专利名称：发光二极管调光电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于开关电源的发光二极管调光电路。
背景技术：
用于LED (发光二极管)驱动的开关电源集成电路中，包括功率NMOS管，负载LED及LED串控制开关和输出电压检测电路和功率MOS管控制电路。为了节能，常常会有一种称为调光模式的电路运行模式，在此运行模式下，电路的功率MOS管和LED串控制开关以一定的频率间歇性开启关闭，由于人眼的视觉滞后效应，从人眼的视觉感官来看，人眼的感觉是亮度上的均匀变化，而并非LED在闪烁。具体地，如图I所示的BOOST (升压型)LED驱动电路，包括输入电压端11，输出电压端13，电感14，整流二极管16，功率NMOS管23，作为电路负载的LED阵列15，用于调制 LED电流的可以开关的多个LED串控制开关25，输出电压检测电路24，时钟发生器21，占空比调节电路22。其中，电感14，整流二极管16，功率NMOS管23，输入电压端11，输出电压端13以本领域公知的BOOST型电路拓扑方式互相连接。LED阵列15为多个LED的首尾相接的串联，以多个这样的LED串正向端连接在输出电压端，负向端分别连接在LED串控制开关25上。LED串控制开关的个数与LED串的数量相等。输出电压被反馈到输出电压误差检测模块24的输入端，其输出端241的电压随输出电压的变化而相应的变化。时钟发生器21产生一个频率恒定，占空比小于10%的时钟信号,该时钟信号和241端的电压信号一起输入到占空比调节电路22中，占空比调节电路22对这些信号处理后，从231端输出一个占空比跟随241端电压变化的方波信号，用于驱动功率MOS管得栅极。LED串控制开关25 —直开启，以提供LED串的电流。而在调光模式中，12端为调光信号输入端,该信号为一个方波信号,可以设定12为高电平时，整个电路如上文所述正常工作，调光不使能。而12为低电平时，电路进入调光状态，调光使能。此时231信号一直为零，功率NMOS管23 —直关闭，同时12信号为低还将关闭的LED串控制开关25。这样输出电压在没有负载的情况下，虽然功率NMOS管不再动作，在接有输出滤波电容的情况下，输出电压在调光状态下仍能保持。在实际应用中，由于各种各样的原因，例如LED串控制开关25无法保证关闭时漏电流为零，或者输出电压端13到地有其他的损耗，例如用作功率NMOS管驱动时的损耗，输出电压检测电路可能存在的直流通路等，可能使得在调光状态下，LED串控制开关25和功率NMOS管23 —起关闭时，输出电压端13的电压仍然会下降，当关闭时间较长时，电压下降值不可忽略，这对从调光状态切换到正常工作状态时的电路稳定是不利的，可能造成状态切换时输出电压的大幅震荡，进而可能破坏到LED的电流稳定，影响LED发光的视觉效果。因此，如何使输出电压端电压能得到一定程度上的补偿是本实用新型需要解决的技术问题
实用新型内容
[0007]本实用新型提供一种新的调光电路，该电路在调光状态下，LED串控制开关虽然关闭，但功率NMOS管并不一直关闭，而是以一个微小的占空比开启，从而使输出电压端电压能得到一定程度上的补偿。为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下一种发光二极管调光电路，包括输入电压端11、调光信号控制端12、输出电压端13、电感14、LED串15、二极管16和晶振21、开关管控制模块22、功率开关管23、输出电压误差检测模块24、LED串控制开关25 ;所述电感14 一端与输入电压端11连接，另一端和二极管16的正向端以及功率开关管23的漏极接在一 起，二极管16的反向端连接输出电压端
13;输出电压误差检测模块24接受输出电压端13的电压信号作为一个输入，输出信号241作为开关管控制模块22的输入信号，晶振21产生一个具备固定高电平脉冲时间和固定频率的脉冲信号输入到开关管控制模块22，功率开关管23的源级接地，所述LED控制开关25跨接在所述LED串15的反向端和地之间，该LED控制开关25的控制端与调光信号控制端12连接LED串15的正向端连接输出电压端13 ;它还包括一个调光控制电路26，其具有三个输入端261、262、263，分别与所述晶振21的输出端、开关管控制模块22的输出端和调光信号控制端12连接，输出端265与功率开关管23的栅极连接。作为本实用新型上述发光二极管调光电路的一种优选方案它还包括一个降频电路28，其输入端与所述晶振21连接，该降频电路28输出一个脉冲信号到所述调光控制电路26的输入端261。本实用新型的发光二极管调光电路在调光状态下，LED串控制开关虽然关闭，但功率NMOS管并不一直关闭，而是以一个微小的占空比开启，从而使输出电压端电压能得到一定程度上的补偿；避免了状态切换时输出电压的大幅震荡，进而保持了 LED的电流稳定。
