专利名称：可调光led驱动器及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种可调光LED驱动器以及用于控制该可调光LED驱动器的方法。
背景技术：
在当今的照明设备中，越来越多地使用LED照明系统，随着市场需求，以及能级规定，可调光、闻PF、闻效率的LED驱动器应运而生，但是市场上的闻性能可调光的LED驱动装置或多或少存在问题以下问题a)使用了很多控制芯片和复杂的外围线路，来满足LED驱动的设计需求山)ー些可调光驱动器采用单级PFC控制芯片，但是使用单级PFC控制芯片的会出现闪烁，LED会承受很大低频(100HZ/120HZ)纹波电流，为了减轻波纹电流的影响，需要使用大容量的电容，这又増加了整个驱动器的体积和成本，占用很大的结构空间；c)传统应用于LED驱动的B00STPFC+DC/DC结构效率不高，这是因为其输出从非常高的电压(boost PFC的输出电压通常为400V)变为较低的电压。此外，PFC和ニ级DC-DC都需要高 电压额定组件，这增大了成本；d)传统的平均模式调光会影响光效和色温漂移，影响LED发光质量；e)无扩展性，难以实现市场日益増加的新需求，如智能控制，混光等等。在当前市场上已经有很多可调光的LED驱动系统去解决相关问题，比如由IWATT公司推出可调光LED驱动芯片IW3610，其使用极少的器件解决了调光器匹配和频闪问题。该驱动芯片使用了 BOOST PFC后级接反激变换的构架，但是它在效率和高PF值要求的情况下难以找到平衡，而且无法实现PWM调光。另外ー种使用单级反激式LED驱动器，其可以实现高PF,以及较低的成本，如Power Integration公司推出的调光LED驱动芯片LNK306PN以及Infineon公司推出ICL8001。但是LED要承受额定电流的I 2倍的市电频率的纹波电流，这严重影响了 LED性能，其调光时很容易发生频闪。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种可调光LED驱动器以及ー种用于控制该驱动器的方法。本发明的第一个目的通过ー种可调光LED驱动器由此实现，该驱动器适合与用于产生预定的导通角的调光器共同工作，其中，可调光LED驱动器包括整流器，用于将经调光器输出的交流电转换成直流电；降压式PFC模块，用于对直流电的输出电压进行调整，以获得稳定的输出电压；ニ级降压式DC/DC模块，用于在实现稳定的输出电压后实现输出恒流；调光模块，用于在实现输出恒流之后与ニ级降压式DC/DC模块共同实现调光功能以及微控制器模块，用于对降压式PFC模块、ニ级降压式DC/DC模块以及调光模块进行控制。在根据本发明的可调光LED驱动器中采用了采用双降压(BUCK)的架构，输入电压经过两次降压，具有较高的效率。LED的电流由降压式DC/DC模块控制，工作频率高(> IOOKhz)，无低频纹波电流流过LED，不会存在由于由低频纹波过大导致的闪烁问题，而且与LED并联的电容很小，显著降低了成本并降低了整个驱动器的体积。而且，由于降压式PFC模块已将AC电压转换成电压较低的稳定直流电压，对于ニ级降压式DC/DC模块而言，不需要用到很高压的功率元件，能减低成本及增加效率。此外，本发明采用脉宽调制调光方式，流经LED的峰值电流不变，不会影响光效及产生色温漂移。另外，在根据本发明的可调光LED驱动器中只用了単一的控制器模块来控制所有的模块，大大的简化了线路，并增加了灵活性，并且控制器模块的智能性及灵活性，功能拓展变得相当容易。根据本发明优选地提出，微控制器模块根据降压式PFC模块的输出电压的第一采样电压的采样值与设定的基准值的误差对输出的脉宽调制PFC信号的占空比进行调整，以实现与所述基准值相符的稳定的所述输出电压(V_buck)。