自适应线性调光电源系统技术方案

本发明专利技术提供了一种自适应线性调光电源系统，包括自适应电压输出模块和具有至少一路LED线性调光支路的LED线性调光模块，自适应电压输出模块为双控制器架构，其第一控制器和第二控制器分别位于不同的集成电路主芯之上，第二控制器能接收来自LED线性调光支路中的LED负载同调光开关管的公共端所生成的采样信号，并向第一控制器传输相应的调节控制信号，由此，一方面能够避免第一控制器的接地端电位高于系统地而引起直流输出电压无法实时反馈、系统动态响应性能较差的问题，另一方面能够使得第一控制器所在芯片和第二控制器所在芯片均只需要很小的耐压区域即可，而不需要承受过高的耐压，降低了控制芯片成本，提高了系统设计的灵活性。的灵活性。的灵活性。

【技术实现步骤摘要】
自适应线性调光电源系统


[0001]本专利技术涉及开关电源
，特别涉及一种自适应线性调光电源系统。

技术介绍

[0002]随着社会的不断进步，在我们的日常生活中LED被大量使用，例如电子产品的背光灯，以及，家里和公共场合的日常照明。之所以LED被人类广泛的应用是因为其体积小、耗电量低、使用寿命长、高亮度、低热量、环保、坚固耐用以及色彩绚丽等优点。
[0003]图1为目前市面上比较常用的多路线性调光电源系统。电网AC侧电压经过由二极管D1、D2、D3、D4组成的整流桥整流后，再经过控制芯片中的控制器和功率开关管Q1的控制后被输出为一输出电压Vo，且Vo为一固定值。输出电压Vo给后续的n路线性LED调光电路供电，且n路线性LED调光电路与调光信号PWM1～PWMn一一对应，以第一路线性调光电路为例，通过调光信号PWM1经低通滤波器后转变为与调光信号PWM1的占空比成比例的参考信号Vref1，模拟误差放大器EA根据Vref1和Vcs1的大小进行调节，进而最终实现第一路线性调光电路的线性调光。
[0004]为保证n路线性调光能够正常工作，输出电压Vo的值必须大于n路线性LED调光电路(即全范围LED线性调光)中所需要的最小供电电压。但是这样会造成当LED负载的导通压降和输出电压Vo的压差较大或调光比较深，比如1％时，n路线性LED调光电路中的各个调光开关管S1、S2.......Sn的漏源电压比较大，由此导致系统整体的效率比较低，减短了整个系统的寿命。
[0005]同时，对于位于前级的控制器而言，现有技术习惯采用功率开关管Q1源极接地的拓扑作为前级拓扑。而如果采用功率开关管Q1两端没有直接接地的拓扑作为前级拓扑时，Q1栅极的驱动电位较高，会要求整个控制芯片具备承受和输出高压的能力，对控制芯片的耐压提出了较高的要求，抬升了成本。这样的习惯限制了系统设计的灵活性。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种自适应线性调光电源系统，能够降低控制芯片的耐压性能要求，提供系统设计灵活性，并实现实时反馈以提高系统整体的效率和动态响应速度。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种自适应线性调光电源系统，包括自适应电压输出模块和LED线性调光模块，其中，
[0008]所述LED线性调光模块包括至少一路LED线性调光支路，所述LED线性调光支路具有LED负载和调光开关管，所述LED负载与所述调光开关管串联，且所述LED线性调光支路自所述LED负载同所述调光开关管的公共端生成采样信号；
[0009]所述自适应电压输出模块包括分别位于不同的集成电路主芯之上的第一控制器和第二控制器，所述第二控制器用于根据相应的所述LED线性调光支路所生成的采样信号产生相应的调节控制信号，所述第一控制器用于接收一输入电压和所述调节控制信号，并根据所述调节控制信号将所述输入电压调整输出为一直流输出电压，以为每路所述LED线
性调光支路供电，所述输入电压大于所述直流输出电压。
