调光控制电路、控制芯片、电源转换装置以及去频闪方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及调光控制电路、开关电源的控制芯片、驱动LED的电源转换装置以及去频闪方法。所述调光控制电路用于控制低PF的开关电源的输出，所述开关电源包括功率开关且接收的输入电压包含工频成分，所述调光控制电路包括低通滤波模块和输出电流调制模块，其中，低通滤波模块接入PWM调光信号和采样信号并生成滤波调制电压并输出，输出电流调制模块与低通滤波模块电性连接，其利用低通滤波模块输出的滤波调制电压调制开关电源至少在DCM模式下，在输入电压因工频成分的纹波而变化时，当前PWM调光信号下的若干开关周期内，每个开关周期对应的所述开关电源输出的平均电流值不变。利用该调光控制电路可以抑制电源输入电压引入的纹波，有助于消除频闪。

Dimming control circuit, control chip, power conversion device and stroboscopic method

The invention relates to a dimming control circuit, a control chip of a switching power supply, a power conversion device for driving an LED, and a stroboscopic removing method. The dimming control circuit is used to control the output of the switching power supply with low PF, the switching power supply includes a power switch and the received input voltage includes a power frequency component, the dimming control circuit includes a low-pass filter module and an output current modulation module, wherein the low-pass filter module receives a PWM dimming signal and a sampling signal, generates a filter modulation voltage and outputs the output current modulation The module is electrically connected with the low-pass filter module, which uses the filter modulation voltage output by the low-pass filter module to modulate the switching power supply in the DCM mode at least. When the input voltage changes due to the ripple of the power frequency component, the average current value of the switching power supply output corresponding to each switching cycle is unchanged within several switching cycles under the current PWM dimming signal. The dimming control circuit can suppress the ripple introduced by the input voltage of the power supply, which is helpful to eliminate the stroboscopic.

