PWM调光电路和调光方法及LED驱动电路技术

本发明专利技术公开了一种PWM调光电路和调光方法及LED驱动电路。将表征PWM调光信号的参考信号和表征平均电感电流的电流采样信号进行误差处理，得到表征主功率开关管导通时间的补偿信号；所述的补偿信号与斜坡信号进行比较，用于控制主功率开关管关断；根据所述补偿信号调节主功率开关管的最大开关频率；其中，实际开关频率高于最大开关频率时，主功率开关管不导通。由于最小导通时间和最大开关频率的限制，影响了LED的调光深度，本发明专利技术利用了PWM调光信号继续下调与补偿信号之间的关系，从而根据补偿信号来调节开关频率，从而降低了负载的平均输出电流。本发明专利技术提升了PWM调光的调光深度。

PWM dimming circuit and dimming method and LED drive circuit

The invention discloses an PWM dimming circuit and dimming method and a LED driving circuit. The current reference signal and the characterization of the average inductor current characterization of PWM dimming signal of the sampling signal processing error, obtained the main power switch by compensation signal on time; the compensation signal and ramp signal comparison, used to control the main power switch off; according to the maximum switching frequency of the compensation signal regulation the main power switch; wherein, the switching frequency is higher than the maximum switching frequency when the main power switch tube conduction. Since the minimum conduction time and the maximum switching frequency limit, the effect of light modulation depth LED, the invention uses the PWM dimming signal to the relationship between the rate and the compensation signal, according to the compensation signal to adjust the switching frequency, thereby reducing the average output current of the load. The invention improves the dimming depth of the PWM dimming.

