一种高分辨率调光电路及其调光方法、智能化照明系统技术方案

本申请提供了一种高分辨率调光电路及其调光方法、智能化照明系统。其中，高分辨率调光电路应用于光源的亮度调节，且该高分辨率调光电路包括恒流控制电路和电阻调节电路，电阻调节电路用于在第一调控信号的调控下提供不同的阻值，恒流控制电路包括运算放大器、功率晶体管和一参考电压，用来产生值等于参考电压除以电阻调节电路提供的阻值的输出电流，当电阻调节电路提供的阻值变化时，输出电流和光源的电流/亮度相应变化，从而达到光源亮度调节的目的。本申请能够实现较低/较高分辨率的调光，有利于调光过程中亮度变化的顺畅与细致。有利于调光过程中亮度变化的顺畅与细致。有利于调光过程中亮度变化的顺畅与细致。

【技术实现步骤摘要】
一种高分辨率调光电路及其调光方法、智能化照明系统


[0001]本申请涉及智能照明
，尤其涉及一种高分辨率调光电路及其调光方法、智能化照明系统。

技术介绍

[0002]近些年来，随着无线通讯技术的不断发展与进步，对智能化调光的质量要求越来越高，而为了保证调光时照明设备的亮度变化顺畅、细致，调光时的分辨率也被要求至少为10bits，相当于要求调光电路具备将照明设备的亮度或电流调整至1/1000(甚至更低)的能力，这无疑为调光电路的设计、生产及制造带来了巨大的挑战。
[0003]相关技术中，智能化调光通常包括两种典型的方式，第一种方式为：调光电路采用如图1所示的电路结构(图1中的Vref为参考电压，R为电阻，G为光源，Vdc为G的供电电压，OP为运算放大器)，其输出电流(即输出至G的电流)等于Vref/R，Vref的最大值通常在500mV～1V之间，且Vref越高代表损耗在R的电压也越高，电转换效率就越低；具体地，可以通过调光信号改变Vref的值以使输出电流发生相应的改变，从而实现对G的亮度调节，但是受OP自身偏置特性的影响，Vref最低只能调整至10～15mV，否则将会造成最低输出电流的差异过大，这就意味着此种调光方式的最低输出电流为1～2％，其无法满足分辨率为6bits及以上的调光。第二种方式为：如图2所示，输出电流随着调光信号(通常为PWM信号)开关，即通过PWM信号改变输出电流的占空比，以实现对光源的亮度调节；但是，为了避免产生频闪问题，PWM信号的频率必须大于1kHz，而如此高的频率将会导致严重的电磁干扰问题；同时，为了达成高分辨率调光的目的，MOS管必须具备快速开关的能力，以PWM信号的频率为1kHz、调光的分辨率为10bits为例，MOS管必须能够在1μs内完成一次完整的开关方可实现，这对MOS管的要求是极其严苛的。由此可见，不管采用上述两种调光方式中的哪一种，都无法实现较高分辨率的调光，这对调光过程中亮度变化的顺畅、细致是极其不利的。
[0004]因此，有必要对上述调光电路的结构进行改进。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种高分辨率调光电路及其调光方法、智能化照明系统，旨在解决相关技术中无法实现较高分辨率的调光的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本申请实施例第一方面提供了一种高分辨率调光电路，应用于光源的亮度调节，其包括恒流控制电路和电阻调节电路，恒流控制电路包括运算放大器、功率晶体管和一参考电压，电阻调节电路连接在运算放大器的反相输入端与地之间，运算放大器的同相输入端接入参考电压，功率晶体管的输入脚连接于光源，功率晶体管的输出脚连接在电阻调节电路与运算放大器的反相输入端之间，功率晶体管的控制脚连接于运算放大器的输出端以使运算放大器控制功率晶体管的输出电流等于参考电压除以电阻调节电路提供的阻值；
[0007]其中，电阻调节电路用于在第一调控信号的调控下提供不同的阻值，当电阻调节
