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专利名称 | 双通道LED驱动器及其控制方法 |
申请号 | CN201610506239.5 | 申请日期 | 2016-06-30 |
法律状态 | 授权 | 申报国家 | 中国 |
公开/公告日 | 2016-11-16 | 公开/公告号 | CN106132003A |
优先权 | 暂无 | 优先权号 | 暂无 |
主分类号 | H05B33/08 | IPC分类号 | H;0;5;B;3;3;/;0;8查看分类表>
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申请人 | 成都芯源系统有限公司 | 申请人地址 | 四川省成都市成都高新综合保税区科新路8号成都芯源系统有限公司
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专利地址、主体等相关变化,请及时变更,防止失效 |
权利人 | 成都芯源系统有限公司 | 当前权利人 | 成都芯源系统有限公司 |
发明人 | 邝乃兴;王凯 |
代理机构 | 暂无 | 代理人 | 暂无 |
摘要
本申请公开了一种双通道LED驱动器和用于双通道LED驱动器的控制方法。所述双通道LED驱动器包括:功率变换器、输出电流计算器、误差放大器、逻辑控制及驱动电路、第一调光开关和第二调光开关。所述双通道LED驱动器接收无线控制模块提供的第一调光信号和第二调光信号,并根据第一调光信号调节第一和第二通道LED的总电流,根据第二调光信号调节第一和第二通道LED的调光比例。
1.一种双通道LED驱动器,驱动第一通道LED和第二通道LED,所述双通道LED驱动器包括:
功率变换器,接收交流输入电压,为所述第一和第二通道LED提供驱动电流,其中该功率变换器包括:第一绕组以及耦接至第一绕组的主功率开关,所述第一绕组在主功率开关导通时存储能量、在主功率开关断开时将能量提供至第一和第二通道LED;第二绕组,与功率变换器中的第一绕组磁耦合,提供供电电压给无线控制模块;
输出电流计算器,接收表征流过主功率开关的电流的电流采样信号,产生等效输出电流;
误差放大器,接收受第一调光信号调节的参考信号和等效输出电流,其中第一调光信号由无线控制模块提供,所述误差放大器将参考信号和等效输出电流的误差放大并进行积分,产生补偿信号;
逻辑控制及驱动电路,接收补偿信号,产生驱动控制信号用以控制主功率开关;
第一调光开关,耦接至第一通道LED,对第一通道LED进行调光;
第二调光开关,耦接至第二通道LED,对第二通道LED进行调光;其中第一调光开关与第二调光开关由无线控制模块提供的第二调光信号控制导通与断开,第二调光开关与第一调光开关互补导通;其中所述无线控制模块包括:
过零比较器,接收表征交流输入电压的输入采样信号和零值参考信号,所述过零比较器比较输入采样信号和零值参考信号的大小,产生过零检测信号;
RS触发器,接收第二调光信号和过零检测信号,产生同步调光信号,用以控制所述第一调光开关和第二调光开关;其中所述同步调光信号响应过零检测信号被复位、响应第二调光信号被置位。
2.如权利要求1所述的双通道LED驱动器,还包括:
第一采样电阻器和第二采样电阻器,串联耦接在主功率开关和参考地之间;其中第一采样电阻器和第二采样电阻器两端的电压为所述电流采样信号;
第二绕组经由第二采样电阻器耦接至参考地。
3.如权利要求1所述的双通道LED驱动器,其中所述功率变换器还包括副边绕组,与第一绕组磁耦合,所述逻辑控制及驱动电路包括:
比较器,接收补偿信号和锯齿波信号,其中所述锯齿波信号在主功率开关导通时线性上升、在主功率开关断开时被复位,所述比较器对所述补偿信号和锯齿波信号进行比较,产生比较信号;
逻辑电路,接收表征副边绕组的电流是否过零的电流过零信号和比较信号,产生逻辑信号,其中所述逻辑信号响应电流过零信号被置位、响应比较信号被复位;
驱动单元,接收逻辑信号,产生所述驱动控制信号,用以控制主功率开关的运行。
4.如权利要求1所述的双通道LED驱动器,还包括:参考信号产生电路,接收第一调光信号和源参考电压,所述参考信号产生电路将第一调光信号的占空比和源参考电压相乘,产生参考信号。
5.一种双通道LED驱动器,驱动第一通道LED和第二通道LED,所述双通道LED驱动器包括:
