一种电压调整电路、用于LED照明的非线性调光电路及方法技术

本发明专利技术涉及电路设计技术领域，公开了一种电压调整电路、用于LED照明的非线性调光电路及方法，其中电压调整电路包括求和电流镜电路、差分对偏置电流镜电路、参考电压生成电路、电流电压转换电路以及若干个相互级联的增益电路，本发明专利技术通过设计的电压调整电路实现了对输入电压的进行非线性调整以输出，克服了现有的线性调光容易受到噪声干扰以及PWM调光容易频闪的问题，具有较高的实用价值和广泛的应用前景。

A voltage adjusting circuit, nonlinear dimming circuit and method for LED lighting

The invention relates to the technical field of circuit design, and discloses a voltage adjusting circuit, a non-linear dimming circuit and a method for LED lighting, wherein the voltage adjusting circuit includes a summation current mirror circuit, a differential pair bias current mirror circuit, a reference voltage generation circuit, a current voltage conversion circuit and a number of mutually cascaded gain circuits. The invention adopts the designed voltage adjusting circuit The circuit realizes the non-linear adjustment of input voltage to output, which overcomes the problems that the existing linear dimming is easy to be interfered by noise and PWM dimming is easy to be stroboscopic.

【技术实现步骤摘要】
一种电压调整电路、用于LED照明的非线性调光电路及方法
本专利技术涉及电路设计
，具体涉及一种电压调整电路、用于LED照明的非线性调光电路及方法。
技术介绍
随着LED照明技术的发展，其相比于传统照明优势突出，社会中LED灯正渐渐的取代了传统照明。其有以下几个优点：制造材料环保；LED灯具颗粒布局使得产生散射少，大大减少光污染；直接将电能转换为光，能效高；制造材料稳定，不易损坏。而LED灯的光学参数主要有：光强、光通量、照度、发光效率等，LED灯的电学参数主要有：电流、电压、功率、功率因数等方面。一般来说，由于LED的正向压降的微小变化能够导致LED灯正向电流的较大变化，LED灯采用恒流源驱动的方式来控制亮度。且对于使用者来说，更加柔和的光也对人体更加舒适，这就要求我们去追求更加合适的调光方式。现有的线性调光电路通过输入电压,来控制输出的信号，达到调制输出LED电流，从而控制LED亮度的目的，LED的电流值与LD_Input是线性关系的。在控制电压很低的时候，容易受到外部噪声干扰，出现闪烁；另外一种通过PWM_Dim的占空比变化，来控制输出的信号，达到调制输出LED电流，从而控制LED亮度的目的，其LED的电流值与PWM关系的，PWM频率容易造成频闪，在控制电压很低的时候，也是容易受到外部噪声干扰，出现闪烁。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种电压调整电路、用于LED照明的非线性调光电路及方法，用以解决
技术介绍
中提出的问题。本专利技术解决技术问题采用如下技术方案：<br>一种电压调整电路，所述电压调整电路配置成根据输入电压值大小匹配设定电路增益，用于对输入电压进行非线性调整以输出；所述电压调整电路包括求和电流镜电路、差分对偏置电流镜电路、参考电压生成电路、电流电压转换电路以及若干个相互级联的增益电路；所述增益电路用于将输入电压转换为电流信号放大后送入求和电流镜电路进行累加输出，所述参考电压生成电路用于提供增益电路是否接入所需的参考电压，所述差分对偏置电流镜电路用于提供增益电路所需的偏置电流，所述电流电压转换电路用于将求和电流镜电路的输出电流转换为电压以输出。优选地，所述增益电路为一对共源极的NMOS管，NMOS管漏极分别接入工作电压和所述求和电流镜电路电流输入端、栅极分别接入电压输入端和所述参考电压生成电路；所述参考电压生成电路由与增益电路个数匹配的分压电阻串联构成，其一端接入工作电压，另一端接地端，且相邻分压电阻公共端接入对应增益电路中的一个NMOS管栅极；所述差分对偏置电流镜电路包括一个输入NMOS管以及与增益电路个数匹配的输出NMOS管构成，所述输出NMOS管接入所述增益电路的一对NMOS管的共源极；所述求和电流镜电路由一对PMOS管构成，且PMOS管共源极接入工作电压；所述电流电压转换电路为负载，其一端与所述求和电流镜电路电流输入端相连并接入电压输出端。本专利技术还提供一种用于LED照明的非线性调光电路，包括依次级联的比较器电路、逻辑电路、门驱动电路以及开关电路和电流检测电路，还包括如前述的电压调整电路，所述电压调整电路的电压输出端接入所述比较器电路的同相输入端。本专利技术还提供一种用于LED照明的非线性调光方法，包括：采集输入电压值的取值范围，对取值范围按照设计要求进行区间划分；根据划分好的区间确定增益电路的个数并设定各增益电路的增益大小；根据划分好的区间，确定各增益电路触发接入的参考电压大小，配置参考电压生成电路；依次配置求和电流镜电路、差分对偏置电流镜电路、电流电压转换电路以及依次级联的比较器电路、逻辑电路、门驱动电路；输入电压，执行电压非线性调整，具体包括：若Vin＜Vref1，则A＝A1；若Vref1≤Vin＜Vref2，则A＝A1+A2；若Vref2≤Vin＜Vref3，则A＝A1+A2+A3；……若Vrefn-1≤Vin＜Vrefn，则A＝A1+A2+A3+……An；其中Vin为输入电压值，n为划分的区间个数，A1、A2、A3、……An为依次级联的各增益电路的增益大小，Vref1、Vref2、Vref3……Vrefn为各增益电路对应的参考电压值大小。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：本专利技术设计的电压调整电路能够对输入电压信号进行非线性调整，其创新的设计可以根据需要自行改变增益的大小以及增益变化的触发条件，使得电路的适用性和扩展性较好，在本专利技术设计的电压调整电路基础上，本专利技术又创造性的提出了一种用于LED照明的非线性调光电路和方法，使得该调光电路抗噪声性能好，不容易产生频闪，克服了现有LED线性调光容易受到噪声干扰的缺点以及LEDPWM调光容易频闪和噪声干扰的缺点。关于本专利技术相对于现有技术，其他突出的实质性特点和显著的进步在实施例部分进一步详细介绍。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1是本专利技术的电压调整电路的电路图；图2是本专利技术的一种用于LED照明的非线性调光电路结构图；图3为本专利技术一种用于LED照明的非线性调光方法的电路级别示意图；图4为现有技术中线性调光电路结构示意图；图5为现有技术中PWM开关调光电路结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1请参照图1，本实施例提供一种电压调整电路，该电压调整电路配置成根据输入电压值大小匹配设定电路增益，用于对输入电压进行非线性调整以输出；电压调整电路包括求和电流镜电路、差分对偏置电流镜电路、参考电压生成电路、电流电压转换电路以及若干个相互级联的增益电路；在本实施例中增益电路为一对共源极的NMOS管，NMOS管漏极分别接入工作电压和求和电流镜电路电流输入端、栅极分别接入电压输入端和参考电压生成电路；参考电压生成电路由与增益电路个数匹配的分压电阻串联构成，其一端接入工作电压，另一端接地端，且相邻分压电阻公共端接入对应增益电路中的一个NMOS管栅极；差分对偏置电流镜电路包括一个输入NMOS管以及与增益电路个数匹配的输出NMOS管构成，输出NMOS管接入增益电路的一对NMOS管的共源极；求和电流镜电路由一对PMOS管构成，且PMOS管共源极接入工作电压；电流电压转换电路为负载，其一端与求和电流镜电路电流输入端相连并接入电压输出端；在本实施例中增益电路用于将输入电压转换为电流信号放大后送入求和电流镜电路进行累加输出，参考电压生成电路用于提供增益电路是否接入所需的参考电压，差分对偏置电流镜电路用于提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电压调整电路，其特征在于，所述电压调整电路配置成根据输入电压值大小匹配设定电路增益，用于对输入电压进行非线性调整以输出；/n所述电压调整电路包括求和电流镜电路、差分对偏置电流镜电路、参考电压生成电路、电流电压转换电路以及若干个相互级联的增益电路；/n所述增益电路用于将输入电压转换为电流信号放大后送入求和电流镜电路进行累加输出，所述参考电压生成电路用于提供增益电路是否接入所需的参考电压，所述差分对偏置电流镜电路用于提供增益电路所需的偏置电流，所述电流电压转换电路用于将求和电流镜电路的输出电流转换为电压以输出。/n

