專利名稱：Led照明用整合電源集成電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED照明，更詳細(xì)地涉及一種LED照明用電源集成電路。
背景技術(shù)：
近年來，人們對僅使用少量的功耗就可以達(dá)到白熾燈以上亮度的LED照明的關(guān)心日益增加。此外，人們在積極地開展LED照明驅(qū)動裝置的研究和開發(fā)，所述LED照明驅(qū)動裝置通過控制電流，使得LED照明中流動一定的電流，用于驅(qū)動LED照明。這種LED照明驅(qū)動裝置具有多種照明顯示功能，特別是通過改變串并聯(lián)連接排列設(shè)置的LED元件的調(diào)光，能夠進(jìn)行多種照明顯示。用于現(xiàn)有的LED照明裝置的LED元件的驅(qū)動方式，通過PWM控制方式控制向LED元件施加的電流，從而間斷地對LED元件進(jìn)行高速點(diǎn)燈和熄燈，根據(jù)人眼無法認(rèn)知反復(fù)點(diǎn)燈和熄燈的布羅卡-蘇爾澤(Broca-Sulzer)效應(yīng)來維持一定的感知亮度。具體地，現(xiàn)有的LED照明設(shè)備使用整流器對從外部輸入的交流電源進(jìn)行整流，利用電解電容器將其平滑化后，再利用變壓器等來改變電壓電平，向LED供給。此外，在執(zhí)行調(diào)光的情況下，通過調(diào)整電流的強(qiáng)度來調(diào)整光的強(qiáng)度，為了調(diào)整電流的強(qiáng)度，需要調(diào)整向包括在LED驅(qū)動器的開關(guān)輸出的PWM控制信號的占空比。但是，現(xiàn)有技術(shù)所利用的電解電容器體積大，在對驅(qū)動LED照明設(shè)備的驅(qū)動電路的大小進(jìn)行小型化上存在困難，而且電容器等部件的壽命短，會引起縮短整體LED驅(qū)動電路的壽命的問題。此外，現(xiàn)有技術(shù)所利用的變壓器與其它元件相比，體積相當(dāng)大且在效率上存在問題，在驅(qū)動電路的小型化上存在困難。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問題本發(fā)明的技術(shù)課題為提供一種LED照明用整合電源集成電路，其排除了使用電解電容器及變壓器等耐久性弱的部件。技術(shù)方案為了解決所述技術(shù)問題，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的LED照明用整合電源集成電路，包括:整流部，其接收交流電源并輸出沒有被平滑化的直流電源；DC/DC轉(zhuǎn)換器，其根據(jù)PWM控制信號，改變從所述整流部輸出的直流電源的大小進(jìn)行輸出；多個LED組，其接收所述DC/DC轉(zhuǎn)換器中輸出的電源而進(jìn)行照明，所述LED組為相互串聯(lián)連接有多個；多個LED驅(qū)動器，其分別連接在所述多個LED組中，并根據(jù)電流PWM控制信號來控制與自身連接的LED組中流動的電流；及PWM控制部，其產(chǎn)生所述電壓PWM控制信號及所述電流PWM控制信號。此外，所述DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出的電壓的大小越大，所述PWM控制部使所述電壓PWM控制信號的占空比減小，所述DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出的電壓越小，所述PWM控制部可以使所述電壓PWM控制信號的占空比增加。
此外，可以進(jìn)一步包括電壓控制時鐘脈沖產(chǎn)生部，其測定所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入電壓、所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓及所述LED組中流動的電流，并輸出電壓時鐘脈沖控制信號，所述電壓時鐘脈沖控制信號指示所述電壓PWM控制信號占空比的增加及減小。
此外，在所述多個LED組中流動的電流的強(qiáng)度越大，所述PWM控制部可以減小所述電流PWM控制信號的占空比。
此外，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的LED照明用整合電源集成電路，可以進(jìn)一步包括電流控制時鐘脈沖產(chǎn)生部，其對預(yù)先測定的電流值和在所述LED驅(qū)動器中測定的所述LED組中流動的電流進(jìn)行測定，輸出電流時鐘脈沖控制信號，所述電流時鐘脈沖控制信號指示所述電流PWM控制信號的占空比的增加及減小。
