專利名稱：帶調(diào)光的led恒流驅(qū)動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED恒流驅(qū)動電路，具體地說，它是一種帶調(diào) 光的LED恒流驅(qū)動電路。
背景技術(shù)：
在已有技術(shù)中， 一種已有帶調(diào)光的LED恒流驅(qū)動電路如圖4所 示，它主要由一個LED恒流供電電路1、 一個模擬量LED電流調(diào)節(jié) 電路2和數(shù)字量調(diào)光接口構(gòu)成。該電路有模擬和數(shù)字兩種調(diào)光工作模 式。模擬量調(diào)光工作時，數(shù)字量調(diào)光輸入端維持輸入一個高電平，則 與門U1打開，模擬調(diào)光輸入端輸入一個電壓值，該電壓值通過上、 下閾值產(chǎn)生電路VR2、 VR1分別輸出上閾值和下閾值電壓，它們分 別作為比較器B、 A的門限電壓，在LED恒流供電電路1中設(shè)有一 個電流采樣電阻R,該電阻R上的采樣電壓分別送入比較器A、 B 的信號輸入端，電源Vm上電時，電感L和采樣電阻R上的電流為 0,采樣電壓低于下閾值，比較器B輸出為0、比較器A輸出l, RS 觸發(fā)器U0的5端輸出高電平，則電流開關(guān)G導(dǎo)通，電源開始供電， 電流升高，當(dāng)采樣電壓大于上閾值時，比較器B輸出1、比較器A 輸出O， RS觸發(fā)器UO的^端輸出零電平，電流開關(guān)G斷開，則電 源Vin為LED供電的回路斷開，這時，電感L存儲的電能通過二極 管D繼續(xù)為LED供電，當(dāng)回路中的電流下降到低于下閾值時，比較 器A、 B翻轉(zhuǎn)，RS觸發(fā)器U1隨之翻轉(zhuǎn)，其g端輸出高電平，則電 流開關(guān)G導(dǎo)通，重新恢復(fù)電源Vin的供電，恢復(fù)供電后，由于電感 L的存在，回路中的電流又會上升超過上閾值，重復(fù)上述動作，LED 中始終流過一個不間斷的恒定電流，使LED以一個預(yù)設(shè)的亮度而發(fā) 光。調(diào)光時，需改變模擬調(diào)光輸入端輸入的電壓值，從而改變上、下 閾值，通過該上、下閾值的改變來控制LED中流過電流的大小，從而改變LED的亮度。數(shù)字調(diào)光工作時，模擬調(diào)光輸入端輸入一個固 定的電壓值，數(shù)字調(diào)光輸入端輸入一個脈寬調(diào)節(jié)(PWM)信號，兩 路信號通過與門Ul疊加后送入電流開關(guān)G的控制端，電流開關(guān)G 根據(jù)該信號的0、 l變化導(dǎo)通與截止，則LED中流過一個方波電流， 根據(jù)該方波電流的平均值，LED發(fā)出相應(yīng)亮度。調(diào)光時，以PWM 信號的最大平均值(即PWM信號的占空比為100%)為基準(zhǔn)，通過 減小PWM信號的占空比，LED中流過方波電流的平均值隨之減小， 從而改變LED的亮度。
根據(jù)測試，LED中的電流與其亮度之間有圖3中的曲線關(guān)系，即 當(dāng)LED中的電流為不間斷的恒定電流時，其亮度如曲線K，當(dāng)流過LED 的電流是方波電流時，其亮度如直線S。從圖中兩條曲線可以看出， 既使流過LED中的恒定電流與流過LED中方波電流的平均值相同，LED 的亮度也有Am的差別。因此，在消耗能量相同的情況下，上述的數(shù) 字調(diào)光比模擬調(diào)光的效率要低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對已有技術(shù)中的缺點(diǎn),提供一種改進(jìn)的帶調(diào)光 的LED恒流驅(qū)動電路，使數(shù)字調(diào)光具有與模擬調(diào)光相同高效率，其 次是使改進(jìn)的數(shù)字調(diào)光具有較好的調(diào)節(jié)精度。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下