图I示出现有技术BOOST (升压型)LED驱动电路的示意图；图2A示出根据本实用新型的第一实施例的，改进BOOST(升压型)LED驱动电路的示意图；图2B示出根据本实用新型第一实施例的选择器示意图；图2C示出根据本实用新型第二实施例的选择器示意图；图3示出根据本实用新型的第二实施例的，改进BOOST (升压型)LED驱动电路的示意图；以及图4示出根据本实用新型的第三实施例的，改进BOOST (升压型)LED驱动电路的示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型的具体实施方式
作进一步的详细说明。图2A示出根据本实用新型的第一实施例的，改进BOOST(升压型)LED驱动电路的示意图。具体地，其包括图I所示BOOST (升压型)LED驱动电路，该BOOST (升压型)LED驱动电路具体包括输入电压端11，调光信号控制端12,输出电压端13,电感14,作为电路负载的LED阵列15，整流二极管16，时钟发生器21，占空比调节电路22，功率NMOS管23，输出电压误差检测模块24，用于调制LED电流的可以开关的多个LED串控制开关25。图2A所示本实用新型的改进BOOST (升压型)LED驱动电路，还包括调光控制电路26。其中，电感14、整流二极管16、功率NMOS管23、输入电压端11和输出电压端13以本领域公知的BOOST型电路拓扑方式互相连接。LED阵列15为多个LED的首尾相接的串联，以多个这样的LED串正向端连接在输出电压端，负向端分别连接在LED串控制开关25上。LED串控制开关25的个数与LED串的数量相等。输出电压被反馈到输出电压误差检测模块24的输入端，输出电压误差检测模块24的输出端241的电压随输出电压的变化而相应的变化。时钟发生器21产生一个频率恒定，占空比小于10%的时钟信号，该时钟信号和输出端241的电压信号一起输入到占空比调节电路22中，在占空比调节电路22和功率NMOS管23间加入调光控制电路26，调光控制电路26具有3个输入端261，262和263，一个输出端265。输入端261，262和263分别接时钟信号，调光信号和占空比输出信号。占空比调节电路22和调光控制电路26对这些信号处理后，从265端输出一个占空比跟随输出电压误差检测模块24的输出端241电压变化的方波信号,用于驱动功率MOS管的栅极。LED串控制开关25—直开启，以提供LED串的电流。而在调光模式中，调光信号控制端12为调光信号输入端,该信号为一个方波信号，可以设定调光信号控制端12为高电平时，整个电路如上文所述正常工作，调光不使能。而调光信号控制端12为低电平时，电路进入调光状态，将时钟信号输出到调光控制电路26的输出端265。例如最简单的调光控制电路26可以是一个由调光信号控制二选一选择器266与驱动电路267连接而成，输出端265用于驱动功率MOS管的栅极。二选一选择器266的示意图如图2B所示。这样当调光信号不使能时，电路正常工作。调光信号使能时，功率NMOS管并非一直关闭，而是以一个时钟给出的小占空比开启，该占空比通常大于O、小于等于5%。可以保证输出电压不会下降。图3示出根据本实用新型的第二实施例的，BOOST(升压型)LED驱动电路的示意图。具体地，本领域技术人员理解，图3为进一步改进电路实施例二，相对于图2A所示出的第一实施例，其增加了一个输出电压检测电路27，选择器266增加了一个控制端2664作为调光控制电路26的输入端264，输出电压检测电路27的输出信号连接到输入端264。这时二选一选择器266的示意图如图2C所示。在调光模式下，当输出电压下降到一个事先设定的阈值时，输出电压检测电路27输出信号，以控制调光控制电路26把时钟信号输出到输出端265，这时功率NMOS管23才开始以小占空比运行，当输出电压恢复到设定的阈值时，功率NMOS管23关闭。这样可以更精确地实现对输出电压的补偿，防止在调光模式下当输出电压没有下降或是下降不明显时的开关对输出电压的过补偿。图4示出根据本实用新型的第三实施例的，BOOST(升压型)LED驱动电路的示意图。具体地，本领域技术人员理解，图4为另一种改进电路实施例，时钟信号Cl并非直接加入到26的输出端，而是经过一个降频电路28后再输出，降频后输出的时钟信号C2的占空比维持不变，但每隔2个或更多的时钟周期才输出一个高电平，图4中给出的降频前后时钟信号C1、C2的对比图，这一变化实际上等于占空比被削减。降频电路28输出的脉冲信号相位与晶振21的输出脉冲信号相位相同，频率为该晶振21的脉冲信号频率的1/8至1/2 ;这样可以使调光模式下的功率NMOS管上的占空比更小，对输出电压的补偿幅度更小，同样可、以防止调光模式下对输出电压的过补偿。需要说明的是，以上实施例只是为了清楚简洁的说明，并非局限于固定的电路结构。例如开关电源整体架构不仅是BOOST结构，本领域公知的通过调节功率管占空比来调节输出电压的电路结构，如BUCK(降压型)和BUCK-B00ST (升降压型)都可以采用这种电路。调光控制电路26也可以有其他的电路组合结构，只要实现在调光模式下，输出占空比信号不为零，而是一个较小的占空比即可。