可调光led驱动电路的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种可调光LED驱动电路，包括误差放大器和调光信号译码器；所述调光信号译码器的第一输入端输入调光信号，第二输入端输入参考电压，第三输入端输入修调信号，第一输出端与所述误差放大器的第一输入端相连；所述误差放大器的第二输入端输入反馈电压；当所述调光信号为第一信号时，所述调光信号译码器的第一输出端向所述误差放大器的第一输入端输出所述参考电压的比值与第二随机误差的和或差；所述误差放大器的第二输出端输出所述调光信号译码器的第一输出端输出与所述第一随机误差的和或差。本发明通过增加调光信号译码器使其输出电压抵消了误差放大器的随机误差电压。
【专利说明】可调光LED驱动电路
【技术领域】
[0001] 本发明涉及驱动电路领域，特别是涉及一种可调光LED驱动电路。
【背景技术】
[0002] 交流一直流LED照明应用中，LED电流越来越被希望可以通过各种方式将其输出 电流可以调节。其中调节的方式有：智能调光、晶闸管调光和DALI (Digital Addressable Lighting Interface,数字可寻址照明接口）调光等。
[0003] 在PWM调光信号的占空比比较小时，相对应的输出电流的误差会变大，同时，精度 也会变差。输出电流的精度变差的原因主要是因为误差放大器存在随机误差，这会使输出 电流的精度在PWM调光信号的占空比等于1〇〇 %时也存在误差。
[0004] 图1为现有技术的LED驱动电路的恒流控制和调光原理结构图。如图1所示，系 统的输出电流通过电流采样电路Α将反馈电压（FeedBack Voltage，FB)送给误差放大器 EA，反馈电压FB与参考电压VMf比较后产生误差放大信号，将误差放大信号送给脉冲宽度 调制（Pulse Width Modulation，PWM)控制器U2，然后PWM控制器驱动功率开关A，从而达 到恒流的效果。假设反馈信号VFB与LED输出电流的关系为：
[0005] ILED - k · VFB
[0006] 根据负反馈的原理：
[0007] VFB-Vref = 0
[0008] 从而得到LED输出电流与参考电压的关系为：
[0009] ILED = k · Vref
[0010] 通常，如果想要控制输出电流的大小，需要采用的方法是用外部的调光控制信号 来线性控制内部参考电压的大小。图2为现有技术PWM调光信号的占空比与参考电压线性 不意图。如图2所不，当占空比为2%时，参考电压变为该参考电压的2%，当占空比为100% 时，参考电压变为该参考电压的100%，但是，这种方法在占空比较小时，相对应的输出电流 的误差会变大，精度也会变差。导致输出电流精度变差的原因是，误差放大器EA存在随机 误差，这会使输出电流的精度在PWM调光信号的占空比等于100%时也存在误差。
[0011] 图3为现有技术误差放大器连接结构示意图。如图3所示，假设误差放大器EA的 随机误差为，则LED输出电流变为：
[0012] VFB-Vref±V0ffl = 0
[0013] ILED - k · (VrefiV0ffl)
[0014] 通过现有的修调方法，使占很小的比例，一般的工业标准是2%，这样，在PWM 调光信号的占空比等于100%时，LED输出电流的误差则控制在2%以内。具体为： _5] ILED = k · (Vref±2% · Vref)
[0016] ILED = k · 98% · Vref ?k · 102% · Vref
[0017] 当PWM调光信号的占空比变小时，V,ef的绝对值变小，因此对输出电流编差的 影响就会成比例放大了。当变为原来的2%时，V。^还是100% *VMf的2%，因此LED 输出电流变为：
[0018] ILED = k · (2% · Vref土V0ffl) = k · (2% · Vrtf±2% · Vref)
[0019] ILED = 〇?k.4%Vref
[0020] 图4为现有技术LED输出电流与PWM调光信号的占空比线性示意图。如图4所示， 误差放大器EA的随机误差Vfi占2% *VMf的±100%，即当PWM调光信号的占空比为2% 时，输出电流变为〇到2%的全载电流。
【发明内容】
[0021] 本发明的目的是解决误差放大器产生的随机误差电压。
[0022] 为实现上述目的，本发明提供了一种可调光LED驱动电路，其特征在于，所述电路 包括调光信号译码器和误差放大器；
[0023] 所述调光信号译码器的第一输入端输入调光信号，第二输入端输入参考电压，第 三输入端输入修调信号，第一输出端与所述误差放大器的第一输入端相连；
[0024] 所述误差放大器的第二输入端输入反馈电压；
[0025] 当所述调光信号为第一信号时，所述调光信号译码器的第一输出端向所述误差放 大器的第一输入端输出所述参考电压的比值与第二随机误差的和或差；所述误差放大器的 第二输出端输出所述调光信号译码器的第一输出端输出与所述第一随机误差的和或差； [0026] 当所述修调信号发生改变时，所述第二随机误差与所述第一随机误差互为相反 数，所述误差放大器的第二输出端输出所述参考电压的比值；