它包括一個LED恒流供電電路和一個模擬量LED電流調(diào)節(jié)電 路，在所述的LED恒流供電電路中具有一個LED電流開關(guān)和一個 LED電流采樣單元，所述的模擬量LED電流調(diào)節(jié)電路包括一個上閾 值產(chǎn)生電路和下閾值產(chǎn)生電路、比較器電路和脈寬調(diào)制電路，所述的 上閾值和下閾值產(chǎn)生電路輸出的上、下閾值電壓分別作為比較器電路 的門報電壓送入比較器電路,所述LED電流采樣單元輸出的L朋電流 采樣信號作為比較輸入信號送入比較器電路,所述的脈寬調(diào)制電路將 比較器電路輸出的信號轉(zhuǎn)換成一個相應(yīng)占空比的脈沖信號,該脈沖信 號用于控制所述LED電流開關(guān)的導(dǎo)通與截止，其特征是它還具有一 個數(shù)字量LED電流調(diào)節(jié)電路,該電路包括一個數(shù)字調(diào)光信號的脈寬湖量電路和一個將該脈寬n量電路輸出的脈寬計數(shù)值轉(zhuǎn)換成模擬電壓
值的D/A轉(zhuǎn)換器，所述D/A轉(zhuǎn)換器的輸出端接在模擬量LED電流調(diào) 節(jié)電路的輸入端上。
本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案如下
所述的脈寬測量電路由時鐘發(fā)生器和一個12位二進(jìn)制計數(shù)器構(gòu)
成，所述時鐘發(fā)生器的輸出端與12位二進(jìn)制計數(shù)器的時鐘端相接， 所述的D/A轉(zhuǎn)換器由一個12-4096譯碼器、4096個電子開關(guān)及一個 由40%個精密電阻串聯(lián)構(gòu)成的電阻分壓器構(gòu)成，所述的4096個電子 開關(guān)的控制端與譯碼器的4096個輸出端對應(yīng)相接，其開關(guān)端的一端 與電阻分壓器4096個對應(yīng)的分壓點(diǎn)相接，其另一端并聯(lián)在一起作為 D/A轉(zhuǎn)換的輸出端與所述模擬量LED電流調(diào)節(jié)電路的輸入端相接。
通過上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明用脈寬測量電路和D/A轉(zhuǎn)換 器將數(shù)字調(diào)光的PWM信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，然后送入模擬調(diào)光輸入 端進(jìn)行模擬量調(diào)光,從而使本電路的數(shù)字調(diào)光具有與模擬調(diào)光相同的 調(diào)光效率。在對PWM信號的脈寬測量中，本發(fā)明用時鐘發(fā)生器產(chǎn)生 一個高頻脈沖，并用該高頻脈沖對PWM信號的脈寬進(jìn)行計數(shù)測量， 然后再用D/A轉(zhuǎn)換器將該計數(shù)值轉(zhuǎn)換成一個相應(yīng)電壓值，送入模擬 調(diào)光輸入端進(jìn)行調(diào)光。為了保證上述數(shù)字轉(zhuǎn)換具有較高的轉(zhuǎn)換精度， 本發(fā)明在最大模擬調(diào)光電壓(5V)確定的情況下，使用了 12位二進(jìn) 制計數(shù)器，使其轉(zhuǎn)換精度可以達(dá)到5/212=1. 22mV。因此，本驅(qū)動電路 的數(shù)字調(diào)光不僅效率高，且調(diào)光精度也高。
附困說明
圍l、本發(fā)明的電路原理圖。
圖2、脈寬計數(shù)檢測電路和D/A轉(zhuǎn)換器的具體電路圖。
圖3、 P艦信號轉(zhuǎn)換的時序圖。
圖4、已有LED恒流驅(qū)動電路的原理圖。
圖5、已有LED恒流驅(qū)動電路的LED電流與亮度的曲線關(guān)系圖。 ^^實施方式
參見

圖1,本驅(qū)動電路包括一個LED恒流供電電路1、 一個模擬量LED電流調(diào)節(jié)電路2和一個數(shù)字量LED電流調(diào)節(jié)電路3。
所述的LED恒流供電電路1具有一個由直流電源Viii、 LED、 儲能電感L、電流采樣單元和電流開關(guān)G串聯(lián)構(gòu)成的供電回路及并 聯(lián)在LED、儲能電感L、電流采樣單元串聯(lián)段上的一個單向?qū)ǘ?極管D，其中電流采樣單元可以采用一個采樣電阻R，也可以采用一 個互感器，所述的LED可以是一個LED燈或多個串聯(lián)的LED燈， 所述的電流開關(guān)G可以采用場效應(yīng)管MOSFET等大功率開關(guān)管。
