可调光驱动电路的制作方法

1.本技术涉及集成电路设计技术领域，具体涉及一种可调光驱动电路。


背景技术：

2.近两年智能照明的发展迅速兴起，其间，调光功能尤其受到追捧。现在，一款优秀的智能照明会要求其调光驱动电路拥有丝滑般的调光效果，这样在整体的视觉效果上会更舒适，更符合人眼对光学的要求；即调光效果要求在任何一个亮度和调光过程中不抖动，因为光的抖动会给人一种危险的感觉。pwm斩波调光是一种性价比非常高的调光驱动方案，在调光深度上可以实现千分之一甚至万分之一更深的调光深度，进而满足各种调光需求。
3.但研究人员研究注意到，如果前后两个pwm调光信号的变化正好落在电感的放电时段，此时实际上电感的电流不会增大，灯的亮度也不会变化。请参见图1所示，下图中，前一pwm调光信号的有效高电平持续到a位置，后一pwm调光信号的有效高电平持续到b位置，即前后两个pwm调光信号的有效高电平的长度从a位置变化到b位置，增长了，理论上灯的亮度会变更亮一点；但因为这两个pwm调光信号的变化正好落在电感的放电时段，如上图中虚线时段所示(电感的工作频率由另外决定)，此时实际上电感的电流(也是流经灯珠的电流)不会增大，所以灯珠的亮度不会变化。如此，则要等到后面的pwm调光信号的有效高电平落在电感的充电时段时，此时电感的电流则直接按后面的pwm调光信号对应的电流进行工作，即电流直接跳跃增大，灯珠的亮度也直接跳跃变得更亮，此则为调光中的顿挫(抖动)；如果连续多个pwm调光信号的变化落在电感的放电时段，这种顿挫则是更明显。
4.对此，一个直接对应的解决方案就是检测判断pwm调光信号的有效高电平时间以及电感的充电时段和放电时段，让pwm调光信号的有效高电平时间尽量落在电感的充电时段，但很显然，这个方案的具体落实是异乎寻常的难。本技术的发明人提出，如果尽量提高pwm斩波调光电路的占空比，例如极端理想状态100％，即提高pwm斩波调光电路的输出电压与输入电压的比值，如此则可以尽量减少电感的放电时段，请参见图2虚线时段所示，这样也就可以比较容易的尽量避免pwm调光信号的变化落在电感的放电时段，从而减少调光的顿挫。所以，本技术的发明人提出了本技术的方案。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于提供一种可调光驱动电路，可以尽量减少调光过程的顿挫。
6.为达上述目的，本技术提供如下技术方案：
7.本技术提供一种可调光驱动电路，包括：
8.前级变换器，与外部电源耦接，输出第一电压；
9.调光驱动模块，与所述前级变换器和外部负载均耦接，接收所述第一电压，输出第二电压，驱动所述外部负载工作；
10.第一检测电路，与所述前级变换器耦接，接收所述第一电压，输出表征所述第一电压的第一检测信号；
11.第二检测电路，与所述调光驱动模块耦接，接收所述第二电压，输出表征所述第二电压的第二检测信号；
12.主控制模块，与所述第一检测电路、所述第二检测电路、所述前级变换器均耦接，接收所述第一检测信号、所述第二检测信号，输出调节信号，发送给所述前级变换器，所述前级变换器调节所述第一电压的数值，所述第二电压与所述第一电压的比值维持在预设值。
13.在一实施例中，所述可调光驱动电路还包括电压基准和反馈环路，所述电压基准和反馈环路与所述主控制模块、所述前级变换器均耦接，接收所述主控制模块输出的所述调节信号，产生反馈信号，发送给所述前级变换器，所述前级变换器根据所述反馈信号调节所述第一电压的数值。
14.在一实施例中，所述主控制模块包括主控制芯片，所述主控制芯片具有第一引脚为电源引脚，耦接工作电源；所述主控制芯片具有第二引脚为第一检测引脚，与所述第一检测电路耦接，接收所述第一检测电路输出的所述第一检测信号；所述主控制芯片具有第三引脚为第二检测引脚，与所述第二检测电路耦接，接收所述第二检测电路输出的所述第二检测信号；所述主控制芯片具有第三引脚为调节信号输出引脚，输出所述调节信号；所述主控制芯片具有第八引脚为接地引脚，与信号地耦接。
15.在一实施例中，所述主控制芯片具有第七引脚为调光信号输出引脚，与所述调光驱动模块耦接，输出调光信号给所述调光驱动模块。