电路提供的阻值变化时，回授电流流经电阻调节电路所造成的压降相应变化，回授电流自功率晶体管的输出脚流向电阻调节电路；当回授电流流经电阻调节电路所造成的压降变化时，该压降回授至运算放大器的反相输入端，运算放大器据此控制功率晶体管的导通程度相应变化以维持功率晶体管的输出电流等于参考电压除以电阻调节电路提供的阻值；当功率晶体管的输出电流变化时，光源的电流相应变化；当光源的电流变化时，光源的亮度相应变化。
[0008]本申请实施例第二方面提供了另外一种高分辨率调光电路，应用于光源的亮度调节，其包括恒流控制电路和电阻调节电路，恒流控制电路包括运算放大器、功率晶体管和一参考电压，电阻调节电路连接在运算放大器的反相输入端与地之间，运算放大器的同相输入端接入参考电压，功率晶体管的输入脚连接于光源，功率晶体管的输出脚连接在电阻调节电路与运算放大器的反相输入端之间，功率晶体管的控制脚连接于运算放大器的输出端以使运算放大器控制功率晶体管的输出电流等于参考电压除以电阻调节电路提供的阻值；
[0009]其中，电阻调节电路用于在第一调控信号的调控下提供不同的阻值，当电阻调节电路提供的阻值变化时，回授电流流经电阻调节电路所造成的压降相应变化，回授电流自功率晶体管的输出脚流向电阻调节电路；当回授电流流经电阻调节电路所造成的压降变化时，该压降回授至运算放大器的反相输入端，运算放大器据此控制功率晶体管的导通程度相应变化以维持功率晶体管的输出电流等于参考电压除以电阻调节电路提供的阻值；当功率晶体管的输出电流变化时，光源的电流相应变化；当光源的电流变化时，光源的亮度相应变化；
[0010]其中，参考电压用于在第二调控信号的调控下变化，当参考电压变化时运算放大器据此控制功率晶体管的导通程度相应变化以维持功率晶体管的输出电流等于参考电压除以电阻调节电路提供的阻值，且当通过第二调控信号调控参考电压以调节光源的亮度时，电阻调节电路提供的阻值为最低值。
[0011]本申请实施例第三方面提供了又一种高分辨率调光电路，应用于光源的亮度调节，其包括恒流控制电路、电阻调节电路和电流镜，恒流控制电路包括运算放大器、功率晶体管和一参考电压，电阻调节电路连接在运算放大器的反相输入端与地之间，运算放大器的同相输入端接入参考电压，功率晶体管的输入脚连接于光源，功率晶体管的输出脚连接于电流镜的输入端，电流镜的输出端连接在电阻调节电路与运算放大器的反相输入端之间，电流镜的输入端与输出端之电流比例为k：1，其中k>1，功率晶体管的控制脚连接于运算放大器的输出端以使运算放大器控制功率晶体管的输出电流等于参考电压除以电阻调节电路提供的阻值后再乘以k；
[0012]其中，电阻调节电路用于在第一调控信号的调控下提供不同的阻值，当电阻调节电路提供的阻值变化时，电流镜输出电流流经电阻调节电路所造成的压降相应变化；当电流镜输出电流流经电阻调节电路所造成的压降变化时，该压降回授至运算放大器的反相输入端，运算放大器据此控制功率晶体管的导通程度相应变化以维持功率晶体管的输出电流等于参考电压除以电阻调节电路提供的阻值后再乘以k；当功率晶体管的输出电流变化时，光源的电流相应变化；当光源的电流变化时，光源的亮度相应变化。
[0013]本申请实施例第四方面提供了一种调光方法，应用于对光源进行亮度调节的高分辨率调光电路，该高分辨率调光电路包括恒流控制电路以及电阻调节电路，恒流控制电路
包括运算放大器、功率晶体管和一参考电压，电阻调节电路连接在运算放大器的反相输入端与地之间，运算放大器的同相输入端接入参考电压，功率晶体管的输入脚连接于光源，功率晶体管的输出脚连接在电阻调节电路与运算放大器的反相输入端之间，功率晶体管的控制脚连接于运算放大器的输出端以使运算放大器控制功率晶体管的输出电流等于参考电压除以电阻调节电路提供的阻值；所述调光方法包括：
[0014]触发运算放大器；
[0015]接收第一调控信号；