此外，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的LED照明用整合電源集成電路，可以進(jìn)一步包括:照度感知部，其感知周圍的照度；溫度感知部，其感知照明設(shè)備的溫度；及可變控制時鐘脈沖產(chǎn)生部，其根據(jù)所述照度及溫度輸出可變控制信號，所述可變控制信號指示所述電流PWM控制信號及所述電壓PWM控制信號的占空比的調(diào)整。
此外，在照明設(shè)備的溫度上升到預(yù)先定義的溫度以上的情況下，所述可變控制時鐘脈沖產(chǎn)生部輸出可變控制信號以指示阻斷向LED組傳遞的電源，隨著照度增大，輸出可變控制信號以指示減小LED組的光的強(qiáng)度，隨著照度減小,可以輸出可變控制信號以增大LED組的光的強(qiáng)度。
此外，如果輸出的電壓值低于目前輸出電壓所供給的LED組的Vf值，則所述DC/DC轉(zhuǎn)換器可以將所述輸出電壓值調(diào)整為所述Vf值進(jìn)行輸出。
此外，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的LED照明用整合電源集成電路，為了提高LED照明的顯色性，還可以進(jìn)一步包括:顯色性LED，其接收所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓，放出規(guī)定的光；及顯色性LED驅(qū)動器，其測定施加在所述顯色性LED上的電壓，計(jì)算所述顯色性LED的電流，并根據(jù)所述顯色性LED中流動的電流值來執(zhí)行PWM控制，間斷性地控制在所述顯色性LED中流動的電流。
此外，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的LED照明用整合電源集成電路，進(jìn)一步包括外部通信部，其執(zhí)行雙向通信，從外部接收遠(yuǎn)程控制命令，并向所述PWM控制部輸出，所述PWM控制部可以根據(jù)所述遠(yuǎn)程控制命令，改變電壓PWM控制信號及電流PWM控制信號的占空比。
此外，所述外部通信部與所述交流電源電壓值的O交叉點(diǎn)和所述電壓PWM控制信號同步，以所述交流電源的電壓值為O的點(diǎn)為中心，可以在規(guī)定范圍內(nèi)的低電位狀態(tài)和所述電壓PWM控制信號的靜止時間內(nèi)執(zhí)行通信。
此外，所述零相位檢測部檢測向所述DC/DC轉(zhuǎn)換器輸入的電源的電壓值變成O的零相位時刻，向所述PWM控制部輸出，所述DC/DC轉(zhuǎn)換器將從整流器輸入的輸入電壓值為O至規(guī)定電壓的低電壓期間的電壓升至能夠使LED組工作的電壓期間，可以提供能夠使LED組工作的電源。
有益效果
本發(fā)明提供的LED照明用整合電源集成電路一旦輸入交流電源，整流器對交流電源進(jìn)行整流，輸出沒有被平滑化的直流電源，通過DC/DC轉(zhuǎn)換器對沒有被平滑化的直流電源執(zhí)行PWM控制，并降壓至適合于整體LED組的Vf值后，與各LED Vf值相當(dāng)?shù)碾妷合辔煌?，選擇具有與DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出的電壓對應(yīng)的Vf值的LED組進(jìn)行照明。因此，即使不使用現(xiàn)有技術(shù)中的電解電容器及變壓器，也能夠驅(qū)動照明用LED，在顯著提高LED照明用電源集成電路的壽命的同時，還可以對其大小進(jìn)行小型化。此外，本發(fā)明通過測定照明設(shè)備的溫度，當(dāng)測定的溫度上升到預(yù)先設(shè)定的溫度以上時，自動地阻斷流向LED組中的電流或調(diào)整電流PWM控制信號的占空比來降低溫度，從而可防止因過度的溫度升高而導(dǎo)致的LED照明用整合電源集成電路整體劣化。


圖1是表示本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的LED照明用整合電源集成電路的整體結(jié)構(gòu)的方框圖。圖2是表示本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出的電壓和從PWM控制部輸入到各LED驅(qū)動器的開關(guān)晶體管的PWM控制信號的圖。圖3是表示本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的向DC/DC轉(zhuǎn)換器輸入的電壓波形和從DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出的電壓波形的一個例子的圖。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明。