带自动升频和状态控制的led频闪灯控制系统的制作方法_3

文档序号:9000807阅读:来源:国知局
极管D 的阴极端和电容器C ^的公共节点194生成具有较小纹波的输出电压直流的输出电压Vtot施加在负载LED串组上。在转换器的反馈网络中,主开关QM的源极端和接地端GND之间连接有一个检测电阻Rl。本领域的技术人员对各种转换器的拓扑和工作模式较为熟知,可省略掉的电路部分和具体运作方式不予赘述。其中,上文所言的第一路控制信号可以用作驱动信号CTL来驱动主开关QM或者改变输出反馈电路参数,需要注意的是,在电源转换器180的类型发生改变被其他类型的转换器替换时,控制单元130发出的第一路控制信号对应驱动电源转换器180的驱动方式也须适应性的变动,鉴于业界对此较为熟知所以本文不予赘述。
[0034]在第一种状态下,控制单元130将会利用它的一个在图中未示意出的信号捕捉模块侦测/检测LED频闪信号120的周期和脉宽,当LED频闪信号120的实际周期不在正常的一个预设接受周期范围内时,控制单元130输出具有第一逻辑状态(如低电平状态)的第二路控制信号耦合至开关器件Ml的控制端,来关闭LED串组190,即使得流经LED灯的Iled= O。逻辑单元150接受控制单元130发送的通道选择信号标识的通道选择指令,选择性的接收和输出控制单元130产生的低电平状态的第二路控制信号,此阶段也相当于控制单元130来关闭它的逻辑电路直通功能。
[0035]在第二种状态下,检测LED频闪信号120的周期和脉宽,在其LED频闪信号120的实际周期进入正常的预设接受周期范围内时,且当LED频闪信号的实际周期在需要倍频的一个预定的第一周期范围内时,控制单元130根据检测到的LED频闪信号周期来设定和调节第二路控制信号使其升频至与LED频闪信号同步。逻辑单元150接受控制单元130发送的通道选择信号标识的通道选择指令,选择性的接收和输出控制单元130产生的升频的第二路控制信号,相当于关闭控制单元130的逻辑电路直通功能。此阶段,控制单元130(如MCU)根据检测到的周期设定和调节第一路控制信号如PWM参数,使输出的信号与频闪信号同步,并采用脉冲生成硬件电路进行补偿,减小系统如软件等造成的延时。连接到逻辑单元150的脉冲生成补偿模块140感测LED频闪信号的实际周期,并用于校正逻辑单元150所接收的第二路控制信号相对于LED频闪信号的延时误差,保障逻辑单元150输出的第二路控制信号与LED频闪信号同步。
[0036]在第三种状态下,检测LED频闪信号120的周期和脉宽,在其LED频闪信号120的实际周期进入正常的预设接受周期范围内时,且当LED频闪信号的实际周期在不需要倍频的范围内时,例如在不需要倍频的第二周期范围内时,控制单元130直接输出未升频的该第二路控制信号。此阶段逻辑单元150接受控制单元130发送的通道选择信号标识的通道选择指令,选择性的接收和输出控制单元130产生的不需要升频的第二路控制信号,相当于启用控制单元130的逻辑电路直通功能。
[0037]在其他的可选实施例中,LED频闪灯控制系统100还包括连接于逻辑单元150与开关器件Ml之间的一个脉冲宽度限制单元160,当逻辑单元150输出的用于耦合到开关器件Ml控制端的第二路控制信号的脉冲宽度大于一个预定的脉宽限定值时,脉冲宽度限制单元160会感测到这种状况,同时还会触发控制单元130输出具有预设固定脉冲宽度的第二路控制信号。此阶段逻辑单元150接受控制单元130发送的通道选择信号标识的通道选择指令,选择性的接收和输出控制单元130产生的具有固定脉冲宽度的第二路控制信号,相当于禁用控制单元130的逻辑电路直通功能。