所述的模擬量LED電流調(diào)節(jié)電路2包括一個上閾值產(chǎn)生電路 VR2和下閾值產(chǎn)生電路VR1、比較器電路和脈寬調(diào)制電路。其中上閾 值產(chǎn)生電路和下閾值產(chǎn)生電路可以由一個電阻分壓器構(gòu)成，比較器電 路由比較器A和比較器B構(gòu)成，所述上、下閾值產(chǎn)生電路輸出的上、 下閾值電壓分別作為比較器B和比較器A的門限電壓送入比較器B 的負(fù)輸入端和比較器A的正輸入端，LED恒流供電電路1中采樣電 阻R輸出的LED電流采樣信號分別送入比較器A的負(fù)輸入端和比較器 B的正輸入端；所述的脈寬調(diào)制電路由一個RS觸發(fā)器UO構(gòu)成，它將 比較器輸出信號轉(zhuǎn)換一個相應(yīng)占空比的脈沖信號送至場效應(yīng)管G的
糖極o
上述LED恒流供電電路1和模擬量LED電流調(diào)節(jié)電路2的模 擬調(diào)光的工作過程與圖4中已有LED恒流驅(qū)動電路相同。
所述的數(shù)字量LED電流調(diào)節(jié)電路3包括一個脈寬測量電路和一個 D/A轉(zhuǎn)換器，當(dāng)數(shù)字調(diào)光端送入一個PWM信號時，脈寬測量電路用計 數(shù)的方式對該P(yáng)WM信號的脈寬進(jìn)行測量，它輸出的計數(shù)值經(jīng)過D/A 轉(zhuǎn)換而輸出相應(yīng)的模擬電壓送入上述模擬量LED電流調(diào)節(jié)電路2， 通過模擬量LED電流調(diào)節(jié)電路2進(jìn)行調(diào)光。
如果所述的模擬量LED電流調(diào)節(jié)電路2限制輸入的模擬調(diào)光電 壓的最大值是5V，為了具有較好的調(diào)光精度，脈寬測量電路選擇一 個12位二進(jìn)制計數(shù)器對PWM信號的脈寬進(jìn)行測量，因為，轉(zhuǎn)換精度= 模擬信號最大值/2⑩g氣故在模擬信號最大值確定的情況下，選擇 12位二進(jìn)制計數(shù)器，其轉(zhuǎn)換精度可以達(dá)到5/212=1. 22mV。具體實現(xiàn)的電路如圖2所示。
參見圖2，所述的脈寬測量電路由時鐘發(fā)生器3-1和一個12位 二進(jìn)制計數(shù)器U2構(gòu)成，所述的時鐘發(fā)生器輸出一個時鐘信號OSC 送給計數(shù)器U2,計數(shù)器U2用該時鐘脈沖對PWM信號的脈寬進(jìn)行 計數(shù)灑量；對于一個滿量程(即占空比為100%) PWM信號來說，計數(shù) 器U2將會輸出4096個計數(shù)值，為了將4096個計數(shù)值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的 電壓值，本例先用124096譯碼器U3將12位計數(shù)輸出轉(zhuǎn)換成4096 位計數(shù)輸出，并且該譯碼器的4096個輸出端通過4096個電子開關(guān) S0 S4095與一個由4096個精密電阻R0 R4095串聯(lián)構(gòu)成電阻分壓 器相接，即4096個電子開關(guān)的控制端與譯碼器的4096個輸出端對應(yīng) 相接，電子開關(guān)的開關(guān)端一端與電阻分壓器4096個對應(yīng)的分壓點(diǎn)相 接，其另一端并聯(lián)在一起作為轉(zhuǎn)換輸出端與所述模擬量LED電流調(diào) 節(jié)電路2的輸入端相接。所述電阻分壓器每一個電阻上的壓降是 1.22mV,當(dāng)譯碼器U3的輸出端有對應(yīng)的計數(shù)值輸出時，相應(yīng)位數(shù)上 的電子開關(guān)導(dǎo)通，則在轉(zhuǎn)換輸出端Vidm上具有相應(yīng)計數(shù)值X 1. 22mV 的累加電壓，例如數(shù)字調(diào)光端送入一個占空比為5(m的P鵬信號， 計數(shù)器U2將會輸出一個2048的計數(shù)值，即在譯碼器對應(yīng)2048位數(shù) 的輸出端上輸出一個高電平，則對應(yīng)的電子開關(guān)導(dǎo)通，同時在轉(zhuǎn)換輸 出端Vidm上具有加48X 1. 22mV=2.498V的累加電壓，從而完成計數(shù) 值與電壓值的轉(zhuǎn)換。上述轉(zhuǎn)換的時序參見圖3。