[0010]可选地，所述LED线性调光模块具有n路LED线性调光支路，n≥2；所述自适应线性调光电源系统还包括具有n个输入端的多路选通器，所述多路选通器的每个输入端一一对应地连接相应的所述LED线性调光支路中的LED负载同调光开关管的公共端，以接收所述LED线性调光支路所生成的采样信号，所述多路选通器的输出端连接所述自适应电压输出模块相应的输入端，所述多路选通器用于接收和比较所有所述LED线性调光支路所生成的采样信号的大小，并从中筛选出最小值作为传送到所述自适应电压输出模块的采样信号，以使得所述自适应电压输出模块根据所述最小值来调整所述直流输出电压。
[0011]可选地，所述多路选通器包括n个二极管，每个二极管的阴极作为所述多路选通器相应的一个输入端，并连接到相应的一路所述LED线性调光支路中的LED负载同调光开关管的公共端，所有所述二极管的阳极连接在一起形成的节点作为所述多路选通器的输出端。
[0012]可选地，所述多路选通器还包括一电阻，所述电阻的一端连接所述节点，另一端接入所述自适应电压输出模块输出的所述直流输出电压或者接入一直流电压。
[0013]可选地，所述多路选通器包括n-1级电压比较器、n-1级第一开关和n-1级第二开关，其中，第1级电压比较器的两个输入端分别接入第1路LED线性调光支路和第2路LED线性调光支路所生成的采样信号，每一级第一开关的控制端和第二开关的控制端均连接同级的电压比较器的输出端，每一级第一开关的一端和第二开关的一端分别连接同级的电压比较器的两个输入端；且除第1级电压比较器外的所有比较器，第i级电压比较器的一输入端接入第i+1路LED线性调光支路所生成的采样信号，第i级电压比较器的另一输入端连接第i-1级第一开关的另一端和第i-1级第二开关的另一端，2≤i≤n-1；第n-1级第一开关的另一端和第n-1级第二开关的另一端连接在一起并形成所述多路选通器的输出端。
[0014]可选地，所述第二控制器包括第一PWM发生器和驱动信号转换器，所述第一PWM发生器用于根据相应的所述LED线性调光支路所生成的采样信号产生相应的原始PWM信号，所述驱动信号转换器与所述第一PWM发生器连接，并用于将所述原始PWM信号转换为所述调节控制信号，所述第一PWM发生器的接地端为所述第二控制器的接地端并连接系统地；所述第一控制器包括驱动信号检测器、驱动器和功率开关管，所述驱动信号检测器用于将所述调节控制信号转换为与所述原始PWM信号同步的驱动信号，所述驱动器用于根据所述驱动信号的控制来控制所述功率开关管的导通和截止，以调整所述直流输出电压，所述第一控制器的接地端电位高于所述系统地的电位。
[0015]可选地，所述第一PWM发生器包括一误差放大器和一电压比较器，所述误差放大器的同相输入端接入一参考电压，反相输入端接入所述最小值，所述误差放大器的输出端连接所述电压比较器的同相输入端，所述电压比较器的反相输入端接一三角波信号，所述电压比较器的输出端输出所述原始PWM信号。
[0016]可选地，所述驱动信号转换器包括依次连接的开关控制单元和电流脉冲发生单元，所述开关控制单元用于接入所述原始PWM信号并在所述原始PWM信号控制下进行开关，所述电流脉冲发生单元用于根据所述开关控制单元的开关产生电流脉冲信号，以作为所述调节控制信号。
[0017]可选地，所述电流脉冲发生单元包括第一MOS管和限流电阻，所述开关控制单元包括第二MOS管，所述第一MOS管为栅端接系统地的耗尽型场效应管，所述第一MOS管的漏端为
所述电流脉冲发生单元用于输出所述调节控制信号的输出端，所述第一MOS管的源端接所述限流电阻的一端，所述限流电阻的另一端接所述第二MOS管的漏端，所述第二MOS管的源端接系统地，所述第二MOS管的栅端连接所述第一PWM发生器。