為了解決現(xiàn)有技術(shù)中因使用電解電容器或變壓器產(chǎn)生的上述問題，本發(fā)明的LED照明用整合電源集成電路，本發(fā)明的LED照明用整合電源集成電路只用PWM來驅(qū)動照明用LED。為此，本發(fā)明根據(jù)串聯(lián)連接的多個LED組(120-1 120-4)的Vf值和整流后還未平滑化即被輸入的電源的電壓值，依次地對LED組進(jìn)行點(diǎn)燈和滅燈(120-1 120-4)。此外，本發(fā)明為了防止因在多個LED組120-1 120_4上施加過度的電壓而使LED組120-1 120-4中流動過度的電流，不僅對整流后的沒有被平滑化的輸入電壓執(zhí)行PWM控制，而且為了使LED組120-1 120-4即使在溫度特性變化或輸入電壓的變動中也能夠維持一定的亮度，且不使其中流動過度的電流，感測各LED驅(qū)動的LED組的電壓及電流特性，從而通過PWM控制來對LED進(jìn)行間斷性地點(diǎn)燈及熄燈。圖1是表示本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的LED照明用整合電源集成電路的整體結(jié)構(gòu)的方框圖。參照圖1，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的LED照明用整合電源集成電路，基本包括:整流部101、DC/DC轉(zhuǎn)換器112、零相位檢測部102、輸出電壓檢測部103、外部通信部110、電壓控制時鐘脈沖產(chǎn)生部106、電流控制時鐘脈沖產(chǎn)生部107、可變控制時鐘脈沖產(chǎn)生部108、多個LED組120-1 120-4、分別控制多個LED組120-1 120-4的多個LED驅(qū)動器115-1 115-4及PWM控制部104，可以進(jìn)一步包括顯色性LEDl 14及顯色性LED驅(qū)動器109。首先，整流部101對輸入的交流(AC)電源進(jìn)行整流，將沒有被平滑化的直流電源(Vin)輸出到DC/DC轉(zhuǎn)換器112中。輸入到整流部101的電源，其電源的大小為從+V到-V的交流電源，相反，從整流部101輸出的電源，其大小為從O到+V且周期為輸入到整流部101的波形的一半的沒有被平滑化的直流電源。零相位檢測部102檢查從整流部101輸出的電源的電壓值，從而檢測零相位(即，電源的電壓的大小變成O的時刻)，并將該信號輸出到PWM控制部104中。此外，DC/DC轉(zhuǎn)換器112使得向DC/DC轉(zhuǎn)換器112輸入的輸入電壓值為O至規(guī)定電壓的低電壓期間的電壓升至能夠使LEDl 120-1工作的電壓期間，零相位檢測部102向LEDl驅(qū)動器115-1提供電源，從而執(zhí)行啟動LED1120-1的功能。此外，零相位檢測部102管理電力，以驅(qū)動外部通信部110及PWM控制部104內(nèi)的喚醒邏輯(Wakeup logic)電路，從而使得在待機(jī)狀態(tài)下，根據(jù)外部的命令開啟LED照明裝置。
DC/DC轉(zhuǎn)換器112根據(jù)從PWM控制部104輸入的PWM控制信號間斷地動作，對輸入電壓(Vin)進(jìn)行減壓及升壓，并將輸出電壓(Vout)輸出到多個LED組120-1 120-4中。對于從DC/DC轉(zhuǎn)換器112輸出的輸出電壓，將參照圖2及圖3，在后面進(jìn)行說明。
輸出電壓檢測部103監(jiān)控從DC/DC轉(zhuǎn)換器112輸出的輸出電壓值，將其輸出到PWM控制部104中，使PWM控制部104能夠計(jì)算出PWM控制信號的實(shí)際同步及所使用的電能。
外部通信部110執(zhí)行雙向通信，其讀取本發(fā)明的電源集成電路的遠(yuǎn)程控制及電源集成電路的功耗的狀態(tài)或附加傳感器電路值，執(zhí)行向服務(wù)器傳輸?shù)墓δ?。?dāng)外部通信部110從外部接收遠(yuǎn)程控制命令并輸出到PWM控制部104時，PWM控制部104根據(jù)輸入的遠(yuǎn)程控制命令，改變向DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出的電壓PWM控制信號及向LED驅(qū)動器輸入的電流PWM控制信號的占空比，從而執(zhí)行遠(yuǎn)程控制命令。例如，從外部接收以遠(yuǎn)程的方式執(zhí)行LED照明的調(diào)光或?qū)ED照明進(jìn)行熄燈等遠(yuǎn)程命令后，將其輸出到PWM控制部104，從而能夠從外部控制本發(fā)明的電源集成電路。