16.在一实施例中，所述调光驱动模块包括调光芯片，所述调光芯片具有第二引脚为调光信号输入引脚，并经由第二电阻与信号地耦接；所述调光芯片具有第三引脚为电源引脚，经由第一电容与信号地耦接，并经由第一电阻与所述前级变换器耦接，接收所述第一电压；所述调光芯片具有第五引脚为驱动引脚，经由第二电感与所述外部负载耦接，并经由第一二极管与所述前级变换器耦接，所述第一二极管的阳极与所述第一电压耦接，所述第一二极管的阴极与所述调光芯片的第五引脚耦接；所述调光芯片具有第七引脚为接地引脚，与信号地耦接。
17.在一实施例中，所述调光驱动模块为pwm斩波调光驱动电路，所述调光信号为pwm信号。
18.在一实施例中，所述第一检测电路包括串联的第九电阻、第十一电阻，所述第九电阻的自由端与所述前级变换器耦接，接收所述第一电压，所述第十一电阻的自由端与信号地耦接，所述第九电阻、所述第十一电阻的耦接点输出所述第一检测信号；所述第二检测电路包括串联的第四电阻、第十电阻，所述第四电阻的自由端与所述调光驱动模块耦接，接收所述第二电压，所述第十电阻的自由端与信号地耦接，所述第四电阻、所述第十电阻的耦接点输出所述第二检测信号。
19.在一实施例中，所述电压基准和反馈环路包括基准电压芯片和光耦，所述基准电压芯片具有第三引脚为接地引脚，与信号地耦接；所述基准电压芯片具有第二引脚为电源引脚，经由串联的第十六电阻、第十七电阻与所述前级变换器耦接，接收所述第一电压；所述基准电压芯片具有第一引脚为调节引脚，经由第二十三电阻与所述主控制模块耦接，接收所述调节信号，所述基准电压芯片的第一引脚还经由第二十电阻与信号地耦接，还经由第十八电阻与所述前级变换器耦接，还经由串联的第八电容、第二十一电阻与所述基准电
压芯片的第二引脚耦接；所述光耦具有第一引脚、第二引脚，并联于所述第十七电阻的两端，所述光耦具有第三引脚与电源地耦接，所述光耦具有第四引脚，与所述前级变换器耦接，输出所述反馈信号，发送给所述前级变换器。
20.在一实施例中，所述前级变换器包括辅控制芯片、功率管和变压器，所述辅控制芯片具有第八引脚为反馈引脚，与所述电压基准和反馈环路耦接，接收所述电压基准和反馈环路提供的反馈信号，所述辅控制芯片的第八引脚还经由第三电容与电源地耦接；所述辅控制芯片具有第二引脚为电源引脚，经由串联的第六电阻、第三二极管与所述变压器耦接，还经由第三电解电容与电源地耦接；所述辅控制芯片具有第七引脚为接地引脚，与电源地耦接；所述辅控制芯片具有第五引脚为控制引脚，经由所述功率管与所述变压器耦接。
21.在一实施例中，所述前级变换器还包括整流桥，所述整流桥的输入端与所述外部电源耦接，所述整流桥的输出端的两端之间并联有第一电解电容，再与所述变压器耦接。
22.与现有技术相比，本技术的技术方案具有以下有益效果：
23.本技术所述可调光驱动电路，获取所述前级变换器输出的所述第一电压(亦即调光驱动模块的输入电压)、所述调光驱动模块输出的所述第二电压(亦即调光驱动模块的输出电压，亦即负载电压)，根据不同的负载电压(比如不同的外部负载时，亦即第二电压)以及所述第二电压与所述第一电压的比值的预设值(所述调光驱动模块的占空比的最高值)，调节所述前级变换器输出的所述第一电压的数值，使所述第二电压与所述第一电压的比值维持在预设值，从而减少了所述调光驱动模块中电感的放电时段，也就可以尽量避免调光信号的变化落在电感的放电时段的机率，从而减少了调光过程中的顿挫，提升了用户的使用体验。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为现有技术可调光驱动电路中电感的电流和调光信号的波形示意图；
26.图2为本技术所述可调光驱动电路中电感的电流的波形示意图；
27.图3为本技术第一实施方式提供的一种可调光驱动电路的结构示意图。
具体实施方式
28.下面将对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