權(quán)利要求
1、一種帶調(diào)光的LED恒流驅(qū)動電路，它包括一個LED恒流供電電路(1)和一個模擬量LED電流調(diào)節(jié)電路(2)，在所述的LED恒流供電電路(1)中具有一個LED電流開關(guān)(G)和一個LED電流采樣單元(R)，所述的模擬量LED電流調(diào)節(jié)電路(2)包括一個上閾值產(chǎn)生電路(VR2)和下閾值產(chǎn)生電路(VR1)、比較器電路(B、A)和脈寬調(diào)制電路(U0)，所述的上閾值VR2和下閾值產(chǎn)生電路VR1輸出的上、下閾值電壓分別作為比較器電路(B、A)的門限電壓送入比較器電路，所述LED電流采樣單元(R)輸出的LED電流采樣信號作為比較輸入信號送入比較器電路(B、A)，所述的脈寬調(diào)制電路(U0)將比較器電路(B、A)輸出的信號轉(zhuǎn)換成一個相應(yīng)占空比的脈沖信號，該脈沖信號用于控制所述LED電流開關(guān)(G)的導(dǎo)通與截止，其特征是它還具有一個數(shù)字量LED電流調(diào)節(jié)電路(3)，該電路包括一個數(shù)字調(diào)光信號的脈寬測量電路和一個將該脈寬測量電路輸出的脈寬計數(shù)值轉(zhuǎn)換成模擬電壓值的D/A轉(zhuǎn)換器，所述D/A轉(zhuǎn)換器的輸出端接在模擬量LED電流調(diào)節(jié)電路(2)的輸入端。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶調(diào)光的LED恒流驅(qū)動電路，其特 征是所述的脈寬測量電路由時鐘發(fā)生器(3-1)和一個12位二進(jìn)制計數(shù)器(U2)構(gòu)成，所述時鐘發(fā)生器(3-1)的輸出端與12位二進(jìn)制 計數(shù)器(U2)的時鐘端相接，所述的D/A轉(zhuǎn)換器由一個12-4096譯 碼器(IB)、 4096個電子開關(guān)(S0 S4095)及一個由4096個精密電 阻(R0 R4095)串聯(lián)構(gòu)成的電阻分壓器構(gòu)成，所述的4096個電子 開關(guān)(S0 S4095)的控制端與譯碼器(U3)的4096個輸出端對應(yīng) 相接，其開關(guān)端的一端與電阻分壓器4096個對應(yīng)的分壓點(diǎn)相接，其 另一端并聯(lián)在一起作為D/A轉(zhuǎn)換的輸出端與所述模擬量LED電流調(diào) 節(jié)電路(2)的輸入端相接。
全文摘要
本發(fā)明是一種帶調(diào)光的LED恒流驅(qū)動電路。它包括一個LED恒流供電電路、一個模擬量LED電流調(diào)節(jié)電路和一個數(shù)字量LED電流調(diào)節(jié)電路，改進(jìn)點(diǎn)是數(shù)字量LED電流調(diào)節(jié)電路包括一個數(shù)字調(diào)光信號的脈寬測量電路和一個將該脈寬測量電路輸出的脈寬計數(shù)值轉(zhuǎn)換成模擬電壓值的D/A轉(zhuǎn)換器。本發(fā)明用脈寬測量電路和D/A轉(zhuǎn)換器將數(shù)字調(diào)光的PWM信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，然后送入模擬調(diào)光輸入端進(jìn)行模擬量調(diào)光，從而使本電路的數(shù)字調(diào)光具有與模擬調(diào)光相同的調(diào)光效率，解決了數(shù)字調(diào)光效率低的問題。同時，通過進(jìn)一步的改進(jìn)，本發(fā)明還具有調(diào)光精度高的特點(diǎn)。
文檔編號H05B37/02GK101605417SQ20091002332
公開日2009年12月16日 申請日期2009年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月15日
發(fā)明者宋利軍, 方建平, 陽 楊, 郭晉亮 申請人:西安英洛華微電子有限公司