本發(fā)明涉及l(fā)ed驅(qū)動技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種led可調(diào)功率開關(guān)調(diào)色溫控制驅(qū)動電路。

背景技術(shù)：

目前在led開關(guān)調(diào)色溫控制系統(tǒng)中，大多都采用了3芯片控制，其中包括了兩顆led驅(qū)動芯片和一顆mcu。如申請?zhí)枮?01310057625.7的專利公開了一種可調(diào)光可調(diào)色溫的led驅(qū)動電路，用以驅(qū)動由n路led燈串組成的led照明裝置，n≥2，包括一buck型功率級電路，一控制和驅(qū)動電路以及n個可控開關(guān)；其中，每一所述led燈串與對應(yīng)的一所述可控開關(guān)，以及所述buck型功率級電路中的續(xù)流二極管串聯(lián)連接在所述buck型功率級電路中的功率開關(guān)管和輸出電感的公共連接端和一地電位之間；所述控制和驅(qū)動電路根據(jù)所述led照明裝置的調(diào)光和色溫信息，來產(chǎn)生n+1個控制信號，來分別控制所述功率開關(guān)管和n個所述可控開關(guān)的開關(guān)動作，其單獨設(shè)置有了mcu，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種無須設(shè)置mcu控制芯片，且功率可調(diào)的的led調(diào)色溫控制驅(qū)動電路。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種led可調(diào)功率開關(guān)調(diào)色溫控制驅(qū)動電路，包括電源模塊、兩路led照明電路以及調(diào)光電路；所述led照明電路包括led燈管、電阻、電容以及電感；所述led調(diào)光電路包括通道選擇模塊、系統(tǒng)控制模塊、退磁時間檢測模塊、峰值檢測模塊、以及若干高功率mos管；系統(tǒng)控制模塊通過高功率mos管控制led照明電路通斷，并連接峰值檢測模塊和退磁時間檢測模塊；退磁時間檢測模塊連接led照明電路和系統(tǒng)控制模塊，退磁時間檢測模塊檢測led照明電路退磁信號，并通過系統(tǒng)控制模塊開啟高功率mos管，對led照明電路進(jìn)行充磁；峰值檢測模塊連接系統(tǒng)控制模塊和led照明電路，用于設(shè)置led照明電路的峰值電流，且通過系統(tǒng)控制模塊關(guān)閉高功率mos管，對led照明電路進(jìn)行退磁，通道選擇模塊根據(jù)母線掉電信號發(fā)出控制信號給系統(tǒng)控制模塊，用于照明電路的選擇，還包括led電流設(shè)定模塊以及l(fā)ed開路保護(hù)模塊，led開路保護(hù)模塊包括調(diào)節(jié)電阻r2用于設(shè)置電感最小退磁時間，所述led電流設(shè)定模塊包括一個調(diào)節(jié)電阻r1，led電流設(shè)定模塊根據(jù)電阻r1和調(diào)節(jié)電阻r2阻值設(shè)置電感電流，從而調(diào)節(jié)led功率。

進(jìn)一步的，所述led電流設(shè)定模塊包括比較器、電容cap、電容充放電單元以及電容充電控制單元，所述比較器的輸出端連接系統(tǒng)控制模塊，電容cap一端連接比較器的正極，另一端接地，比較器的負(fù)極連接基準(zhǔn)電壓，電容cap放電至比較器的基準(zhǔn)電壓時，比較器產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)信號至系統(tǒng)控制模塊，電容充放電單元的充電電流由電阻r2設(shè)定,放電電流由電阻r1設(shè)定，電容充電控制單元在照明電路退磁結(jié)束后將電容cap從充電狀態(tài)切換至放電狀態(tài)。