[0018]可选地，所述驱动信号检测器包括电流镜、下拉电阻和施密特触发器，所述电流镜的电源端连接所述功率开关管的漏端，所述电流镜的输入端连接所述驱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应线性调光电源系统，其特征在于，包括自适应电压输出模块和LED线性调光模块，其中，所述LED线性调光模块包括至少一路LED线性调光支路，所述LED线性调光支路具有LED负载和调光开关管，所述LED负载与所述调光开关管串联，且所述LED线性调光支路自所述LED负载同所述调光开关管的公共端生成采样信号；所述自适应电压输出模块包括分别位于不同的集成电路主芯之上的第一控制器和第二控制器，所述第二控制器用于根据相应的所述LED线性调光支路所生成的采样信号产生相应的调节控制信号，所述第一控制器用于接收一输入电压和所述调节控制信号，并根据所述调节控制信号将所述输入电压调整输出为一直流输出电压，以为每路所述LED线性调光支路供电，所述输入电压大于所述直流输出电压。2.如权利要求1所述的自适应线性调光电源系统，其特征在于，所述LED线性调光模块具有n路LED线性调光支路，n≥2；所述自适应线性调光电源系统还包括具有n个输入端的多路选通器，所述多路选通器的每个输入端一一对应地连接相应的所述LED线性调光支路中的LED负载同调光开关管的公共端，以接收所述LED线性调光支路所生成的采样信号，所述多路选通器的输出端连接所述自适应电压输出模块相应的输入端，所述多路选通器用于接收和比较所有所述LED线性调光支路所生成的采样信号的大小，并从中筛选出最小值作为传送到所述自适应电压输出模块的采样信号，以使得所述自适应电压输出模块根据所述最小值来调整所述直流输出电压。3.如权利要求2所述的自适应线性调光电源系统，其特征在于，所述多路选通器包括n个二极管，每个二极管的阴极作为所述多路选通器相应的一个输入端，并连接到相应的一路所述LED线性调光支路中的LED负载同调光开关管的公共端，所有所述二极管的阳极连接在一起形成的节点作为所述多路选通器的输出端。4.如权利要求3所述的自适应线性调光电源系统，其特征在于，所述多路选通器还包括一电阻，所述电阻的一端连接所述节点，另一端接入所述自适应电压输出模块输出的所述直流输出电压或者接入一直流电压。5.如权利要求2所述的自适应线性调光电源系统，其特征在于，所述多路选通器包括n-1级电压比较器、n-1级第一开关和n-1级第二开关，其中，第1级电压比较器的两个输入端分别接入第1路LED线性调光支路和第2路LED线性调光支路所生成的采样信号，每一级第一开关的控制端和第二开关的控制端均连接同级的电压比较器的输出端，每一级第一开关的一端和第二开关的一端分别连接同级的电压比较器的两个输入端；且除第1级电压比较器外的所有比较器，第i级电压比较器的一输入端接入第i+1路LED线性调光支路所生成的采样信号，第i级电压比较器的另一输入端连接第i-1级第一开关的另一端和第i-1级第二开关的另一端，2≤i≤n-1；第n-1级第一开关的另一端和第n-1级第二开关的另一端连接在一起并形成所述多路选通器的输出端。6.如权利要求1所述的自适应线性调光电源系统，其特征在于，所述第二控制器包括第一PWM发生器和驱动信号转换器，所述第一PWM发生器用于根据相应的所述LED线性调光支路所生成的采样信号产生相应的原始PWM信号，所述驱动信号转换器与所述第一PWM发生器连接，并用于将所述原始PWM信号转换为所述调节控制信号，所述第一PWM发生器的接地端为所述第二控制器的接地端并连接系统地；所述第一控制器包括驱动信号检测器、驱动器
和功率开关管，所述驱动信号检测器用于将所述调节控制信号转换为与所述原始PWM信号同步的驱动信号，所述驱动器用于根据所述驱动信号的控制来控制所述功率开关管的导通和截止，以调整所述直流输出电压，所述第一控制器的接地端电位高于所述系统地的电位。7.如权利要求6所述的自适应线性调光电源系统，其特征在于，所述第一PWM发生器包括一误差放大器和一电压比较器，所述误差放大器的同相输入端接入一参考电压，反相输入端接入所述最小值，所述误差放大器的输出端连接所述电压比较器的同相...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭艳梅，胡黎强，孙顺根，郜小茹，朱臻，
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：