功率变换器,接收交流输入电压,为所述第一和第二通道LED提供驱动电流,其中该功率变换器包括:第一绕组以及耦接至第一绕组的主功率开关,所述第一绕组在主功率开关导通时存储能量、在主功率开关断开时将能量提供至第一和第二通道LED;第二绕组,与功率变换器中的第一绕组正激磁耦合,提供第一供电电压;第三绕组,与功率变换器中的第一绕组反激磁耦合,提供第二供电电压;
阈值比较器,接收无线控制模块提供的第一调光信号和阈值信号,所述阈值比较器比较第一调光信号和阈值信号的大小,产生检测信号;
输出电流计算器,接收表征流过主功率开关电流的电流采样信号,产生等效输出电流;
第一误差放大器,接收受第一调光信号调节的第一参考信号和等效输出电流,所述第一误差放大器对第一参考信号和等效输出电流的误差放大并进行积分,产生第一补偿信号;
第二误差放大器,接收第二参考信号和第二供电电压,所述第二误差放大器对第二参考信号和第二供电电压的误差放大并进行积分,产生第二补偿信号;
逻辑控制及驱动电路,接收第一补偿信号或第二补偿信号,产生驱动控制信号,用以控制主功率开关;
第一调光开关,耦接至第一通道LED,对第一通道LED进行调光;
第二调光开关,耦接至第二通道LED,对第二通道LED进行调光;其中
第一调光开关和第二调光开关由无线控制模块提供的第二调光信号控制导通与断开,第二调光开关与第一调光开关互补导通;
当第一调光信号小于阈值信号时,第一供电电压和第一补偿信号被屏蔽、无线控制模块的供电电压由第二供电电压提供,逻辑控制及驱动电路根据第二补偿信号产生驱动控制信号;
当第一调光信号大于阈值信号时,第二供电电压和第二补偿信号被屏蔽、无线控制模块的供电电压由第一供电电压提供,逻辑控制及驱动电路根据第一补偿信号产生驱动控制信号。
6.如权利要求5所述的双通道LED驱动器,其中所述无线控制模块包括:
过零比较器,接收表征交流输入电压的输入采样信号和零值参考信号,所述过零比较器比较输入采样信号和零值参考信号的大小,产生过零检测信号;
RS触发器,接收第二调光信号和过零检测信号,产生同步调光信号,用以控制所述第一调光开关和第二调光开关;其中所述同步调光信号响应过零检测信号被复位、响应第二调光信号被置位。
7.如权利要求5所述的双通道LED驱动器,其中所述第一调光信号为PWM信号,所述双通道LED驱动器还包括:
参考信号产生电路,接收第一调光信号和源参考电压,所述参考信号产生电路根据第一调光信号的占空比和源参考电压,产生所述第一参考信号;
滤波器,接收第一调光信号,所述滤波器将PWM形式的第一调光信号转化为模拟信号,使所述阈值比较器对该模拟信号和阈值电压做比较,产生所述检测信号。
8.一种用于双通道LED驱动器的控制方法,所述双通道LED驱动器用以驱动第一通道LED和第二通道LED,所述方法包括:
接收输入电压,产生驱动电流,用以驱动第一和第二通道LED;
接收第一调光信号和第二调光信号;
根据第一调光信号调节参考信号,所述参考信号用于控制第一和第二通道LED的总电流;
将第二调光信号与输入电压进行同步,得到同步信号;
根据同步信号调节第一通道LED和第二通道LED的调光比例。
9.如权利要求8所述的控制方法,还包括:
比较第一调光信号和阈值信号的大小,若第一调光信号大于阈值信号,则进入恒流模式:通过功率级给第一和第二通道LED提供恒定电流、给无线控制模块提供第一供电电压;
若第一调光信号小于阈值信号,则进入恒压模式:通过功率级给无线控制模块提供第二供电电压。
双通道LED驱动器及其控制方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种电子电路,更具体地说,本发明涉及一种双通道LED(发光二极管)驱动器及其控制方法。\n背景技术\n[0002] 随着科技的不断发展,LED由于其体积小、驱动简单且节能环保,正逐渐取代荧光灯在液晶显示背光和普通照明中的应用。LED需要驱动电路来为其提供受控的电流信号。在某些应用场合,除了受控的LED电流以外,还需要一些诸如12V、5V、3.3V之类的电源电压,用来为其他模块(例如微控制器MCU、无线控制模块RF、路由器等等)供电。\n[0003] 现有的双通道LED驱动电路通常采用两个功率级:第一功率级包括诸如反激变换器来提供两个恒定电压,其中一个电压用来驱动LED,另一个电压用来给其他模块供电;第二功率级包括两个恒流降压变换器,来分别控制流过两个通道的LED的电流。\n[0004] 显然上述采用两个功率级的技术方案,其结构复杂、体积庞大且成本高昂。\n发明内容\n[0005] 因此本发明的目的在于解决现有技术的上述技术问题,提出一种改进的双通道LED驱动器及其控制方法。