一种精细调光的四通道AC LED驱动芯片电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种精细调光的四通道AC LED驱动芯片电路，将市电进行全波整流后的脉动电压同时驱动WLED、RLED、GLED及BLED灯串，通过逻辑控制电路产生的控制信号、PWM电路产生的调光信号及保护电路产生的保护信号实现各颜色通道灯串的分段导通及亮度调节。本实用新型专利技术无须进行AC‑DC转换，减小了系统体积，降低了制造成本，提高了系统可靠性；本实用新型专利技术通过调光电路和不同占空比的PWM信号对不同颜色通道进行精细调光相结合以实现设计参数的彩色驱动，同时可调节光谱分布，进一步提高照明效率，从而应用于多样化的照明用途；本实用新型专利技术可调整因各颜色灯串电流值变化而导致的色偏问题；同时可提高LED灯串的显色指数，使得系统整体显色性能更好。

A four channel AC LED driver circuit with fine dimming

【技术实现步骤摘要】
一种精细调光的四通道ACLED驱动芯片电路
本技术涉及驱动电路领域，尤其涉及一种精细调光的四通道ACLED驱动芯片电路。
技术介绍
近年来随着科技的发展，LED作为绿色、节能、省电、长寿命的第四代照明灯具而异军突起。而LED具有的优点正使其逐步取代白炽灯和荧光灯，广泛应用在各种照明领域，也受到了各国政府的大力研究。传统的LED驱动电路多采用直流电流驱动，即采用AC-DC转换器对市电进行处理后输出直流电压，然后再驱动LED。但由于在转换过程中存在着较大的能量损失，降低了LED系统效率。同时AC-DC转换器的寿命远低于LED的寿命，严重影响驱动电路的可靠性。随着技术的进步，交流直接驱动LED(ACLED)的技术开始被研发和采用。该技术大致可以分为两类：桥式ACLED技术和交流驱动HV-LED的驱动芯片技术。桥式ACLED技术是利用LED的单向导通特性，将LED灯珠排列成类似整流桥结构直接接入到市电中从而实现交流发光；而交流驱动HV-LED的技术则采用分段控制和恒流处理技术，使得LED在不同输入电压下实现分段点亮或熄灭，提高了系统的效率。然而，技术的进步、生活质量的提高以及节能的需要使得彩色RGB驱动的应用范围也越来越广，如照明、景观和农业等领域。应用于照明等领域的LED除了色温和显色指数等重要参数外，业界对光谱的S/P比值(S:暗光亮度，P:强光亮度)也越来越重视。研究表明，有较高S/P比值的灯泡可以充分利用人眼神经细胞的敏感度降低光照度的要求来保护眼睛和满足更加清晰的视觉效果，同时进一步节约能源。目前多通道交流直接驱动LED方案采用的是通过改变各颜色灯串的电流来实现彩色驱动，但LED灯串发光存在着一定的色偏问题。
技术实现思路
本技术的目的在于解决现有技术中直流RGB驱动电路体积大、成本高、效率低以及显色性能差等问题，并且克服多通道交流驱动LED存在色偏的缺陷，提供一种精细调光的四通道ACLED驱动芯片电路。本技术具有集成度高、可调节光谱分布、显色性能更好以及效率高等优点，并且具有过温和过压保护。本技术的目的能够通过以下技术方案实现：一种精细调光的四通道ACLED驱动芯片电路，包括整流桥、分压电路、电流检测电路、逻辑控制电路、PWM电路、调光及保护电路、通道电流产生电路、WRGB恒流电路、WLED灯串、RLED灯串、GLED灯串、BLED灯串以及保护电路；所述WLED灯串、RLED灯串、GLED灯串及BLED灯串均包含多级LED；其中，第一级LED由第一串LED灯串组成，第二级LED由相邻的前两串LED灯串组成，第三级LED由前三串LED灯串组成，以此类推构成多级LED。