专利名称：一种led控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子领域,尤其涉及控制发光二极管(Light emitting diodes,简称LED)的方法和电路。
背景技术：
传统的LED控制器通常采用直流电供电。由于这种限制，其应用也限制在电池供电或需要将其他形式产生的电能转换为直流电的领域。当和交流电源一起工作时，传统LED控制器将需要一个电源适配器作为变压器，这样不仅增加了成本，而且还限制了 LED控制器的应用。因此，需要改进LED控制器，解决传统的LED控制器的应用局限性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进的控制LED的方法和电路。在一个实施例中，本发明提供一种LED集成电路控制器，其包括与交流电源配合工作的电压调节电路和电流设定电路。所述电压调节电路包括耗尽器件和带隙电压基准电路，所述耗尽器件接收交流电压并产生未调节电压，所述带隙电压基准电路接收所述未调节电压并产生基本恒定的直流电压。所述电流设定电路接收所述基本恒定的直流电压，并提供基本恒定的直流电流以驱动一串LED或多串并联的LED。在另一个实施例中，本发明提供一种的在集成电路中控制LED的方法，其包括LED集成电路控制器接收交流电源，其中，该LED集成电路控制器包括电压调节电路和电流设置电路，其中所述电压调节电路包括耗尽器件和带隙电压基准电路；所述耗尽器件基于交流电压产生未调节电压；所述带隙电压基准电路基于所述未调节电压产生带隙基准电压；所述电流设定电路基于所述带隙基准电压产生基本恒定的直流电流；利用所述基本恒定的直流电流驱动一个或多个LED。与现有技术相比，本发明中的LED集成电路控制器可以与交流电配合工作，这样所述LED集成电路控制器就可以直接应用于交流的环境中。关于本发明的其他目的，特征以及优点，下面将结合附图在具体实施方式
中详细描述。
为更透彻地理解本发明及其另外的特征和优点，现在结合附图进行下面的说明，其中图I是LED控制器在本发明的实施例中的框图。图2是图I示出的LED控制器在本发明的一个实施例中的一个应用示例图。图3是图I示出的LED控制器在本发明的一个实施例中的另一个应用示例图。图4是图I示出的LED控制器在本发明的一个实施例中的再一个应用示例图。图5是LED控制器在本发明的实施例中的一个示范性示例。
图6是图5中的带隙电压基准电路在本发明的实施例中的一个示范性示例。图7是图5中的电流设定电路在本发明的实施例中的一个示范性示例。为便于描述，各附图中相同的部件标以相同的数字。
具体实施方式本发明提供一种控制发光二极管(Light emitting diodes,简称LED)的方法和电路。下面描述的目的是使任何熟悉本领域的技术人员能够实现并使用本发明。具体实施例和应用仅仅作为一个实施例被描述，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明。在这里描述的不同调整或合并的例子对于熟悉本领域的技术人员来说都是显而易见的，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，这里定义的一般原则可以应用到其他例子和应用中。因此，本发明不应限于描述的例子和图示，而应给予与这里描述的原理和特征一致的最广泛的范围。下面详细描述的某些部分以流程图、逻辑块和其他在计算机系统上执行的操作信息的符号表征的方式来呈现。在这里，一个程序、计算机执行步骤、逻辑块、过程等等，可设想为一个或多个导致理想结果的步骤或指令的自洽序列(self-consistent sequence)。这些步骤是利用了物理量的物理操作，这些量可以采取的形式是电、磁、或无线电信号，可以被储存、转让、合并、比较和以其他方式在计算机系统里操作。这些信号可以称为位值、属性、组件、符号、字符、术语、数字或类似物。并且每个步骤都可以由硬件、软件、固件或其组合执行。此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指针对实施例所描述的可包含于本发明至少一个实现例中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。此外，表示一个或多个实施例的方法、流程图或功能框图中的模块顺序并非固定的指代任何特定顺序，也不构成对本发明的限制。本文中提到的“连接”、“相连”等与电性相连有关的词汇的含义是直接或间接的电性相连。本文中的多个指两个或两个以上。图I显示的是LED控制器在本发明的一个实施例中的框图。