進(jìn)一步的，所述電容充電控制單元包括共柵極連接的nmos管和pmos管以及邏輯控制模塊；所述邏輯控制模塊的輸出端連接nmos管以及pmos管的柵極，當(dāng)照明電路退磁結(jié)束后，發(fā)出高電平信號，在電容放電結(jié)束后，發(fā)出低電平信號；nmos管的漏極與pmos管的源極相連，nmos管的源極連接電容放電電路，pmos管的漏極連接電容充電電路，電容充電電路的電流為i2，i2為電流i1的k倍，其中i1為經(jīng)過電阻r2的電流大小，電容放電電電路的電流為i3，i3的電流為iset電流的j倍，其中iset為經(jīng)過電阻r1的電流大小，電容cap連接nmos管的漏極或者pmos管的源極。

進(jìn)一步的，所述邏輯控制模塊的輸入端接入兩個脈沖信號，其中一個為drv驅(qū)動信號，波形與高功率mos管的驅(qū)動波形相同，另一個為觸發(fā)信號，當(dāng)照明電路退磁結(jié)束發(fā)出高電平觸發(fā)信號。

進(jìn)一步的，所述通道選擇模塊包括ulvo模塊、計數(shù)時間檢測單元、母線掉電檢測單元以及通道選擇單元，所述uvlo模塊用于設(shè)置led照明電路開啟和關(guān)閉的上下電壓，防止反復(fù)開啟關(guān)閉；所述母線掉電檢測單元連接uvlo模塊和母線對母線電壓的掉電進(jìn)行檢測，計數(shù)時間檢測單元檢測母線掉電時間，通道選擇單元根據(jù)計數(shù)時間檢測單元的母線掉電時間信號對系統(tǒng)控制模塊的控制信號進(jìn)行切換。

從上述技術(shù)方案可以看出本發(fā)明具有以下優(yōu)點：整個系統(tǒng)只有一顆控制芯片，減少外圍電路，節(jié)約了系統(tǒng)成本，并且可通過外置的電阻，調(diào)整在混色的情況下的led電流。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的功能框圖；

圖2為本發(fā)明中l(wèi)ed開路保護(hù)模塊；

圖3為本發(fā)明中電流設(shè)定模塊的電路原理圖；

圖4為本發(fā)明中各信號的波形圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做詳細(xì)說明。

如圖1所示，本發(fā)明的led可調(diào)功率開關(guān)調(diào)色溫控制驅(qū)動電路，包括電源模塊、兩路led照明電路及調(diào)光電路；所述led照明電路、包括led燈管、電阻、電容以及電感，led燈管兩端并聯(lián)一個電容、電阻和電感，電感與led燈之間設(shè)置有肖特基管。電感通過肖特基管和led燈管放電，此放電時間為退磁時間；反之，為充磁時間。

所述led調(diào)光電路包括通道選擇模塊、系統(tǒng)控制模塊、退磁時間檢測模塊、峰值檢測模塊、led電流設(shè)定模塊、led開路保護(hù)模塊以及若干高功率mos管。母線還連接一個5v電壓產(chǎn)生模塊，用于給系統(tǒng)內(nèi)部的低壓模塊供電，相當(dāng)于一個線性穩(wěn)壓器。