此外，為了降低通信噪音，外部通信部110與輸入的交流電源的O交叉點(diǎn)(或從整流器101輸出的整流過的電壓值成為O的時刻)和輸入到DC/DC轉(zhuǎn)換器112的電壓PWM控制信號同步，在輸入的交流電源的電壓值接近O時的低電位狀態(tài)下(例如，如同為輸入電源的最大電壓值(+V)的10% 20%以內(nèi)的電壓值的時刻，以交流電源的電壓值為O的點(diǎn)為中心的規(guī)定范圍內(nèi)的狀態(tài))和電壓PWM控制信號的靜止時間內(nèi)執(zhí)行通信。此外，外部通信部110可以具備RS232等通信端口，以能夠使其以另外的通信方式進(jìn)行通信。
電壓控制時鐘脈沖產(chǎn)生部106感測輸入到DC/DC轉(zhuǎn)換器112的輸入電壓、DC/DC轉(zhuǎn)換器112的輸出電壓及在多個LED組120-1 120-4中流動的電流，并輸出時鐘脈沖控制信號，以使PWM控制部104能夠調(diào)整輸出到DC/DC轉(zhuǎn)換器112的電壓PWM控制信號的占空比。例如，當(dāng)輸入電壓值和輸出電壓值逐漸地增大時，向PWM控制部104輸出時鐘脈沖控制信號，指示PWM控制部減小輸出到DC/DC轉(zhuǎn)換器112的電壓PWM控制信號的占空比，當(dāng)輸入電壓值和輸出電壓值逐漸減小時，向PWM控制部104輸出時鐘脈沖控制信號，指示PWM控制部增加輸出到DC/DC轉(zhuǎn)換器112的PWM控制信號的占空比。此外，如果LED組(120-1 120-4中流動的電流增加至規(guī)定的電流值以上時，通過減小電壓PWM控制信號的占空比，使在LED組120-1 120-4中流動的電流與后述的輸出到LED驅(qū)動器115-1 115-4中的電流PWM控制信號一起減小。
電流控制時鐘脈沖產(chǎn)生部107對預(yù)先設(shè)定的LED組120_1 120_4的電流值和各LED驅(qū)動器115-1 115-4中檢測出的電流值進(jìn)行比較，產(chǎn)生時鐘脈沖控制信號，輸出到PWM控制部104中，所述時鐘脈沖控制信號控制PWM控制部104，使得PWM控制部104能夠調(diào)整輸出到LED驅(qū)動器115-1 115-4的電流PWM控制信號的占空比。電流控制時鐘脈沖產(chǎn)生部107中所設(shè)定的基準(zhǔn)電流值可以按照每個LED組120-1 120-4分別設(shè)定，也可以對整體LED組120-1 120-4設(shè)定一個基準(zhǔn)電流值。
可變控制時鐘脈沖產(chǎn)生部108從與本發(fā)明的LED照明用整合電源集成電路的動作相關(guān)的、感知所需信息的感知部接收感知值，例如溫度感知部140及照度感知部130等，由此產(chǎn)生所需的控制信號，輸出到PWM控制部104中。例如，使用者在預(yù)先設(shè)定自身需要的照度的情況下，可變控制時鐘脈沖產(chǎn)生部108檢查從照度感知部130中輸入的照度，當(dāng)照度逐漸減弱時，能夠產(chǎn)生控制信號并輸出到PWM控制部104中，從而強(qiáng)化LED的光的強(qiáng)度，當(dāng)照度逐漸增強(qiáng)時，能夠產(chǎn)生控制信號并輸出到PWM控制部104中，從而減小LED的發(fā)光強(qiáng)度。此外，可變控制時鐘脈沖產(chǎn)生部108，在LED照明設(shè)備的溫度高于預(yù)先所設(shè)定的臨界溫度時，為了保護(hù)照明設(shè)備，產(chǎn)生控制信號，輸出到PWM控制部104，所述控制信號指示LED照明采取緊急熄燈或減少流動LED中流動的電流。所述電壓控制時鐘脈沖產(chǎn)生部106、電流控制時鐘脈沖產(chǎn)生部107及可變控制時鐘脈沖產(chǎn)生部108通過改變時鐘脈沖的占空比來產(chǎn)生控制信號，并輸出到PWM控制部104中。此外，相互串聯(lián)連接的多個LED組120-1 120_4由多個LED燈相互連接形成，在相應(yīng)的LED驅(qū)動器115-1 115-4的開關(guān)晶體管接通期間，由DC/DC轉(zhuǎn)換器112供給得到電源而點(diǎn)燈。各LED組120-1 120-4的LED驅(qū)動器115-1 115-4的內(nèi)部包括開關(guān)晶體管，根據(jù)從PWM控制部104輸入的電流PWM控制信號接通及關(guān)閉，使得電流流向自身連接的LED組，從而對LED組進(jìn)行點(diǎn)燈及熄燈。開關(guān)晶體管在從PWM控制部104輸入的PWM控制信號的工作期間接通，在不工作期間關(guān)閉。此外，LED驅(qū)動器115-1 115-4感知與自身連接的LED組120-1 120-4中流動的電流，輸出到電壓控制時鐘脈沖產(chǎn)生部106及電流控制時鐘脈沖產(chǎn)生部107中。