29.本技术的技术方案提供一种可调光驱动电路，以下进行详细说明。需要说明的是，以下实施例的描述顺序不作为对本技术实施例优选顺序的限定。且在以下实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
30.请参阅图3所示，本技术第一实施方式提供一种可调光驱动电路，包括：
31.前级变换器10，与外部电源耦接，输出第一电压v1；
32.调光驱动模块20，与所述前级变换器10和外部负载70均耦接，接收所述第一电压v1，输出第二电压v2，驱动所述外部负载70工作；
33.第一检测电路30，与所述前级变换器10耦接，接收所述第一电压v1，输出表征所述第一电压v1的第一检测信号adc_v1；
34.第二检测电路40，与所述调光驱动模块20耦接，接收所述第二电压v2，输出表征所述第二电压v2的第二检测信号adc_v2；
35.主控制模块50，与所述第一检测电路30、所述第二检测电路40、所述前级变换器10均耦接，接收所述第一检测信号adc_v1、所述第二检测信号adc_v2，输出调节信号dac_adj，发送给所述前级变换器10，所述前级变换器10调节所述第一电压v1的数值，所述第二电压v2与所述第一电压v1的比值维持在预设值。
36.其中，所述第一电压v1提供给所述调光驱动模块20，亦可以称为所述调光驱动模块20的输入电压。所述第二电压v2从所述调光驱动模块20输出，亦可以称为所述调光驱动模块20的输出电压，施加到所述外部负载70上，亦可以称为负载电压。在一实施方式中，所述外部负载70为led灯珠，多个或多组led灯珠串联和/或并联均可；所述第二电压v2施加到所述led灯珠的负极，所述led灯珠的正极则耦接到所述第一电压v1。所述第二电压v2与所述第一电压v1的比值，亦可以称为所述调光驱动模块20的占空比d。一般而言，一个调光驱动模块20的占空比d的最高值，在设计时根据调光驱动模块20的各种参数要求以及后面的测试验证，即可以明确下来，而此明确下来的占空比d的最高值即作为所述预设值，保存在所述调光驱动模块20。例如，在一具体实施例中，所述占空比d的最高值可以是94％，或者是95％。一般而言，所述占空比d大于80％，尤其是大于90％，较好。本技术通过检测负载电压(第二电压v2，耦接不同的外部负载70时负载电压则不同)，去调节第一电压v1(调光驱动模块20的输入电压)，让所述第二电压v2与所述第一电压v1的比值维持在预设值，即较高的占空比d，例如94％或95％，如此本技术所述可调光驱动电路无论耦接什么样的外部负载70，所述调光驱动模块20中电感的放电时段都会尽可能的少，从而尽量的避免调光信号的变化落在电感的放电时段，进而减少了调光的顿挫，给用户以较佳的使用体验。
37.在一实施方式中，所述主控制模块50包括主控制芯片u5，所述主控制芯片u5具有第一引脚为电源引脚，耦接工作电源；所述主控制芯片u5具有第二引脚为第一检测引脚cs/pa7，与所述第一检测电路30耦接，接收所述第一检测电路30输出的所述第一检测信号adc_v1；所述主控制芯片u5具有第三引脚为第二检测引脚tks/pa6，与所述第二检测电路40耦接，接收所述第二检测电路40输出的所述第二检测信号adc_v2；所述主控制芯片u5具有第三引脚为调节信号输出引脚rstb/pa5，输出所述调节信号dac_adj；所述主控制芯片u5具有第八引脚为接地引脚，与信号地sgnd耦接。如前所述，所述主控制模块50保存有所述第二电压v2与所述第一电压v1的比值的预设值，即所述调光驱动模块20的占空比d的最高值；再加上获取到的所述第一检测信号adc_v1实际上表征所述第一电压v1的实际值，获取到的所述第二检测信号adc_v2实际上表征所述第二电压v2的实际值，如此经过判断比较计算，即可输出一调节信号dac_adj，以表征所述第一电压v1应该达到的理想值。例如，在一具体实施例中，所述第一电压v1的当前实际值为24v，但结合所述第二电压v2以及所述占空比d的最高值(预设值)进行比较计算，得到所述第一电压v1的理想值应为22v较好，如此输出的所述
调节信号dac_adj则表征此22v。
