一种驱动芯片、驱动方法、照明电路及照明系统与流程

本发明涉及照明技术领域，尤其涉及一种驱动芯片、驱动方法、照明电路及照明系统。

背景技术：

led(lightemittingdiode，发光二极管)由于具有节能和环保的效果因此受到广大的消费者欢迎，led灯被广泛地应用于照明领域，同时由于led灯可以实现色彩变化和发光模式的控制，因此应用越来越广泛。随着消费者的要求越来越高，需要led灯能实现亮度或色彩的变化，得到绚丽的发光效果。

目前的led驱动控制电路，其驱动的效率低，对由led串联回路组成的灯串进行控制时，无法同时驱动大量灯串工作，不适用于大型的led照明系统，除非使用大量的led驱动控制电路及led灯串进行实现，然而其成本太高、资源浪费，不利用推广，并且控制信号由单独控制单元输出，由于各路灯串都是由唯一一路信号进行控制，发光模式比较单一，无法实现绚丽的发光效果。

综上所述，现有技术中存在照明系统结构庞大、成本高，以及控制功能单一，无法实现复杂的发光效果的问题。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种驱动芯片、驱动方法、照明电路及照明系统，旨在解决现有技术中存在照明系统结构庞大、成本高，以及控制功能单一，无法实现复杂的发光效果的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种驱动芯片，包括基准模块、振荡器模块、电压检测模块、数据处理模块、地址模块、逻辑控制模块和输出驱动模块。

芯片电源端接电压检测模块的第一输入端，芯片地端接电压检测模块的地端，基准模块的输出端接电压检测模块的第二输入端，电压检测模块的输出端接数据处理模块的第一输入端，振荡器模块的输出端接数据处理模块的第二输入端，数据处理模块的输出端接逻辑控制模块的第一输入端，地址模块的输出端接逻辑控制模块的第二输入端，逻辑控制模块的输出端接输出驱动模块的第一输入端，输出驱动模块的输出端为芯片输出端。

基准模块输出基准电压至电压检测模块，电压检测模块根据芯片电源端和芯片地端之间的电压差以及基准电压输出由高电平和低电平组成的方波信号至数据处理模块，振荡器模块输出基准频率信号至数据处理模块，数据处理模块根据方波信号中高电平和低电平的持续时间输出数据码流至逻辑控制模块，地址模块输出地址码至逻辑控制模块，逻辑控制模块根据数据码流和地址码输出控制信号至输出驱动模块，输出驱动模块根据控制信号输出不同占空比的脉冲信号。

在一个实施例中，驱动芯片还包括恒流模块，恒流模块的输入端接基准模块的输出端，恒流模块的输出端接输出驱动模块的第二输入端，恒流模块输出恒定电流至输出驱动模块。

在一个实施例中，驱动芯片还包括用于使驱动芯片的内阻保持恒定的补偿模块，补偿模块的第一输入端接芯片电源端，补偿模块的第二输入端接基准模块的输出端，补偿模块的输出端接芯片地端。