[0016]根据第一调控信号调控电阻调节电路提供的阻值；其中，当电阻调节电路提供的阻值变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高分辨率调光电路，应用于光源的亮度调节，其特征在于，包括恒流控制电路和电阻调节电路，其中，所述恒流控制电路包括运算放大器、功率晶体管和一参考电压，所述电阻调节电路连接在所述运算放大器的反相输入端与地之间，所述运算放大器的同相输入端接入所述参考电压，所述功率晶体管的输入脚连接于所述光源，所述功率晶体管的输出脚连接在所述电阻调节电路与所述运算放大器的反相输入端之间，所述功率晶体管的控制脚连接于所述运算放大器的输出端以使所述运算放大器控制所述功率晶体管的输出电流等于所述参考电压除以所述电阻调节电路提供的阻值；所述电阻调节电路用于在第一调控信号的调控下提供不同的阻值，当所述电阻调节电路提供的阻值变化时，回授电流流经所述电阻调节电路所造成的压降相应变化，所述回授电流自所述功率晶体管的输出脚流向所述电阻调节电路；当所述回授电流流经所述电阻调节电路所造成的压降变化时，该压降回授至所述运算放大器的反相输入端，所述运算放大器据此控制所述功率晶体管的导通程度相应变化以维持所述功率晶体管的输出电流等于所述参考电压除以所述电阻调节电路提供的阻值；当所述功率晶体管的输出电流变化时，所述光源的电流相应变化；当所述光源的电流变化时，所述光源的亮度相应变化。2.如权利要求1所述的高分辨率调光电路，其特征在于，所述电阻调节电路包括并联的多个电阻调节支路，每个所述电阻调节支路均用于提供预定的阻值；所述第一调控信号用于调控处于接入状态的所述电阻调节支路的数量，当处于所述接入状态的所述电阻调节支路的数量变化时，所述电阻调节电路提供的阻值相应变化；其中，所述接入状态指示所述电阻调节支路连接在所述运算放大器的反相输入端与地之间的状态。3.如权利要求2所述的高分辨率调光电路，其特征在于，所述电阻调节支路包括串联的电阻与开关，所述接入状态具体指示所述电阻连接在所述运算放大器的反相输入端与地之间的状态；其中，当所述开关闭合时，所述电阻处于所述接入状态；当所述开关断开时，所述电阻退出所述接入状态；所述第一调控信号用于调控闭合的所述开关的数量，当闭合的所述开关的数量变化时，处于所述接入状态的所述电阻调节支路的数量相应变化。4.如权利要求3所述的高分辨率调光电路，其特征在于，多个所述电阻调节支路中的所述电阻之间的阻值比例为1:2:4:K:2
n
‑1；其中，n为所述电阻调节支路的数量。5.如权利要求1所述的高分辨率调光电路，其特征在于，所述功率晶体管包括双极结型晶体管和金氧半场效晶体管中的任一种。6.一种高分辨率调光电路，应用于光源的亮度调节，其特征在于，包括恒流控制电路和电阻调节电路，其中，所述恒流控制电路包括运算放大器、功率晶体管和一参考电压，所述电阻调节电路连接在所述运算放大器的反相输入端与地之间，所述运算放大器的同相输入端接入所述参考电压，所述功率晶体管的输入脚连接于所述光源，所述功率晶体管的输出脚连接在所述电阻调节电路与所述运算放大器的反相输入端之间，所述功率晶体管的控制脚连接于所述运算放大器的输出端以使所述运算放大器控制所述功率晶体管的输出电流等于所述参考电压除以所述电阻调节电路提供的阻值；所述电阻调节电路用于在第一调控信号的调控下提供不同的阻值，当所述电阻调节电路提供的阻值变化时，回授电流流经所述电阻调节电路所造成的压降相应变化，所述回授电流自所述功率晶体管的输出脚流向所述电阻调节电路；当所述回授电流流经所述电阻调节电路所造成的压降变化时，该压降回授至所述运算放大器的反相输入端，所述运算放大
器据此控制所述功率晶体管的导通程度相应变化以维持所述功率晶体管的输出电流等于所述参考电压除以所述电阻调节电路提供的阻值；当所述功率晶体管的输出电流变化时，所述光源的电流相应变化；当所述光源的电流变化时，所述光源的亮度相应变化；所述参考电压用于在第二调控信号的调控下变化，当所述参考电压变化时，所述运算放大器据此控制所述功率晶体管的导通...

【专利技术属性】
技术研发人员：许宏彬，
申请(专利权)人：芯源创科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：