该降压式PFC模块将AC输入电压转换成电压较低的稳定直流电压，对于ニ级降压式DC/DC模块而言，不需要用到很高压的功率元件，能减低成本及增加效率。根据本发明优选地提出，微控制器模块在获得稳定的输出电压后产生脉宽调制调光信号以及脉宽调制降压信号，根据脉宽调制降压信号控制ニ级降压式DC/DC模块实现输出恒流，同时根据脉宽调制调光信号对调光模块进行控制，并与ニ级降压式DC/DC模块共 同实现调光功能。通过这种脉宽调制调光方式，流经LED的峰值电流不变，不会影响光效及产生色温漂移。根据本发明提出，微控制器模块包括模数转换器单元；中央处理器単元；脉宽调制PFC単元；脉宽调制降压单元；脉宽调制调光单元以及比较器单元，其中，模数转换器单元连接至中央处理器単元的输入端，并且中央处理器単元的输出端分别与脉宽调制PFC单元、脉宽调制降压单元、脉宽调制调光单元的输入端连接，而脉宽调制降压单元的另ー输入端与比较器单元的输出端连接。通过应用単一的控制器模块来控制所有的模块，大大的简化了线路，并增加了灵活性，并且控制器模块的智能性及灵活性，功能拓展变得相当容易。根据本发明的一个优选的设计方案，降压式PFC模块包括 第一 MOSFET开关管；第一 MOSFET开关管驱动器；第一滤波电感；第ニニ极管；储能电容；第三、第四电阻，其中，第一开关管驱动器输入端连接至脉宽调制PFC単元，输出端连接至第一 MOSFET开关管的栅极，第一 MOSFET开关管的漏极通过第一ニ极管连接至所述整流器的火线输出端，，其中第一二极管的阳极连接至整流器的火线输出端，阴极连接至第一 MOSFET开关管的漏极，第一滤波电感的一端和第二ニ极管的阴极分别连接至第一 MOSFET开关管的源极，第一滤波电感的另一端分别与第一储能电容、第三电阻的一端连接并通至LED的正极，其中第三电阻的另一端与第四电阻串联连接，并且在第三、第四电阻之间设置有连接至模数转换器单元的第一引脚，其中，第二ニ极管的阳极与第一储能电容和第四电阻的另一端连接，并共同接地。。微控制器模块利用脉宽调制PFC信号通过第一 MOSFET开关管驱动器控制第一 MOSFET开关管的开通与关断，以实现对输入电压的斩波降压，并且微控制器模块接收由第一引脚反馈回来的第一采样电压，该第一采样电压通过第三电阻和第四电阻分压后反馈到微控制器模块的模数转换器单元。通过该降压式PFC模块获得稳定的输出电压。根据本发明的设计方案，微控制器模块只在毎次AC电压过零的时刻对脉宽调制PFC信号的占空比进行调整，以保证在每半个AC周期内占空比都保持恒定。由公式
ILpk= (Vm_V°)+T°n可知，由于输出电压Vo和电感量L为恒量，只要MOSFET开关管的导通时
间Ton保持恒定，电感上的峰值电流ILpk就会近似地与输入电压Vin成正比，从而使输入电流跟随输入电压，实现功率因素校正，以获得高的功率因数。
根据本发明提出，ニ级降压式DC/DC模块包括第三ニ极管;第二 MOSFET开关管；第二 MOSFET开关管驱动器；第二滤波电感；第五电阻以及第六电阻，其中，第二 MOSFET开关管驱动器的输入端通过第六电阻连接至脉宽调制降压单元，输出端连接至第二 MOSFET开关管的栅极，第二 MOSFET开关管的漏极连接至第三ニ极管的阳极，并且其阴极连接至LED的正扱，第三ニ极管的阳极通过第二滤波电感连接至LED的负极，并且第二MOSFET开关管的源极分别与第五电阻的一端和比较器单元的同相输入端连接，比较器单元的反相输入端连接參考电压，并且第五电阻的另一端接地。其中，该ニ级降压式DC/DC模块工作于峰值电流模式。通过该ニ级降压式DC/DC模块获得输出恒流。根据本发明的设计方案，微控制器模块控制脉宽调制降压信号输出高电平，控制第二 MOSFET开关管导通，在第五电阻上的第二采样电压上升到參考电压时，所述比较器单元状态发生翻转，并触发脉宽调制降压信号输出低电平。