另外，实施例二中的输出电压检测电路27和实施例三中的降频电路28可以分别使用，也可以组合使用。以上所述的仅为本实用新型的优选实施例，所述实施例并非用以限制本实用新型的专利保护范围，因此凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同 理均应包含在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种发光二极管调光电路，包括输入电压端(11)、调光信号控制端(12)、输出电压端(13)、电感(14)、LED串(15)、二极管(16)和晶振(21)、开关管控制模块(22)、功率开关管(23)、输出电压误差检测模块(24)、LED串控制开关(25);所述电感(14) 一端与输入电压端(11)连接，另一端和二极管(16)的正向端以及功率开关管(23)的漏极接在一起，二极管(16)的反向端连接输出电压端(13);输出电压误差检测模块(24)接受输出电压端(13)的电压信号作为一个输入，输出信号(241)作为开关管控制模块(22)的输入信号，晶振(21)产生一个具备固定高电平脉冲时间和固定频率的脉冲信号输入到开关管控制模块(22)，功率开关管(23)的源级接地，所述LED控制开关(25)跨接在所述LED串(15)的反向端和地之间，该LED控制开关(25)的控制端与调光信号控制端(12)连接，LED串(15)的正向端连接输出电压端(13); 其特征在于，它还包括一个调光控制电路(26)，其包括三个输入端(261、262、263)，分别与所述晶振(21)的输出端、开关管控制模块(22)的输出端和调光信号控制端(12)连接，输出端(265)与功率开关管(23)的栅极连接。
2.如权利要求I所述的发光二极管调光电路，其特征在于，所述晶振(21)产生的脉冲信号的占空比大于O、小于等于5%。
3.如权利要求I所述的发光二极管调光电路，其特征在于，它还包括一个降频电路(28)，连接在所述晶振(21)和所述调光控制电路(26)的输入端(261)之间。
4.如权利要求3所述的发光二极管调光电路，其特征在于，所述降频电路(28)输出的脉冲信号相位与所述晶振(21)的输出脉冲信号相位相同，频率为该晶振(21)的脉冲信号频率的1/8至1/2。
5.如权利要求I至4中任一项所述的发光二极管调光电路，其特征在于，所述调光控制电路(26)具体包括选择器(266)和驱动电路(267);该选择器(266)的两个输入端(2661、.2662)分别作为调光控制电路(26)的两个输入端(261、262)，该选择器(266)的控制端(2663)作为调光信号控制电路(26)的输入端(263),该选择器(266)的输出端与驱动电路(267)的输入端连接，该驱动电路(267)的输出端作为调光控制电路(26)的输出端(265)。
6.如权利要求5所述的发光二极管调光电路，其特征在于，所述选择器(266)为二选一选择器。
7.如权利要求I至4中任一项所述的发光二极管调光电路，其特征在于，所述调光控制电路(26)还包括一个输入端(264),所述发光二极管调光电路还包括一个输出电压检测电路(27)，该输出电压检测电路(27)的输入端与所述输出电压端(13)相连接，输出端与所述输入端(264)连接。
8.如权利要求7所述的发光二极管调光电路，其特征在于，所述调光控制电路(26)具体包括选择器(266)和驱动电路(267);该选择器(266)的两个输入端(2661、2662)分别作为调光控制电路(26)的两个输入端(261、262)，该选择器(266)的一个控制端(2663)作为调光信号控制电路(26)的输入端(263)，另一个控制端(2664)作为调光控制电路(26)的输入端(264)，该选择器(266)的输出端与驱动电路(267)的输入端连接，该驱动电路(267)的输出端作为调光控制电路(26)的输出端(265)。
9.如权利要求8所述的发光二极管调光电路，其特征在于，所述选择器(266)为二选一选择器。
专利摘要一种发光二极管调光电路，包括输入电压端、调光信号控制端、输出电压端、电感、LED串、二极管和晶振、开关管控制模块、功率开关管、输出电压误差检测模块、LED串控制开关；它还包括一个调光控制电路，其具有三个输入端，分别与晶振的输出端、开关管控制模块的输出端和调光信号控制端连接，其输出端与功率开关管的栅极连接。本实用新型的发光二极管调光电路在调光状态下，LED串控制开关虽然关闭，但功率NMOS管并不一直关闭，而是以一个微小的占空比开启，从而使输出电压端电压能得到一定程度上的补偿；避免了状态切换时输出电压的大幅震荡，进而保持了LED的电流稳定。
文档编号H05B37/02GK202475850SQ20122000776
公开日2012年10月3日 申请日期2012年1月10日 优先权日2012年1月10日
发明者温作晓, 罗言刚 申请人:彩优微电子(昆山)有限公司