所述整流桥，其输出端与WLED灯串、RLED灯串、GLED灯串以及BLED灯串中第一级LED的输入端相连接；用于对市电进行全波整流；所述分压电路，一端与整流桥相连接，另一端与逻辑控制电路相连接；用于将整流输出的高压脉动电压进行降压，将得到的幅值小于芯片电源电压的低压脉动电压供芯片内部处理；所述电流检测电路，一端分别和与WLED灯串相连接的控制通道上的高压开关管的源极相连接，另一端与逻辑控制电路相连接；用于检测流经WLED通道的电流的大小，当检测的电流达到电流阈值时，输出一个脉冲信号，作为逻辑控制电路通道切换的信号；所述逻辑控制电路，与调光及保护电路相连接；用于在输入电压上升阶段，电流检测电路输出一个脉冲信号作用逻辑控制电路时，产生控制WLED、RLED、GLED及BLED灯串上除最后一级LED外的其余各级开关组依次关断的信号；在输入电压下降阶段，产生控制WLED、RLED、GLED及BLED灯串上除最后一级LED外的其余各级开关组依次打开的信号；所述PWM电路，与调光及保护电路相连接；用于产生与WLED、RLED、GLED及BLED灯串中各级LED相对应的控制通道的调光信号；所述调光及保护电路，分别与逻辑控制电路、PWM电路、保护电路以及开关选通模块中MOS管的栅极相连接；用于对逻辑控制电路产生的控制信号、PWM电路产生的调光信号及保护电路产生的保护信号进行综合，然后对WLED、RLED、GLED及BLED灯串上除最后一级LED外的其余各级开关组的通断进行控制，实现WLED、RLED、GLED以及BLED灯串的各级LED依次点亮和依次熄灭；所述通道电流产生电路，与开关选通模块中MOS管的源极相连接；用于当RLED、GLED及BLED灯串的各自通道开启时，由通道电流产生电路为其提供电流；所述WRGB恒流电路，与WLED灯串、RLED灯串、GLED灯串及BLED灯串中最后一级LED的输出端相连接；当WLED、RLED、GLED及BLED灯串全部点亮时，WRGB恒流电路保持最后一级LED输出端通道上的电流恒定；所述保护电路，用于提供过压保护和过温保护。所述整流桥为全波整流桥，将220V/50Hz的交流电转换为0-311V的直流脉动电压。所述电流检测电路包括误差放大器和电阻R1。在所述电流检测电路中，当WLED灯串中各级LED输出端对应的控制通道的高压开关管打开时，电流流过采样电阻R1产生压降，该电压值作为反馈信号连接到误差放大器的同相端，误差放大器的反相端接参考电压VREF1，误差放大器输出端连接逻辑控制电路。所述PWM电路包括比较器。在所述PWM电路中，锯齿波电压与比较器的反向输入端相连接，产生调光信号的外部电压分别与比较器的同向输入端相连接，通过调节产生调光信号的外部电压的大小，可以得到WLED、RLED、GLED和BLED灯串对应通道的不同占空比的调光信号。所述调光及保护电路包括与门电路。在所述调光及保护电路中，逻辑控制电路的输出信号、PWM电路的输出信号以及保护电路的输出信号分别和与门输入端相连接，输出信号控制WLED、RLED、GLED及BLED灯串上除最后一级LED外其余各级开关组。所述通道电流产生电路包括误差放大器、MOS管和电阻R2。在所述通道电流产生电路中，误差放大器、与误差放大器输出端相连接的一个MOS管以及电阻R2组成恒流电路，为由其他MOS管所构成的电流镜提供偏置电流，然后给RLED灯串中除最后一级LED外的其余各级LED输出端对应通道、GLED灯串中除最后一级LED外的其余各级LED输出端对应通道、BLED灯串中除最后一级LED外的其余各级LED输出端对应通道提供电流。所述WRGB恒流电路包括误差放大器、MOS管和电阻。进一步地，所述WRGB恒流电路中误差放大器数目、电阻数目以及MOS管数目与灯串类型数目相同。在所述WRGB恒流电路中，当WLED、RLED、GLED和BLED灯串全部点亮时，电流经高压MOS管流向采样电阻，并在采样电压上产生压降，所述电压值作为反馈信号接到误差放大器的反相输入端，误差放大器的同相输入端接参考电压VREF1，误差放大器的输出端接高压MOS管的栅极。