[0027] 当所述调光信号为第二信号时，所述调光信号译码器的第二输出端输出所述参考 电压。
[0028] 进一步地，所述调光信号译码器包括：锯齿波发生器、低通滤波器、比较器和乘法 器；
[0029] 所述调光信号为脉冲宽度调制PWM调光信号，所述锯齿波发生器的输入端输入所 述修调信号，输出端与所述比较器的第一输入端相连；
[0030] 所述低通滤波器的输入端输入PWM调光信号，输出端与所述比较器的第二输入端 相连；
[0031] 所述比较器的输出端与所述乘法器的第一输入端相连；
[0032] 所述乘法器的第二输入端输入所述参考电压，输出端与所述误差放大器相连；
[0033] 将所述锯齿波发生器输出端向所述比较器第一输入端输出的锯齿波通过所述比 较器与所述低通滤波器的输出端向所述比较器第二输入端输出的低通信号进行比较，从而 得到第一处理信号，将所述第一处理信号与所述参考电压进行乘积，从而得到第二处理信 号。
[0034] 进一步地，所述调光信号译码器包括：锯齿波发生器、电压转换器、比较器和乘法 器；
[0035] 所述调光信号为线性电压信号，所述锯齿波发生器的输入端输入所述修调信号， 输出端与所述比较器的第一输入端相连；
[0036] 所述电压转换器的输入端输入电压调光信号，输出端与所述比较器的第二输入端 相连；
[0037] 所述比较器的输出端与所述乘法器的第一输入端相连；
[0038] 所述乘法器的第二输入端输入所述参考电压，输出端与所述误差放大器相连；
[0039] 将所述锯齿波发生器输出端向所述比较器第一输入端输出的锯齿波通过所述比 较器与所述电压转换器的输出端向所述比较器第二输入端输出的低通信号进行比较，从而 得到第一处理信号，将所述第一处理信号与所述参考电压进行乘积，从而得到第二处理信 号。
[0040] 本发明的优点：通过增加调光信号译码器使其输出电压抵消了误差放大器的随机 误差电压。
【专利附图】
【附图说明】
[0041] 图1为现有技术的LED驱动电路的恒流控制和调光原理结构图；
[0042] 图2为现有技术PWM调光信号的占空比与参考电压线性示意图；
[0043] 图3为现有技术误差放大器连接结构示意图；
[0044] 图4为现有技术LED输出电流与PWM调光信号的占空比线性示意图；
[0045] 图5为本发明实施例提供的可调光LED驱动电路结构示意图；
[0046] 图6为本发明实施例提供的可调光LED驱动电路另一结构不意图；
[0047] 图7为本发明实施例提供的调光信号译码器的一种实现方式示意图；
[0048] 图8为本发明实施例提供的低通滤波器结构示意图；
[0049] 图9为本发明实施例提供的锯齿波发生器结构示意图；
[0050] 图10为本发明实施例提供的乘法器结构示意图；
[0051] 图11为本发明实施例提供的乘法器与误差放大器合并结构示意图；
[0052] 图12为本发明实施例提供的调光信号译码器的另一种实现方式示意图；
[0053] 图13为本发明实施例提供的电压转换器结构示意图；
[0054] 图14为本发明实施例提供的反激式结构示意图；
[0055] 图15为本发明实施例提供的降压式结构示意图；
[0056] 图16为本发明实施例提供的晶闸管调光结构示意图。
【具体实施方式】
[0057] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
[0058] 图5为本发明实施例提供的可调光LED驱动电路结构示意图。如图5所示，调光 信号译码器11的第一输入端与调光信号相连，第二输入端与参考电压相连，第三输入端与 修调信号相连，输出端与误差放大器12的第一输入端相连，误差放大器的第二输入端与反 馈电压相连。
[0059] 当调光信号为第二信号，第二信号为100%电流时，调光信号译码器的输出值为参 考电压，如公式⑴所示：
[0060] VrefPst = Vref (1)
[0061] 当调光信号为第一信号，第一信号为2%电流时，调光信号译码器的输出电压如公 式⑵所示：
[0062] VrefPst = 2% ·νΜ?±ν〇--2 (2)
[0063] 并且如公式（3)所示：
[0064] V〇ff2 = _V〇ffl (3)
[0065] 使得VMfPst抵消误差放大器的随机误差。公式（3)的方法是在生产测试阶段，通过 修改修调信号完成的。
[0066] 图6为本发明实施例提供的可调光LED驱动电路另一结构示意图。如图6所示， 在公式（1)的条件下，误差放大器12的输出如公式（4)所示，
[0067] VEAout 一 VrefPst 土 V〇ff 1 (4)
[0068] 在公式（2)和⑶的条件下，误差放大器12的输出如公式（5)所示，
[0069] VEAout = 2% * Vref (5)
