LED驱动电路和发光设备制造技术

本公开涉及LED驱动电路和发光设备。该LED驱动电路包括：开关电路；直流转换电路，耦合至开关电路以在开关电路导通时接收电源能量并在与该导通相关联的关断时释放所接收的能量以驱动LED；调光接口，可操作为接收用于指示LED的期望发光水平的调光信号；处理电路，可操作为接收调光信号并且根据调光信号控制开关电路的导通和关断。处理电路还包括：时间控制电路，可操作为基于调光信号处于第一范围内而输出控制信号以将开关电路控制为相继地导通第一时段、关断与第一时段相关联的第二时段和关断第三时段，其中当调光信号在第一范围内降低时，处理电路减小第一时段并维持第三时段恒定。本公开的实施例能够实现诸多有益技术效果。例如降低显著噪声。

LED drive circuit and light emitting device

The present invention relates to a LED drive circuit and a light emitting device. The LED driving circuit comprises a switch circuit; DC conversion circuit coupled to the switching circuit to conduct the switch circuit when receiving power to drive the LED received energy and energy release in the conduction and the shutdown; dimming interface, can be used as receiver for dimming signal indicating the expectations of LED the level of luminescence; processing circuit operable to receive a dimming signal according to the dimming signal and controls the switch circuit turn-on and turn off. The processing circuit also includes a time control circuit is operable to dimming signal in the first range and outputs the control signal to the switch control circuit is sequentially communicated with the first time, turn off and the first period with second time intervals based on and off the third, when the dimming signal is reduced in the first range the first time, processing circuit to reduce and maintain the third time constant. The embodiment of the invention can realize many beneficial technical effects. Such as reducing the significant noise.