【技术实现步骤摘要】
调光控制电路、控制芯片、电源转换装置以及去频闪方法
本专利技术涉及电子电路领域，尤其涉及调光控制电路、控制芯片、电源转换装置以及去频闪方法。
技术介绍
LED具有体积小、亮度高、耗电量低、发热少、使用寿命长和具有丰富多彩的颜色种类等优点，在照明、显示等许多领域得到了广泛应用。目前LED驱动中，常采用低功率因数(例如小于0.7的功率因数)的开关电源驱动LED工作，其中，通过功率开关周期性地进行着导通/关断，可在负载上获得稳定输出。为了调节负载LED的亮度，另外通过调光控制电路来控制功率开关的导通/关断。在众多的LED调光技术中，PWM调光因具有高效率、支持远距离传输、兼容性强而获得了广泛的研究和应用。然而，现有技术在利用PWM调光信号控制功率开关时，仍然存在以下两方面较为突出的问题：一、调光死区问题，这个问题在利用PWM调光信号直接斩波输出电流时尤其明显，观察发现，若PWM调光信号的下降沿恰好在功率开关的关断时间内时，PWM占空比的变化对功率开关的开关无影响，即该位置PWM调光信号对输出电流无影响，造成在输出电流随调光信号的周期变化曲线上存在台阶状部分(称为调光死区)，影响用户体验；二、频闪问题，研究发现，在利用PWM调光信号直接斩波输出电流进行调光时，负载LED上的电流存在频率为PWM调光信号频率的纹波，虽然也有通过将PWM调光信号经RC滤波后再输入控制芯片来避免调光死区的方案，但是由于输入负载的电压通常由交流电压直接整流滤波而得，输出电流常存在工频纹波，因此仍然存在闪频问题。因此，仍然需要进一步改进对LED的调光控制方式，以解决调光死区问题和闪频问题。虽然此处以LED调光为示例，但所述问题也可推及至其它需要更灵敏地调节负载变化、消除闪频现象的应用中。
技术实现思路
鉴于上述现有技术中的问题，本专利技术提供了调光控制电路、开关电源的控制芯片、驱动LED的电源转换装置以及去频闪方法，有助于消除现有LED调光方案存在的调光死区和频闪现象。一个方面，本专利技术提供一种调光控制电路，用于控制低PF的开关电源的输出，所述开关电源包括功率开关，所述开关电源接收包含工频成分的输入电压，所述调光控制电路包括：低通滤波模块，输入端用于接入PWM调光信号和来自所述开关电源的采样信号，配置为基于所述PWM调光信号和所述采样信号生成滤波调制电压并输出；输出电流调制模块，与所述低通滤波模块电性连接，配置为利用所述滤波调制电压调制所述开关电源至少在DCM模式下，在所述输入电压因工频成分的纹波而变化时，当前PWM调光信号下的若干开关周期内，每个开关周期对应的所述开关电源输出的平均电流值不变。可选的，所述输出电流调制模块通过调制DCM模式的死区时间的变化而控制所述若干开关周期内的每个周期的有效占空比不变。可选的，所述输出电流调制模块包括有效占空比调制单元，所述有效占空比调制单元包括充放电电流调制子单元、充放电子单元和充放电逻辑控制子单元；所述充放电电流调制子单元和充放电逻辑控制子单元配置为控制所述充放电子单元。可选的，所述充放电电流调制子单元配置为利用所述滤波调制电压调节所述充放电子单元的充放电电流值。可选的，所述充放电逻辑控制子单元配置为接收所述功率开关的导通和关断的逻辑控制信号，控制所述充放电电子单元的充放电时刻。可选的，所述输出电流调制模块包括电感峰值调制单元，所述电感峰值调制单元配置为利用所述滤波调制电压调制与不同的PWM调光信号对应的电感峰值。可选的，所述滤波调制电压跟随所述PWM调光信号的变化而变化。可选的，所述电感峰值调制单元包括恒流源电路、分压电路以及钳位电路；所述恒流源电路的输出电流大小跟随所述滤波调制电压变化；所述分压电路与所述恒流源电路的输出耦接；所述钳位电路与所述分压电路的输出耦接而输出对应的所述电感峰值。可选的，所述低通滤波模块包括：PWM调光信号预处理单元，配置为接入所述PWM调光信号，利用所述PWM调光信号对参考电压进行斩波，生成调光电压信号；以及，低通滤波器，配置为接入所述调光电压信号和所述采样信号，输出所述滤波调制电压。可选的，所述低通滤波器为数字低通滤波器。可选的，所述开关电源采用隔离反激式拓扑、非隔离降压拓扑、非隔离升降压拓扑以及非隔离升压拓扑中的一种拓扑电路结构。一个方面，本专利技术提供一种开关电源的控制芯片，用于控制低PF的开关电源的输出，所述开关电源包括功率开关，所述控制芯片内设有上述的调光控制电路。一个方面，本专利技术提供一种驱动LED的电源转换装置，所述电源转换装置包括整流电路、低PF开关电源电路、上述的调光控制电路和LED灯串，其中，所述整流电路配置为接入交流电后执行整流并输出；所述开关电源电路与所述整流电路的输出耦接，配置为将所述整流电路的输出转换成LED灯串所需的电力；所述调光控制电路配置为接收PWM调光信号而控制所述LED灯串的亮度随所述PWM调光信号的变化而变化。一个方面，本专利技术提供一种去频闪方法，应用于电流型发光元件的亮度调节，所述电流型发光元件为一包括功率开关的低PF开关电源的负载，所述去频闪方法包括：接入PWM调光信号和来自所述开关电源的采样信号，基于所述PWM调光信号和所述采样信号生成滤波调制电压并输出；以及，利用所述滤波调制电压调制所述开关电源至少在DCM模式下，在所述输入电压因工频成分的纹波而变化时，当前PWM调光信号下的若干开关周期内，每个开关周期对应的所述开关电源输出的平均电流值不变。本专利技术提供的调光控制电路包括低通滤波模块和输出电流调制模块，其中，低通滤波模块的输入端用于接入PWM调光信号和来自所述开关电源的采样信号，并基于所述PWM调光信号和所述采样信号生成滤波调制电压并输出，输出电流调制模块与所述低通滤波模块电性连接，所述输出电流调制模块配置为利用低通滤波模块输出的滤波调制电压调制开关电源，并使得开关电源至少在DCM模式下，在所述输入电压因工频成分的纹波而变化时，当前PWM调光信号下的若干开关周期内，每个开关周期对应的所述开关电源输出的平均电流值不变，从而可以抑制电源输入电压引入的纹波，有助于消除频闪。本专利技术提供的开关电源的控制芯片和驱动LED的电源转换装置均包括上述调光控制电路，因而与上述调光控制电路具有相同或类似的优点。本专利技术提供的去频闪方法，与上述调光控制电路具有相同或相应的特征，因而与上述调光控制电路具有相同或类似的优点。附图说明图1A至图1D分别为采用非隔离降压拓扑、非隔离升压拓扑、非隔离升降压拓扑、以及隔离反激式拓扑的开关电源的电路示意图。图2A为一种降压式恒流开关电源的电路示意图。图2B为图2A所示的电路中电感电流随功率开关状态变化的波形示意图。图3A为一种调光控制电路的示意图。图3B为利用如图3A所示的调光控制电路时PWM调光信号、功率开关和电感电流的波形示意图。图4A为另一种调光控制电路的示意图。图4B为利用如图4A本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种调光控制电路，用于控制低PF的开关电源的输出，所述开关电源包括功率开关，所述开关电源接收包含工频成分的输入电压，其特征在于，所述调光控制电路包括：/n低通滤波模块，输入端用于接入PWM调光信号和来自所述开关电源的采样信号，配置为基于所述PWM调光信号和所述采样信号生成滤波调制电压并输出；以及，/n输出电流调制模块，与所述低通滤波模块电性连接，配置为利用所述滤波调制电压调制所述开关电源至少在DCM模式下，在所述输入电压因工频成分的纹波而变化时，当前PWM调光信号下的若干开关周期内，每个开关周期对应的所述开关电源输出的平均电流值不变。/n