38.在一实施方式中，所述调节信号dac_adj为模拟信号。此模拟信号并不能直接控制所述前级变换器10改变输出的第一电压v1。所以，在一实施方式中，所述可调光驱动电路还包括电压基准和反馈环路60，所述电压基准和反馈环路60与所述主控制模块50、所述前级变换器10均耦接，接收所述主控制模块50输出的所述调节信号dac_adj，产生反馈信号fb，发送给所述前级变换器10，所述前级变换器10根据所述反馈信号fb调节所述第一电压v1的数值。所述调节信号dac_adj经过所述电压基准和反馈环路60的转换，产生反馈信号fb，发送给所述前级变换器10，所述前级变换器10即可根据所述反馈信号fb调节所述第一电压v1的数值。
39.在一实施方式中，所述电压基准和反馈环路60包括基准电压芯片u2和光耦u3，所述基准电压芯片u2具有第三引脚为接地引脚，与信号地sgnd耦接；所述基准电压芯片u2具有第二引脚为电源引脚，经由串联的第十六电阻r16、第十七电阻r17与所述前级变换器10耦接，接收所述第一电压v1；所述基准电压芯片u2具有第一引脚为调节引脚，经由第二十三电阻r23与所述主控制模块50耦接，接收所述调节信号dac_adj，所述基准电压芯片u2的第一引脚还经由第二十电阻r20与信号地sgnd耦接，还经由第十八电阻r18与所述前级变换器10耦接，还经由串联的第八电容c8、第二十一电阻r21与所述基准电压芯片u2的第二引脚耦接；所述光耦u3具有第一引脚、第二引脚，并联于所述第十七电阻r17的两端，所述光耦具有第三引脚与电源地pgnd耦接，所述光耦u3具有第四引脚，与所述前级变换器10耦接，输出所述反馈信号fb，发送给所述前级变换器10。在一具体实施例中，所述基准电压芯片u2的型号为tl431m。作为模拟信号的所述调节信号dac_adj，经由所述电压基准和反馈环路60的转换，产生反馈信号fb，即可用于控制所述前级变换器10改变输出的第一电压v1。
40.在一实施方式中，所述前级变换器10包括辅控制芯片u1、功率管q1和变压器t1，所述辅控制芯片u1具有第八引脚为反馈引脚，与所述电压基准和反馈环路60耦接，接收所述电压基准和反馈环路60提供的反馈信号fb，所述辅控制芯片u1的第八引脚还经由第三电容c3与电源地pgnd耦接；所述辅控制芯片u1具有第二引脚为电源引脚，经由串联的第六电阻d6、第三二极管d3与所述变压器t1耦接，还经由第三电解电容ec3与电源地pgnd耦接；所述辅控制芯片u1具有第七引脚为接地引脚，与电源地pgnd耦接；所述辅控制芯片u1具有第五引脚为控制引脚，经由所述功率管q1与所述变压器t1耦接。在一具体实施例中，所辅控制芯片u1的型号为hfc0100hs。根据所述反馈信号fb的不同，可以调节输出的所述第一电压v1的数值。
41.更具体的，在一实施方式中，所述前级变换器10还包括整流桥db1，所述整流桥db1的输入端与所述外部电源耦接，在一具体实施例中，所述外部电源为交流电，所述整流桥db1的输入端的两端分别通过火线l和零线n与所述交流电耦接。所述整流桥db1的输出端的两端之间并联有第一电解电容ec1，再与所述变压器t1耦接。所述变压器t1具有第一引脚、第三引脚、第五引脚、第六引脚、第九引脚、第十引脚，所述变压器t1的第一引脚与第三引脚之间构成所述变压器t1的初级绕组，所述变压器t1的第九引脚与第十引脚之间构成所述变压器t1的次级绕组，所述变压器t1的第五引脚与第六引脚之间构成所述变压器t1的辅助绕组。所述变压器t1的第一引脚与所述整流桥db1的输出端的第一端耦接，所述整流桥db1的输出端的第二端与电源地pgnd耦接，所述变压器t1的第三引脚与所述功率管q1的漏极耦