如图I所示，该LED控制器100包括过冲电压保护(Overshoot Voltage Protection,简称0VP)单兀102、LED电流选择单元104、脉宽调制(Pulse Width Modulation,简称PWM)调光单元106和热控制单元108。所述过冲电压保护单元102连接至模式引脚(MODE) 103，所述LED电流选择单元104连接至电流选择引脚(ISEL) 105，所述脉宽调制调光单元106连接至调光控制引脚(DIM)107。所述LED控制器100还包括电压调节单元110、电流调节单元112、顶部LED驱动单元114、中部LED驱动单元116和底部LED驱动单元118。其中，所述顶部LED驱动单元连接至顶部引脚(TOP) 115，所述中部LED驱动单元116连接至中部引脚(CNTR)117，所述底部LED驱动单元118连接至底部引脚(BOTM) 119。所述电压调节单元110连接至所述过冲电压保护单元102、所述电流调节单元112和所述顶部引脚115。所述电流调节单元112连接至所述过冲电压保护单元102、所述LED电流选择单元104、所述脉宽调制调光单元106、热控制单元108、所述顶部LED驱动单元114、所述中部LED驱动单元116和所述底部LED驱动单元118。所述电流调节器112还连接至一个模拟地引脚(AGND) 109。所述顶部LED驱动单元114、所述中部LED驱动单元116和所述底部LED驱动单元118都连接至一个数字地引脚(GND) 121。该LED控制器100支持传统的三极管交流电(Triode Alternating Current,简称TRIAC)调光和脉宽调制(PWM)调光。当所述LED控制器的结温(Junction Temperature)超过一预设温度，比如100°C时，内置热调节装置(比如所述热控制单元108)可以用来线性降低LED电流；当所述结温达到另一预设温度，如150°C时，所述内置热调节装置也可用来控制LED控制器100关闭从而防止系统温度失控。所述模式引脚103可以设置所述LED控制器的工作电压为IlOV的交流电或220V的交流电，这样当电源应用错误时，其可以保护系统免遭破坏。该LED控制器能承受所述顶部引脚TOP和所述数字地引脚GND之间高达400伏特的电压。该LED控制器消耗150微安的静态电流。图2是图I的LED控制器在本发明一个实施例中的一个应用示例。在该实施例中，所述LED控制器100控制一串LED (也可以称为一系列的LED)，该串LED (或称LED串)是由多个LED串联而成。特别地，该LED控制器100上的顶部引脚115、中部引脚117和底部引脚119可以分别连接至所述LED串的LED202、204和206的输出端(即LED的阴极)。 该LED控制器100的数字地引脚121连接至配置有四个二极管的整流器208，该整流器208可配置为接收IlOV或220V的交流电，该整流器208还连接至被控制的LED串的顶端(即LED串的最顶部的LED的阳极)。该LED控制器100支持工作电流为30毫安的一串的LED，其可吸收30mA的恒定电流，并根据预先设定的输入电压开启/闭合所述LED串。当所述LED串由与交流电配合工作的全波整流器直接供电时，则所述LED串按着顶部、中部、底部的顺序依次点亮，并且按着反顺序依次关闭。可编程的LED电流使得用户可以在±10%范围内灵活的调整LED电流。图3是图I的LED控制器在本发明的一个实施例中的另一个应用示例图。如图3所示，在该实施例中，该LED控制器100用于控制三串并联的LED，每串LED由多个LED串联而成。特别地，所述顶部引脚115连接至三个并联的LED串的LED302a、302b和302c的输出端(即LED的阴极)，所述中部引脚117连接至三个并联的LED串的LED304a、304b和304c的输出端，所述底部引脚119连接至三个并联的LED串的LED306a、306b和306c的输出端。该LED控制器100的数字地引脚121连接至配置有四个二极管的整流器308，其中整流器308可配置为接收IlOV或220V的交流电，该整流器308还连接至被控制的每个LED串的顶部LED的输入端(即LED的阳极)。该应用可以支持三串LED，且每串LED的工作电流都约为30mA，这样就提供了一个大约90mA的组合工作电流。值得注意的是，该LED控制器100可提供高至约IOOmA的LED电流，可用在高功率应用中。图4是图I的LED控制器在本发明一个实施例中的再一个应用示例图。该实施例的设置类似于图2，除了一个脉宽调制(PWM)信号连接至所述LED控制器100的调光控制引脚107。该LED控制器100通过输入的脉宽调制信号来控制一串LED的调光。特别地，所述顶部引脚115连接至LED402的输出端，所述中部引脚117连接至LED404的输出端，所述底部引脚119连接至LED406的输出端。如图4中所示，该LED控制器100的数字地引脚121连接至配置有四个二极管的整流器408上，该整流器408可配置为接收120V或240V的交流电，该整流器408还连接至所述LED串的顶部LED402的输入端。