这样，通过比较器単元与ニ级降压式DC/DC模块的联动，使流过LED的电流的峰值被控制在ー个预定值。根据本发明提出，调光模块包括第一、第二电阻以及第四ニ极管，第一、第二电阻 串联连接在整流器的火线输出端和零线输出端之间，第二电阻的另一端与零线输出端共同接地，并且在第一、第二电阻之间设置有连接至模数转换器单元的第二引脚，并且第四ニ极管的阴极连接至脉宽调制调光单元，阳极连接在第六电阻和第二 MOSFET开关管驱动器之间。AC电压由整流器进行整流并通过第二引脚引入微控制器模块，并由微控制器模块计算调光器的导通角。微控制器模块通过脉宽调制调光单元产生一路脉宽调制调光信号，井根据导通角调整脉宽调制调光信号的占空比，脉宽调制调光信号通过第四ニ极管输出至第二MOSFET开关管驱动器，以控制第二 MOSFET开关管的开通与关断。当脉宽调制调光信号为高电平时，第四ニ极管不导通，该信号对第二 MOSFET开关管驱动器不产生影响，ニ级降压式DC/DC模块正常输出电流。当当脉宽调制调光信号为低电平时，第四ニ极管导通，将第二MOSFET开关管驱动器电平拉低，ニ级降压式DC/DC模块停止工作，输出电流为零。优选的是，脉宽调制调光信号的占空比通过函数D = F( 0 )计算得出。可选的是，脉宽调制调光信号的占空比通过查询预设的导通角与占空比对照表获得。当导通角发生变化吋，脉宽调制调光信号相应发生变化，第四ニ极管的关断时间也相应发生变化，进而导致LED输出的光线的明暗发生变化，从而实现调光。本发明的另一目的通过ー种用于控制上述类型的LED调光器的方法这样地实现，即该方法包括以下步骤a)系统初始化，激活LED调光器的所有功能模块；b)通过微控制器模块控制降压式PFC模块的脉宽调制PFC信号的占空比，以实现稳定的输出电压；c)通过微控制器模块控制ニ级降压式DC/DC模块，以实现输出恒流控制，同时通过微控制器模块对调光模块和ニ级降压式DC/DC模块进行控制，以实现调光。通过应用根据本发明的方法，实现了对LED进行调光的同吋，使LED尽量不受到波纹电流的影响，使其输出光线没有闪烁现象，同时还使LED驱动器具有高的效率和功率因数。根据本发明的方法，在步骤b)中，通过微控制器模块对反馈回来的输出电压的第一采样电压进行分析，如第一采样电压的采样值符合设定的基准值，则执行步骤C)，反之，则对输出的脉宽调制PFC信号的占空比进行调整，直至获得稳定的输出电压。进ー步地，在所述步骤c)中，通过微控制器模块对第二采样电压与參考电压进行比较，使流过LED的峰值电流控制在预定值。
更进一歩地，在步骤c)中，通过微控制器模块对经过整流器整流后的电压分压并采样，以计算调光器的导通角，并发出脉宽调制调光信号，对LED进行调光。
附图构成本说明书的一部分，用于帮助进ー步理解本发明。这些附解了本发明的实施例，并与说明书一起用来说明本发明 的原理。图中示出图I是根据本发明的可调光LED驱动器示意性框图；图2是根据本发明的可调光LED驱动器的电路图；图3是根据本发明的控制方法的流程图；图4是根据本发明的可调光LED驱动器的调光时序图；图5是经过第一和第二电阻分压后的电压的波形图；图6是ニ级降压型DC/DC模块的操作波形图。