接。所述变压器t1的第九引脚与第十引脚之间串联有第四二极管d4和第四电解电容ec4，且所述变压器t1的第十引脚与信号地sgnd耦接，所述第四二极管d4与所述第四电解电容ec4的耦接点输出所述第一电压v1。所述变压器t1的第五引脚与电源地pgnd耦接，所述变压器t1的第六引脚经由串联的所述第三二极管d3、所述第六电阻d6与所述辅控制芯片u1的第二引脚耦接。所述辅控制芯片u1还具有第一引脚为谷底检测引脚，经由第七电阻r7与所述变压器t1的第六引脚耦接，并经由第五电容c5与电源地pgnd耦接。所述辅控制芯片u1还具有第四引脚为电压电源引脚hv，经由第五电阻r5与所述整流桥db1的输出端的第一端耦接。所述辅控制芯片u1还具有第六引脚为采样引脚cs，经由第四电容c4与电源地pgnd耦接，并经由第十二电阻r12与电源地pgnd耦接，并与所述功率管q1的源极耦接。所述辅控制芯片u1的第五引脚与所述功率管q1的栅极耦接。如此，所述前级变换器10可以更加完整、安全的工作，根据所述反馈信号fb的不同，调节输出的所述第一电压v1的数值，并且能够进行电路的各种采样、检测，使电路安全、稳定的工作。
42.在一实施方式中，所述调光驱动模块20包括调光芯片u6，所述调光芯片u6具有第二引脚为调光信号输入引脚，并经由第二电阻r2与信号地sgnd耦接；所述调光芯片u6具有第三引脚为电源引脚，经由第一电容c1与信号地sgnd耦接，并经由第一电阻r1与所述前级变换器10耦接，接收所述第一电压v1；所述调光芯片u6具有第五引脚为驱动引脚，经由第二电感t2与所述外部负载70耦接，并经由第一二极管d1与所述前级变换器10耦接，所述第一二极管d1的阳极与所述第一电压v1耦接，所述第一二极管d1的阴极与所述调光芯片u6的第五引脚耦接；所述调光芯片u6具有第七引脚为接地引脚，与信号地sgnd耦接。而所述调光信号，系由所述主控制模块50提供。所述主控制芯片u5具有第七引脚为调光信号输出引脚，与所述调光驱动模块20耦接，输出调光信号给所述调光驱动模块20。亦即，所述调光芯片u6的第二引脚与所述主控制芯片u5的第七引脚耦接，接收所述主控制芯片u5的第七引脚输出的所述调光信号。在一实施例中，所述调光信号为pwm信号，亦即所述调光驱动模块20为pwm斩波调光驱动电路。更具体的，所述调光芯片u6具有第八引脚为接地引脚，与所述调光芯片u6的第七引脚耦接；所述调光芯片u6具有第六引脚也为驱动引脚，与所述调光芯片u6的第五引脚耦接；所述调光芯片u6具有第一引脚也为稳压引脚ld，与所述调光芯片u6的第三引脚耦接。
43.在一实施方式中，所述第一检测电路30包括串联的第九电阻r9、第十一电阻r11，所述第九电阻r9的自由端与所述前级变换器10耦接，接收所述第一电压v1，所述第十一电阻r11的自由端与信号地sgnd耦接，所述第九电阻r9、所述第十一电阻r11的耦接点输出所述第一检测信号adc_v1。所述第二检测电路40包括串联的第四电阻r4、第十电阻r10，所述第四电阻r4的自由端与所述调光驱动模块20耦接，接收所述第二电压v2，所述第十电阻r10的自由端与信号地sgnd耦接，所述第四电阻r4、所述第十电阻r10的耦接点输出所述第二检测信号adc_v2。
44.最后需要补充说明的是，所述主控制芯片u5的第一引脚经由电压转换芯片u4与所述前级变换器10耦接，将所述前级变换器10输出的所述第一电压v1转换为所述主控制芯片u5所需要的工作电压。例如，第一电压v1为24v，所述主控制芯片u5所需要的工作电压为5v，则通过所述电压转换芯片u4转换完成。
45.与现有技术相比，本技术的技术方案具有以下有益效果：
46.本技术所述可调光驱动电路，获取所述前级变换器输出的所述第一电压(亦即调光驱动模块的输入电压)、所述调光驱动模块输出的所述第二电压(亦即调光驱动模块的输出电压，亦即负载电压)，根据不同的负载电压(比如不同的外部负载时，亦即第二电压)以及所述第二电压与所述第一电压的比值的预设值(所述调光驱动模块的占空比的最高值)，调节所述前级变换器输出的所述第一电压的数值，使所述第二电压与所述第一电压的比值维持在预设值，从而减少了所述调光驱动模块中电感的放电时段，也就可以尽量避免调光信号的变化落在电感的放电时段的机率，从而减少了调光过程中的顿挫，提升了用户的使用体验。
47.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。此外，说明书中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。