一种用于led照明的模拟调光电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及模拟集成电路领域，特别涉及一种用于LED照明的模拟调光电路。
【背景技术】
[0002]发光二极管LED由于其发光效率高和使用寿命长等特点而得到广泛的应用，而调光的应用可以发挥其节能的特性和增加LED的使用寿命。
[0003]模拟调光是LED主要调光方式之一。目前LED模拟调光多采用通过直接调节与LED相串联电阻阻值的方式实现。但这种形式的模拟调光方式无法适应各类新型的LED驱动方式，如工作于电感电流临界模式的高精度恒流控制LED驱动电路。
[0004]基于降压变换器原理的工作于电感电流临界模式的LED驱动电路，其储能电感与LED串联，并通过晶体管MOSFET开关连接到地，晶体管MOSFET开启时，电源对电感充电，电感电流线性上升。在电感电流达到峰值后，晶体管MOSFET开关断开，电感释能，电感电流线性下降。当电感电流下降为零后，晶体管MOSFET开关再次开启，重新开始循环，该过程电感电流变化如图4所示。最终LED驱动电路达到动态平衡，LED电流精确等于电感电流峰值电流的一半。
[0005]在上述的LED驱动方式中，单纯改变串联的电阻阻值无法改变LED的电流大小，要想改变LED电流，需要改变驱动电路的电感电流检测阈值。但是在外部调光电压接近关断电压值时，电流检测阈值最小值又不能设置得太低。因为若设置得太低，LED驱动可能会由于工艺偏差等问题，会在外部模拟控制电压还未达到关断电压值时就已使LED电流关断，而电流检测阈值最小值设置得较高，又会减小LED的调光变化范围。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种用于LED照明的模拟调光电路，适应于工作在电感电流临界模式的LED驱动电路，使模拟调光电路在整个控制区间内LED输出电流变化平滑；在控制电压接近关断电压时始终存在导通电路而又不会关断。
[0007]为了达到上述目的，本发明提供了一种用于LED照明的模拟调光电路，包括:
[0008]工作于高压和低压控制区间的两个压控电流源，及与所述两个压控电流源连接的关断时间最小值计时部件、LED电流采样和调光补偿产生部件；其中，
[0009]所述工作于高压控制区间的压控电流源为所述调光补偿产生部件提供输入电流；
[0010]所述工作于低压控制区间的压控电流源为所述调光补偿产生部件和所述关断时间最小值计时部件提供输入电流。
[0011]其中，所述工作于高压控制区间的压控电流源包括:第一晶体管Ml、第二晶体管M2、第一电阻R1、第二电阻R2、第五电阻R5、及电流源Il ;其中，
[0012]所述第一晶体管Ml的栅极接高位参考电压REF2，漏极接所述第五电阻R5的一端，源极接所述第一电阻Rl的一端，其中所述第五电阻R5的另一端接地；
[0013]所述第二晶体管M2的栅极接控制电压DIM，源极接所述第二电阻R2的一端；
[0014]所述电流源Il作为输入电流源，其中所述第一电阻Rl和第二电阻R2并联对所述电流源Il进行分流，所述第二晶体管M2的输出电流为所述输入电流源Il的分流13，与所述控制电压D頂成反比。
[0015]其中，所述工作于低压控制区间的压控电流源包括:第三晶体管M3、第四晶体管M4、第三电阻R3、第四电阻R4、电流源12，及由第五晶体管M5、第六晶体管M6组成的镜像电路;其中，
[0016]所述第三晶体管M3的栅极接所述控制电压D頂，源极接所述第三电阻R3的一端；
[0017]所述第四晶体管M4的栅极接低位参考电压REF1，源极接所述第四电阻R4的一端，漏极接所述第五晶体管M5的漏极；
[0018]所述第五晶体管M5和所述第六晶体管M6的栅极互连，源极均接地，其中所述第五晶体管M5的栅极与漏极连接；
[0019]所述电流源12作为输入电流源，其中所述第三电阻R3和第四电阻R4并联对所述电流源12进行分流，所述第三晶体管M3的输出电流为所述输入电流源12的分流14，与所述控制电压D頂成反比，所述第四晶体管M4的输出电流为所述输入电流源12的另一个分流15，与所述控制电压D頂成正比。
[0020]其中，所述电流13与14之和为输出电流Idimi，所述电流15经过所述镜像电路，得到输出电流Idim20
[0021]其中，所述关断时间最小值计时部件包括:第一电容Cl，第七晶体管M7，第一比较器Compl ;其中，
[0022]所述第一电容Cl的一端接所述第七晶体管M7的漏极和第一比较器Compl的正输入端，另一端接地，其中所述输出电流Idim2对所述第一电容Cl进行充电；
[0023]所述第七晶体管M7的栅极接控制信号TC，源极接地；