\n[0006] 根据本发明的实施例,提出了一种双通道LED驱动器,驱动第一通道LED和第二通道LED,所述双通道LED驱动器包括:功率变换器,为所述第一和第二通道LED提供驱动电流,其中该开关变换器包括:第一绕组以及耦接至第一绕组的主功率开关,所述第一绕组在主功率开关导通时存储能量、在主功率开关断开时将能量提供至第一和第二通道LED;第二绕组,与功率变换器中的第一绕组磁耦合,提供供电电压给无线控制模块;输出电流计算器,接收表征流过主功率开关的电流的电流采样信号,产生等效输出电流;误差放大器,接收受第一调光信号调节的参考信号和等效输出电流,其中第一调光信号由无线控制模块提供,所述误差放大器将参考信号和等效输出电流的误差放大并进行积分,产生补偿信号;逻辑控制及驱动电路,接收补偿信号,产生驱动控制信号用以控制主功率开关;第一调光开关,耦接至第一通道LED,对第一通道LED进行调光;第二调光开关,耦接至第二通道LED,对第二通道LED进行调光;其中第一调光开关与第二调光开关由无线控制模块提供的第二调光信号控制导通与断开,第二调光开关与第一调光开关互补导通。\n[0007] 根据本发明的实施例,还提出了一种双通道LED驱动器,驱动第一通道LED和第二通道LED,所述双通道LED驱动器包括:功率变换器,接收交流输入电压,为所述第一和第二通道LED提供驱动电流,其中该开关变换器包括:第一绕组以及耦接至第一绕组的主功率开关,所述第一绕组在主功率开关导通时存储能量、在主功率开关断开时将能量提供至第一和第二通道LED;第二绕组,与功率变换器中的第一绕组正激磁耦合,提供第一供电电压;第三绕组,与功率变换器中的第一绕组反激磁耦合,提供第二供电电压;阈值比较器,接收无线控制模块提供的第一调光信号和阈值信号,所述阈值比较器比较第一调光信号和阈值信号的大小,产生检测信号;输出电流计算器,接收表征流过主功率开关电流的电流采样信号,产生等效输出电流;第一误差放大器,接收受第一调光信号调节的第一参考信号和等效输出电流,所述第一误差放大器对第一参考信号和等效输出电流的误差放大并进行积分,产生第一补偿信号;第二误差放大器,接收第二参考信号和第二供电电压,所述第二误差放大器对第二参考信号和第二供电电压的误差放大并进行积分,产生第二补偿信号;逻辑控制及驱动电路,接收第一补偿信号或第二补偿信号,产生驱动控制信号,用以控制主功率开关;第一调光开关,耦接至第一通道LED,对第一通道LED进行调光;第二调光开关,耦接至第二通道LED,对第二通道LED进行调光;其中第一调光开关和第二调光开关由无线控制模块提供的第二调光信号控制导通与断开,第二调光开关与第一调光开关互补导通;当第一调光信号小于阈值信号时,第一供电电压和第一补偿信号被屏蔽、无线控制模块的供电电压由第二供电电压提供,逻辑控制及驱动电路根据第二补偿信号产生驱动控制信号;当第一调光信号大于阈值信号时,第二供电电压和第二补偿信号被屏蔽、无线控制模块的供电电压由第一供电电压提供,逻辑控制及驱动电路根据第一补偿信号产生驱动控制信号。\n[0008] 根据本发明的实施例,还提出了一种用于双通道LED驱动器的控制方法,所述双通道LED驱动器用以驱动第一通道LED和第二通道LED,所述方法包括:接收输入电压,产生驱动电流,用以驱动第一和第二通道LED;接收第一调光信号和第二调光信号;根据第一调光信号调节参考信号,所述参考信号用于控制第一和第二通道LED的总电流;将第二调光信号与输入电压进行同步,得到同步信号;根据同步信号调节第一通道LED和第二通道LED的调光比例。\n[0009] 根据本发明各方面的上述双通道LED驱动器及其控制方法,只需要一个功率级即可实现对双通道LED的驱动、对无线模块的供电、无线模块对双通道LED的总亮度控制和调光比例的控制。\n附图说明\n[0010] 图1为根据本发明实施例的双通道LED驱动器100的电路结构示意图;\n[0011] 图2为根据本发明实施例的双通道LED驱动器200的电路结构示意图;\n[0012] 图3为根据本发明实施例的输出电流计算电路106的电路原理示意图;\n[0013] 图4为根据本发明实施例的双通道LED驱动器400的电路结构示意图;\n[0014] 图5为根据本发明实施例的双通道LED驱动器500的电路结构示意图;\n[0015] 图6示意性的示出了根据本发明实施例的双通道LED驱动器的逻辑控制及驱动电路108的电路结构示意图;\n[0016] 图7为根据本发明实施例的双通道LED驱动器700的电路结构示意图;\n[0017] 图8示意性示出了根据本发明实施例的控制双通道LED驱动器的方法流程图800。