一种LED控制系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种LED控制系统及其方法，全桥控制器的输出端与电阻R

【技术实现步骤摘要】
一种LED控制系统及其方法


[0001]本专利技术涉及一种LED控制系统及其方法，属于照明半导体驱动控制


技术介绍

[0002]汽车LED前灯组里将远光灯（HB：High Beam）、近光灯（LB：Low Beam）以及日间行车灯（DRL：Daytime Running Light）整合为单个车前灯组。传统方法利用多个LED驱动器来分别驱动各灯串，这在要求紧凑的前灯设计中难以实现，同时成本也会很高。这就需要一个LED驱动器能够面向多光束应用，即：驱动一个近光灯串，并通过给近光灯串添加LED来创建一个远光灯，另外此LED驱动器可以在切换之后，可以驱动一个电压较高但电流较低的DRL灯串。然而从灯串数量较高的LED切换到灯串数量较低的LED，比如在单串LED应用中的远光灯与近光灯组合模式切换至仅限近光灯模式，如图6所示。或者在两串LED应用中，由DRL灯切换到近光灯模式，如图7所示。这两种情况都会面临由于输出电容放电导致的电流尖峰问题，如图8所示。这电流尖峰严重的情况下会损坏LED灯串。
[0003]针对此电流尖峰，传统解决方案一，如图9所示，采用慢开关（Slow Switch）的方式，通过加大并联MOS管的米勒电容，使得MOS管的开通变慢，从而输出电压VOUT电压缓慢下降，进而减小输出电容放电电流。这种方法需要加额外的电容以及电平移位电路（若并联MOS使用的是PMOS管），增加了系统的BOM成本和PCB面积。另外在两串LED应用中，由DRL灯切换到近光灯模式，这种情况下，由于系统外围没有使用并联MOS管，所以无法使用慢开关技术。
[0004]传统解决方案二，如图10所示，在一些需要高调光比应用中，在DC
‑
DC的输出端与LED负载端串联PMOS来提高转换器的PWM调光的响应速度。该方案利用这个串联PMOS工作在饱和区来增大其RDSON从而限制LED灯串的尖峰电流，然而串联PMOS工作在饱和区并且通过较大的电流会对其SOA带来一定的挑战。另外在一些应用中，PWM调光并没有采用串联PMOS。使得这种解决方案的应用范围受限。
[0005]传统解决方案三，如图11和图12所示，利用全桥DCDC的开关管进行强制放电，但是强制的放电逻辑导致DCDC中的SW1和SW2出现了与开关频率不一致的高能量脉冲，容易导致严重的EMI（电磁干扰）问题，需要采取降低EMI的措施来满足严苛的汽车CSPIR
‑
25 Class 5等级要求。
[0006]综上所述，需要一种低成本同时高可靠性LED控制系统来解决单串或者多串LED灯的电流尖峰问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种LED控制系统及其方法，解决了电流尖峰问题，同时实现了低成本和低EMI。
[0008]为解决上述技术方案，本专利技术所采用的技术方案是：一种LED控制系统，其特征在于：包含全桥控制器、双向电流控制模块、快速定频反
向放电切换控制模块、正向反馈调制模块以及逻辑和驱动模块，全桥控制器的输出端连接负载LED构成主回路，快速定频反向放电切换控制模块和正向反馈调制模块的两个输入端与主回路连接进行输出电流采样，双向电流控制模块的两个输入端与全桥控制器的采样电阻R
SNS
两端连接，双向电流控制模块的两个输出端与快速定频反向放电切换控制模块的两个输出端与正向反馈调制模块的另外两个输入端连接，正向反馈调制模块的两个输出端与逻辑和驱动模块的两个输入端连接，逻辑和驱动模块输出四个控制信号分别与全桥控制器的四个MOS管连接。
[0009]进一步地，还包含电阻R
FB
，电阻R
FB
串接在全桥控制器的输出端与负载LED之间。
[0010]进一步地，所述全桥控制器包含输入电容C
IN
、MOS管A、MOS管B、MOS管C、MOS管D、电感L、采样电阻R
SNS
和输出电容C
OUT
，输入电容C
IN
的一端和MOS管A的D极连接输入全桥控制器输入信号V
IN
，输入电容C
IN
的另一端接地，MOS管A的S级与MOS管B的D极和电感L一端连接，MOS管B的S极与采样电阻R
SNS
的一端和MOS管C的S极连接，采样电阻R
SNS
的另一端接地，MOS管C的D极与电感L的另一端和MOS管D的S极连接，MOS管D的D极和输出电容C
OUT
的一端输出全桥控制器输出信号V
OUT
，输出电容C
OUT
的另一端接地。
[0011]进一步地，所述双向电流控制模块包含偏置电源V
OS1
、偏置电源V
OS2
、放大器A1、放大器A2、电阻R1和电阻R2，采样电阻R
SNS
的一端与偏置电源V
OS1
的负极和放大器A2的反向输入端连接，偏置电源V
OS1
的正极与放大器A1的同向输入端连接，采样电阻R
SNS
的另一端与放大器A1的反向输入端和偏置电源V
OS2
的负极连接，偏置电源V
OS2