系統(tǒng)控制模塊為獨立的兩組開關(guān)通道，通過開啟和關(guān)閉高功率mos管控制led照明電路通斷，并連接峰值檢測模塊和退磁時間檢測模塊。

退磁時間檢測模塊連接led照明電路和系統(tǒng)控制模塊，退磁時間檢測模塊檢測led照明電路退磁信號，并通過系統(tǒng)控制模塊開啟高功率mos管，對led照明電路進(jìn)行充磁；峰值檢測模塊連接系統(tǒng)控制模塊和led照明電路，用于設(shè)置led照明電路的峰值電流，且通過系統(tǒng)控制模塊關(guān)閉高功率mos管，對led照明電路進(jìn)行退磁。電感電流為0時，則退磁結(jié)束，此時退磁檢測模塊根據(jù)高壓mos管柵極的信號反饋，通過系統(tǒng)控制模塊，打開高壓mos管，當(dāng)柵極電壓達(dá)到了基準(zhǔn)電壓，則峰值檢測模塊關(guān)閉了高壓mos管，此時系統(tǒng)進(jìn)入退磁檢測狀態(tài)，如此反復(fù)。峰值檢測模塊的結(jié)構(gòu)包括兩個峰值檢測比較器，分別連接兩個高壓mos管的源極，輸入端輸入基準(zhǔn)電壓(本芯片的基準(zhǔn)電壓為0.4v，還可以為其他的電壓)，系統(tǒng)上電后，mos管的源極電壓緩慢上升，當(dāng)達(dá)到基準(zhǔn)電壓時，峰值比較器發(fā)送控制信號給系統(tǒng)控制模塊，進(jìn)而關(guān)閉高壓mos管，此時電感開始退磁放電，退磁結(jié)束后，退磁時間檢測模塊開啟高壓mos管，如此循環(huán)往復(fù)。峰值檢測模塊通過設(shè)置基準(zhǔn)電壓可以調(diào)整電感放電的峰值，控制高壓mosfet的關(guān)閉，從而控制電感的峰值電流，峰值電流設(shè)定為ip＝vref/rcs,其中vref為內(nèi)部基準(zhǔn)電壓，rcs為isen1或者isen2端口的外接采樣電阻，(一般我們設(shè)定此電阻相同)。

通道選擇模塊包括ulvo模塊、計數(shù)時間檢測單元、母線掉電檢測單元以及通道選擇單元，所述uvlo模塊用于設(shè)置led照明電路開啟和關(guān)閉的上下電壓，防止反復(fù)開啟關(guān)閉；所述母線掉電檢測單元連接uvlo模塊和母線對母線電壓的掉電進(jìn)行檢測，計數(shù)時間檢測單元檢測母線掉電時間，通道選擇單元根據(jù)計數(shù)時間檢測單元的母線掉電時間信號對系統(tǒng)控制模塊的控制信號進(jìn)行切換。

led開路保護(hù)模塊如圖2所示，主要包括比較器以及運算放大器，圖中v1是一個基準(zhǔn)，內(nèi)部設(shè)定為0.5v,v2也是一個基準(zhǔn)，內(nèi)部設(shè)定為2.5v，drv是驅(qū)動信號，當(dāng)mofet導(dǎo)通則，拉低比較器的+端，當(dāng)mofet關(guān)閉則比較器的+端開始充電到達(dá)v2電壓，則比較器翻轉(zhuǎn)，產(chǎn)生一個脈沖信號，此信號寬度有電阻radj端口的電阻大小來決定，此脈沖信號的寬度來決定led的退磁時間，從而對led進(jìn)行過壓保護(hù)電壓。

如圖1和圖3所示，led電流設(shè)定模塊包括一個調(diào)節(jié)電阻r1，led電流設(shè)定模塊根據(jù)電阻r1和調(diào)節(jié)電阻r2阻值設(shè)置電感電流，從而調(diào)節(jié)led功率，調(diào)節(jié)電阻r2與電阻radj為同一電阻。led電流設(shè)定模塊包括比較器、電容cap、電容充放電單元以及電容充電控制單元，所述比較器的輸出端連接系統(tǒng)控制模塊，電容cap一端連接比較器的正極，另一端接地，比較器的負(fù)極連接基準(zhǔn)電壓，電容cap放電至比較器的基準(zhǔn)電壓時，比較器產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)信號至系統(tǒng)控制模塊，電容充放電單元的充電電流由電阻r2設(shè)定,放電電流由電阻r1設(shè)定，電容充電控制單元在照明電路退磁結(jié)束后將電容cap從充電狀態(tài)切換至放電狀態(tài)。

電容充電控制單元包括共柵極連接的nmos管和pmos管以及邏輯控制模塊；所述邏輯控制模塊的輸出端連接nmos管以及pmos管的柵極，當(dāng)照明電路退磁結(jié)束后，發(fā)出高電平信號，在電容放電結(jié)束后，發(fā)出低電平信號；nmos管的漏極與pmos管的源極相連，nmos管的源極連接電容放電電路，pmos管的漏極連接電容充電電路，電容充電電路的電流為i2，i2為電流i1的k倍，其中i1為經(jīng)過電阻r2的電流大小，電容放電電電路的電流為i3，i3的電流為iset電流的j倍，其中iset為經(jīng)過電阻r1的電流大小，電容cap連接nmos管的漏極或者pmos管的源極。

