調(diào)信號(hào)發(fā)生改變時(shí)，所述第二隨機(jī)誤差與所述第一隨機(jī)誤差互為相反 數(shù)，所述誤差放大器的第二輸出端輸出所述參考電壓的比值；
[0027] 當(dāng)所述調(diào)光信號(hào)為第二信號(hào)時(shí)，所述調(diào)光信號(hào)譯碼器的第二輸出端輸出所述參考 電壓。
[0028] 進(jìn)一步地，所述調(diào)光信號(hào)譯碼器包括：鋸齒波發(fā)生器、低通濾波器、比較器和乘法 器；
[0029] 所述調(diào)光信號(hào)為脈沖寬度調(diào)制PWM調(diào)光信號(hào)，所述鋸齒波發(fā)生器的輸入端輸入所 述修調(diào)信號(hào)，輸出端與所述比較器的第一輸入端相連；
[0030] 所述低通濾波器的輸入端輸入PWM調(diào)光信號(hào)，輸出端與所述比較器的第二輸入端 相連；
[0031] 所述比較器的輸出端與所述乘法器的第一輸入端相連；
[0032] 所述乘法器的第二輸入端輸入所述參考電壓，輸出端與所述誤差放大器相連；
[0033] 將所述鋸齒波發(fā)生器輸出端向所述比較器第一輸入端輸出的鋸齒波通過(guò)所述比 較器與所述低通濾波器的輸出端向所述比較器第二輸入端輸出的低通信號(hào)進(jìn)行比較，從而 得到第一處理信號(hào)，將所述第一處理信號(hào)與所述參考電壓進(jìn)行乘積，從而得到第二處理信 號(hào)。
[0034] 進(jìn)一步地，所述調(diào)光信號(hào)譯碼器包括：鋸齒波發(fā)生器、電壓轉(zhuǎn)換器、比較器和乘法 器；
[0035] 所述調(diào)光信號(hào)為線性電壓信號(hào)，所述鋸齒波發(fā)生器的輸入端輸入所述修調(diào)信號(hào)， 輸出端與所述比較器的第一輸入端相連；
[0036] 所述電壓轉(zhuǎn)換器的輸入端輸入電壓調(diào)光信號(hào)，輸出端與所述比較器的第二輸入端 相連；
[0037] 所述比較器的輸出端與所述乘法器的第一輸入端相連；
[0038] 所述乘法器的第二輸入端輸入所述參考電壓，輸出端與所述誤差放大器相連；
[0039] 將所述鋸齒波發(fā)生器輸出端向所述比較器第一輸入端輸出的鋸齒波通過(guò)所述比 較器與所述電壓轉(zhuǎn)換器的輸出端向所述比較器第二輸入端輸出的低通信號(hào)進(jìn)行比較，從而 得到第一處理信號(hào)，將所述第一處理信號(hào)與所述參考電壓進(jìn)行乘積，從而得到第二處理信 號(hào)。
[0040] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：通過(guò)增加調(diào)光信號(hào)譯碼器使其輸出電壓抵消了誤差放大器的隨機(jī) 誤差電壓。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0041] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)的LED驅(qū)動(dòng)電路的恒流控制和調(diào)光原理結(jié)構(gòu)圖；
[0042] 圖2為現(xiàn)有技術(shù)PWM調(diào)光信號(hào)的占空比與參考電壓線性示意圖；
[0043] 圖3為現(xiàn)有技術(shù)誤差放大器連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044] 圖4為現(xiàn)有技術(shù)LED輸出電流與PWM調(diào)光信號(hào)的占空比線性示意圖；
[0045] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)電路另一結(jié)構(gòu)不意圖；
[0047] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的調(diào)光信號(hào)譯碼器的一種實(shí)現(xiàn)方式示意圖；
[0048] 圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的低通濾波器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049] 圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的鋸齒波發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050] 圖10為本發(fā)明實(shí)施例提供的乘法器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0051] 圖11為本發(fā)明實(shí)施例提供的乘法器與誤差放大器合并結(jié)構(gòu)示意圖；