【技术实现步骤摘要】
PWM调光电路和调光方法及LED驱动电路
本专利技术涉及一种电力电子
，特别涉及一种PWM调光电路和调光方法及LED驱动电路。
技术介绍
在LED应用中，一些场合需要对LED灯的亮度进行调节和控制，即通过调节LED负载的输出平均电流来实现调光。PWM调光是调光方法的一种，现有技术的PWM调光一般通过调节PWM信号的占空比来改变LED灯的亮度，从而实现调光。一种带PWM调光电路的LED驱动电路如图1所示，以反激式拓扑为例，FB为电压反馈回路引脚，接收表征输出电压的信号，当输出副边电感电流续流到零时候，FB信号会输出控制信号让原边开关管M重新导通，进入下一个的开关周期。GATE引脚用来驱动开关管的开通关断；SNP引脚用来采样原边电感电流大小；DPWM引脚接外部输入的PWM调光信号；COMP引脚作为系统补偿控制引脚。图1中具体的PWM调光电路原理如图2所示，通过控制PWM占空比改变参考信号VREF的大小，采样得到的电压VSNP经过平均处理后，与所述参考信号VREF经过误差运算放大器OTA，输出补偿信号VCOMP。VCOMP与斜坡谐波发生器产生的斜坡信号进行比较，当斜坡信号大于VCOMP信号时，比较器输出一个高电平，关断开关管M。因此在斜坡信号的斜率不变的情况下，VCOMP的大小决定了开关管开通时间Ton的长短，VCOMP越小，Ton越短，如图3所示。受系统控制限制，Ton有一个最小值Ton(min)。当VCOMP决定的Ton值比最小导通时间Ton(min)还要小的时候，开通时间保持Ton(min)不变，LED负载的最小输出电流也受Ton(min)限制，不再随着PWM调光信号的占空比减小而减小，因此限制了LED的调光深度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种PWM调光电路和调光方法及LED驱动电路，用于解决现有技术存在的调光深度受限的技术问题，通过调节最大开关频率实现进一步深度调光。为实现上述目的，本专利技术提供了一种PWM调光电路，包括：补偿信号产生电路，其第一输入端接收PWM调光信号，其第二输入端接收表征平均电感电流的电流采样信号，所述补偿信号产生电路的输出端输出表征主功率开关管导通时间的补偿信号；根据所述补偿信号的大小，控制开关管的导通时间长短；开关频率调节电路，接收所述补偿信号，根据所述补偿信号调节主功率开关管的开关频率。可选的，所述的补偿信号产生电路包括误差放大器，所述误差放大器的第一输入端接收表征所述PWM调光信号的参考信号，其第二输入端接收表征电感电流的电流采样信号平均值，所述误差放大器的输出端连接补偿电容，所述补偿电容上的电压作为所述补偿信号。可选的，所述的补偿信号产生电路包括第一电流源和第二电流源；通过所述PWM调光信号控制所述第一电流源对补偿电容充电，根据所述电流采样信号产生所述第二电流源对所述补偿电容放电；或者，通过所述PWM调光信号控制所述第一电流源对补偿电容放电，根据所述电流采样信号产生所述第二电流源对所述补偿电容充电；所述补偿电容上的电压作为所述补偿信号。可选的，在调光过程中，所述PWM调光信号的占空比持续减小，使得主功率开关管的导通时间减小至最小导通时间，所述补偿信号随PWM调光信号的占空比进一步减小而减小，此时根据所述补偿信号的减小来降低开关频率，从而进一步降低流经负载的平均输出电流。可选的，在主功率开关管的开关频率达到最大开关频率时，所述补偿信号降低至第一阈值，在所述补偿信号低于所述第一阈值时，所述最大开关频率随补偿信号的减小而降低。可选的，在所述补偿信号持续降低至第二阈值时，所述最大开关频率达到最小值，此时所述补偿信号继续减小则最大开关频率不再降低，所述第二阈值小于所述第一阈值。可选的，所述的PWM调光电路还包括用于判断主功率开关管的导通时间是否减小至最小导通时间的使能模块，在所述使能模块判断主功率开关管的导通时间是否减小至最小导通时间时，则发出表征使能的信号至所述开关频率调节电路，并使得开关频率调节电路使能。可选的，所述判断主功率开关管的导通时间是否减小至最小导通时间是通过判断所述补偿信号是否达到所述第一阈值来实现的。可选的，所述的补偿信号与斜坡信号进行比较，用于控制主功率开关管关断时刻。本专利技术还提供一种PWM调光方法，包括以下步骤：将表征PWM调光信号的参考信号和表征电感电流的电流采样信号平均值进行比较，得到表征主功率开关管导通时间的补偿信号；所述的补偿信号与斜坡信号进行比较，用于控制主功率开关管关断；根据所述补偿信号调节主功率开关管的最大开关频率；其中，实际开关频率高于最大开关频率时，主功率开关管不导通。可选的，调光过程中，所述PWM调光信号的占空比持续减小，使得主功率开关管的导通时间减小至最小导通时间，所述补偿信号随PWM调光信号的占空比进一步减小而减小，此时根据所述补偿信号的减小来降低开关频率，从而进一步降低流经负载的平均输出电流。可选的，在主功率开关管的开关频率达到最大开关频率时，所述补偿信号降低至第一阈值，在所述补偿信号低于所述第一阈值时，所述最大开关频率随补偿信号的减小而降低；在所述补偿信号持续降低至第二阈值时，所述最大开关频率达到最小值，此时所述补偿信号继续减小则最大开关频率不再降低，所述第二阈值小于所述第一阈值。本专利技术还提供一种LED驱动电路，包括：以上任意一种PWM调光电路。可选的，所述的LED驱动电路还包括用于检测电流过零时刻的过零检测模块，所述的开关频率调节电路和所述过零检测模块的输出端分别连接与门的两个输入端，所述的与门输出端输出表征主功率开关管开通的信号。与现有技术相比，本专利技术之技术方案具有以下优点：由于最小导通时间和最大开关频率的限制，影响了深度调光，本专利技术利用了PWM调光信号与补偿信号之间的关系，从而根据补偿信号来调节开关频率，从而降低了负载的平均输出电流。本专利技术提升了PWM调光的调光深度。附图说明图1为现有技术应用PWM调光电路的LED驱动电路的结构示意图；图2为现有技术PWM调光电路的结构示意图；图3为现有技术PWM调光电路的工作波形图；图4为本专利技术PWM调光电路的结构示意图；图5为补偿信号与最大开关频率的波形示意图；图6为电感电流与导通时间的波形示意图；图7为补偿信号产生电路的一种电路结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行详细描述，但本专利技术并不仅仅限于这些实施例。本专利技术涵盖任何在本专利技术的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本专利技术有彻底的了解，在以下本专利技术优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本专利技术。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本专利技术。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。如图4所示，示意了本专利技术PWM调光电路的一种具体电路结构，由于PWM调光电路可以集成于片内，因此示意了其各个引脚的情况，DPWM引脚为PWM调光信号的输入端，用于接收所述PWM调光信号，SNP引脚为采样引脚，用于接收表征电感电流的采样信号，GATE引脚与主功率开关管的控制端连接。所述的PWM调光电路包括误差放大器OTA和开关频率调节电路，PWM调光信号输入至DPWM引脚，根据其占空比通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PWM调光电路，包括：补偿信号产生电路，其第一输入端接收PWM调光信号，其第二输入端接收表征平均电感电流的电流采样信号，所述补偿信号产生电路的输出端输出表征主功率开关管导通时间的补偿信号；根据所述补偿信号的大小，控制开关管的导通时间长短；开关频率调节电路，接收所述补偿信号，根据所述补偿信号调节主功率开关管的开关频率。