邏輯控制模塊的輸入端接入兩個脈沖信號，其中一個為drv驅(qū)動信號，波形與高功率mos管的驅(qū)動波形相同，另一個為觸發(fā)信號，當(dāng)照明電路退磁結(jié)束發(fā)出高電平觸發(fā)信號。

系統(tǒng)工作原理如下：當(dāng)系統(tǒng)上電后vdd電壓上升到uvlo的上電壓，則系統(tǒng)開始工作，此時系統(tǒng)默認(rèn)選擇通道1(dn1和isen1所形成的工作回路)工作，通道2(dn2和isen2所形成的工作回路)關(guān)閉。通道1所對應(yīng)的led燈亮，通道2所對應(yīng)的led燈滅。此時關(guān)斷開關(guān)，并保持時間大于75ms小于5s，重新打開開關(guān)，則通道1所對應(yīng)的led燈滅，通道2所對應(yīng)的led燈亮。此時再關(guān)斷開關(guān)，并使保持時間大于75ms小于5s，再打開開關(guān)，則通道1和通道2所對應(yīng)的led燈全亮。當(dāng)通道1接白光(黃光)。通道2接黃光(白光)，則在切換的過程中實現(xiàn)了白光，黃光，混色，或者是黃光，白光，混色這樣的效果。

混色可調(diào)功率原理：正常的調(diào)色溫驅(qū)動模塊，各個通道在單色的情況下和混色的情況下，功率是不會發(fā)生變化的，也就是說，單色情況下時a瓦，那么在混色的情況下則是2*a瓦。此發(fā)明通過調(diào)整rset腳電阻，則可以調(diào)整在混色的情況下的led電流，則可以調(diào)整混色功率。

在單路的情況下，系統(tǒng)工作于bcm模式下，此時電感上的電流波形如圖1所示，那么led電流就是

本發(fā)明則是通過設(shè)定rset管腳電阻r1和radj管腳電阻r2的比例，來調(diào)整led電流的。具體的計算公式如下：

其中iadj由radj腳的電阻r2設(shè)定，iset由rset腳的電阻r1設(shè)定(詳細(xì)見系統(tǒng)框圖)。通過電流源的比例來獲取比例電流，則i2＝iadj*n*k,i3＝iset*j.

具體的工作流程如下所述：drv驅(qū)動信號，打開系統(tǒng)的輸出管，使整個系統(tǒng)開始工作，電感電流開始增加，此時a點電位為低電位，電流源i2對b點電容cap充電，當(dāng)電感電流增加到設(shè)定的ip，則高壓nmos管關(guān)閉，系統(tǒng)開始退磁，此時a點電位依舊為低電位，電流源i2對b點電容保持充電。當(dāng)系統(tǒng)退磁結(jié)束后，此時電感電流為0，zcd信號輸出一個高電位脈沖，使a點電位跳變?yōu)楦唠娢?，則b點電容開始放電，放電電流為i3,此時電感電流保持為0，當(dāng)b點電容放電至vref電位，則比較器翻轉(zhuǎn)，c點輸出高電位脈沖打開輸出管高壓nmos,則系統(tǒng)開始重新工作。如此反復(fù)。具體各個信號見圖4。

在圖4中，電感電流的波形，t1的時間是ton+toff,其中ton是高壓nmosfet的導(dǎo)通時間，toff則是電感的退磁時間。t2是電感電流為0的時間，則輸出的led燈的電流為計算t1,t2的時間如下：

cap×vcap＝i2×t1＝i3×t2

i2＝iadj×n×k

i3＝iset×j

在本設(shè)計中，其中n＝k＝j(luò)＝1,vadj＝vset.

則計算得到的

在應(yīng)用中，可以先設(shè)定radj的電阻，通過設(shè)定ovp電壓來設(shè)定radj電阻，然后再根據(jù)所需要的電流來設(shè)定rset的電阻。