LED驱动信号处理方法及电路、LED驱动装置和灯具与流程

本发明属于led调光技术领域，尤其涉及一种led驱动信号处理方法及电路、led驱动装置和灯具。

背景技术：

随着led照明的普及，基于传统led照明驱动电源发展起来的智能照明电源或灯具也逐渐进入人们的生活应用中，目前市场上智能照明电源上的智能控制模块的控制信号一般以脉宽调制形式(以下描述简称pwm)对led恒流控制芯片进行控制，常规的led线性恒流控制芯片，对接收到的pwm控制信号，输出电流的变化跟随pwm信号而变化，pwm的高电平开启时，线性恒流电流输出电流；pwm的低电平开启时,线性恒流电压无电流输出，led灯上的电流为不是模拟量输出，输出电流的变化频率和pwm控制信号一致，led灯存在频闪，人眼长时间对视这种led光源，会造成用眼疲劳。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种led驱动信号处理方法，旨在解决传统的pwm调光存在频闪的问题。

本发明实施例的第一方面提了一种led驱动信号处理方法，包括：

将系统内部时钟信号与pwm控制信号调制为pwm调制信号；

分别对所述系统内部时钟信号的上升沿和所述pwm调制信号的上升沿进行计数；

当所述系统内部时钟信号的上升沿的计数值达到预设个数时，获取所述pwm调制信号的上升沿的计数值；

将所述pwm调制信号的上升沿的计数值转换为第一量化位数下的第一量化级数；

将所述第一量化级数转换为模拟电压信号并输出至恒流驱动单元，以使所述恒流驱动单元输出与所述模拟电压信号对应的电流信号至led灯，对所述led灯进行驱动。

在一个实施例中，所述系统内部时钟信号的频率大于所述pwm控制信号。

在一个实施例中，所述pwm调制信号的占空比与所述pwm控制信号的占空比同步，所述pwm调制信号的上升沿与所述系统内部时钟信号的上升沿同步。

在一个实施例中，所述将所述pwm调制信号的上升沿的计数值转换为第一量化位数下的第一量化级数，包括：

将所述pwm调制信号的上升沿的计数值向预设方向移动第三量化位数，得到所述pwm调制信号的上升沿的计数值在所述第一量化位数下的第一量化级数；其中，所述第三量化位数等于所述pwm调制信号的上升沿的计数值所属的第二量化位数与所述第一量化位数之差，所述第一量化位数小于所述第二量化位数时所述预设方向为右，所述第一量化位数大于所述第二量化位数时所述预设方向为左。

在一个实施例中，所述将所述pwm调制信号的上升沿的计数值转换为第一量化位数下的第一量化级数，包括：

将所述pwm调制信号的上升沿的计数值除以第三量化位数的总量化级数，得到所述pwm调制信号的上升沿的计数值在所述第一量化位数下的第一量化级数；其中，所述第三量化位数等于所述pwm调制信号的上升沿的计数值所属的第二量化位数与所述第一量化位数之差。

本发明实施例的第二方面提了一种led驱动信号处理电路，led驱动信号处理电路包括：

pwm信号调制单元，用于将系统内部时钟信号与pwm控制信号调制为pwm调制信号；

pwm信号采样单元，用于分别对所述系统内部时钟信号的上升沿和所述pwm调制信号的上升沿进行计数；当所述系统内部时钟信号的上升沿的计数值达到预设个数时，获取所述pwm调制信号的上升沿的计数值；

pwm占空比转换单元，用于将所述pwm调制信号的上升沿的计数值转换为第一量化位数下的第一量化级数；

数模转换单元，用于将所述第一量化级数转换为模拟电压信号并输出至恒流驱动单元，以使所述恒流驱动单元输出与所述模拟电压信号对应的电流信号至led灯，对所述led灯进行驱动。