【技术特征摘要】
1.一种电压调整电路，其特征在于，所述电压调整电路配置成根据输入电压值大小匹配设定电路增益，用于对输入电压进行非线性调整以输出；
所述电压调整电路包括求和电流镜电路、差分对偏置电流镜电路、参考电压生成电路、电流电压转换电路以及若干个相互级联的增益电路；
所述增益电路用于将输入电压转换为电流信号放大后送入求和电流镜电路进行累加输出，所述参考电压生成电路用于提供增益电路是否接入所需的参考电压，所述差分对偏置电流镜电路用于提供增益电路所需的偏置电流，所述电流电压转换电路用于将求和电流镜电路的输出电流转换为电压以输出。


2.根据权利要求1所述的一种电压调整电路，其特征在于，所述增益电路为一对共源极的NMOS管，NMOS管漏极分别接入工作电压和所述求和电流镜电路电流输入端、栅极分别接入电压输入端和所述参考电压生成电路；
所述参考电压生成电路由与增益电路个数匹配的分压电阻串联构成，其一端接入工作电压，另一端接地端，且相邻分压电阻公共端接入对应增益电路中的一个NMOS管栅极；
所述差分对偏置电流镜电路包括一个输入NMOS管以及与增益电路个数匹配的输出NMOS管构成，所述输出NMOS管接入所述增益电路的一对NMOS管的共源极；
所述求和电流镜电路由一对PMOS管构成，且PMOS管共源极接入工作电压；
所述电流电压转换电路为负载，其一端与所述求和电流镜电...

【专利技术属性】
技术研发人员：林涛，
申请(专利权)人：深圳市世微半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44