[0052] 圖12為本發(fā)明實(shí)施例提供的調(diào)光信號(hào)譯碼器的另一種實(shí)現(xiàn)方式示意圖；
[0053] 圖13為本發(fā)明實(shí)施例提供的電壓轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0054] 圖14為本發(fā)明實(shí)施例提供的反激式結(jié)構(gòu)示意圖；
[0055] 圖15為本發(fā)明實(shí)施例提供的降壓式結(jié)構(gòu)示意圖；
[0056] 圖16為本發(fā)明實(shí)施例提供的晶閘管調(diào)光結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0057] 下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0058] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，調(diào)光 信號(hào)譯碼器11的第一輸入端與調(diào)光信號(hào)相連，第二輸入端與參考電壓相連，第三輸入端與 修調(diào)信號(hào)相連，輸出端與誤差放大器12的第一輸入端相連，誤差放大器的第二輸入端與反 饋電壓相連。
[0059] 當(dāng)調(diào)光信號(hào)為第二信號(hào)，第二信號(hào)為100%電流時(shí)，調(diào)光信號(hào)譯碼器的輸出值為參 考電壓，如公式⑴所示：
[0060] VrefPst = Vref (1)
[0061] 當(dāng)調(diào)光信號(hào)為第一信號(hào)，第一信號(hào)為2%電流時(shí)，調(diào)光信號(hào)譯碼器的輸出電壓如公 式⑵所示：
[0062] VrefPst = 2% ·νΜ?±ν〇--2 (2)
[0063] 并且如公式（3)所示：
[0064] V〇ff2 = _V〇ffl (3)
[0065] 使得VMfPst抵消誤差放大器的隨機(jī)誤差。公式（3)的方法是在生產(chǎn)測(cè)試階段，通過(guò) 修改修調(diào)信號(hào)完成的。
[0066] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)電路另一結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6所示， 在公式（1)的條件下，誤差放大器12的輸出如公式（4)所示，
[0067] VEAout 一 VrefPst 土 V〇ff 1 (4)
[0068] 在公式（2)和⑶的條件下，誤差放大器12的輸出如公式（5)所示，
[0069] VEAout = 2% * Vref (5)
[0070] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的調(diào)光信號(hào)譯碼器的一種實(shí)現(xiàn)方式示意圖。如圖7所示， 當(dāng)調(diào)光信號(hào)為脈沖寬度調(diào)制PWM調(diào)光信號(hào)時(shí)，調(diào)光信號(hào)譯碼器包括：鋸齒波發(fā)生器U 12、低通 濾波器un、比較器u13和乘法器u14。
[0071] 鋸齒波發(fā)生器U12的輸入端與修調(diào)信號(hào)相連，低通濾波器Un的輸入端與PWM調(diào)光 信號(hào)相連，比較器u 13的第一輸入端與鍋齒波發(fā)生器u12的輸出端相連，其第二輸入端與低通 濾波器un的輸出端相連，乘法器u 14的第一輸入端與比較器u13的輸出端相連，其第二輸入 端與反饋電壓相連，乘法器u 14的輸出端與誤差放大器相連。
[0072] 將鋸齒波發(fā)生器U12輸出的鋸齒波通過(guò)比較器與低通濾波器Un輸出的低通信號(hào)進(jìn) 行比較，從而得到第一處理信號(hào)，將第一處理信號(hào)與參考電壓進(jìn)行乘積，從而得到第二處理 信號(hào)。
[0073] 圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的低通濾波器結(jié)構(gòu)示意圖。如圖8所示，在低通濾波器 中，有兩個(gè)參考電壓V Mf2和VMf3, Duty為PWM調(diào)光信號(hào)的占空比，低通濾波器的輸出電壓如 公式（6)所示：
[0074] VLPF = (Vref2-Vref3) · Duty (6)
[0075] 圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的鋸齒波發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖。如圖9所示，鋸齒波 發(fā)生器的輸入端接入修調(diào)信號(hào)，輸出為一個(gè)鋸齒波，該鋸齒波的低電平為V Mf4，高電平為 (VMf2U，其中，低電平由修調(diào)信號(hào)控制。