在一个实施例中，所述系统内部时钟信号的频率大于所述pwm控制信号；

所述pwm调制信号的占空比与所述pwm控制信号的占空比同步，所述pwm调制信号的上升沿与所述系统内部时钟信号的上升沿同步。

在一个实施例中，所述pwm占空比转换单元具体用于包括：

将所述pwm调制信号的上升沿的计数值向预设方向移动第三量化位数，得到所述pwm调制信号的上升沿的计数值在所述第一量化位数下的第一量化级数；其中，所述第三量化位数等于所述pwm调制信号的上升沿的计数值所属的第二量化位数与所述第一量化位数之差，所述第一量化位数小于所述第二量化位数时所述预设方向为右，所述第一量化位数大于所述第二量化位数时所述预设方向为左；

或者，将所述pwm调制信号的上升沿的计数值除以第三量化位数的总量化级数，得到所述pwm调制信号的上升沿的计数值在所述第一量化位数下的第一量化级数；其中，所述第三量化位数等于所述pwm调制信号的上升沿的计数值所属的第二量化位数与所述第一量化位数之差。

本发明实施例的第三方面提了一种led驱动装置，led驱动装置包括如上所述的led驱动信号处理电路；以及

恒流驱动单元，用于输出与所述模拟电压信号对应的电流信号至led灯，对所述led灯进行驱动。

本发明实施例的第四方面提了一种灯具，灯具包括led灯和如上所述的led驱动装置。

本发明实施例对待转换的pwm控制信号与系统内部时钟信号进行调制，并对pwm调制信号和系统内部时钟信号进行上升沿计数，并对在系统内部时钟信号的上升沿的个数达到预设个数时，对获取到的pwm调制信号的计数值进行转换为对应的量化级数，并进行数模转换为模拟电压信号，从而驱动恒流驱动模单元输出对应大小的电流信号至led灯，实现模拟调光，led灯正常驱动，无频闪出现，提高了照明效果。

附图说明

图1为本发明实施例提供的led驱动信号处理方法的第一种流程示意图；

图2为本发明实施例提供的led驱动信号处理方法的波形示意图；

图3为本发明实施例提供的led驱动信号处理方法的第二种流程示意图；

图4为本发明实施例提供的led驱动信号处理方法的第三种流程示意图；

图5为本发明实施例提供的led驱动信号处理电路的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的led驱动装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本发明实施例的第一方面提了一种led驱动信号处理方法。

如图1所示，图1为本发明实施例提供的led驱动信号处理方法的第一种流程示意图，本实施例中，led驱动信号处理方法包括：

s10、将系统内部时钟信号与pwm控制信号调制为pwm调制信号；

s20、分别对所述系统内部时钟信号的上升沿和所述pwm调制信号的上升沿进行计数；

s30、当所述系统内部时钟信号的上升沿的计数值达到预设个数时，获取所述pwm调制信号的上升沿的计数值；

s40、将所述pwm调制信号的上升沿的计数值转换为第一量化位数下的第一量化级数；

s50、将所述第一量化级数转换为模拟电压信号并输出至恒流驱动单元200，以使所述恒流驱动单元200输出与所述模拟电压信号对应的电流信号至led灯2，对所述led灯2进行驱动。

本实施例中，先将接收到的pwm控制信号与系统内部时钟信号进行调制，如图2所示，a信号为系统内部时钟信号，b信号为待处理的pwm控制信号，两者信号进行调制后获得c信号，即pwm调制信号，从而将pwm控制信号量化，pwm调制信号的频率和上升沿根据获取到的系统内部时钟信号和pwm控制信号具体确定，在一个实施例中，所述pwm调制信号的占空比与所述pwm控制信号的占空比同步，所述pwm调制信号的上升沿与所述系统内部时钟信号的上升沿同步，因此，通过获取pwm调制信号的占空比即可确定pwm控制信号的占空比。