下表中列出了所述LED控制器在本发明的一个实施例中的引脚定义。
权利要求
1.一种LED集成电路控制器，包括 与交流电源配合工作的电压调节电路，其包括耗尽器件和带隙电压基准电路，所述耗尽器件接收交流电压并产生未调节电压，所述带隙电压基准电路接收所述未调节电压并产生基本恒定的直流电压； 电流设定电路，其接收所述基本恒定的直流电压，并提供基本恒定的直流电流以驱动一串LED或多串并联的LED。
2.根据权利要求I所述的LED集成电路控制器，其特征在于其还包括保护所述LED集成电路控制器免受外部高电压损害的第二耗尽器件。
3.根据权利要求I所述的LED集成电路控制器，其特征在于所述带隙电压基准电路包括多个金属氧化物半导体场效应晶体管、多个双极场效应晶体管、多个电阻、多个电容、多个反相器和电平移位电路。
4.根据权利要求I所述的LED集成电路控制器，其特征在于所述电流设定电路包括多个金属氧化物半导体场效应晶体管、一个或多个电容、多个反相器和多个放大器。
5.根据权利要求I所述的LED集成电路控制器，其特征在于所述电流设定电路与一个外部电阻相连，其中所述电流设定电路用来检测所述LED集成电路控制器的运行模式，以及调整所述LED集成电路支持的一个或多个电流级别。
6.根据权利要求I所述的LED集成电路控制器，其特征在于所述交流电源包括110V、120V.220V或240V的交流电源。
7.根据权利要求I所述的LED集成电路控制器，其特征在于其还包括过冲电压保护电路，该过冲电压保护电路支持高达400V的输入电压。
8.根据权利要求I所述的LED集成电路控制器，其特征在于其还包括用于防止所述LED集成电路控制器过热的热控制电路。
9.根据权利要求I所述的LED集成电路控制器，其特征在于其还包括用于控制所述LED系列的调光的脉宽调制电路。
10.一种在集成电路中控制LED的方法，包括 LED集成电路控制器接收交流电源，其中，该LED集成电路控制器包括电压调节电路和电流设置电路，其中所述电压调节电路包括耗尽器件和带隙电压基准电路； 所述耗尽器件基于交流电压产生未调节电压； 所述带隙电压基准电路基于所述未调节电压产生带隙基准电压； 所述电流设定电路基于所述带隙基准电压产生基本恒定的直流电流； 利用所述基本恒定的直流电流驱动一个或多个LED。
11.根据权利要求10所述的在集成电路中控制LED的方法，其特征在于所述方法还包括使用第二耗尽器件保护所述LED集成电路控制器免受外部高压损害。
12.根据权利要求10所述的在集成电路中控制LED的方法，其特征在于所述电流设定电路与一个外部电阻相连，其中所述电流设定电路用来检测LED集成电路控制器的运行模式，以及调整所述LED集成电路支持的一个或多个电流级别。
13.根据权利要求10所述的在集成电路中控制LED的方法，其特征在于所述交流电源包括110￥、120￥、220￥或240￥的交流电源。
14.根据权利要求10所述的在集成电路中控制LED的方法，其特征在于所述该方法还包括提供过冲电压保护电路，该过冲电压保护电路支持高达400V的输入电压。
15.根据权利要求10所述的在集成电路中控制LED的方法，其特征在于所述该方法还包括提供防止所述LED集成电路控制器过热的热控制电路。
16.根据权利要求10所述的在集成电路中控制LED的方法，其特征在于所述该方法还包括提供控制所述LED的调光的脉宽调制电路。
全文摘要
本发明提供一种控制发光二级管(Light emitting diodes，简称LED)的方法和电路。在一个实施例中，本发明提供的LED集成电路控制器包括与交流电源配合工作的电压调节电路和电流设定电路。所述电压调节电路包括接收交流电压并产生未调节电压的耗尽器件和接收所述未调节电压并产生基本恒定的直流电压的带隙电压基准电路。所述电流设定电路接收所述基本恒定的直流电压，并提供基本恒定的直流电流以驱动一串LED或多串并联的LED。进一步的，该LED集成电路控制器还包括保护所述LED集成电路控制器免受外部高电压损害的另一个耗尽器件。这样，所述LED集成电路控制器就可以直接与交流电源配合工作。
文档编号H05B37/02GK102821515SQ20121023655
公开日2012年12月12日 申请日期2012年7月9日 优先权日2011年7月7日
发明者赵士城, 黄淳坚 申请人:明通电源科技有限公司