\n具体实施方式\n[0018] 下面将详细描述本发明的具体实施例,应当注意,这里描述的实施例只用于举例说明,并不用于限制本发明。在以下描述中,为了提供对本发明的透彻理解,阐述了大量特定细节。然而,对于本领域普通技术人员显而易见的是:不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中,为了避免混淆本发明,未具体描述公知的电路、材料或方法。\n[0019] 在整个说明书中,对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着:结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。\n因此,在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外,可以以任何适当的组合和/或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外,本领域普通技术人员应当理解,在此提供的附图都是为了说明的目的,并且附图不一定是按比例绘制的。应当理解,当称元件“耦接到”或“连接到”另一元件时,它可以是直接耦接或耦接到另一元件或者可以存在中间元件。相反,当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时,不存在中间元件。\n相同的附图标记指示相同的元件。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。\n[0020] 图1为根据本发明实施例的双通道LED驱动器100的电路结构示意图。所谓双通道LED,即有两路LED串/LED并联耦接在驱动器的负载端。在图1所示实施例中,所述双通道LED驱动器100驱动第一通道LED 1001和第二通道LED 1002,包括:输入端口101,接收交流输入电压(如市电)Vin;整流桥102,接收交流输入电压Vin,提供整流信号VDC;第一通道LED 1001、第二通道LED 1002;功率变换器,为所述第一和第二通道LED(1001和1002)提供驱动电流,其中该开关变换器包括:第一绕组31以及耦接至第一绕组31的主功率开关32,所述第一绕组31在主功率开关32导通时存储能量、在主功率开关32断开时将能量提供至第一和第二通道LED;第二绕组104,与功率变换器中的第一绕组31磁耦合,提供供电电压VPS给无线控制模块(RF/MCU)105;输出电流计算器106,接收表征流过主功率开关32电流的电流采样信号ISEN,计算流过第一和第二通道LED的总电流,产生等效输出电流IEQ;误差放大器(EA)107,接收受第一调光信号DIM1调节的参考信号VREF和等效输出电流IEQ,其中第一调光信号DIM1由无线控制模块105提供,所述误差放大器107将参考信号VREF和等效输出电流IEQ的误差放大并进行积分,产生补偿信号CMP;逻辑控制及驱动电路108,接收补偿信号CMP,产生驱动控制信号DR用以控制主功率开关32;第一调光开关109,耦接至第一通道LED 1001,对第一通道LED 1001进行调光;第二调光开关110,耦接至第二通道LED 1002,对第二通道LED 1002进行调光;其中第一调光开关109和第二调光开关110由无线控制模块105提供的第二调光信号DIM2控制导通与断开,第二调光开关110与第一调光开关109互补导通,即第二调光开关\n110由第二调光信号DIM2的反相信号控制导通与断开。\n[0021] 在一个实施例中,第一调光信号DIM1和第二调光信号DIM2均为PWM(脉冲宽度调节)信号。\n[0022] 在图1所示实施例中,所述功率变换器还包括:副边绕组33,与第一绕组31磁耦合;\n第一从功率开关34,耦接在副边绕组33与第一通道LED 1001之间;第二从功率开关35,耦接在副边绕组33与第二通道LED 1002之间。所述双通道LED驱动器100还包括:反相器111,接收第二调光信号DIM2,产生第二调光信号DIM2的反相信号。\n[0023] 在图1所示实施例中,所述双通道LED驱动器100还包括:参考信号产生电路112,接收第一调光信号DIM1和源参考电压VR0,并根据第一调光信号DIM1和源参考电压VR0,产生参考信号VREF。在一个实施例中,所述参考信号产生电路112将第一调光信号DIM1的占空比和源参考电压VR0相乘,产生参考信号VREF,即参考信号VREF与第一调光信号DIM1的占空比和源参考电压VR的关系为:\n[0024] VREF=VR0×DDIM1\n[0025] 其中DDIM1表示第一调光信号DIM1的占空比。