[0076] 圖10為本發(fā)明實(shí)施例提供的比較器結(jié)構(gòu)示意圖。如圖10所示，比較器的第一輸 入端與鋸齒波發(fā)生器的輸出端相連，其第二輸入端與低通濾波器的輸出端相連。輸出為脈 沖波，占空比為DutyPst。
[0077] 當(dāng)PWM調(diào)光信號(hào)的占空比Duty = 100%時(shí)，由公式（7)可知，
[0078] VLPF - Vref2-Vref3 (7)
[0079] 因此，DutyPst = 100%。
[0080] 當(dāng)PWM調(diào)光信號(hào)的占空比Duty = 2%時(shí)，由公式（8)可知，
[0081] VLPF= (Vref2-Vref3)*2% (8)
[0082] 貝批較器的輸出脈沖波的占空比由公式（9)可知：
[0083]

【權(quán)利要求】
1. 一種可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述電路包括調(diào)光信號(hào)譯碼器和誤差放大 器； 所述調(diào)光信號(hào)譯碼器的第一輸入端輸入調(diào)光信號(hào)，第二輸入端輸入?yún)⒖茧妷?，第三?入端輸入修調(diào)信號(hào)，第一輸出端與所述誤差放大器的第一輸入端相連； 所述誤差放大器的第二輸入端輸入反饋電壓； 當(dāng)所述調(diào)光信號(hào)為第一信號(hào)時(shí)，所述調(diào)光信號(hào)譯碼器的第一輸出端向所述誤差放大器 的第一輸入端輸出所述參考電壓的比值與第二隨機(jī)誤差的和或差；所述誤差放大器的第二 輸出端輸出所述調(diào)光信號(hào)譯碼器的第一輸出端輸出與所述第一隨機(jī)誤差的和或差； 當(dāng)所述修調(diào)信號(hào)發(fā)生改變時(shí)，所述第二隨機(jī)誤差與所述第一隨機(jī)誤差互為相反數(shù)，所 述誤差放大器的第二輸出端輸出所述參考電壓的比值； 當(dāng)所述調(diào)光信號(hào)為第二信號(hào)時(shí)，所述調(diào)光信號(hào)譯碼器的第二輸出端輸出所述參考電 壓。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述調(diào)光信號(hào)譯碼器包 括：鋸齒波發(fā)生器、低通濾波器、比較器和乘法器； 所述調(diào)光信號(hào)為脈沖寬度調(diào)制PWM調(diào)光信號(hào)，所述鋸齒波發(fā)生器的輸入端輸入所述修 調(diào)信號(hào)，輸出端與所述比較器的第一輸入端相連； 所述低通濾波器的輸入端輸入PWM調(diào)光信號(hào)，輸出端與所述比較器的第二輸入端相 連； 所述比較器的輸出端與所述乘法器的第一輸入端相連； 所述乘法器的第二輸入端輸入所述參考電壓，輸出端與所述誤差放大器相連； 將所述鋸齒波發(fā)生器輸出端向所述比較器第一輸入端輸出的鋸齒波通過(guò)所述比較器 與所述低通濾波器的輸出端向所述比較器第二輸入端輸出的低通信號(hào)進(jìn)行比較，從而得到 第一處理信號(hào)，將所述第一處理信號(hào)與所述參考電壓進(jìn)行乘積，從而得到第二處理信號(hào)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述調(diào)光信號(hào)譯碼器包 括：鋸齒波發(fā)生器、電壓轉(zhuǎn)換器、比較器和乘法器； 所述調(diào)光信號(hào)為線性電壓信號(hào)，所述鋸齒波發(fā)生器的輸入端輸入所述修調(diào)信號(hào)，輸出 端與所述比較器的第一輸入端相連； 所述電壓轉(zhuǎn)換器的輸入端輸入電壓調(diào)光信號(hào)，輸出端與所述比較器的第二輸入端相 連； 所述比較器的輸出端與所述乘法器的第一輸入端相連； 所述乘法器的第二輸入端輸入所述參考電壓，輸出端與所述誤差放大器相連； 將所述鋸齒波發(fā)生器輸出端向所述比較器第一輸入端輸出的鋸齒波通過(guò)所述比較器 與所述電壓轉(zhuǎn)換器的輸出端向所述比較器第二輸入端輸出的低通信號(hào)進(jìn)行比較，從而得到 第一處理信號(hào)，將所述第一處理信號(hào)與所述參考電壓進(jìn)行乘積，從而得到第二處理信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK104144544SQ201410364988
【公開(kāi)日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月21日
【發(fā)明者】郭越勇, 趙汗青 申請(qǐng)人:美芯晟科技（北京）有限公司