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及电路领域，更具体而言，涉及一种发光二极管(LED)驱动电路和发光设备。
技术介绍
发光二极管(LED)是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。LED因此通常用于照明或发光装置，并且由驱动器驱动。驱动器例如将市电的交流电压转换为直流电压以用于驱动LED。具体而言，驱动器可以包括用于将交流电转换为直流电的交流到直流转换器、用于将直流电压转换为直流电流的直流到直流转换器和对直流电流进行滤波的滤波器。直流到直流转换器包括受控制器控制的功率转换开关，控制器例如通过脉冲宽度调制(PWM)信号来控制功率转换开关的导通和关断。控制器通常还被配置成感测驱动LED的电流，并且根据驱动电流来关断功率转换开关。
技术实现思路
在一些高端应用中，LED需要有大范围的调光。例如LED可以从100％的光输出调节至0.1％的光输出。通常PWM可以提供较为宽广的调光范围，但是PWM调光存在高频光闪烁问题。幅度调制(AM)的LED虽然不具有PWM调光的高频光闪烁问题，但是幅度调制的LED在低光输出时容易具有噪声问题。因此，需要一种新的LED驱动电路和发光设备。在本公开的第一方面，提供一种LED驱动电路，包括：开关电路；直流转换电路，耦合至开关电路以在开关电路导通时接收电源能量并在与该导通相关联的关断时释放所接收的能量，以驱动LED；调光接口，可操作为接收用于指示LED的期望发光水平的调光信号；处理电路，可操作为接收调光信号并且根据调光信号控制开关电路的导通和关断；其中处理电路还包括：时间控制电路，可操作为基于调光信号处于第一范围内而输出控制信号以将开关电路控制为相继地导通第一时段、关断与第一时段相关联的第二时段、和关断第三时段，其中当调光信号在第一范围内降低时，处理电路减小第一时段并维持第三时段恒定。本公开的实施例能够实现诸多有益技术效果。例如通过在第一范围内降低调光信号时减小开关导通的第一时段并且维持开关关断的第三时段恒定，可以减小光输出水平并且保持开关工作在较高频率，不引入因频率降低所致的显著噪声。在一些实施例中，处理电路的时间控制电路还可操作为：基于调光信号处于大于第一范围的第二范围内而输出控制信号以将开关电路控制为相继地导通第一时段、关断与第一时段相关联的第二时段、和关断第三时段，其中当调光信号在第二范围内降低时，处理电路增加第三时段并维持第一时段恒定。在这样的实施例中，通过当调光信号在第二范围内降低时增加第三时段并维持第一时段恒定，可以实现光输出水平的平滑的过渡。并且，第一范围和第二范围结合起来提供了更大的调光范围。在一些实施例中，处理电路的时间控制电路还可操作为：基于调光信号处于大于第二范围的第三范围内而输出控制信号以将开关电路控制为相继地导通第一时段、关断与第一时段相关联的第二时段，其中当调光信号在第三范围内降低时，处理电路减小第一时段。在这样的实施例中，通过当调光信号在第三范围内降低时减小第一时段，可以实现快速响应和更高的效率。并且，第一范围、第二范围和第三范围结合起来提供了更大的调光范围。在一些实施例中，时间控制电路被配置为控制直流转换电路：在调光信号处于第一范围内时，工作在断续导通模式；在调光信号处于第二范围内时，工作在断续导通模式；在调光信号处于第三范围内时，工作在临界导通模式。在这样的实施例中，通过分段控制调光水平，可以扩展调光范围并且保持开关的工作频率处于合理范围内，减少噪声。在一些实施例中，LED驱动电路还包括感测电路，感测电路感测LED的发光水平；处理电路还可操作为基于发光水平和调光信号来输出控制信号以控制开关电路的导通和关断。在一些实施例中，处理电路包括比例积分电路、确定电路和更新电路，比例积分电路基于调光信号和发光水平输出比例积分信号，确定电路基于比例积分信号来确定表示调光信号处于的范围的确定信号，以及更新电路基于确定信号来更新第一时段、第二时段和第三时段的值并且输出用于控制开关电路导通和关断的控制信号。在这样的实施例中，通过使用比例积分电路、确定电路和更新电路来闭环控制调光水平，可以更为准确地将光输出水平控制在期望水平。在一些实施例中，由于调整第一时段导致的光亮度变化和调整第三时段导致光亮度变化并非是一致，特别是调整第一时段导致光亮度变化更剧烈，所以更新电路在调光过程中针对第一范围中的第一时段的更新频率和/或第三范围中的第一时段的更新频率低于更新电路针对第二范围中的第三时段的更新频率。在这样的实施例中，通过将在调光过程中针对第一范围中的第一时段的更新频率和第三范围中的第一时段的更新频率设置为低于更新电路针对第二范围中的第三时段的更新频率，可以使得光输出水平的变化更为平滑和线性。在一些实施例中，直流转换电路为降压转换电路，包括电感器、第一电容器、第一电阻器和二极管，电感器串联耦合在开关电路和LED之间，第一电容器耦合在LED的阳极和阴极之间，第一电阻器串联耦合于LED，以及二极管的阳极耦合至LED的阴极并且二极管的阴极耦合在开关电路和电感器之间。在一些实施例中，直流转换电路还包括与二极管并联的第一支路或与电感器并联的第二支路，第一支路包括串联的第二电阻器和第二电容器，第二支路包括串联的第三电阻器和第二开关，其中第二开关可操作为仅在第三时段期间导通。第二支路中的第三电阻器和第二开关，与电感器直接电气并联，或通过磁耦合间接并联。在这样的实施例中，可以减少特别是在第二范围里光调节过程中由于寄生振荡而产生的闪烁。在一些实施例中，LED驱动电路还包括零电流检测电路，零电流检测电路可操作为在电感器中电流变为零时输出零电流信号，处理电路基于零电流信号控制开关电路的第三时段的关断。在一些实施例中，开关电路的切换频率不小于20KHz。在这样的实施例中，可以减少或避免噪声。在本公开的第二方面，提供一种发光设备，包括根据上述项中任一项的LED驱动电路和由LED驱动电路驱动的LED。通过使用根据本公开的一些实施例，提供一种新的LED驱动电路，该LED驱动电路例如可以减小低光输出时的噪声。可以理解，本部分并不旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，亦非旨在用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。附图说明通过在所附附图中的本公开的一些实施例的更为详细的描述，本公开的以上和其它的优势、特征和目标将变得更为明显，其中：图1是根据本公开的一个实施例的LED驱动电路的示意图；图2是图1中的电路信号的一个示例的时序图；图3是图1中的LED驱动电路的操作模式的示意图；图4是图1中的三种操作模式下的光输出的示意图；以及图5是根据本公开的另一实施例的LED驱动电路的示意图。在所有附图中，相同或相似参考数字表示相同或相似元素。具体实施方式现在将参考一些示例实施例描述本公开的原理。可以理解，这些实施例仅出于说明并且帮助本领域的技术人员理解和实施例本公开的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED驱动电路(100，200)，其特征在于，包括：开关电路(S1)；直流转换电路，耦合至所述开关电路以在所述开关电路导通时接收电源能量并在与该导通相关联的关断时释放所接收的能量，以驱动LED；调光接口，可操作为接收用于指示所述LED的期望发光水平的调光信号(Id)；处理电路(102)，可操作为接收所述调光信号(Id)并且根据所述调光信号(Id)控制所述开关电路(S1)的导通和关断；其中所述处理电路(102)还包括：时间控制电路，可操作为基于所述调光信号处于第一范围内而输出控制信号以将所述开关电路控制为相继地导通第一时段(Ton)、关断与所述第一时段相关联的第二时段(Toff1)、和关断第三时段(Toff2)，其中当所述调光信号在所述第一范围(Io3至Io4)内降低时，所述处理电路(102)减小所述第一时段(Ton)并维持所述第三时段(Toff2)恒定。