[0024]所述第一比较器Compl的负输入端接电压REF3。
[0025]其中，所述LED电流采样和调光补偿产生部件包括:第八晶体管M8，第五电阻Rcs，第六电阻R6，第二比较器Comp2，及由发光二极管LED、电感L、二极管Dl构成的回路；其中，
[0026]所述第八晶体管M8的栅极接所述控制信号TC，漏极接所述回路，源极接所述第五电阻Res的一端，其中所述第五电阻Res的另一端接地；
[0027]所述第六电阻R6的一端接所述第八晶体管M8的源极，另一端接所述第二比较器Comp2的负输入端，其中所述输出电流Idimi控制补偿第六电阻R6的电压，所述第二比较器Comp2的正输入端接电压REF4 ；
[0028]其中所述回路中还包括一与所述发光二极管LED并联的第二电容C2。
[0029]本发明的上述技术方案的有益效果如下:
[0030]上述方案中，用于LED照明的模拟调光电路包括:工作于高压和低压控制区间的两个压控电流源，及与所述两个压控电流源连接的关断时间最小值计时部件、LED电流采样和调光补偿产生部件；该模拟调光电路适应于工作在电感电流临界模式的LED驱动电路，模拟调光电路在整个控制区间内LED输出电流变化平滑；在控制电压接近关断电压时始终存在导通电路而又不会关断。
【附图说明】
[0031]图1表示本发明实施例中用于LED照明的模拟调光电路中工作于高压和低压控制区间的两个压控电流源的电路示意图；
[0032]图2表示本发明实施例中用于LED照明的模拟调光电路中关断时间最小值计时部件的电路不意图；
[0033]图3表示本发明实施例中用于LED照明的模拟调光电路中LED电流采样和调光补偿产生部件的电路示意图；
[0034]图4表示本发明实施例适用的LED驱动的两种电感电流工作状态波形图；
[0035]图5表TK本发明实施例中用于LED照明的模拟调光电路的外部控制电压、输出电流和对应补偿电压等变化波形图；
[0036]图6表示本发明实施例用于LED照明的模拟调光电路中随着外部控制电压变化，LED电流和电感电流变化波形图。
【具体实施方式】
[0037]为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0038]本发明针对目前LED模拟调光方式无法适应工作于电感电流临界模式的高精度恒流控制LED驱动电路的问题，提供了一种用于LED照明的模拟调光电路。
[0039]本发明实施例提供了一种用于LED照明的模拟调光电路，包括:
[0040]工作于高压和低压控制区间的两个压控电流源，及与所述两个压控电流源连接的关断时间最小值计时部件、LED电流采样和调光补偿产生部件；
[0041]本发明实施例中，压控电流源组成为:基准电流源作为输入电流源；一对PMOS管作为差分输入级对基准电流进行分流；输入级一端接外部控制电压；输入级另一端接参考电压，参考电压的大小为对应电压控制区间的中点；各个支路上的电阻或栅漏相连的晶体管进行偏置；栅极接外部控制电压的晶体管输出电流与控制电压成反比，为调光补偿电流；栅极接参考电压的晶体管输出电流与控制电压成正比。压控电流源根据参考电压不同，分为高压和低压控制区间；通过设置电阻，使两个压控电流源在对应工作区间内输出电流变化；而非对应区间内，控制电压变化，输出电流大小不变。
[0042]具体地，如图1所示，所述工作于高压控制区间的压控电流源包括:第一晶体管Ml、第二晶体管M2、第一电阻R1、第二电阻R2、第五电阻R5、及电流源Il ；
[0043]所述第一晶体管Ml的栅极接高位参考电压REF2，漏极接所述第五电阻R5的一端，源极接所述第一电阻Rl的一端，其中所述第五电阻R5的另一端接地；所述第二晶体管M2的栅极接控制电压DIM，源极接所述第二电阻R2的一端；所述电流源Il作为输入电流源，其中所述第一电阻Rl和第二电阻R2并联对所述电流源Il进行分流，所述第二晶体管M2的输出电流为所述输入电流源Il的分流13，在高压控制区间内与所述电压D頂成反比。
[0044]所述工作于低压控制区间的压控电流源包括:第三晶体管M3、第四晶体管M4、第三电阻R3、第四电阻R4、电流源12，及由第五晶体管M5、第六晶体管M6组成的镜像电路；
[0045]所述第三晶体管M3的栅极接所述控制电压D頂，源极接所述第三电阻R3的一端；所述第四晶体管M4的栅极接低位参考电压REFl，源极接所述第四电阻R4的一端，漏极接所述第五晶体管M5的漏极；所述第五晶体管M5和所述第六晶体管M6的栅极互连，源极均接地，其中所述第五晶体管M5的栅极与漏极连接；所述电流源12作为输入电流源，其中所述第三电阻R3和第四电阻R4并联对所述电流源12进行分流，所述第三晶体管M3的输出电流为所述输入电流源12的分流14，在低压控制区间内与所述电压DIM成反比，所述第四晶体