PWM控制部104根據(jù)從電壓控制時鐘脈沖產(chǎn)生部106、電壓控制時鐘脈沖產(chǎn)生部106及可變控制時鐘脈沖產(chǎn)生部108輸入的控制信號，將電壓PWM控制信號輸出到DC/DC轉(zhuǎn)換器112中，并生成PWM控制信號，輸出到多個LED驅(qū)動器115-1 115-4中的任意一個。假定LED 組 120-1 120-4 的 Vf 值為 LED1<LED2<LED3<LED4，在 DC/DC 轉(zhuǎn)換器 112的輸入電壓值從O的時刻起，到DC/DC轉(zhuǎn)換器112的輸出電壓值不超過LEDl組120-1的Vf值，且在LEDl組120-1中流動的電流不超過預(yù)先定義的電流值期間，PWM控制部104向LEDl驅(qū)動器115-1輸出控制信號，點(diǎn)燈LEDl組120-1。之后，當(dāng)DC/DC轉(zhuǎn)換器112的輸出電壓值超過LEDl組120_1的Vf值或在LEDl組120-1中流動的電流超過預(yù)先定義的電流值時，向LED2的驅(qū)動器115-2輸出電流PWM控制信號，點(diǎn)燈LED2組120-2，以同樣的方式，當(dāng)DC/DC轉(zhuǎn)換器112的輸出電壓值超過LED2組120-2的Vf值，且在LED2組120-2中流動的電流超過預(yù)先定義的電流值時，向LED3的驅(qū)動器115-3輸出電流PWM控制信號，點(diǎn)燈LED3組120-3。以同樣的方式，直到DC/DC轉(zhuǎn)換器112的輸出電壓達(dá)到最大值時，即點(diǎn)燈LED4組120-4后，隨著DC/DC轉(zhuǎn)換器112的輸出電壓減小，PWM控制部104將電流PWM控制信號從LED4驅(qū)動器115-4到LEDl驅(qū)動器115-1依次地輸出，按照LED4組120-4到LEDl組120-1的順序依次地點(diǎn)燈。當(dāng)DC/DC轉(zhuǎn)換器112的輸入電壓重新到達(dá)O點(diǎn)，再次開始增加時按照以上所述的方式，從LEDl驅(qū)動器115-1向LED4驅(qū)動器115-4依次地輸出電流PWM控制信號，對LEDl組120-1到LED4組120-4依次地點(diǎn)燈。圖2是表示本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的DC/DC轉(zhuǎn)換器112輸出的電壓和從PWM控制部104向各LED驅(qū)動器115-1 115-4的開關(guān)晶體管輸入的電流PWM控制信號的圖。
參照圖2，首先，DC/DC轉(zhuǎn)換器112根據(jù)PWM控制部104的PWM控制信號，間斷性地改變電壓的大小，輸出如圖2上端所示的電壓波形。如圖2所示，PWM控制部104在DC/DC轉(zhuǎn)換器112的輸入電壓值越接近O時，將輸入到DC/DC轉(zhuǎn)換器112中的PWM控制信號的占空比設(shè)定得越大，輸入的電壓值越大(即，位相越是接近90度)，將占空比設(shè)定得越小，從而使得向LED組120-1 120-4傳遞的能量維持在一定水平。
此時，如果能將電壓PWM控制信號的占空比調(diào)整得無限小，如后面所述，沒有必要執(zhí)行對各LED驅(qū)動器115-1 115-4的PWM電流控制，但輸入到LED組120-1 120-4的電壓的占空比過小，則會發(fā)生LED熄滅的問題，因此本發(fā)明同時執(zhí)行向LED組施加的電壓的PWM控制和在LED中流動的電流的恒定電流的控制。
參照圖2的下端，PWM控制部104在I個周期內(nèi)，按照從LEDl驅(qū)動器115-1到LED4驅(qū)動器115-4的順序，再按照從LED4驅(qū)動器115-4到LEDl驅(qū)動器115-1的順序，輸出電流PWM控制信號。由此，在I個周期內(nèi)，LED從LEDl 120-1到LED4120-4，再從LED4120-4到LEDl 120-1依次地點(diǎn)燈，在各自的LED點(diǎn)燈的區(qū)間，各LED根據(jù)電流的PWM控制信號高速地重復(fù)點(diǎn)燈和熄燈。
PWM控制部104根據(jù)電流控制時鐘脈沖產(chǎn)生部107輸入的控制信號來輸出電流PWM控制信號，使得在LED組120-1 120-4中有一定的電流流動，而施加在LED組120-1 120-4的電壓值越高，在LED組120-1 120-4中流動電流的大小也會增大。由此，PWM控制部104隨電流值的增大，根據(jù)從電流控制時鐘脈沖產(chǎn)生部107中輸入的時鐘脈沖控制信號，減小輸出到LED驅(qū)動115-1 115-4的電流PWM控制信號的占空比，使得電流在LED組120-1 120-4中間斷性地流動，從而在整體上進(jìn)行控制，使得在LED組120-1 120-4中有一定的電流流動。