进一步地，为了获取相对应pwm控制信号的占空比正比的模拟电压信号，以使恒流驱动单元200输出对应大小的电流信号，对pwm调制信号和系统内部时钟信号进行上升沿计数，在系统内部时钟信号的上升沿的计数值达到预设个数时，确定当前pwm调制信号的上升沿的个数，使用采样节点的方式确定当前pwm控制信号的占空比，pwm调制信号的上升沿的个数表征pwm控制信号的占空比大小，假设采样节点定为65535，即系统内部时钟信号一直重复计数到65535，在系统内部时钟信号计数到65535的过程中，pwm调制信号也一直保持同步计数上升沿个数，当系统内部时钟信号计数到65535时，读取当前pwm调制信号的上升沿的计数值。

同时，根据数模转换的前后量化位数对应的量化级数，将pwm调制信号的上升沿的计数值进行位数转换，以转换为对应的模拟量输出，例如获取到的pwm调制信号的上升沿的个数的量化位数为16位，数模转换后的量化位数为8位，因此，需要进行16位转8位的位数转换，以输出满足后续数模转换的需求，同时进行数模转换，将转换后的第一量化级数转换为对应大小的模拟电压信号，并输出至恒流驱动单元200，恒流驱动单元200根据对应的电压-电流映射表，输出对应大小的电流信号至led灯2，从而实现模拟调光，解决了led灯2频闪的问题，提高了照明效果。

同时，在处理完当前的计数后进行数据清零，并进行下一次的上升沿采样以及量化转换，从而实现连续的模拟调光。

其中，量化位数是指数模转换器的位数，例如8位、16位、24位等，量化级数是指相应位数下的具体级数，例如8位的数模转换器总共有2^8＝256级。

对应地，系统内部时钟信号的量化位数可为16位、18位、20位等，系统内部时钟信号的频率可为1m、2m、4m等，具体量化位数和频率不限。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

系统内部时钟信号和待处理的pwm控制信号的频率可根据需求进行设置，为了实现获取到的pwm调制信号的占空比保持与pwm控制信号同步，在一个实施例中，所述系统内部时钟信号的频率大于所述pwm控制信号。

本发明实施例对待转换的pwm控制信号与系统内部时钟信号进行调制，并对pwm调制信号和系统内部时钟信号进行上升沿计数，并对在系统内部时钟信号的上升沿的个数达到预设个数时，对获取到的pwm调制信号的计数值进行转换为对应的量化级数，并进行数模转换为模拟电压信号，从而驱动恒流驱动模单元输出对应大小的电流信号至led灯2，实现模拟调光，led灯2正常驱动，无频闪出现，提高了照明效果。

如图3所示，在一个实施例中，所述将所述pwm调制信号的上升沿的计数值转换为第一量化位数下的第一量化级数，包括：

s41、将所述pwm调制信号的上升沿的计数值向预设方向移动第三量化位数，得到所述pwm调制信号的上升沿的计数值在所述第一量化位数下的第一量化级数；其中，所述第三量化位数等于所述pwm调制信号的上升沿的计数值所属的第二量化位数与所述第一量化位数之差，所述第一量化位数小于所述第二量化位数时所述预设方向为右，所述第一量化位数大于所述第二量化位数时所述预设方向为左。

本实施例中，通过移位的方式进行量化转换，例如当获取到的pwm调制信号的上升沿的计数值为16位，即第二量化位数为16位，转换后所需的量化位数为8位，即第一量化位数为8位，因此，需要向右移位8位，即第三量化位数，同样，当获取到的pwm调制信号的上升沿的计数值为8位，即第二量化位数为8位，转换后所需的量化位数为16位，即第一量化位数为16位，因此，需要向左移位8位，即第三量化位数，移位方向和移位位数根据转换需求具体设置，在此不做具体限定。

如图4所示，在另一个实施例中，所述将所述pwm调制信号的上升沿的计数值转换为第一量化位数下的第一量化级数，包括：

s42、将所述pwm调制信号的上升沿的计数值除以第三量化位数的总量化级数，得到所述pwm调制信号的上升沿的计数值在所述第一量化位数下的第一量化级数；其中，所述第三量化位数等于所述pwm调制信号的上升沿的计数值所属的第二量化位数与所述第一量化位数之差。

