一种全数字高频LED恒流驱动电路及控制方法技术

本发明专利技术提供了一种全数字高频LED恒流驱动电路及控制方法，包括：功率单元：以半桥拓扑的开关方式进行能量传输与转换，对电感进行充电和续流，使LED获得连续的电流；反馈单元：测量直流母线电压和功率单元的输出电流，送至控制单元处理；控制单元：根据外部PWM信号以及反馈单元测得的输出电流，计算得到一对互补PWM信号并输出至功率单元，控制功率单元进行能量传输与转换，并反馈工作状态。功率单元由微控制器直接控制，极大的提升了算法的灵活性和系统的可控性，从而实现高频率、高精度、宽范围的电流控制，满足高速机器视觉、数字病理扫描等高频短曝光、宽范围精密调节场合对LED驱动电流连续可调、高频无闪烁的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种全数字高频LED恒流驱动电路及控制方法
本专利技术涉及电学领域，具体地，涉及一种全数字高频LED恒流驱动电路及控制方法。
技术介绍
近年来，LED的恒流驱动技术日渐成熟。然而在一些高频短曝光、宽范围精密调节的场合，例如高速机器视觉、数字病理扫描等，LED的电流不但需要保证恒定，还要求能够进行宽范围的调整以调节其亮度，甚至需要实现高速相机拍摄时微秒级曝光无频闪，这对LED电流精密调节和控制提出了极高要求：电流应当在全范围内调整并保持连续和低纹波。传统的LED调光方案往往采用恒流源芯片或线性调光技术：恒流源芯片往往只能将电流维持在固定值，微控制器通过周期性的使能/失能来调节输出电流的平均值，因而无法保证输出小电流时电流的精密连续；线性调光技术能够获得较稳定的电流调节效果，但其效率低、发热高，高频控制困难，应用场景受限。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种全数字高频LED恒流驱动电路及控制方法。根据本专利技术提供的一种全数字高频LED恒流驱动电路，包括：功率单元：以半桥拓扑的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全数字高频LED恒流驱动电路，其特征在于，包括：/n功率单元：以半桥拓扑的开关方式进行能量传输与转换，对电感进行充电和续流，使LED获得连续的电流；/n反馈单元：测量直流母线电压和功率单元的输出电流，送至控制单元处理；/n控制单元：根据外部PWM信号以及反馈单元测得的输出电流，计算得到一对互补PWM信号并输出至功率单元，控制功率单元进行能量传输与转换，并反馈工作状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种全数字高频LED恒流驱动电路，其特征在于，包括：
功率单元：以半桥拓扑的开关方式进行能量传输与转换，对电感进行充电和续流，使LED获得连续的电流；
反馈单元：测量直流母线电压和功率单元的输出电流，送至控制单元处理；
控制单元：根据外部PWM信号以及反馈单元测得的输出电流，计算得到一对互补PWM信号并输出至功率单元，控制功率单元进行能量传输与转换，并反馈工作状态。


2.根据权利要求1所述的全数字高频LED恒流驱动电路，其特征在于，所述功率单元包括：
门极驱动电路：将所述控制单元输出的所述对互补PWM信号转换为驱动场效应管的强信号；
场效应管半桥：连接所述门极驱动电路、所述直流母线和所述LED，以半桥的拓扑形式驱动所述LED；
电流采样电阻：位于电源高端；
所述电感：在所述场效应管半桥的下桥臂导通时存储能量，在所述场效应管半桥的下桥臂关断时以电流的形式释放能量，使通过LED的电流在全PWM周期内保持恒定。


3.根据权利要求1所述的全数字高频LED恒流驱动电路，其特征在于，所述反馈单元包括：
分压跟随电路：连接所述直流母线和所述控制单元，将直流母线通过阻容网络进行分压和滤波，并降低分压电路的输出阻抗；
差分放大电路：连接所述采样电阻的两端以及所述控制单元，将采样电阻两端的电压差值进行放大。


4.根据权利要求1所述的全数字高频LED恒流驱动电路，其特征在于，所述控制单元包括：
微控制器；
输入整形电路：连接所述微控制器，对所述外部PWM信号进行滤波、整形；
通信接口电路：连接所述微控制器与外部PC；
时钟线路：连接所述微控制器，提供时钟信号。


5.一种全数字高频LED恒流驱动电路的控制方法，其特征在于，采用权利要求1至4任一项所述的全数字高频LED恒流驱动电路，执行包括：
脉冲指令解析步骤：捕获外部PWM信号并计算所述外部...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷朝臣，位广宇，杨舒盛，关新平，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31