具体实施例方式图I示出了根据本发明的可调光LED驱动器的示意性的框图，从图中可见，该可调光LED驱动器包括调光器I ;设计成桥式整流器的整流器2 ;降压式PFC模块3 ;ニ级降压式DC/DC模块4 ;调光模块5以及微控制器模块6。在该可调光LED驱动器中，调光器I的输出端连接至桥式整流器2的火线输入端，桥式整流器2的输出端连接至降压式PFC模块3，并且降压式PFC模块3的输出端与ニ级降压式DC/DC模块4的输入端连接，而ニ级降压式DC/DC模块4的输出端与LED连接。此外，微控制器模块6的输入端连接至桥式整流器2的火线输出端，以确定调光器I的导通角0，并且微控制器模块6的输出端分别与降压式PFC模块3、ニ级降压式DC/DC模块4、调光模块5连接。图2示出了根据本发明的可调光LED驱动器的电路图。从图中可见，微控制器模块6包括模数转换器单元7 ;中央处理器単元8 ;脉宽调制PFC単元9 ;脉宽调制降压单元10 ;脉宽调制调光单元11以及比较器单元12。模数转换器单元7连接至中央处理器単元8的输入端，并且中央处理器単元8的输出端分别与脉宽调制PFC単元9、脉宽调制降压单元10、脉宽调制调光单元11的输入端连接，而脉宽调制降压单元10的另ー输入端与比较器单元12的输出端(V_out)连接。降压式PFC模块3由图2中的第一 MOSFET开关管Ql、第一 MOSFET开关管驱动器U1_A、第一滤波电感LI、第二ニ极管D2、储能电容Cl以及第三、第四电阻R3，R4构成。第一开关管驱动器U1_A输入端连接至脉宽调制PFC単元9，输出端连接至第一 MOSFET开关管Ql的栅极，所述第一 MOSFET开关管Ql的漏极通过第一ニ极管Dl连接至整流器2的火线输出端，其中第一ニ极管Dl的阳极连接至整流器2的火线输出端，阴极连接至第一 MOSFET开关管Ql的漏极，而整流器2的火线输入端则连接至调光器I的输出端。第一滤波电感LI的一端和第二ニ极管D2的阴极分别连接至第一MOSFET开关管(Ql)的源极，第一滤波电感LI的另一端分别与第一储能电容Cl、第三电阻R3的一端连接并通至LED的正极，其中第三电阻R3的另一端与第四电阻R4串联连接，并且在第三、第四电阻R3、R4之间设置有连接至模数转换器単元7的第一引脚Pin V_s，其中，第二ニ极管D2的阳极与第一储能电容Cl和第四电阻R4的另一端连接，并共同接地。
由微控制器模块6控制的降压式PFC模块3用来实现功率因素校正功能。同吋，由于传统切相调光器是专为像白炽灯那样的纯阻性负载设计的，不适用于LED驱动这种电容性负载。降压式PFC模块3能使LED驱动的输入特性接近于阻性负载，以便更好的与调光器兼容。微控制器模块6输出ー个脉宽调制PFC信号PWM_PFC，并通过第一 MOSFET开关管驱动器U1_A控制第一 MOSFET开关管Ql的开通与关断，以实现对输入电压的斩波降压。降压式PFC模块3的输出电HV_bulk通过第三和第四电阻R3、R4分压之后通过第一引脚Pin V_s反馈到微控制器模块6的模数转换器单元7进行采样。微控制器模块6根据采样值与设定的基准值的误差对输出的脉宽调制PFC信号PWM_PFC的占空比进行调节，以实现输出电压的稳定。微控制器模块6只在毎次AC电压过零的时刻进行占空比的调整，以保证在每半个AC周期内占空比都保持恒定ニ级降压式DC/DC模块4由图2中的第三ニ极管D3、第二 MOSFET开关管Q2、第ニ MOSFET开关管驱动器U1_B、第二滤波电感L2、第五电阻R5以及第六电阻R6构成。第二 MOSFET开关管驱动器U1_B的输入端通过第六电阻R6连接至脉宽调制降压单元10，输出端连接至第二 MOSFET开关管Q2的栅极，第二 MOSFET开关管Q2的漏极连接至第三ニ极管D3的阳极，并且第三ニ极管D3的阴极连接至LED的正极，第三ニ极管D3的阳极通过第二滤波电感L2连接至LED的负极，并且第二 MOSFET开关管Q2的源极分别与第五电阻R5的一端和比较器单元12的同相输入端Va连接，比较器单元12的反相输入端Vb连接參考电压Vref，并且第五电阻R5的另一端接地。由微控制器模块6控制的ニ级降压式DC/DC模块4用来实现LED输出恒流控制。ニ级降压式DC/DC模块4工作于峰值电流模式，其工作波形如图6所示。