改进型PWM和DIM调光驱动电路的制作方法

本发明涉及led调光领域，具体的说，涉及了一种改进型pwm和dim调光驱动电路。

背景技术

目前在非隔离pwm、dim调光系统中，采用了高压mosfet和内部的jfet公用drain的结构，参考cn201710058800。但是由于系统的供电通过led灯管再给jfet供电，所以此结构在需要led灯管不亮的情况下仍然会导致led灯微亮。同时由于采用了500v高压工艺，单芯片集成了高压mosfet，并采用了双路的结构,功率相对受限。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种防漏光、结构简单、成本低的改进型pwm和dim调光驱动电路。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种改进型pwm和dim调光驱动电路，包括led照明电路和调光电路；所述led照明电路包括led灯管和肖特基管，所述led灯管还连接由电阻、电容和电感组成的lc振荡电路，所述肖特基管、所述led灯管和所述电感还构成退磁回路；所述调光电路包括高压jfet1、高压转低压模块、峰值检测模块、系统控制模块、驱动模块、调光模块、调光信号输入端口、驱动模块和高压mos管；所述高压转低压模块通过所述高压jfet1连接母线电压，输出供外部设备或控制器使用的工作电压；所述调光模块的输入端通过所述调光信号输入端口接收直流信号和pwm信号，所述调光模块的输出端连接所述系统控制模块，所述系统控制模块通过所述驱动模块控制所述高压mos管的栅极，该高压mos管的漏极连接一路照明电路，在高压mos管关闭时，退磁回路的电感进行退磁放电；所述峰值检测模块用于检测高压mos管的源极电压，所述系统控制模块根据检测到的源极电压通过所述驱动模块控制高压mos管的关闭从而调整led调光电路中电感放电的峰值。

基于上述，所述调光电路还包括高压jfet2、欠压保护模块、vgg产生电路和低压差ldo模块，所述vgg产生电路的输入端通过所述高压jfet2连接母线电压，所述vgg产生电路的输出端分别连接储能电容和所述低压差ldo模块，所述低压差ldo模块输出5v电压；所述高压转低压模块还通过所述欠压保护模块向所述vgg产生电路和所述高压转低压模块输出使能信号en。

基于上述，所述高压转低压模块包括运放u1、mos管m1和mos管m2，所述运放u1的输出端分别连接所述mos管m1的栅极和所述mos管m2的栅极，所述mos管m1的栅极还依次通过开关s1和电阻r3连接mos管m1的漏极，所述mos管m1的漏极和所述mos管m2的漏极分别连接所述高压jfet1的源极，所述mos管m1的源极依次通过电阻r2和电阻r1接地，所述mos管m1的源极还依次通过开关s2和电阻r4接地，mos管m1的源极输出电压vdd，mos管m2的源极为驱动模块提供电压；运放u1的同相输入端连接基准电压vref，运放u1的反相输入端连接电阻r2和电阻r1的连接点处，开关s1和开关s2根据使能信号en打开或闭合。

基于上述，所述调光模块包括运放u2、逻辑控制转换电路、恒流源i1、电流源i2、mos管p1、mos管n1、施密特触发器smt、电容c1、逻辑或门和逻辑与门，所述运放u2根据高压mos管的栅漏电容馈电信号通过逻辑控制转换电路输出退磁结束信号k，与调光输入dim信号共同控制电流源i2的大小，以控制对电容c1充电电流大小，产生时间控制信号控制高压mos管栅极的关闭时间。

基于上述，所述vgg产生电路包括比较器u3、mos管hvp1、mos管hvp2、mos管hvn1、mos管hvn2、mos管hvn3、开关s5、开关s6、电阻r5、电阻r6和电阻r7，比较器u3控制mos管hvn1的栅极和mos管hvn2的栅极，mos管hvn1的漏极分别连接mos管hvp1的源极和mos管hvp2的栅极，mos管hvn2的漏极分别连接mos管hvp1的栅极和mos管hvp2的漏极，mos管hvp1的源极、mos管hvp2的源极和mos管hvn3的漏极分别连接高压jfet2的源极，mos管hvn3的栅极连接mos管hvp2的漏极，mos管hvn3的源极依次通过电阻r5、电阻r6和电阻r7接地，mos管hvn3的源极还给储能电容充电，比较器u3的同相输入单连接基准电压vref1，比较器u3的反相输入端通过开关s5连接在电阻r6与电阻r7的连接点处，比较器u3的反相输入端还通过开关s6连接在电阻r5和电阻r6的连接点处。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明采用高压jfet1直接通过母线供电，改正了之前led无法完全关闭而漏光的缺点，同时端口复用，只用一个输入口实现了dim和pwm调光功能，简化了系统设计，降低了系统成本，其具有防漏光、结构简单、成本低的优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意框图。