本实施例中，通过采用级数相除的方式进行量化级数确定，例如当获取到的pwm调制信号的上升沿的计数值为16位，即第二量化位数为16位，转换后所需的量化位数为8位，即第一量化位数为8位，因此，第三量化位数的位数为8位，对应的量化级数为256级，需为了获取对应的第一量化级数，将所述pwm调制信号的上升沿的计数值除以第三量化位数的总量化级数。

如图5所示，本发明实施例的第二方面提了一种led驱动信号处理电路100，led驱动信号处理电路100包括：

pwm信号调制单元10，用于将系统内部时钟信号与pwm控制信号调制为pwm调制信号；

pwm信号采样单元20，用于分别对所述系统内部时钟信号的上升沿和所述pwm调制信号的上升沿进行计数；当所述系统内部时钟信号的上升沿的计数值达到预设个数时，获取所述pwm调制信号的上升沿的计数值；

pwm占空比转换单元30，用于将所述pwm调制信号的上升沿的计数值转换为第一量化位数下的第一量化级数；

数模转换单元40，用于将所述第一量化级数转换为模拟电压信号并输出至恒流驱动单元200，以使所述恒流驱动单元200输出与所述模拟电压信号对应的电流信号至led灯2，对所述led灯2进行驱动。

本实施例中，pwm信号调制单元10、pwm信号采样单元20、pwm占空比转换单元30和数模转换单元40依次连接，pwm信号调制单元10将接收到的pwm控制信号与系统内部时钟信号进行调制，如图2所示，a信号为内部时钟提供的系统内部时钟信号，b信号为外部输入的pwm控制信号，两者信号进行调制后获得c信号，即pwm调制信号，从而将pwm控制信号量化，pwm调制信号的频率和上升沿根据获取到的系统内部时钟信号和pwm控制信号具体确定，在一个实施例中，所述pwm调制信号的占空比与所述pwm控制信号的占空比同步，所述pwm调制信号的上升沿与所述系统内部时钟信号的上升沿同步，因此，通过获取pwm调制信号的占空比即可确定pwm控制信号的占空比。

进一步地，为了获取相对应pwm控制信号的占空比正比的模拟电压信号，以使恒流驱动单元200输出对应大小的电流信号，pwm信号采样单元20对pwm调制信号和系统内部时钟信号进行上升沿计数，在系统内部时钟信号的上升沿的计数值达到预设个数时，确定当前pwm调制信号的上升沿的个数，使用采样节点的方式确定当前pwm控制信号的占空比，pwm调制信号的上升沿的个数表征pwm控制信号的占空比大小，假设采样节点定为65535，即系统内部时钟信号一直重复计数到65535，在系统内部时钟信号计数到65535的过程中，pwm调制信号也一直保持同步计数上升沿个数，当系统内部时钟信号计数到65535时，读取当前pwm调制信号的上升沿的计数值。

同时，根据数模转换的前后量化位数对应的量化级数，pwm占空比转换单元30将pwm调制信号的上升沿的计数值进行位数转换，以转换为对应的模拟量输出，例如获取到的pwm调制信号的上升沿的个数的量化位数为16位，数模转换后的量化位数为8位，因此，需要进行16位转8位的位数转换，以输出满足后续数模转换的需求，然后，数模转换单元40进行数模转换，将转换后的第一量化级数转换为对应大小的模拟电压信号，并输出至恒流驱动单元200，恒流驱动单元200根据对应的电压-电流映射表，输出对应大小的电流信号至led灯2，从而实现模拟调光，解决了led灯2频闪的问题，提高了照明效果。