【技术特征摘要】
1.一种LED驱动电路(100，200)，其特征在于，包括：开关电路(S1)；直流转换电路，耦合至所述开关电路以在所述开关电路导通时接收电源能量并在与该导通相关联的关断时释放所接收的能量，以驱动LED；调光接口，可操作为接收用于指示所述LED的期望发光水平的调光信号(Id)；处理电路(102)，可操作为接收所述调光信号(Id)并且根据所述调光信号(Id)控制所述开关电路(S1)的导通和关断；其中所述处理电路(102)还包括：时间控制电路，可操作为基于所述调光信号处于第一范围内而输出控制信号以将所述开关电路控制为相继地导通第一时段(Ton)、关断与所述第一时段相关联的第二时段(Toff1)、和关断第三时段(Toff2)，其中当所述调光信号在所述第一范围(Io3至Io4)内降低时，所述处理电路(102)减小所述第一时段(Ton)并维持所述第三时段(Toff2)恒定。2.根据权利要求1所述的LED驱动电路(100，200)，其特征在于，所述处理电路(102)的时间控制电路还可操作为：基于所述调光信号处于大于所述第一范围的第二范围(Io2至Io3)内而输出所述控制信号以将所述开关电路控制为相继地导通所述第一时段(Ton)、关断与所述第一时段相关联的所述第二时段(Toff1)、和关断所述第三时段(Toff2)，其中当所述调光信号在所述第二范围(Io2至Io3)内降低时，所述处理电路(102)增加所述第三时段(Toff2)并维持所述第一时段(Ton)恒定。3.根据权利要求2所述的LED驱动电路(100，200)，其特征在于，所述处理电路(102)的时间控制电路还可操作为：基于所述调光信号处于大于所述第二范围的第三范围(Io1至Io2)内而输出所述控制信号以将所述开关电路控制为相继地导通所述第一时段(Ton)、关断与所述第一时段相关联的所述第二时段(Toff1)，其中当所述调光信号在所述第三范围(Io1至Io2)内降低时，所述处理电路(102)减小所述第一时段(Ton)。4.根据权利要求3所述的LED驱动电路(100，200)，其特征在于，所述时间控制电路被配置为控制所述直流转换电路：在所述调光信号处于所述第一范围内时，工作在断续导通模式；在所述调光信号处于所述第二范围内时，工作在断续导通模式；在所述调光信号处于所述第三范围内时，工作在临界导通模式。5.根据权利要求2或3所述的LED驱动电路(100，200)，其特征在于，还包括感测电路，所述感测电路感测所述LED的发光水平；所述处理电路(102)还...

【专利技术属性】
技术研发人员：张琪，周玉飞，李朵，张晋，朱永明，
申请(专利权)人：飞利浦照明中国投资有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31