一種用于led照明的模擬調(diào)光電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及模擬集成電路領(lǐng)域，特別涉及一種用于LED照明的模擬調(diào)光電路。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管LED由于其發(fā)光效率高和使用壽命長等特點(diǎn)而得到廣泛的應(yīng)用，而調(diào)光的應(yīng)用可以發(fā)揮其節(jié)能的特性和增加LED的使用壽命。
[0003]模擬調(diào)光是LED主要調(diào)光方式之一。目前LED模擬調(diào)光多采用通過直接調(diào)節(jié)與LED相串聯(lián)電阻阻值的方式實現(xiàn)。但這種形式的模擬調(diào)光方式無法適應(yīng)各類新型的LED驅(qū)動方式，如工作于電感電流臨界模式的高精度恒流控制LED驅(qū)動電路。
[0004]基于降壓變換器原理的工作于電感電流臨界模式的LED驅(qū)動電路，其儲能電感與LED串聯(lián)，并通過晶體管MOSFET開關(guān)連接到地，晶體管MOSFET開啟時，電源對電感充電，電感電流線性上升。在電感電流達(dá)到峰值后，晶體管MOSFET開關(guān)斷開，電感釋能，電感電流線性下降。當(dāng)電感電流下降為零后，晶體管MOSFET開關(guān)再次開啟，重新開始循環(huán)，該過程電感電流變化如圖4所示。最終LED驅(qū)動電路達(dá)到動態(tài)平衡，LED電流精確等于電感電流峰值電流的一半。
[0005]在上述的LED驅(qū)動方式中，單純改變串聯(lián)的電阻阻值無法改變LED的電流大小，要想改變LED電流，需要改變驅(qū)動電路的電感電流檢測閾值。但是在外部調(diào)光電壓接近關(guān)斷電壓值時，電流檢測閾值最小值又不能設(shè)置得太低。因為若設(shè)置得太低，LED驅(qū)動可能會由于工藝偏差等問題，會在外部模擬控制電壓還未達(dá)到關(guān)斷電壓值時就已使LED電流關(guān)斷，而電流檢測閾值最小值設(shè)置得較高，又會減小LED的調(diào)光變化范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種用于LED照明的模擬調(diào)光電路，適應(yīng)于工作在電感電流臨界模式的LED驅(qū)動電路，使模擬調(diào)光電路在整個控制區(qū)間內(nèi)LED輸出電流變化平滑；在控制電壓接近關(guān)斷電壓時始終存在導(dǎo)通電路而又不會關(guān)斷。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種用于LED照明的模擬調(diào)光電路，包括:
[0008]工作于高壓和低壓控制區(qū)間的兩個壓控電流源，及與所述兩個壓控電流源連接的關(guān)斷時間最小值計時部件、LED電流采樣和調(diào)光補(bǔ)償產(chǎn)生部件；其中，
[0009]所述工作于高壓控制區(qū)間的壓控電流源為所述調(diào)光補(bǔ)償產(chǎn)生部件提供輸入電流；
[0010]所述工作于低壓控制區(qū)間的壓控電流源為所述調(diào)光補(bǔ)償產(chǎn)生部件和所述關(guān)斷時間最小值計時部件提供輸入電流。
[0011]其中，所述工作于高壓控制區(qū)間的壓控電流源包括:第一晶體管Ml、第二晶體管M2、第一電阻R1、第二電阻R2、第五電阻R5、及電流源Il ;其中，
[0012]所述第一晶體管Ml的柵極接高位參考電壓REF2，漏極接所述第五電阻R5的一端，源極接所述第一電阻Rl的一端，其中所述第五電阻R5的另一端接地；