进一步地，在本技术中，灯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种精细调光的四通道AC LED驱动芯片电路，其特征在于，包括整流桥、分压电路、电流检测电路、逻辑控制电路、PWM电路、调光及保护电路、通道电流产生电路、WRGB恒流电路、WLED灯串、RLED灯串、GLED灯串、BLED灯串以及保护电路；/n所述WLED灯串、RLED灯串、GLED灯串及BLED灯串均包含多级LED；其中，第一级LED由第一串LED灯串组成，第二级LED由相邻的前两串LED灯串组成，第三级LED由前三串LED灯串组成，以此类推构成多级LED；/n所述整流桥，其输出端与WLED灯串、RLED灯串、GLED灯串以及BLED灯串中第一级LED的输入端相连接；/n所述分压电路，一端与整流桥相连接，另一端与逻辑控制电路相连接；/n所述电流检测电路，一端分别和与WLED灯串相连接的控制通道上的高压开关管的源极相连接，另一端与逻辑控制电路相连接；/n所述逻辑控制电路，与调光及保护电路相连接；用于在输入电压上升阶段，电流检测电路输出一个脉冲信号作用逻辑控制电路时，产生控制WLED、RLED、GLED及BLED上除最后一级LED外的其余各级开关组依次关断的信号；在输入电压下降阶段，产生控制WLED、RLED、GLED及BLED上除最后一级LED外的其余各级开关组依次打开的信号；/n所述PWM电路，与调光及保护电路相连接；用于产生与WLED、RLED、GLED及BLED灯串中各级LED相对应的控制通道的调光信号；/n所述调光及保护电路，一端与逻辑控制电路相连，一端与PWM电路及保护电路相连，另一端与开关选通模块中MOS管的栅极相连；用于对逻辑控制电路产生的控制信号、PWM电路产生的调光信号及保护电路产生的保护信号进行综合，来控制WLED、RLED、GLED及BLED上除最后一级LED外的其余各级开关组的通断，实现WLED、RLED、GLED及BLED灯串的各级LED依次点亮和依次熄灭；/n所述通道电流产生电路，与开关选通模块中MOS管的源极相连接；/n所述WRGB恒流电路，与WLED灯串、RLED灯串、GLED灯串及BLED灯串中最后一级LED的输出端相连接；/n所述保护电路，用于提供过压保护和过温保护。/n...

【技术特征摘要】
1.一种精细调光的四通道ACLED驱动芯片电路，其特征在于，包括整流桥、分压电路、电流检测电路、逻辑控制电路、PWM电路、调光及保护电路、通道电流产生电路、WRGB恒流电路、WLED灯串、RLED灯串、GLED灯串、BLED灯串以及保护电路；
所述WLED灯串、RLED灯串、GLED灯串及BLED灯串均包含多级LED；其中，第一级LED由第一串LED灯串组成，第二级LED由相邻的前两串LED灯串组成，第三级LED由前三串LED灯串组成，以此类推构成多级LED；
所述整流桥，其输出端与WLED灯串、RLED灯串、GLED灯串以及BLED灯串中第一级LED的输入端相连接；
所述分压电路，一端与整流桥相连接，另一端与逻辑控制电路相连接；
所述电流检测电路，一端分别和与WLED灯串相连接的控制通道上的高压开关管的源极相连接，另一端与逻辑控制电路相连接；
所述逻辑控制电路，与调光及保护电路相连接；用于在输入电压上升阶段，电流检测电路输出一个脉冲信号作用逻辑控制电路时，产生控制WLED、RLED、GLED及BLED上除最后一级LED外的其余各级开关组依次关断的信号；在输入电压下降阶段，产生控制WLED、RLED、GLED及BLED上除最后一级LED外的其余各级开关组依次打开的信号；
所述PWM电路，与调光及保护电路相连接；用于产生与WLED、RLED、GLED及BLED灯串中各级LED相对应的控制通道的调光信号；
所述调光及保护电路，一端与逻辑控制电路相连，一端与PWM电路及保护电路相连，另一端与开关选通模块中MOS管的栅极相连；用于对逻辑控制电路产生的控制信号、PWM电路产生的调光信号及保护电路产生的保护信号进行综合，来控制WLED、RLED、GLED及BLED上除最后一级LED外的其余各级开关组的通断，实现WLED、RLED、GLED及BLED灯串的各级LED依次点亮和依次熄灭；
所述通道电流产生电路，与开关选通模块中MOS管的源极相连接；
所述WRGB恒流电路，与WLED灯...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国元，殷文杰，吴朝晖，梁志明，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东;44