在t0时刻，微控制器模块6控制脉宽调制降压信号PWM_BUCK输出高电平，第二 MOSFET开关管Q2导通(CH1，图6)，第五电阻R5上的第二采样电压(CS2，图I)上的电压线型上升(CH2，图6)，第二采样电压CS2达到參考电压Vref时，比较器单元12状态发生翻转(tl，CH3，图6)，并触发脉宽调制降压信号PWM_BUCK(t2，CHl，图6)输出低电平。这样，通过比较器单元12与ニ级降压式DC/DC模块4的联动，使流过LED的电流的峰值被控制在预定值Vref/R5。流过LED的电流波形如CH4所示，I_pk为被控制的峰值电流，I_av为流过LED的平均电流。调光模块由图2中的第一、第二电阻Rl、R2以及第四ニ极管D4构成。第一、第二电阻R1、R2串联连接在整流器2的火线输出端和零线输出端之间，第二电阻R2的另一端与零线输出端共同接地，并且在第一、第二电阻R1、R2之间设置有连接至模数转换器单元7的第二引脚PinV_dim，并且第四ニ极管D4的阴极连接至脉宽调制调光单元11，阳极连接在第六电阻和第二 MOSFET开关管驱动器U1_B之间。通过整流器2整流之后的AC电压通过第一、第二电阻R1，R2传入第二引脚Pin V_dim。该引脚处的波形如图5所示，图中虚线部分表示AC电压被切相调光器I切掉的部分。微控制器模块6对第一米样电压CSl分析以确定调光器I的导通角0。然后，微控制器模块6产生一路脉宽调制调光信号PWM_DM进行调光。脉宽调制调光信号PWM_DM的占空比可由软件定义的函数D = f(0)计算得出，也可以用查询预定义的表格(导通角0 —占空比)的方式获得。脉宽调制调光信号PWM_DM通过第四ニ极管D4与第二开关管驱动器Ul_B连接，以实现PWM调光功能。当脉宽调制调光信号PWM_DIM为高电平的时候，第四ニ极管D4不导通，脉宽调制调光信号PWM_DIM信号对第二开关管驱动器UlB的输入信号不产生影响，ニ级降压DC/DC模块4正常工作LED正常输出电流；当脉宽调制调光信号PWM_D頂为低电平的时候，第四ニ极管D4导通，将第二开关管驱动器U1_B输入端电平拉低，ニ级降压DC/DC模块4转换器停止工作，LED电流降至零。这样，脉宽调制调光信号PWM_D頂控制着ニ级降压DC/DC模块4，以实现对LED输出电流的控制。PWM调光的时序如图4所示。图3示出了根据本发明的控制方法的流程图。以下參考该流程图对根据本发明的控制方法进行详细说明。在根据本发明的方法中，首先启动根据本发明的可调光LED驱动器，初始化所有功能模块，包括调光器I、整流器2、降压式PFC模块3、ニ级降压式DC/DC模块4、调光模块5以及微控制器模块6。然后，微控制器模块6通过脉宽调制PFC単元9输出脉宽调制PFC信号PWM_PFC，并对降压式PFC模块3的输出端的输出电压V_buck进行采样，并分析输出电压V_buck的采样值是否符合设定的基准值，如采样值不符合设定的基准值，则对输出的脉宽调制PFC信号PWM_PFC的占空比进行调整，直至获得稳定的输出电压V_buck，如符合设定的基准值，则微控制器模块6控制脉宽调制调光单元11发出脉宽调制调光信号PWM_DM以及控制脉宽调制降压单元10发出脉宽调制降压信号PWM_BUCK。然后，微控制器模块6接收反馈回来的第一采样电压CSl，并确认是否是在AC电压过零的时刻进行采样，如否，则重新采样，如是，则记录过零时刻并计算调光器I的导通角9。随后微控制器 模块6确定检测到的导通角0是否发生变化，如否，则进行执行PFC反馈控制，并返回到对输出电压V_buck进行采样的步骤，如是，则调整脉宽调制调光信号PWM_DM的占空比，从而实现对LED的调光。以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。參考标号I调光器2整流器3降压式PFC模块4ニ级降压式DC/DC模块5调光模块6微控制器模块7模数转换器单元8中央处理器单元9脉宽调制PFC单元10脉宽调制降压单元11脉宽调制调光单元12比较器单元0导通角V_buck 输出电压PWM_PFC 脉宽调制PFC信号PWM_DIM 脉宽调制调光信号PWM_BUCK脉宽调制降压信号