\n[0026] 在一个实施例中,所述双通道LED驱动器100还包括:中间保护电路113,接收第二调光信号DIM2,在双通道LED驱动器100出现某些极限情况(如过压、过流、过温等情况)时,对双通道LED驱动器100执行保护;而在双通道LED驱动器100正常运行时,中间保护电路113不对第二调光信号DIM2进行作用,而将其传递给后级电路,从而实现对第一调光开关109和第二调光开关110的控制。\n[0027] 在一个实施例中,当功率变换器采用隔离式(如图1中的反激变换器)时,第二调光信号DIM2经由光电耦合器114后再用来控制第一调光开关109和第二调光开关110。此时由于光电耦合器114的作用,第二调光信号DIM2被反相。当功率变换器采用非隔离式变换器时,第二调光信号无需经由光电耦合器,具体见下文图5所示实施例。\n[0028] 在一个实施例中,第二绕组104通过二极管和电压调节电路(如图1所示实施例的低压差线性稳压器LDO)给无线控制模块105供电。但本领域技术人员应当意识到,电压调节电路不局限于LDO,也可以采用其他合适的电路,甚至可以被省略。\n[0029] 图2为根据本发明实施例的双通道LED驱动器200的电路结构示意图。图2所示双通道LED驱动器200与图1所示双通道LED驱动器100相似,与图1所示双通道LED驱动器100不同的是,图2所示双通道LED驱动器200还包括:第一采样电阻器115和第二采样电阻器116,串联耦接在主功率开关32和原边参考地之间,其中第一采样电阻器115和第二采样电阻器116两端的电压为所述电流采样信号ISEN。第二绕组104经由第二采样电阻器116耦接至原边参考地。第一采样电阻器115和第二采样电阻器116两端的电压(ISEN)经由输出电流计算器106后,被转化为反映第一和第二通道LED总电流的等效输出电流IEQ。\n[0030] 在系统的运行过程中,当主功率开关32断开时,流过其上的电流为零;当主功率开关32导通时,流过其上的电流I32可以表示为\n[0031]\n[0032] 其中ILm表示流过第一绕组31的励磁电感的电流,I104表示流过第二绕组104的电流,N2/N1表示第二绕组104与第一绕组31的匝数比。\n[0033] 则第一采样电阻器115和第二采样电阻器116两端的电压(即电流采样信号ISEN)为:\n[0034] ISEN=I32×(R115+R116)-I104×R116 (2)\n[0035] 其中R115表示第一采样电阻器115的电阻值,R116表示第二采样电阻器116的电阻值。\n[0036] 由等式(1)和等式(2),可以得到\n[0037]\n[0038] 将第二绕组104与第一绕组31的匝数比、第一采样电阻器115和第二采样电阻器\n116的电阻值做如下设定:\n[0039]\n[0040] 则可以得到\n[0041] ISEN=ILm×(R115+R116) (4)\n[0042] 从等式(4)可以看到,当将第二绕组104与第一绕组31的匝数比、第一采样电阻器\n115和第二采样电阻器116的电阻值关系做特定设定后,电流采样信号ISEN仅与流过第一绕组31励磁电感的电流相关,而不受流过第二绕组104的电流的影响。该电流采样信号ISEN经过输出电流计算器106被转化为等效输出电流IEQ后,可以准确反映第一通道LED 1001和第二通道1002的总电流。\n[0043] 图2所示双通道LED驱动器200的其他电路结构及运行原理与图1所示双通道LED驱动器100相似,为叙述简明,这里不再详述。\n[0044] 图3为根据本发明实施例的输出电流计算电路106的电路原理示意图。在图3所示实施例中,所述输出电流计算电路106包括:受驱动控制信号DR控制的开关管61~63和电容器64。当主功率开关32导通时,开关管61和63导通,开关管62断开,此时电流采样信号ISEN被传输至电容器64、等效输出电流IEQ等于零。当主功率开关32断开时,开关管61和63断开,开关管63导通,此时等效输出电流IEQ等于电容器64两端的电压,该电压等于电流采样信号ISEN的峰值。\n[0045] 表征第一和第二通道LED总电流的等效输出电流IEQ被输送至误差放大器107。通过误差放大器107的作用,等效输出电流IEQ的平均值被调节至参考信号VREF,而参考信号VREF受用户提供的第一调光信号DIM1控制。