【技术特征摘要】
1.一种调光控制电路，用于控制低PF的开关电源的输出，所述开关电源包括功率开关，所述开关电源接收包含工频成分的输入电压，其特征在于，所述调光控制电路包括：
低通滤波模块，输入端用于接入PWM调光信号和来自所述开关电源的采样信号，配置为基于所述PWM调光信号和所述采样信号生成滤波调制电压并输出；以及，
输出电流调制模块，与所述低通滤波模块电性连接，配置为利用所述滤波调制电压调制所述开关电源至少在DCM模式下，在所述输入电压因工频成分的纹波而变化时，当前PWM调光信号下的若干开关周期内，每个开关周期对应的所述开关电源输出的平均电流值不变。


2.如权利要求1所述的调光控制电路，其特征在于，所述输出电流调制模块通过调制DCM模式的死区时间的变化而控制所述若干开关周期内的每个周期的有效占空比不变。


3.如权利要求2所述的调光控制电路，其特征在于，所述输出电流调制模块包括有效占空比调制单元，所述有效占空比调制单元包括充放电电流调制子单元、充放电子单元和充放电逻辑控制子单元；所述充放电电流调制子单元和充放电逻辑控制子单元配置为控制所述充放电子单元。


4.如权利要求3所述的调光控制电路，其特征在于，所述充放电电流调制子单元配置为利用所述滤波调制电压调节所述充放电子单元的充放电电流值。


5.如权利要求3所述的调光控制电路，其特征在于，所述充放电逻辑控制子单元配置为接收所述功率开关的导通和关断的逻辑控制信号，控制所述充放电电子单元的充放电时刻。


6.如权利要求1至5任一所述的调光控制电路，其特征在于，所述输出电流调制模块包括电感峰值调制单元，所述电感峰值调制单元配置为利用所述滤波调制电压调制与不同的PWM调光信号对应的电感峰值。


7.如权利要求6所述的调光控制电路，其特征在于，所述滤波调制电压跟随所述PWM调光信号的变化而变化。


8.如权利要求7所述的调光控制电路，其特征在于，所述电感峰值调制单元包括恒流源电路、分压电路以及钳位电路；所述恒流源电路的输出电流大小跟随所...

【专利技术属性】
技术研发人员：闾建晶，
申请(专利权)人：上海晶丰明源半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31