的正极连接放大器A2的同向输入端，放大器A1的输出端与电阻R1的一端连接并输出第一斜坡电压V
SUM_BST
，放大器A2的输出端与和电阻R2的一端连接并输出第二斜坡电压V
SUM_BUK
，电阻R1的另一端和电阻R2的另一端接地。
[0012]进一步地，所述快速定频反向放电切换控制模块包含放大器A3、电阻R3和放大器A4，放大器A3的同向输入端与电阻R
FB
的一端连接，放大器A3的反向输入端与电阻R
FB
的另一端连接，放大器A3的输出端输出电压信号V
FB
并且与放大器A4的同向输入端和电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端接地，放大器A4的反向输入端输入第一基准电压V
REF1
，放大器A4的输出端与电阻R1一端和电阻R2一端连接。
[0013]进一步地，所述正向反馈调制模块包含放大器A3、电阻R3、放大器A5、比较器CMP1和比较器CMP2，放大器A3的同向输入端与电阻R
FB
的一端连接，放大器A3的反向输入端与电阻R
FB
的另一端连接，放大器A3的输出端输出电压信号V
FB
并且与放大器A5的反向输入端和电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端接地，放大器A5的同向输入端输入第二基准电压V
REF2
，放大器A5的输出端输出误差电压COMP并且与比较器CMP1的反向输入端和比较器CMP2的同向输入端连接，比较器CMP1的同向输入端输入第一斜坡电压V
SUM_BST
，比较器CMP2的反向输入端输入第二斜坡电压V
SUM_BUK
，比较器CMP本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LED控制系统，其特征在于：包含全桥控制器、双向电流控制模块、快速定频反向放电切换控制模块、正向反馈调制模块以及逻辑和驱动模块，全桥控制器的输出端连接负载LED构成主回路，快速定频反向放电切换控制模块和正向反馈调制模块的两个输入端与主回路连接进行输出电流采样，双向电流控制模块的两个输入端与全桥控制器的采样电阻R
SNS
两端连接，双向电流控制模块的两个输出端与快速定频反向放电切换控制模块的两个输出端与正向反馈调制模块的另外两个输入端连接，正向反馈调制模块的两个输出端与逻辑和驱动模块的两个输入端连接，逻辑和驱动模块输出四个控制信号分别与全桥控制器的四个MOS管连接。2.根据权利要求1所述的一种LED控制系统，其特征在于：还包含电阻R
FB
，电阻R
FB
串接在全桥控制器的输出端与负载LED之间。3.根据权利要求1所述的一种LED控制系统，其特征在于：所述全桥控制器包含输入电容C
IN
、MOS管A、MOS管B、MOS管C、MOS管D、电感L、采样电阻R
SNS
和输出电容C
OUT
，输入电容C
IN
的一端和MOS管A的D极连接输入全桥控制器输入信号V
IN
，输入电容C
IN
的另一端接地，MOS管A的S级与MOS管B的D极和电感L一端连接，MOS管B的S极与采样电阻R
SNS
的一端和MOS管C的S极连接，采样电阻R
SNS
的另一端接地，MOS管C的D极与电感L的另一端和MOS管D的S极连接，MOS管D的D极和输出电容C
OUT
的一端输出全桥控制器输出信号V
OUT
，输出电容C
OUT
的另一端接地。4.根据权利要求3所述的一种LED控制系统，其特征在于：所述双向电流控制模块包含偏置电源V
OS1
、偏置电源V
OS2
、放大器A1、放大器A2、电阻R1和电阻R2，采样电阻R
SNS
的一端与偏置电源V
OS1
的负极和放大器A2的反向输入端连接，偏置电源V
OS1
的正极与放大器A1的同向输入端连接，采样电阻R
SNS
的另一端与放大器A1的反向输入端和偏置电源V
OS2
的负极连接，偏置电源V
OS2
的正极连接放大器A2的同向输入端，放大器A1的输出端与电阻R1的一端连接并输出第一斜坡电压V
SUM_BST
，放大器A2的输出端与和电阻R2的一端连接并输出第二斜坡电压V
SUM_BUK
，电阻R1的另一端和电阻R2的另一端接地。5.根据权利要求4所述的一种LED控制系统，其特征在于：所述快速定频反向放电切换控制模块包含放大器A3、电阻R3和放大器A4，放大器A3的同向输入端与电阻R
FB
的一端连接，放大器A3的反向输入端与电阻R
FB
的另一端连接，放大器A3的输出端输出电压信号V
FB
并且与放大器A4的同向输入端和电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端接地，放大器A4的反向输入端输入第一基准电压V
REF1
，放大器A4的输出端与电阻R1一端和电阻R2一端连接。6.根据权利要求4所述的一种LED控制系统，其特征在于：所述正向反...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄华龙，
申请(专利权)人：江苏帝奥微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：