因此,在前述双通道LED驱动器100、200中,第一调光信号DIM1调节了第一和第二通道LED的总电流,即双通道LED的总亮度。\n[0046] 由于第一调光开关109和第二调光开关110由第二调光信号DIM2控制、且第一调光开关109和第二调光开关110互补导通,即第一通道LED 1001和第二通道LED 1002被互补点亮提供照明。因此,第二调光信号DIM2调节了每个通道LED的调光比例。例如,当第二调光信号DIM2的占空比为40%时,经由光电耦合器114后由于被反相,则第一通道LED 1001的调光比例为60%,第二通道LED 1002的调光比例为40%。即在第二调光信号DIM2的一个周期中,第一通道LED 1001的点亮时间占60%,第二通道LED 1002的点亮时间占40%。\n[0047] 因此,前述双通道LED驱动器100、200只需要一个功率级即可实现对双通道LED的驱动、对无线控制模块的供电、无线控制模块对双通道LED的总亮度控制和调光比例的控制。\n[0048] 图4为根据本发明实施例的双通道LED驱动器400的电路结构示意图。图4所示双通道LED驱动器400与图1所示双通道LED驱动器100相似,与图1所示双通道LED驱动器100不同的是,在图4所示双通道LED驱动器400中,所述无线控制模块(RF/MCU)105对第二调光信号DIM2和交流输入电压Vin和/或整流电压VDC实施同步。具体来说,所述无线控制模块105包括:过零比较器51,接收表征交流输入电压Vin(整流信号VDC)的输入采样信号VSEN和零值参考信号VZ(如0.1V),所述零值比较器51比较输入采样信号VSEN和零值参考信号VZ的大小,产生过零检测信号ZD;RS触发器52,接收用户提供的第二调光信号DIM2和过零检测信号ZD,产生同步调光信号DIM0,用以控制所述第一调光开关109和第二调光开关110。其中所述同步调光信号DIM0响应过零检测信号ZD被复位、响应第二调光信号DIM2被置位,复位的优先级高于置位的优先级。\n[0049] 图4所示双通道LED驱动器400的其他电路结构及运行原理与图1所示双通道LED驱动器100相似,为叙述简明,这里不再详述。\n[0050] 前述双通道LED驱动器100、200和400的功率变换器均采用隔离式变换器,然而本领域技术人员应该知道,双通道LED驱动器的功率变换器也可采用非隔离变换器,如图5所示。\n[0051] 图5为根据本发明实施例的双通道LED驱动器500的电路结构示意图。在图5所示实施例中,所述双通道LED驱动器500的功率变换器包括升-降压型(buck-boost)变换器。所述buck-boost变换器包括:第一绕组31;耦接至第一绕组31的主功率开关32,所述第一绕组31在主功率开关32导通时存储能量,在主功率开关32断开时将能量提供至第一和第二通道LED;第一从功率开关34,耦接至第一绕组31和主功率开关32;第二从功率开关35,耦接至第一绕组31和主功率开关32。\n[0052] 在图5所示实施例中,由于其功率变换器采用buck-boost变换器,因此第一调光开关109和第二调光开关110为高端(high-side)配置,需要浮驱动。\n[0053] 图5所示双通道LED驱动器500的其他电路结构及运行原理与图1所示双通道LED驱动器100相似,为叙述简明,这里不再详述。\n[0054] 图6示意性的示出了根据本发明实施例的双通道LED驱动器的逻辑控制及驱动电路108的电路结构示意图。在图6所示实施例中,所述逻辑控制及驱动电路108包括:比较器\n81,接收补偿信号CMP和锯齿波信号VSAW,其中所述锯齿波信号VSAW在主功率开关32导通时线性上升、在主功率开关32断开时被复位,所述比较器81对所述补偿信号CMP和锯齿波信号VSAW进行比较,产生比较信号;逻辑电路82,接收表征副边绕组的电流是否过零的电流过零信号ZCD(如通过一第三绕组检测)和比较信号,产生逻辑信号,其中所述逻辑信号响应电流过零信号ZCD被置位、响应比较信号被复位;驱动单元83,接收逻辑信号,产生所述驱动控制信号DR,用以控制主功率开关32的运行。\n[0055] 在图6所示实施例中,所述逻辑电路82包括RS触发器。\n[0056] 前述多个实施例的双通道LED驱动器给LED负载提供稳定的输出电流,也就是说驱动器工作在恒流模式下。但当用户想关闭LED时,无线控制模块(RF/MCU)105依然需要供电。\n此时,只需提供恒定的供电电压,即此时需要驱动器工作在恒压模式。\n[0057] 图7为根据本发明实施例的双通道LED驱动器700的电路结构示意图。