參照圖1及圖2，在所述例中，只是簡單地通過PWM控制，間斷性地改變輸入電壓進(jìn)行了說明。
但是，如圖2所示，在PWM控制信號的開啟時間內(nèi)，從DC/DC轉(zhuǎn)換器112輸出并向LED組120-1 120-4輸入的電壓的大小慢慢地增大或減小，因此LED放出的光的亮度會產(chǎn)生變化。雖然，在普通人的眼中，不能明確地感覺到這種微細(xì)的亮度的變化，但為了輸出穩(wěn)定強(qiáng)度的光，本發(fā)明的DC/DC轉(zhuǎn)換器112，在與各LED組120-1 120-4對應(yīng)的區(qū)域中，將輸出電壓升壓或降壓成與該LED組120-1 120-4的Vf值對應(yīng)的值(參照圖3的302)。
圖3是表示本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的向DC/DC轉(zhuǎn)換器112輸入的電壓波形301和從DC/DC轉(zhuǎn)換器112輸出的電壓波形301的一個例子的圖。但是，要注意圖3所示的曲線表示根據(jù)實(shí)際PWM控制，間斷性地輸出的電壓波形的包絡(luò)曲線。
參照圖3，DC/DC轉(zhuǎn)換器112先對輸入的電壓波形減壓，以適合原來的LED組120-1 120-4(參照圖3的303)，如果各LED組120-1 120-4選擇的區(qū)間內(nèi)的輸出電壓值低于選擇的LED的Vf值時，如圖3圓中所示，將輸出電壓值升壓至相應(yīng)的LED組的Vf值，并在相應(yīng)的區(qū)間輸出一定的電壓值。在如圖3所示的例中，Vl為對應(yīng)第一次選擇的LEDl組120-1的Vf值的值，V2至V4為對應(yīng)LED2組120-2至LED4組120-4的Vf值。
至此，對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的LED照明用整合電源集成電路的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明。參照圖1至圖3，回顧本發(fā)明的LED照明用整合電源集成電路的動作過程，首先，交流電源一旦向整流部101輸入，整流部101將交流電源轉(zhuǎn)換成沒有平滑化的直流電源，輸出到DC/DC轉(zhuǎn)換器112中。零相位檢測部102檢測從整流部101輸出的電壓的大小為O的點(diǎn)，向P麗控制部104輸出的同時，在輸入電壓為O的期間，為了能夠使LEDl組120-1點(diǎn)燈，向LEDl驅(qū)動器115-1供給基本電源，點(diǎn)燈LEDl組120-1，而PWM控制部104向LEDl驅(qū)動器115-1中輸出電流PWM控制信號來點(diǎn)燈LEDl。電壓控制時鐘脈沖產(chǎn)生部106感測輸入電壓、DC/DC轉(zhuǎn)換器112的輸出電壓及在多個LEDl組中流動的電流，向PWM控制部104輸出電壓時鐘脈沖控制信號，所述電壓時鐘脈沖控制信號指示電壓PWM控制信號占空比的加減，而PWM控制部104根據(jù)電壓時鐘脈沖控制信號，向DC/DC轉(zhuǎn)換器112輸出電壓PWM控制信號。DC/DC轉(zhuǎn)換器112根據(jù)PWM控制信號，間斷性地改變輸入電壓，并向LED組120_1 120-4輸出輸出電壓。此時，輸出電壓檢測部103感測實(shí)際輸出電壓，并向PWM控制部104輸出，而PWM控制部104根據(jù)從輸出電壓檢測部103輸入的輸出電壓信號，執(zhí)行PWM控制。此時，參照圖3并如上面所述，在向PWM控制部104選擇的LED組提供電壓期間，DC/DC112對電壓進(jìn)行升壓并輸出一定的電壓，使得與相應(yīng)的LED組的Vf對應(yīng)。此外，優(yōu)選地，盡可能減少構(gòu)成LEDl組120-1的LED數(shù)組個數(shù)，降低LEDl組120_1的Vf，以縮短LED點(diǎn)燈所需的電壓和點(diǎn)燈時間，縮短從O電壓到LEDl組120-1的接通時間，從而能夠減少閃爍現(xiàn)象。此外，電流控制時鐘脈沖產(chǎn)生部107感測在LEDl組120_1中流動的電流，隨著向LEDl組120-1中輸入的電壓增大，為了防止在LEDl組中流動的電流的增加，向PWM控制部104輸出時鐘脈沖控制信號，所述時鐘脈沖控制信號指示PWM控制部減少向LEDl驅(qū)動器115-1輸出的電流PWM控制信號的占空比，使LEDl組中流動一定的電流，而PWM控制部104根據(jù)從電流控制時鐘脈沖產(chǎn)生部107輸入的時鐘脈沖控制信號，減少電流PWM控制信號的占空比，并向LEDl驅(qū)動器115-1輸出。