[0070] 图7为本发明实施例提供的调光信号译码器的一种实现方式示意图。如图7所示， 当调光信号为脉冲宽度调制PWM调光信号时，调光信号译码器包括：锯齿波发生器U 12、低通 滤波器un、比较器u13和乘法器u14。
[0071] 锯齿波发生器U12的输入端与修调信号相连，低通滤波器Un的输入端与PWM调光 信号相连，比较器u 13的第一输入端与锅齿波发生器u12的输出端相连，其第二输入端与低通 滤波器un的输出端相连，乘法器u 14的第一输入端与比较器u13的输出端相连，其第二输入 端与反馈电压相连，乘法器u 14的输出端与误差放大器相连。
[0072] 将锯齿波发生器U12输出的锯齿波通过比较器与低通滤波器Un输出的低通信号进 行比较，从而得到第一处理信号，将第一处理信号与参考电压进行乘积，从而得到第二处理 信号。
[0073] 图8为本发明实施例提供的低通滤波器结构示意图。如图8所示，在低通滤波器 中，有两个参考电压V Mf2和VMf3, Duty为PWM调光信号的占空比，低通滤波器的输出电压如 公式（6)所示：
[0074] VLPF = (Vref2-Vref3) · Duty (6)
[0075] 图9为本发明实施例提供的锯齿波发生器结构示意图。如图9所示，锯齿波 发生器的输入端接入修调信号，输出为一个锯齿波，该锯齿波的低电平为V Mf4，高电平为 (VMf2U，其中，低电平由修调信号控制。
[0076] 图10为本发明实施例提供的比较器结构示意图。如图10所示，比较器的第一输 入端与锯齿波发生器的输出端相连，其第二输入端与低通滤波器的输出端相连。输出为脉 冲波，占空比为DutyPst。
[0077] 当PWM调光信号的占空比Duty = 100%时，由公式（7)可知，
[0078] VLPF - Vref2-Vref3 (7)
[0079] 因此，DutyPst = 100%。
[0080] 当PWM调光信号的占空比Duty = 2%时，由公式（8)可知，
[0081] VLPF= (Vref2-Vref3)*2% (8)
[0082] 贝批较器的输出脉冲波的占空比由公式（9)可知：
[0083]
【权利要求】
1. 一种可调光LED驱动电路，其特征在于，所述电路包括调光信号译码器和误差放大 器； 所述调光信号译码器的第一输入端输入调光信号，第二输入端输入参考电压，第三输 入端输入修调信号，第一输出端与所述误差放大器的第一输入端相连； 所述误差放大器的第二输入端输入反馈电压； 当所述调光信号为第一信号时，所述调光信号译码器的第一输出端向所述误差放大器 的第一输入端输出所述参考电压的比值与第二随机误差的和或差；所述误差放大器的第二 输出端输出所述调光信号译码器的第一输出端输出与所述第一随机误差的和或差； 当所述修调信号发生改变时，所述第二随机误差与所述第一随机误差互为相反数，所 述误差放大器的第二输出端输出所述参考电压的比值； 当所述调光信号为第二信号时，所述调光信号译码器的第二输出端输出所述参考电 压。
2. 根据权利要求1所述的可调光LED驱动电路，其特征在于，所述调光信号译码器包 括：锯齿波发生器、低通滤波器、比较器和乘法器； 所述调光信号为脉冲宽度调制PWM调光信号，所述锯齿波发生器的输入端输入所述修 调信号，输出端与所述比较器的第一输入端相连； 所述低通滤波器的输入端输入PWM调光信号，输出端与所述比较器的第二输入端相 连； 所述比较器的输出端与所述乘法器的第一输入端相连； 所述乘法器的第二输入端输入所述参考电压，输出端与所述误差放大器相连； 将所述锯齿波发生器输出端向所述比较器第一输入端输出的锯齿波通过所述比较器 与所述低通滤波器的输出端向所述比较器第二输入端输出的低通信号进行比较，从而得到 第一处理信号，将所述第一处理信号与所述参考电压进行乘积，从而得到第二处理信号。
3. 根据权利要求1所述的可调光LED驱动电路，其特征在于，所述调光信号译码器包 括：锯齿波发生器、电压转换器、比较器和乘法器； 所述调光信号为线性电压信号，所述锯齿波发生器的输入端输入所述修调信号，输出 端与所述比较器的第一输入端相连； 所述电压转换器的输入端输入电压调光信号，输出端与所述比较器的第二输入端相 连； 所述比较器的输出端与所述乘法器的第一输入端相连； 所述乘法器的第二输入端输入所述参考电压，输出端与所述误差放大器相连； 将所述锯齿波发生器输出端向所述比较器第一输入端输出的锯齿波通过所述比较器 与所述电压转换器的输出端向所述比较器第二输入端输出的低通信号进行比较，从而得到 第一处理信号，将所述第一处理信号与所述参考电压进行乘积，从而得到第二处理信号。
【文档编号】H05B37/02GK104144544SQ201410364988
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年7月29日 优先权日:2014年4月21日
【发明者】郭越勇, 赵汗青 申请人:美芯晟科技（北京）有限公司