[0013]所述第二晶體管M2的柵極接控制電壓DIM，源極接所述第二電阻R2的一端；
[0014]所述電流源Il作為輸入電流源，其中所述第一電阻Rl和第二電阻R2并聯(lián)對所述電流源Il進(jìn)行分流，所述第二晶體管M2的輸出電流為所述輸入電流源Il的分流13，與所述控制電壓D頂成反比。
[0015]其中，所述工作于低壓控制區(qū)間的壓控電流源包括:第三晶體管M3、第四晶體管M4、第三電阻R3、第四電阻R4、電流源12，及由第五晶體管M5、第六晶體管M6組成的鏡像電路;其中，
[0016]所述第三晶體管M3的柵極接所述控制電壓D頂，源極接所述第三電阻R3的一端；
[0017]所述第四晶體管M4的柵極接低位參考電壓REF1，源極接所述第四電阻R4的一端，漏極接所述第五晶體管M5的漏極；
[0018]所述第五晶體管M5和所述第六晶體管M6的柵極互連，源極均接地，其中所述第五晶體管M5的柵極與漏極連接；
[0019]所述電流源12作為輸入電流源，其中所述第三電阻R3和第四電阻R4并聯(lián)對所述電流源12進(jìn)行分流，所述第三晶體管M3的輸出電流為所述輸入電流源12的分流14，與所述控制電壓D頂成反比，所述第四晶體管M4的輸出電流為所述輸入電流源12的另一個分流15，與所述控制電壓D頂成正比。
[0020]其中，所述電流13與14之和為輸出電流Idimi，所述電流15經(jīng)過所述鏡像電路，得到輸出電流Idim20
[0021]其中，所述關(guān)斷時間最小值計時部件包括:第一電容Cl，第七晶體管M7，第一比較器Compl ;其中，
[0022]所述第一電容Cl的一端接所述第七晶體管M7的漏極和第一比較器Compl的正輸入端，另一端接地，其中所述輸出電流Idim2對所述第一電容Cl進(jìn)行充電；
[0023]所述第七晶體管M7的柵極接控制信號TC，源極接地；
[0024]所述第一比較器Compl的負(fù)輸入端接電壓REF3。
[0025]其中，所述LED電流采樣和調(diào)光補(bǔ)償產(chǎn)生部件包括:第八晶體管M8，第五電阻Rcs，第六電阻R6，第二比較器Comp2，及由發(fā)光二極管LED、電感L、二極管Dl構(gòu)成的回路；其中，
[0026]所述第八晶體管M8的柵極接所述控制信號TC，漏極接所述回路，源極接所述第五電阻Res的一端，其中所述第五電阻Res的另一端接地；
[0027]所述第六電阻R6的一端接所述第八晶體管M8的源極，另一端接所述第二比較器Comp2的負(fù)輸入端，其中所述輸出電流Idimi控制補(bǔ)償?shù)诹娮鑂6的電壓，所述第二比較器Comp2的正輸入端接電壓REF4 ；
[0028]其中所述回路中還包括一與所述發(fā)光二極管LED并聯(lián)的第二電容C2。
[0029]本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下:
[0030]上述方案中，用于LED照明的模擬調(diào)光電路包括:工作于高壓和低壓控制區(qū)間的兩個壓控電流源，及與所述兩個壓控電流源連接的關(guān)斷時間最小值計時部件、LED電流采樣和調(diào)光補(bǔ)償產(chǎn)生部件；該模擬調(diào)光電路適應(yīng)于工作在電感電流臨界模式的LED驅(qū)動電路，模擬調(diào)光電路在整個控制區(qū)間內(nèi)LED輸出電流變化平滑；在控制電壓接近關(guān)斷電壓時始終存在導(dǎo)通電路而又不會關(guān)斷。
【附圖說明】
[0031]圖1表示本發(fā)明實施例中用于LED照明的模擬調(diào)光電路中工作于高壓和低壓控制區(qū)間的兩個壓控電流源的電路示意圖；
[0032]圖2表示本發(fā)明實施例中用于LED照明的模擬調(diào)光電路中關(guān)斷時間最小值計時部件的電路不意圖；