【技术特征摘要】
1.一种PWM调光电路，包括：补偿信号产生电路，其第一输入端接收PWM调光信号，其第二输入端接收表征平均电感电流的电流采样信号，所述补偿信号产生电路的输出端输出表征主功率开关管导通时间的补偿信号；根据所述补偿信号的大小，控制开关管的导通时间长短；开关频率调节电路，接收所述补偿信号，根据所述补偿信号调节主功率开关管的开关频率。2.根据权利要求1所述的PWM调光电路，其特征在于：所述的补偿信号产生电路包括误差放大器，所述误差放大器的第一输入端接收表征所述PWM调光信号的参考信号，其第二输入端接收表征电感电流的电流采样信号平均值，所述误差放大器的输出端连接补偿电容，所述补偿电容上的电压作为所述补偿信号。3.根据权利要求1所述的PWM调光电路，其特征在于：所述的补偿信号产生电路包括第一电流源和第二电流源；通过所述PWM调光信号控制所述第一电流源对补偿电容充电，根据所述电流采样信号产生所述第二电流源对所述补偿电容放电；或者，通过所述PWM调光信号控制所述第一电流源对补偿电容放电，根据所述电流采样信号产生所述第二电流源对所述补偿电容充电；所述补偿电容上的电压作为所述补偿信号。4.根据权利要求1或2或3所述的PWM调光电路，其特征在于：调光过程中，所述PWM调光信号的占空比持续减小，使得主功率开关管的导通时间减小至最小导通时间，所述补偿信号随PWM调光信号的占空比进一步减小而减小，此时根据所述补偿信号的减小来降低开关频率，从而进一步降低流经负载的平均输出电流。5.根据权利要求1或2或3所述的PWM调光电路，其特征在于：在主功率开关管的开关频率达到最大开关频率时，所述补偿信号降低至第一阈值，在所述补偿信号低于所述第一阈值时，所述最大开关频率随补偿信号的减小而降低。6.根据权利要求5所述的PWM调光电路，其特征在于：在所述补偿信号持续降低至第二阈值时，所述最大开关频率达到最小值，此时所述补偿信号继续减小则最大开关频率不再降低，所述第二阈值小于所述第一阈值。7.根据权利要求4所述的PWM调光电路，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡长伟，任远程，黄必亮，周逊伟，
申请(专利权)人：杰华特微电子张家港有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32