在一个实施例中，地址模块包括用于存储地址码的存储单元和用于用户设定地址码的地址设置单元。

本发明实施例的第二方面提供了一种驱动方法，基于上述的驱动芯片实现，所述驱动方法包括：

所述基准模块输出基准电压至所述电压检测模块。

所述电压检测模块根据所述芯片电源端和所述芯片地端之间的电压差以及所述基准电压输出由高电平和低电平组成的方波信号至所述数据处理模块。

所述数据处理模块根据所述方波信号中高电平和低电平的持续时间输出数据码流至所述逻辑控制模块。

所述地址模块输出地址码至所述逻辑控制模块。

当所述逻辑控制模块从所述数据码流中检测到所述地址码时，连续读取数据，并按照预设规则将其转换为控制信号输出至所述输出驱动模块。

所述输出驱动模块根据所述控制信号输出不同占空比的脉冲信号。

在一个实施例中，所述根据所述芯片电源端和所述芯片地端之间的电压差以及所述基准电压输出由高电平和低电平组成的方波信号，具体包括：

当所述电压差高于所述基准电压时，输出高电平。

当所述电压差低于所述基准电压时，输出低电平。

在一个实施例中，所述根据所述方波信号中高电平和低电平的持续时间输出数据码流，具体包括：

当检测到所述方波信号中高电平和低电平的持续时间为第一预设方式时，输出0码。

当检测到所述方波信号中高电平和低电平的持续时间为第二预设方式时，输出1码。

当检测到所述方波信号中高电平和低电平的持续时间为第三预设方式时，输出结束码。

本发明实施例的第三方面提供了一种照明电路，包括如上所述的驱动芯片，还包括第一预设数量的照明模块。

驱动芯片的芯片电源端与照明模块的第一端共接形成照明电路的正极，驱动芯片的芯片地端为照明电路的负极，照明模块的第二端接驱动芯片的芯片输出端。

驱动芯片输出脉冲信号至照明模块，以调节照明模块的亮度。

在一个实施例中，照明模块包括发光二极管，发光二极管的阳极为照明模块的第一端，发光二极管的阴极为照明模块的第二端。

本发明实施例的第四方面提供了一种照明系统，包括第二预设数量的如上所述的照明电路，还包括控制模块。

控制模块的输入端接外部的电源，控制模块的第一输出端接第一个照明电路的正极，照明电路的负极接后一个照明电路的正极，最后一个照明电路的负极接控制模块的第二输出端。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：通过电压检测模块根据芯片电源端和芯片地端之间的电压差以及基准电压输出由高电平和低电平组成的方波信号至数据处理模块，数据处理模块根据方波信号中高电平和低电平的持续时间输出数据码流至逻辑控制模块，地址模块输出地址码至逻辑控制模块，逻辑控制模块根据数据码流和地址码输出控制信号至输出驱动模块，输出驱动模块根据控制信号输出不同占空比的脉冲信号。本发明实施例实现了通过接收电源信号来控制照明的变化，能够依据芯片两端的电压差的变化来识别电源信号，在任何情况下都能够使得串联型的照明系统中的所有芯片两端的电压差在同一时刻保持基本一致的，从而使得所有芯片都能够及时正确有效的识别电源信号，驱动芯片拥有各自不同的地址设置，能够根据接收到的电源信号中的地址码信息，自动匹配地址做出相应的输出，达到分别控制的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一个实施例提供的驱动芯片的结构示意图；

图2为本发明的一个实施例提供的驱动方法的流程示意图；

图3为本发明的一个实施例提供的照明电路的结构示意图；

图4为本发明的一个实施例提供的数据码流的组成示意图；

图5为本发明的一个实施例提供的照明系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本方案方案，下面将结合本方案实施例中的附图，对本方案实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本方案一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本方案中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本方案保护的范围。

本方案的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及其他任何变形，是指“包括但不限于”，意图在于覆盖不排他的包含。此外，术语“第一”和“第二”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。

以下结合具体附图对本发明的实现进行详细的描述：

实施例1：

图1示出了本发明一实施例所提供的一种驱动芯片100的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

如图1所示，本发明实施例所提供的一种驱动芯片100，包括基准模块110、振荡器模块120、电压检测模块130、数据处理模块140、地址模块150、逻辑控制模块160和输出驱动模块170。

芯片电源端vcc接电压检测模块130的第一输入端，芯片地端gnd接电压检测模块130的地端，基准模块110的输出端接电压检测模块130的第二输入端，电压检测模块130的输出端接数据处理模块140的第一输入端，振荡器模块120的输出端接数据处理模块140的第二输入端，数据处理模块140的输出端接逻辑控制模块160的第一输入端，地址模块150的输出端接逻辑控制模块160的第二输入端，逻辑控制模块160的输出端接输出驱动模块170的第一输入端，输出驱动模块170的输出端为芯片输出端。

基准模块110输出基准电压vref至电压检测模块130，电压检测模块130根据芯片电源端vcc和芯片地端gnd之间的电压差以及基准电压vref输出由高电平和低电平组成的方波信号sw至数据处理模块140，振荡器模块120输出基准频率信号至数据处理模块140，数据处理模块140根据方波信号sw中高电平和低电平的持续时间输出数据码流至逻辑控制模块160，地址模块150输出地址码至逻辑控制模块160，逻辑控制模块160根据数据码流和地址码输出控制信号ctrl至输出驱动模块170，输出驱动模块170根据控制信号ctrl输出不同占空比的脉冲信号pwm。

如图1所示，在本发明的一个实施例中，驱动芯片100还包括恒流模块180，恒流模块180的输入端接基准模块110的输出端，恒流模块180的输出端接输出驱动模块170的第二输入端，恒流模块180输出恒定电流至输出驱动模块170。

如图1所示，在本发明的一个实施例中，驱动芯片100还包括用于使驱动芯片100的内阻保持恒定的补偿模块190，补偿模块190的第一输入端接芯片电源端vcc，补偿模块190的第二输入端接基准模块110的输出端，补偿模块190的输出端接芯片地端gnd。

在本发明的一个实施例中，地址模块150包括用于存储地址码的存储单元和用于用户设定地址码的地址设置单元。

本实施例中，基准模块110产生基准电压vref，作为电压检测模块130、恒流模块180和补偿模块190的参考电压。

振荡器模块120输出基准频率信号，作为驱动芯片100的基础频率。

电压检测模块130实时检测芯片电源端vcc和芯片地端gnd之间的电压差，根据电压差来做反应，在驱动芯片100的内部输出由高电平和低电平组成的方波信号sw。

数据处理模块140检测方波信号sw中高电平和低电平的持续时间输出数据码流，数据码流由0码、1码和结束码组成，包括地址码、数据码和结束码，地址码和数据码均由多位的0码和1码组成。