[0033]圖3表示本發(fā)明實施例中用于LED照明的模擬調(diào)光電路中LED電流采樣和調(diào)光補(bǔ)償產(chǎn)生部件的電路示意圖；
[0034]圖4表示本發(fā)明實施例適用的LED驅(qū)動的兩種電感電流工作狀態(tài)波形圖；
[0035]圖5表TK本發(fā)明實施例中用于LED照明的模擬調(diào)光電路的外部控制電壓、輸出電流和對應(yīng)補(bǔ)償電壓等變化波形圖；
[0036]圖6表示本發(fā)明實施例用于LED照明的模擬調(diào)光電路中隨著外部控制電壓變化，LED電流和電感電流變化波形圖。
【具體實施方式】
[0037]為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0038]本發(fā)明針對目前LED模擬調(diào)光方式無法適應(yīng)工作于電感電流臨界模式的高精度恒流控制LED驅(qū)動電路的問題，提供了一種用于LED照明的模擬調(diào)光電路。
[0039]本發(fā)明實施例提供了一種用于LED照明的模擬調(diào)光電路，包括:
[0040]工作于高壓和低壓控制區(qū)間的兩個壓控電流源，及與所述兩個壓控電流源連接的關(guān)斷時間最小值計時部件、LED電流采樣和調(diào)光補(bǔ)償產(chǎn)生部件；
[0041]本發(fā)明實施例中，壓控電流源組成為:基準(zhǔn)電流源作為輸入電流源；一對PMOS管作為差分輸入級對基準(zhǔn)電流進(jìn)行分流；輸入級一端接外部控制電壓；輸入級另一端接參考電壓，參考電壓的大小為對應(yīng)電壓控制區(qū)間的中點(diǎn)；各個支路上的電阻或柵漏相連的晶體管進(jìn)行偏置；柵極接外部控制電壓的晶體管輸出電流與控制電壓成反比，為調(diào)光補(bǔ)償電流；柵極接參考電壓的晶體管輸出電流與控制電壓成正比。壓控電流源根據(jù)參考電壓不同，分為高壓和低壓控制區(qū)間；通過設(shè)置電阻，使兩個壓控電流源在對應(yīng)工作區(qū)間內(nèi)輸出電流變化；而非對應(yīng)區(qū)間內(nèi)，控制電壓變化，輸出電流大小不變。
[0042]具體地，如圖1所示，所述工作于高壓控制區(qū)間的壓控電流源包括:第一晶體管Ml、第二晶體管M2、第一電阻R1、第二電阻R2、第五電阻R5、及電流源Il ；
[0043]所述第一晶體管Ml的柵極接高位參考電壓REF2，漏極接所述第五電阻R5的一端，源極接所述第一電阻Rl的一端，其中所述第五電阻R5的另一端接地；所述第二晶體管M2的柵極接控制電壓DIM，源極接所述第二電阻R2的一端；所述電流源Il作為輸入電流源，其中所述第一電阻Rl和第二電阻R2并聯(lián)對所述電流源Il進(jìn)行分流，所述第二晶體管M2的輸出電流為所述輸入電流源Il的分流13，在高壓控制區(qū)間內(nèi)與所述電壓D頂成反比。
[0044]所述工作于低壓控制區(qū)間的壓控電流源包括:第三晶體管M3、第四晶體管M4、第三電阻R3、第四電阻R4、電流源12，及由第五晶體管M5、第六晶體管M6組成的鏡像電路；
[0045]所述第三晶體管M3的柵極接所述控制電壓D頂，源極接所述第三電阻R3的一端；所述第四晶體管M4的柵極接低位參考電壓REFl，源極接所述第四電阻R4的一端，漏極接所述第五晶體管M5的漏極；所述第五晶體管M5和所述第六晶體管M6的柵極互連，源極均接地，其中所述第五晶體管M5的柵極與漏極連接；所述電流源12作為輸入電流源，其中所述第三電阻R3和第四電阻R4并聯(lián)對所述電流源12進(jìn)行分流，所述第三晶體管M3的輸出電流為所述輸入電流源12的分流14，在低壓控制區(qū)間內(nèi)與所述電壓DIM成反比，所述第四晶體