V_out比较器单元的输出端Va比较器单元的同相输入端Vb比较器单元的反相输入端Pin V_s 第一引脚Pin V_dim 第二引脚CSl第一采样电压CS2第二采样电压Vref参考电压Vref/R5预定值Rl第一电阻R2第二电阻R3第三电阻R4第四电阻R5第五电阻R6第五电阻Dl第一二极管D2第二二极管D3第三二极管D4第四二极管LI第一滤波电感L2第二滤波电感Ql第一 MOSFET 开关管Q2第二 MOSFET 开关管Cl第一储能电容U1_A第一 MOSFET开关管驱动器U1_B第二 MOSFET开关管驱动器
权利要求
1.一种适合与调光器(I)共同工作的可调光LED驱动器，其中，所述调光器(I)用于产生预定的导通角(9 )其特征在于，所述可调光LED驱动器包括整流器(2)，用于将经所述调光器(I)输出的交流电转换成直流电；降压式PFC模块(3)，用于对所述直流电的输出电压进行调整，以获得稳定的输出电压(V_buck) ;二级降压式DC/DC模块(4)，用于在实现稳定的所述输出电压(V_buck)后实现输出恒流；调光模块(5)，用于在实现所述输出恒流之后与所述二级降压式DC/DC模块(4)共同实现调光功能以及微控制器模块(6)，用于对所述降压式PFC模块(3)、所述二级降压式DC/DC模块(4)以及所述调光模块(5)进行控制。
2.根据权利要求I所述的可调光LED驱动器，其特征在于，所述微控制器模块(6)根据所述降压式PFC模块(3)的输出电压(V_buck)的第一采样电压(CSl)的采样值与设定的基准值的误差对输出的脉宽调制PFC信号(PWM_PFC)的占空比进行调整，以实现与所述基准值相符的稳定的所述输出电压(V_buck)。
3.根据权利要求2所述的可调光LED驱动器，其特征在于，所述微控制器模块(6)在获得稳定的所述输出电压(V_buck)后产生脉宽调制调光信号(PWM_DIM)以及脉宽调制降压信号(PWM_BUCK)，根据所述脉宽调制降压信号(PWM_BUCK)控制所述二级降压式DC/DC模块(4)实现输出恒流，同时根据所述脉宽调制调光信号(PWM_DIM)对所述调光模块(5)进行控制，并与所述二级降压式DC/DC模块(4)共同实现调光功能。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的可调光LED驱动器，其特征在于，所述微控制器模块(6)包括模数转换器单元(7)冲央处理器单元⑶；脉宽调制PFC单元(9);脉宽调制降压单元(10);脉宽调制调光单元(11)以及比较器单元(12)，其中，所述模数转换器单元(7)连接至所述中央处理器单元(8)的输入端，并且所述中央处理器单元(8)的输出端分别与所述脉宽调制PFC单元(9)、所述脉宽调制降压单元(10)、所述脉宽调制调光单元(11)的输入端连接，而所述脉宽调制降压单元(10)的另一输入端与所述比较器单元(12)的输出端(V_out)连接。