地址模块150中存储有预设的地址码，地址码用于表征驱动芯片100的地址信息，地址模块150中的地址码可以由用户设置。

逻辑控制模块160接收到数据处理模块140输出的数据码流后，将数据码流与地址模块150中存储的地址码做匹配，如果匹配成功，再识别数据码流中地址码之后的数据码，并根据数据码输出不同的控制信号ctrl，直至检测到结束码判定数据码读取完毕，当再次检测地址码后重新开始识别。如果没有检测到一致的地址码，则判定此段数据码流无效，不识别数据。

输出驱动模块170根据控制信号ctrl输出不同占空比的脉冲信号pwm。

恒流模块180输出恒定电流至输出驱动模块170，用于保证无论在芯片电源端vcc和芯片地端gnd之间的电压差为多大时，例如5v或2v，输出驱动模块170输出的脉冲信号pwm均保持恒定的电流。能够防止当芯片电源端vcc接收到的电源信号变化较大时，驱动芯片100输出的电流变化过大。

补偿模块190用于使驱动芯片100的内阻保持恒定，以使多个驱动芯片100串联时，无论芯片接不同的负载，每个驱动芯片100的分压均相同，都能够接收到正确的电源信号。

在一个实施例中，输出驱动模块170包括第一mos管，通过第一mos管的开关程度变化来输出脉冲信号pwm。补偿模块190包括第二mos管，第二mos管与第一mos管的结构相同，在第一mos管的开关程度发生变化时，第二mos管做出与之相反的开关程度变化。这样便实现了，当第一mos管的内阻增大时，第二mos管的内阻减小；当第一mos管的内阻减小时，第二mos管的内阻增大，从而实现驱动芯片100的总内阻在任何时候都保持不变。

在本实施例中，电压检测模块130检测电压差的变化，通过数据处理模块140输出数据码流，逻辑控制模块160从数据码流中检测到芯片自身的地址码后再根据数据码控制输出驱动模块170输出脉冲信号pwm，驱动芯片100的芯片输出端可以接发光二极管led，脉冲信号pwm可以调节发光二极管led的辉度、亮度及闪烁等，通过改变脉冲信号pwm的高电平的时间，可以控制发光二极管led的导通时间。本实施例实现了根据电源信号中包含的控制信息输出不同的驱动信号，能够完成复杂的控制过程，结构简单，节约成本。

在实际应用需求中，经常要改变发光二极管led的闪烁花样组合，且不同的发光二极管led在同一时刻会有不同闪烁花样组合，使得驱动芯片100所带负载的阻值就会不一样，然而流经所有驱动芯片100的电流在同一时刻都应该一样的，否则不同的驱动芯片100串联后其两端的电压差会不一样，进而影响驱动效果。本发明实施例通过补偿模块和恒流模块来保证不同的驱动芯片100在同一时刻做不同的输出脉冲信号pwm时，也能够拥有相同的芯片内阻，这样就可以保证在同一时刻，不管发光二极管led做什么样的花样变化，各个驱动芯片100的内阻都保持不变，从而使得在同一时刻整个串联型的驱动芯片100的两端的电压差是保持基本一致的。

实施例2：

如图2所示，本发明的一个实施例还提供了一种驱动方法，其基于实施例1中所述的驱动芯片100实现，所述驱动方法包括：

步骤s101，所述基准模块输出基准电压至所述电压检测模块。

步骤s102，所述电压检测模块根据所述芯片电源端和所述芯片地端之间的电压差以及所述基准电压输出由高电平和低电平组成的方波信号至所述数据处理模块。

在一个实施例中，步骤s102具体包括：

当所述电压差高于所述基准电压时，输出高电平。

当所述电压差低于所述基准电压时，输出低电平。

本实施例中，芯片电源端接收电源信号，电源信号是一个变化的信号，电压检测模块可以检测到此变化并输出符合相同变化规律的方波信号。

以一个具体应用场景为例，电压差在5v与2v之间变化，基准电压为3v，当电压差为5v时，电压检测模块输出高电平，当电压差为2v时，电压检测模块输出低电平。

步骤s103，所述数据处理模块根据所述方波信号中高电平和低电平的持续时间输出数据码流至所述逻辑控制模块。

在一个实施例中，步骤s103具体包括：

当检测到所述方波信号中高电平和低电平的持续时间为第一预设方式时，输出0码。

当检测到所述方波信号中高电平和低电平的持续时间为第二预设方式时，输出1码。

当检测到所述方波信号中高电平和低电平的持续时间为第三预设方式时，输出结束码。

在具体应用中，当高电平持续t1时间并且低电平持续t2时间，输出0码。当高电平持续t3时间并且低电平持续t4时间，输出1码。当高电平持续t5时间并且低电平持续t6时间，输出结束码。例如，t1＝30us，t2＝40us，t3＝30us，t4＝20us，t5＝30us，t6＝80us。