用這種方式，隨著輸入電壓的增加，減小電壓PWM控制信號及電流PWM控制信號的占空比，使LEDl組中流動的電流維持一定水平，當(dāng)達(dá)到無法進(jìn)一步減小占空比的臨界值時，PWM控制部104將選擇下一個LED2驅(qū)動器115-2，輸出電流PWM控制信號，而DC/DC轉(zhuǎn)換器112根據(jù)從PWM控制部104輸入的電壓PWM控制信號，輸出與LED2組120-2的Vf相對應(yīng)的電壓，從而LEDl組120-1將被熄燈而LED2組120-2將被點(diǎn)燈。在選擇LED2組120_2的狀態(tài)下，隨著輸入電壓持續(xù)地增加，PWM控制部104以所述方式，依次地選擇LED3驅(qū)動器115-3及LED4驅(qū)動器115-4，從而依次地點(diǎn)燈LED3組120-3及 LED4 組 120-4。此外，輸入電壓一旦開始減小，DC/DC轉(zhuǎn)換器112將輸出與LED4的Vf對應(yīng)值的輸出電壓，而PWM控制部104則根據(jù)從電壓控制時鐘脈沖產(chǎn)生部106輸入的控制信號，增加向DC/DC轉(zhuǎn)換器112輸出的電壓PWM控制信號的占空比。此外，PWM控制部104隨著輸入電壓的減小，增加向LED4驅(qū)動器115-4輸入的占空比，使LED4組中能夠流動一定的電流。隨著輸入電壓進(jìn)一步減小，在LED4中難以維持一定的電流時，PWM控制部104將選擇LED3驅(qū)動器115-3，輸出電流PWM控制信號，并輸出電壓PWM控制信號，使DC/DC轉(zhuǎn)換器112能夠輸出與LED3的Vf相對應(yīng)的電壓。如此，LED4組將被熄燈，而LED3組將被點(diǎn)燈。
通過使用這種方式，PWM控制部104依次地點(diǎn)燈LED2組及LEDl組，當(dāng)輸入電壓達(dá)到O點(diǎn)時，將重復(fù)上述過程。
至此，對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的LED照明用整合電源集成電路的結(jié)構(gòu)及動作進(jìn)行了說明。
所述本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的LED照明用整合電源集成電路，為了提高顯色性，可以追加包括顯色性LEDl 14及顯色性LED驅(qū)動器109。
顯色性LED114用于擴(kuò)大LED照明放出的光的光譜，從而達(dá)到與在自然光中識別物體顏色時所具有的相同的效果，本發(fā)明將預(yù)先定義的顏色的LED作為顯色性LED114，并列地設(shè)置在LEDl組至LED4組上，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，雖然將紅色LED作為顯色性來使用，但當(dāng)然也可以使用紅色以外的青色LED等。
顯色性LED驅(qū)動器109執(zhí)行使顯色性LEDl 14中流動一定的電流的調(diào)節(jié)功能。顯色性LED驅(qū)動器109讀取顯色性LEDl 14兩端的電壓，測定顯色性LEDl 14中流動的電流，并根據(jù)所測定的電流值，自行執(zhí)行PWM控制，從而間斷性地控制顯色性LED114中流動的電流。
至此，對輸入到本發(fā)明電源集成電路的電源為交流電源的情況進(jìn)行了舉例說明，但顯然地，本發(fā)明的電源集成電路可應(yīng)用在電視機(jī)上，可以適用于從電視機(jī)主電路接收平滑化的直流電源的情況。
至此，對于本發(fā)明圍繞其優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了敘述。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能夠理解本發(fā)明在不脫離本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)，能夠以變形的形式實(shí)現(xiàn)。因此，對所公開的實(shí)施例不應(yīng)該從限定的觀點(diǎn)考慮，而應(yīng)該從說明的觀點(diǎn)來考慮。本發(fā)明的范圍并不限定在上述范圍內(nèi)，而是體現(xiàn)在權(quán)利要求書中，在與其同等范圍內(nèi)的所有區(qū)別應(yīng)理解為包括在本發(fā)明中。
權(quán)利要求