5.根据权利要求4所述的可调光LED驱动器，其特征在于，所述降压式PFC模块(3)包括第一 MOSFET开关管(Ql);第一 MOSFET开关管驱动器(U1_A);第一滤波电感(LI);第二二极管(D2);第一储能电容(Cl);第三、第四电阻(R3，R4)，所述第一开关管驱动器(Ul_A)输入端连接至所述脉宽调制PFC单元(9)，输出端连接至所述第一 MOSFET开关管(Ql)的栅极，所述第一 MOSFET开关管(Ql)的漏极通过第一二极管(Dl)连接至所述整流器(2)的火线输出端，其中所述第一二极管(Dl)的阳极连接至所述整流器(2)的火线输出端，阴极连接至所述第一 MOSFET开关管(Ql)的漏极，所述第一滤波电感(LI)的一端和所述第二二极管(D2)的阴极分别连接至所述第一MOSFET开关管(Ql)的源极，所述第一滤波电感(LI)的另一端分别与所述第一储能电容(Cl)、所述第三电阻(R3)的一端连接并通至所述LED的正极，其中所述第三电阻(R3)的另一端与所述第四电阻(R4)串联连接，并且在所述第三、第四电阻(R3、R4)之间设置有连接至所述模数转换器单元(7)的第一引脚(Pin V_s)，其中，所述第二二极管(D2)的阳极与所述第一储能电容(Cl)和所述第四电阻(R4)的另一端连接，并共同接地。
6.根据权利要求5所述的可调光LED驱动器，其特征在于，所述微控制器模块(6)利用所述脉宽调制PFC信号(PWM_PFC)通过所述第一 MOSFET开关管驱动器(U1_A)控制所述第一 MOSFET开关管(Ql)的开通与关断，并且所述微控制器模块(6)接收由所述第一引脚(Pin V_s)反馈回来的所述第一采样电压(CSl)。
7.根据权利要求6所述的可调光LED驱动器，其特征在于，所述微控制器模块(6)只在每次AC电压过零的时刻对所述脉宽调制PFC信号(PWM_PFC)的占空比进行调整。
8.根据权利要求4所述的可调光LED驱动器，其特征在于，所述二级降压式DC/DC模块(4)包括第三二极管(D3) ^MOSFEt开关管(Q2);第二 MOSFET开关管驱动器(U1_B);第二滤波电感(L2);第五电阻(R5)以及第六电阻(R6)，其中，所述第二MOSFET开关管驱动器(U1_B)的输入端通过所述第六电阻(R6)连接至所述脉宽调制降压单元(10)，输出端连接至所述第二 MOSFET开关管(Q2)的栅极，所述第二 MOSFET开关管(Q2)的漏极连接至所述第三二极管(D3)的阳极，并且所述第三二极管(D3)的阴极连接至所述LED的正极，并且所述第三二极管(D3)的阳极通过所述第二滤波电感(L2)连接至所述LED的负极，并且所述第二 MOSFET开关管(Q2)的源极分别与所述第五电阻(R5)的一端和所述比较器单元(12)的同相输入端(Va)连接，所述比较器单元(12)的反相输入端(Vb)连接参考电压(Vref)，并且所述第五电阻(R5)的另一端接地。
9.根据权利要求8所述的所述的可调光LED驱动器，其特征在于，所述微控制器模块(6)产生所述脉宽调制降压信号(PWM_BUCK)控制所述第二MOSFET开关管(Q2)导通，在所述第五电阻(R5)上的第二采样电压(CS2)上升到所述参考电压(Vref)时，所述比较器单元(12)状态发生翻转。
10.根据权利要求9所述的可调光LED驱动器，其特征在于，所述二级降压式DC/DC模块(4)工作于峰值电流模式。
11.根据权利要求8所述的可调光LED驱动器，其特征在于，所述调光模块(5)包括第一、第二电阻(R1、R2)以及第四二极管(D4)，所述第一、第二电阻(R1、R2)串联连接在所述整流器(2)的火线输出端和零线输出端之间，所述第二电阻(R2)的另一端与所述零线输出端共同接地，并且在所述第一、第二电阻(R1、R2)之间设置有连接至所述模数转换器单元(7)的第二引脚(PinV_dim)，并且所述第四二极管(D4)的阴极连接至所述脉宽调制调光单元(11)，阳极连接在所述第六电阻(R6)和所述第二 MOSFET开关管驱动器(U1_B)之间，其中，AC电压由所述整流器(2)进行整流并通过所述第二引脚引入所述微控制器模块(6)，并由所述微控制器模块(6)计算所述调光器(I)的导通角(9 )。