图7所示实施例示出了在用户不同需求下,双通道LED驱动器700工作在恒压或者恒流模式下。具体来说,在图7所示实施例中,双通道LED驱动器700包括:输入端口101,接收交流输入电压(如市电)Vin;整流桥102,接收交流输入电压Vin,提供整流信号VDC;功率变换器,为所述第一和第二通道LED(1001和1002)提供驱动电流,其中该开关变换器包括:第一绕组31以及耦接至第一绕组31的主功率开关32,所述第一绕组31在主功率开关32导通时存储能量、在主功率开关32断开时将能量提供至第一和第二通道LED;第二绕组1041,与功率变换器中的第一绕组31正激磁耦合,提供第一供电电压VCC;第三绕组1042,与功率变换器中的第一绕组31反激磁耦合,提供第二供电电压VCV;阈值比较器117,接收无线控制模块(RF/MCU)105提供的第一调光信号DIM1和阈值信号VTH,所述阈值比较器117比较第一调光信号DIM1和阈值信号VTH的大小,产生检测信号DET;输出电流计算器106,接收表征流过主功率开关32电流的电流采样信号ISEN,计算流过第一和第二通道LED的总电流,产生等效输出电流IEQ;参考信号产生电路\n112,接收源参考电压VR0和调光信号DIM,产生受第一调光信号DIM1调节的第一参考信号VRCC;第一误差放大器(EA)1071,接收第一参考信号VRCC和等效输出电流IEQ,所述第一误差放大器1071对第一参考信号VRCC和等效输出电流IEQ的误差放大并进行积分,产生第一补偿信号CMP1;第二误差放大器(EA)1072,接收第二参考信号VRCV和第二供电电压VCV,所述第二误差放大器1072对第二参考信号VRCV和第二供电电压VCV的误差放大并进行积分,产生第二补偿信号CMP2;逻辑控制及驱动电路108,接收补偿信号CMP(第一补偿信号CMP1或第二补偿信号CMP2),产生驱动控制信号DR用以控制主功率开关32;其中当第一调光信号DIM1小于阈值信号VTH时,检测信号DET指示系统为恒压模式,第一供电电压VCC和第一补偿信号CMP1被屏蔽(被无效)、无线控制模块(RF/MCU)105的供电电压VPS由第二供电电压VCV提供,逻辑控制及驱动电路108根据第二补偿信号CMP2产生驱动控制信号DR;当第一调光信号DIM1大于阈值信号VTH时,检测信号DET指示系统为恒流模式,第二供电电压VCV和第二补偿信号CMP2被屏蔽(被无效)、无线控制模块(RF/MCU)105的供电电压VPS由第一供电电压VCC提供,逻辑控制及驱动电路108根据第一补偿信号CMP1产生驱动控制信号DR;第一调光开关109,耦接至第一通道LED 1001,对第一通道LED 1001进行调光;第二调光开关110,耦接至第二通道LED \n1002,对第二通道LED 1002进行调光;其中第一调光开关109和第二调光开关110由无线控制模块105提供的第二调光信号DIM2控制导通与断开,第二调光开关110与第一调光开关\n109互补导通。\n[0058] 当第一调光信号DIM1小于阈值信号VTH,检测信号DET指示系统为恒压模式时,低压差线性稳压器(LDO)42和第一误差放大器1071均被去使能,使得第一供电电压VCC和第一补偿信号CMP1被屏蔽,此时第二供电电压VCV经由LDO 44后给无线控制模块(RF/MCU)105供电;\n第二误差放大器1072对第二参考信号VRCV和第二供电电压VCV的误差进行放大并积分,产生的第二补偿信号CMP2被输送至逻辑控制及驱动电路108,从而给无线控制模块105提供恒定的供电电压。\n[0059] 当第一调光信号DIM1大于阈值信号VTH,检测信号DET指示系统为恒流模式时,LDO \n44和第二误差放大器1072均被去使能,使得第二供电电压VCV和第二补偿信号CMP2被屏蔽,此时第一供电电压VCC经由电压调节电路LDO42后给无线控制模块(RF/MCU)105供电,第一误差放大器1071对第一参考信号VRCC和等效输出电流IEQ的误差进行放大并积分,产生的第一补偿信号CMP1被输送至逻辑控制及驱动电路108,从而控制恒定的负载电流(即控制第一和第二通道LED的总亮度)并给无线控制模块105提供恒定的供电电压。\n[0060] 所谓第二绕组1041与第一绕组31的正激磁耦合,即当主功率开关32导通、第一绕组31存储能量时,第二绕组1041的感应电压经由二极管41后提供第一供电电压VCC;而当主功率开关32断开、第一绕组31释放能量时,第二绕组104的感应电压被二极管41阻断。