同时，在处理完当前的计数后进行数据清零，并进行下一次的上升沿采样以及量化转换，从而实现连续的模拟调光。

其中，量化位数是指数模转换器的位数，例如8位、16位、24位等，量化级数是指相应位数下的具体级数，例如8位的数模转换器总共有2^8＝256级。

对应地，系统内部时钟信号的量化位数可为16位、18位、20位等，系统内部时钟信号的频率可为1m、2m、4m等，具体量化位数和频率不限。

系统内部时钟信号和待处理的pwm控制信号的频率可根据需求进行设置，为了实现获取到的pwm调制信号的占空比保持与pwm控制信号同步，在一个实施例中，所述系统内部时钟信号的频率大于所述pwm控制信号。

其中，pwm信号调制单元10可采用调制解调器获取其他信号调制电路，pwm采样单元可采用脉冲计时器或者其他上升沿计时模块、pwm占空比转换单元30可为除法器、位数转换器等、数模转换单元40可为dac模块、dac芯片等结构，

pwm信号调制单元10、pwm信号采样单元20、pwm占空比转换单元30和数模转换单元40具体结构可根据功能需求具体设定，在此不做限制。

在一个实施例中，所述pwm占空比转换单元具体用于包括：

将所述pwm调制信号的上升沿的计数值向预设方向移动第三量化位数，得到所述pwm调制信号的上升沿的计数值在所述第一量化位数下的第一量化级数；其中，所述第三量化位数等于所述pwm调制信号的上升沿的计数值所属的第二量化位数与所述第一量化位数之差，所述第一量化位数小于所述第二量化位数时所述预设方向为右，所述第一量化位数大于所述第二量化位数时所述预设方向为左；

或者，将所述pwm调制信号的上升沿的计数值除以第三量化位数的总量化级数，得到所述pwm调制信号的上升沿的计数值在所述第一量化位数下的第一量化级数；其中，所述第三量化位数等于所述pwm调制信号的上升沿的计数值所属的第二量化位数与所述第一量化位数之差。

本实施例中，pwm占空比转换单元30通过移位的方式的方式进行量化级数确定，例如当获取到的pwm调制信号的上升沿的计数值为16位，即第二量化位数为16位，转换后所需的量化位数为8位，即第一量化位数为8位，因此，需要向右移位8位，即第三量化位数，同样，当获取到的pwm调制信号的上升沿的计数值为8位，即第二量化位数为8位，转换后所需的量化位数为16位，即第一量化位数为16位，因此，需要向左移位8位，即第三量化位数，移位方向和移位位数根据转换需求具体设置，在此不做具体限定。

或者通过采用级数相除的方式进行量化级数确定，例如当获取到的pwm调制信号的上升沿的计数值为16位，即第二量化位数为16位，转换后所需的量化位数为8位，即第一量化位数为8位，因此，第三量化位数的位数为8位，对应的量化级数为256级，需为了获取对应的第一量化级数，将所述pwm调制信号的上升沿的计数值除以第三量化位数的总量化级数。

如图6所示，本发明实施例的第三方面提了一种led驱动装置1，该led驱动装置1包括恒流驱动单元200和led驱动信号处理电路100，该led驱动信号处理电路100的具体结构参照上述实施例，由于本led驱动装置1采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

其中，恒流驱动单元200，用于输出与所述模拟电压信号对应的电流信号至led灯2，对所述led灯2进行驱动。

本实施例中，led驱动信号处理电路100通过对待转换的pwm控制信号进行调制、采样、位数转换以及模数转换后，获取表征pwm控制信号的占空比大小的模拟电压信号，并输出至从而驱动恒流驱动模单元输出对应大小的电流信号至led灯2，实现模拟调光，led灯2正常驱动，无频闪出现，提高了照明效果。

本发明还提出一种灯具，该灯具包括led驱动装置1，该led驱动装置1的具体结构参照上述实施例，由于本灯具采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

本实施例中，led灯2具采用数模转换功能的led驱动装置1，可实现模拟调光，解决了led灯2频闪的问题，提高了照明效果。

以上所述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，均应包含在本发明的保护范围之内。