步骤s104，所述地址模块输出地址码至所述逻辑控制模块。

本实施例中，地址码包括预设位数的0/1码(二进制码)，并且不同的驱动芯片100的地址码不同，例如第一个驱动芯片100的地址码为001，第二个驱动芯片100的地址码010，第三个驱动芯片100的地址码为011，依次类推。

步骤s105，当所述逻辑控制模块从所述数据码流中检测到所述地址码时，连续读取数据，并按照预设规则将其转换为控制信号输出至所述输出驱动模块。

在一个实施例中，数据码流包括连续的地址码、多个数据码和结束码。当逻辑控制模块检测到数据码流中的地址码与地址模块输出的地址码一致时，读取之后的数据码并按照预设规则将其转换为控制信号。

步骤s106，所述输出驱动模块根据所述控制信号输出不同占空比的脉冲信号。

本实施例中，输出驱动模块可以输出多个脉冲信号来驱动多个发光二极管led。

实施例3：

本发明的一个实施例还提供了一种照明电路10，包括如实施例1中所述的驱动芯片100，还包括第一预设数量的照明模块200。

驱动芯片100的芯片电源端vcc与照明模块200的第一端共接形成照明电路10的正极ic+，驱动芯片100的芯片地端gnd为照明电路10的负极ic-，照明模块200的第二端接驱动芯片100的芯片输出端。

驱动芯片100输出脉冲信号pwm至照明模块200，以调节照明模块200的亮度。

如图3所示，示例性的示出了照明电路10的一种具体应用场景，包括驱动芯片100和四个照明模块200，驱动芯片100设有四个芯片输出端，分别与照明模块200连接。

驱动芯片100的四个芯片输出端分别输出四个脉冲信号pwm用来分别控制照明模块。

如图3所示，在一个实施例中，照明模块200包括发光二极管led，发光二极管led的阳极为照明模块的第一端，发光二极管led的阴极为照明模块的第二端。

如图4所示，示例性的，在一个实施例中，驱动芯片100中数据处理模块140输出的数据码流包括连续的地址码、四个数据码和结束码，地址码包括3位0/1码，每个数据码均包括8为0/1码，结束码为一位特殊的字符码。

逻辑控制模块160检测到第一个数据码后输出对应的第一个控制信号，使输出驱动模块170输出第一个脉冲信号pwm至第一个照明模块200，从而控制第一个照明模块200的辉度，同理，第二个数据码对应输出至第二个照明模块200的第二个脉冲信号pwm，第三个数据码对应输出至第三个照明模块200的第三个脉冲信号pwm，第四个数据码对应输出至第四个照明模块200的第四个脉冲信号pwm。

本实施例实现了驱动芯片100对多个照明模块200的控制。

实施例4：

如图5所示，本发明的一个实施例还提供了一种照明系统1，包括第二预设数量的如实施例3中所述的照明电路10，还包括控制模块20。

控制模块20的输入端接外部的电源，控制模块20的第一输出端接第一个照明电路10的正极，照明电路10的负极接后一个照明电路10的正极，最后一个照明电路10的负极接控制模块20的第二输出端。

在一个实施例中，控制模块20包括控制器和电压调整单元，控制器可以为单片机、处理器或微控制器。

控制器输出控制发光二极管led变化的主信号给电压调整单元，电压调整单元对主信号进行调制，输出有高电平和低电平组成的电源信号。

本实施例中，照明系统1通过控制模块20将多个照明电路10串联起来，照明电路10可以等效为一个电阻来看，根据电阻分压原理，每一个照明电路10将控制模块20输出的电源信号平均分压后接入，同一时刻流经每一个照明电路10的电流是一致相等的。

控制模块20输出的电源信号经多个照明电路10分压后，每一个照明电路10两端的电压差变化一致，电源信号中包含多个地址信息。当照明电路10中驱动芯片100将电压差转换为数据码流后，检测到芯片自身对应的地址码时便读取数据码输出脉冲信号。当驱动芯片100未检测到地址码时，不动作。例如，第n个照明电路10只有检测到第n个地址码时才改变输出的脉冲信号，否则持续之前的输出。

本实施例中，驱动芯片100的内阻保持不变，从而使得串联型的照明系统1中，在同一时刻各个照明电路10两端的电压都是一样的，以便保证每个照明电路10中的驱动芯片100都能正确接收并识别到电源信号。

需要说明的是，本发明说明书和附图中标号相同的端口或引脚即为连通。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。