12.根据权利要求11所述的可调光LED驱动器，其特征在于，所述微控制器模块(6)通过所述脉宽调制调光单元(11)产生一路脉宽调制调光信号(PWM_DM)，并根据所述导通角(9)调整脉宽调制调光信号(PWM_D頂)的占空比，所述脉宽调制调光信号(PWM_DM)通过所述第四二极管(D4)输出至所述第二 MOSFET开关管驱动器(U1_B)，以控制所述第二MOSFET开关管(Q2)的开通与关断。
13.根据权利要求12所述的可调光LED驱动器，其特征在于，所述脉宽调制调光信号(PWM_DIM)的占空比通过函数D = F( 0 )计算得出。
14.根据权利要求12所述的可调光LED驱动器，其特征在于，所述脉宽调制调光信号(PWM_DIM)的占空比通过查询预设的导通角(9)与占空比对照表获得。
15.一种用于控制根据前述权利要求中任一项所述的可调光LED驱动器的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤 a)系统初始化；b)通过微控制器模块(6)控制降压式PFC模块(3)的脉宽调制PFC信号(PWM_PFC)的占空比，以实现稳定的输出电压(V_buck)； c)通过所述微控制器模块(6)控制二级降压式DC/DC模块(4)，以实现输出恒流控制，同时通过所述微控制器模块(6)对所述调光模块(5)和所述二级降压式DC/DC模块(4)进行控制，以实现调光。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在所述步骤b)中，通过所述微控制器模块(6)对反馈回来的输出电压(V_buck)的第一采样电压(CSl)进行分析，如所述第一采样电压(CSl)的采样值符合设定的基准值，则执行所述步骤C)，反之，则对输出的所述脉宽调制PFC信号(PWM_PFC)的占空比进行调整。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，在所述步骤c)中，通过所述微控制器模块(6)对第二采样电压(CS2)与参考电压(Vref)进行比较，使流过所述LED的峰值电流控制在预定值(Vref/R5)。
18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，在所述步骤c)中，通过所述微控制器模块(6)对经过整流器(2)整流后的电压分压并采样，以计算调光器(I)的导通角(9)，并发出脉宽调制调光信号(PWM_DIM)，对LED进行调光。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，在所述步骤c)中，如果所述导光角(9)发生变化，则调整所述脉宽调制调光信号(PWM_DIM)的占空比。
全文摘要
本发明涉及一种适合与调光器(1)共同工作的可调光LED驱动器，其中，该调光器(1)用于产生预定的导通角(θ)，该可调光LED驱动器包括整流器(2)，用于将经调光器输出的交流电转换成直流电；降压式PFC模块(3)，用于对直流电的输出电压进行调整，以获得稳定的输出电压(V_buck)；二级降压式DC/DC模块(4)，用于在实现稳定的输出电压(V_buck)后实现输出恒流；调光模块(5)，用于在实现输出恒流之后与二级降压式DC/DC模块(4)共同实现调光功能以及微控制器模块(6)，用于对降压式PFC模块(3)、二级降压式DC/DC模块(4)以及调光模块(5)进行控制。此外，本发明还涉及一种控制上述类型的可调光LED驱动器的控制方法。
文档编号H05B37/02GK102769960SQ20111011738
公开日2012年11月7日 申请日期2011年5月6日 优先权日2011年5月6日
发明者卢卡·博尔汀, 聂誓俊, 谭伟, 陈少屏, 陈玉立 申请人:欧司朗股份有限公司