所谓第三绕组1042与第一绕组31的反激磁耦合,即当主功率开关32导通,第一绕组31存储能量时,第三绕组1042的感应电压被二极管43阻断;而当主功率开光32断开,第一绕组31释放能量时,第三绕组1042的感应电压经由二极管43后提供第二供电电压VCV。\n[0061] 在一个实施例中,所述第一调光信号DIM1为用户输入的信号,该信号为PWM(脉冲宽度调节)信号。如图7所示,所述LED驱动器700还包括滤波器118,接收第一调光信号DIM1,所述滤波器118将PWM形式的第一调光信号DIM1转化为模拟信号,使阈值比较器117对该模拟信号和阈值电压VTH做比较,产生检测信号DET。\n[0062] 在一个实施例中,在LED驱动器700中,无线控制模块(RF/MCU)105对第二调光信号DIM2和交流输入电压Vin和/或整流电压VDC实施同步。无线控制模块(RF/MCU)105可以包括如图4所示的过零比较器和RS触发器,为叙述简明,这里不再详述。\n[0063] 本发明还提出了一种用于双通道LED驱动器的控制方法。图8示意性示出了根据本发明实施例的控制双通道LED驱动器的方法流程图800。所述双通道LED驱动器用以驱动第一通道LED和第二通道LED,所述方法包括:\n[0064] 步骤801,接收输入电压,产生驱动电流,用以驱动第一和第二通道LED;\n[0065] 步骤802,接收无线控制模块提供的第一调光信号和第二调光信号;\n[0066] 步骤803,根据第一调光信号调节参考信号,所述参考信号用于控制第一和第二通道LED的总电流;\n[0067] 步骤804,将第二调光信号与输入电压进行同步,得到同步信号;\n[0068] 步骤805,根据同步信号调节第一通道LED和第二通道LED的调光比例。\n[0069] 在一个实施例中,所述步骤804“将第二调光信号与输入电压进行同步,得到同步信号”包括:判断输入电压的过零情况,在输入电压过零时产生过零检测信号;响应过零检测信号将同步信号复位,响应第二调光信号将同步信号置位。\n[0070] 根据同步信号调节第一通道LED的调光,根据同步信号的反相信号调节第二通道LED的调光。\n[0071] 在一个实施例中,所述方法还包括:比较第一调光信号和阈值信号的大小,判断用户需求:若第一调光信号大于阈值信号,则进入恒流模式:通过功率级给第一和第二通道LED提供恒定电流、给无线控制模块提供第一供电电压;若第一调光信号小于阈值信号,则进入恒压模式:通过功率级给无线控制模块提供第二供电电压。\n[0072] 在一个实施例中,所述功率级包括第一绕组、第二绕组和第三绕组,当系统进入恒流模式时,通过第一绕组和第二绕组的正激耦合提供第一供电电压;当系统进入恒压模式时,通过第一绕组和第三绕组的反激耦合提供第二供电电压。\n[0073] 虽然已参照几个典型实施例描述了本发明,但应当理解,所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质,所以应当理解,上述实施例不限于任何前述的细节,而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释,因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。
法律信息
- 2017-12-26
- 2016-12-14
实质审查的生效
IPC(主分类): H05B 33/08
专利申请号: 201610506239.5
申请日: 2016.06.30
- 2016-11-16
引用专利(该专利引用了哪些专利)
序号 | 公开(公告)号 | 公开(公告)日 | 申请日 | 专利名称 | 申请人 |
1
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2011-08-03
|
2010-01-29
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2
| |
2013-09-18
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2010-05-19
| | |
3
| | 暂无 |
2011-06-17
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被引用专利(该专利被哪些专利引用)
序号 | 公开(公告)号 | 公开(公告)日 | 申请日 | 专利名称 | 申请人 | 该专利没有被任何外部专利所引用! |