图2是本发明高压转低压模块的电路结构示意图。

图3是本发明调光模块的电路结构示意图。

图4是本发明退磁波形的结构示意图。

图5是本发明vgg产生电路的电路结构示意图。

图6是本发明峰值检测模块的电路结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

如图1和图6所示，一种改进型pwm和dim调光驱动电路，包括led照明电路和调光电路；所述led照明电路包括led灯管和肖特基管，所述led灯管还连接由电阻、电容和电感组成的lc振荡电路，所述肖特基管、所述led灯管和所述电感还构成退磁回路。电感通过肖特基管和led灯管放电，此放电时间为退磁时间。所述调光电路包括高压jfet1、高压转低压模块、峰值检测模块、系统控制模块、驱动模块、调光模块、调光信号输入端口、驱动模块和高压mos管；所述高压转低压模块通过所述高压jfet1连接母线电压，输出供外部设备或控制器使用的工作电压；所述调光模块的输入端通过所述调光信号输入端口接收直流信号和pwm信号，所述调光模块的输出端连接所述系统控制模块，所述系统控制模块通过所述驱动模块控制所述高压mos管的栅极，该高压mos管的漏极连接一路照明电路，在高压mos管关闭时，退磁回路的电感进行退磁放电；所述峰值检测模块用于检测高压mos管的源极电压，所述系统控制模块根据检测到的源极电压通过所述驱动模块控制高压mos管的关闭从而调整led调光电路中电感放电的峰值。实际中调光电路封装为芯片，高压jfet1漏极通过hv端口连接母线电压，高压mos管漏极通过dn端口连接led照明电路，高压mos管源极通过isen端口接电阻rcs并接地，vgg产生电路通过vgg端口接储能电容，低压差ldo模块通过p5v端口输出5v电源，调光模块通过dim端口接mcu控制器，mcu控制器通过无线通信单元接收调光遥控信号。dim端口兼容pwm调光和直流电压模拟调光。dim端口模拟调光的范围是1v-3v,当dim端口电压低于1v则led电流为0，当dim端口的电压高于3v，则led的电流亮度为100％。dim端口也可以采用pwm调光，输入一个占空比0-100％的方波，则可以调整led电流从0–100％，输入方波的幅度为0v-5v。

如图2所示，vs1接到500v高压jfet1的源极，转换成中压，大概在20至30v左右，然后通过此高压转低压电路再转换成低压7.5v，开关s1和开关s2受到使能信号en控制，系统上电后，开关s1和开关s2闭合，则nmos管m1和nmos管m2接成栅漏短接的形式，mos管m1和mos管m2导通，vdd和vpower电压开始上升，开关s2闭合使得vdd端通过电阻r4接地，控制电阻r4可控制vdd的启动速度，从而使系统更稳定。当vdd的电压到达使能信号en的电压值，大概6.5v左右，则使能信号en控制s1和s2打开，断开r3和r4的连接，此时系统构成了一个负反馈系统，vdd和vpower电压由vref和r1和r2来决定。设定vdd为7.5v，则vpower也为7.5v。

如图3和图4所示，当系统退磁时，dn为高电压，通过高压mos管的栅漏电容馈电到gate信号，此时gate信号为大于0v的低电压信号，大约在0.3v左右。当电感放电完成后,此时dn端口开始谐振，由于高压mos管栅漏电容的作用，此时gate也会谐振，当谐振电压小于0v，则触发退磁结束信号k，当dim信号起作用，则信号k控制电流源i2的大小，电流源i2的大小和输入的dim成比例，i1是一个固定电流源，则ioff＝i1-i2，当系统退磁，则drv为低电压，此时ioff对电容c1充电，当c1的电压上升到施密特触发器smt的触发电压，则dim_off输出高电位。当dim低压输入低，则i2电流变大，此时ioff慢慢变小，c1的充电时间变长，则退磁时间变长，则led灯管电流变小。当dim脚悬空，则con为低电位屏蔽调光模块。

如图5所示，vs2连接到高压jfet2的源极，vs2是高压。vref1是内部的一个基准电压，当系统启动完成后使能信号en触发，则vgg产生电路开始工作，开关s5闭合，s6打开，比较器u3的反相输入端连到电阻的a点，此时mos管hvn3对vgg端口的储能电容开始充电，当电压充到则比较器u3输出电压跳变，此时开关s5打开，开关s6合上，比较器u3的反相输入端连接到电阻的b点，同时mos管hvn3关闭，停止对储能电容充电。vgg产生电路则通过低压差ldo模块输出5v电压，提供给mcu或者其他设备供电。当储能电容电压不停的消耗，则vgg端口电压慢慢下降，当电压下降到则比较器u3输出电压又开始反转，此时开关s5闭合，开关s6打开，比较器u3的反相输入端连到电阻的a点，mos管hvn3又开始对vgg端口的储能电容开始充电，如此反复。在此系统中vgg_a和vgg_b分别是16v和8v。由于外围对5v输出的电流较大，大于10ma，所以通过vgg的储能电容，来使系统的功耗较低，来减小芯片的发热问题。

整个系统是这样工作的：系统上电后,母线电压通过内部高压jfet1到达芯片内部，当内部电压到达使能信号en上电压，则系统开始工作，打开高压mos管，isen端口电压开始慢慢上升，当达到内部限定值，则关闭高压mos管，此时电感通过肖特基管和led灯放电，此放电时间为退磁时间，dim端口连接mcu或者其他控制设备，dim端口在模拟调光的情况下，通过调整dim端口的电压来调整退磁时间，从而调整led的电流。在dim端口输入pwm波形的情况下，则是通过输入波形的占空比来调整led电流，在dim端口悬空的情况下，则退磁时间由电感和led灯的电压以及led灯的电流来决定。在系统启动后，母线电压通过内部高压jfet2到达芯片内部，并通过vgg产生电路对储能电容充电至16v后关闭，此时16v电压通过低压差ldo模块转换成5v输出，给mcu或者其他外置系统供电。当16v电压降低到8v，则jfet2开启对电容充电，如此反复。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。