[0038]参见图1,再察看LED频闪灯控制系统100包括的连接于开关器件Ml的源极与接地端GND之间的一个感应电阻Rs,该感应电阻Rs与开关器件Ml之间的公共连接节点195处的感测电压Vfb被反馈至控制单元130的一个输入端口 PI3,作为一个电流控制环路,上文已经阐明Vfb= ImiXRs,也即感测电压Vfb实质用于表征流经LED串组电流的大小,而控制单元130根据这个电流反馈的回路也即利用该感测电压Vfb来调整驱动电源转换电路180的第一路控制信号的占空比,以改变电源输出电压Vout,从而改变流经LED串组的电流值Im大小,因为节点194出的输出电压Vtot的大小与第一路控制信号的占空比有关。在一个实施例中,控制单元将130将感测电压Vfb与一个目标参考电压进行比较,当感测电压V FB比该一个目标参考电压范围高时,籍由感测电压Vfb超出目标参考电压的差值从而来减小该第一路控制信号的占空比,使电源转换器180输出的输出电压值Vtm降低以此来减小流经LED串组的电流值Im。在另一个实施例中,控制单元130将感测电压Vfb与一个目标参考电压进行比较,当感测电压Vfb比该一个目标参考电压范围低时,籍由感测电压Vfb低于目标参考电压的差值从而来增加该第一路控制信号的占空比,使电源转换器180输出的输出电压值Vqut增加以此来抬升流经LED串组的电流值I 在一个可选实施例中,控制单元130具有一个PID(比例、积分、微分)运算模块,将感测电压Vfb与目标参考电压范围进行比较并通过PID(比例、积分、微分)运算来计算出差值,依照该差值据以相应减小或增大该第一路控制信号的占空比。
[0039]虽然在图中没有显示,但在其他的不做限制的可选实施例中,还可以增加一个电压型反馈控制环路,例如将节点194处的输出电压Vtot或者将其利用分压器进行分压的下一级分压输入到一个误差放大器的一个端口,单元130的第一路控制信号通过改变分压器的参数来控制分压比,在误差放大器的另一个端口输入一个阈值电压,利用误差放大器产生的误差信号与一个三角波RAMP通过一个比较器来产生另一路PWM信号并通过锁存器输出,该输出控制或调整电源转换器180的开关周期和占空比,这也即一个输出电压的电压型反馈回路。
[0040]参见图3,是LED频闪灯控制系统100的一种控制方法。LED频闪灯控制系统100先行开始运行进入正常的工作状态。在步骤210的判断是否有正常信号的过程和在后续的测量周期脉宽的步骤220过程中,上文提及的控制单元130会利用其具有的信号捕捉模块来侦测/检测LED频闪信号的周期和脉宽,并判断出LED频闪信号的实际周期是否在正常的一个预设接受周期范围内,如果判断结果为是也即在正常预设接受周期范围内,则执行步骤210和步骤220及后续步骤230,如果判断结果为否定也即不在正常预设接受周期范围内,则返回循环执行步骤210,如此循环直至测量的LED频闪信号的实际周期在正常的预设接受周期范围内才执行步骤220-230。
[0041]接着判断LED频闪信号的实际周期是否在需要倍频的一个周期内,例如判断它是否在一个预定的第一周期范围内:如果判断结果为是也即在需要倍频的第一周期范围内,则控制单元130输出的用于调节流经LED串组190电流的一个第二路控制信号升频至与LED频闪信号同步,如果判断结果为否定也即不需要倍频,例如此时LED频闪信号的实际周期在不需要倍频的一个第二周期范围内,则控制单元130直接输出未升频的第二路控制信号。具体的步骤在图3中明确体现,在需要倍频的状态时,执行完步骤230的判断是否需要升频后,继续执行步骤231的升频的计算步骤实现升频至与LED频闪信号同步,和接着执行步骤232的升频输出步骤,其后再直接执行步骤250的判断是否需要信号宽度处理程序。注意在需要倍频的状态时须执行步骤231-232,则步骤240的直接输出程序被忽略,相当于逻辑电路直通功能被禁用而不予执行步骤240。反之亦然,在不需要倍频的状态时,须执行步骤沿着流程方案步骤230到步骤240再到步骤250,则步骤231-232被忽略,相当于逻辑电路直通功能被启
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