1.一種LED照明用整合電源集成電路，其特征在于，包括:整流部，其接收交流電源并輸出沒有被平滑化的直流電源；DC/DC轉(zhuǎn)換器，其根據(jù)PWM控制信號，改變從所述整流部輸出的直流電源的大小進(jìn)行輸出；多個LED組，其接收所述DC/DC轉(zhuǎn)換器中輸出的電源而進(jìn)行照明，所述LED組為相互串聯(lián)連接；多個LED驅(qū)動器，其分別連接在所述多個LED組中，并根據(jù)電流PWM控制信號來控制與自身連接的LED組中流動的電流；及PWM控制部，其產(chǎn)生所述電壓PWM控制信號及所述電流PWM控制信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED照明用整合電源集成電路，其特征在于，所述DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出的電壓越大，所述PWM控制部使所述電壓PWM控制信號的占空比減小，所述DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出的電壓越小，所述PWM控制部使所述電壓PWM控制信號的占空比增加。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED照明用整合電源集成電路，其特征在于，進(jìn)一步包括電壓控制時鐘脈沖產(chǎn)生部，其測定所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入電壓、所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓及所述LED組中流動的電流，并輸出電壓時鐘脈沖控制信號，所述電壓時鐘脈沖控制信號指示所述電壓PWM控制信號占空比的增加及減小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED照明用整合電源集成電路，其特征在于，在所述多個LED組中流動的電流的強(qiáng)度越大，所述PWM控制部會減小所述電流PWM控制信號的占空比。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED照明用整合電源集成電路，其特征在于，進(jìn)一步包括電流控制時鐘脈沖產(chǎn)生部，其對預(yù)先測定的電流值和在所述LED驅(qū)動器中測定的所述LED組中流動的電流進(jìn)行測定，輸出電流時鐘脈沖控制信號，所述電流時鐘脈沖控制信號指示所述電流PWM控制信號的占空比的增加及減小。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED照明用整合電源集成電路，其特征在于，進(jìn)一步包括: 照度感知部，其感知周圍的照度；溫度感知部，其感知照明設(shè)備的溫度；及可變控制時鐘脈沖產(chǎn)生部，其根據(jù)所述照度及溫度輸出可變控制信號，所述可變控制信號指示所述電流PWM控制信號及所述電壓PWM控制信號的占空比的調(diào)整。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED照明用整合電源集成電路，其特征在于，在照明設(shè)備的溫度上升到預(yù)先定義的溫度以上的情況下，所述可變控制時鐘脈沖產(chǎn)生部輸出可變控制信號以指示阻斷向LED組傳遞的電源，隨著照度增大，輸出可變控制信號以指示減小LED組的光的強(qiáng)度，隨著照度減小，輸出可變控制信號以指示增大LED組的光的強(qiáng)度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED照明用整合電源集成電路，其特征在于，如果輸出的電壓值低于目前輸出電壓所 供給的LED組的Vf值，則所述DC/DC轉(zhuǎn)換器將所述輸出電壓值調(diào)整為所述Vf值進(jìn)行輸出。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED照明用整合電源集成電路，其特征在于，為了提高LED照明的顯色性，進(jìn)一步包括:顯色性LED，其接收所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓，放出規(guī)定的光；及顯色性LED驅(qū)動器，其測定施加在所述顯色性LED上的電壓，計(jì)算所述顯色性LED的電流，并根據(jù)所述顯色性LED中流動的電流值來執(zhí)行PWM控制，間斷性地控制在所述顯色性LED中流動的電流。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED照明用整合電源集成電路，其特征在于，進(jìn)一步包括外部通信部，其執(zhí)行雙向通信，從外部接收遠(yuǎn)程控制命令，并向所述PWM控制部輸出，所述PWM控制部根據(jù)所述遠(yuǎn)程控制命令，改變電壓PWM控制信號及電流PWM控制信號的占空比。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的LED照明用整合電源集成電路，其特征在于，所述外部通信部與所述交流電源電壓值的O交叉點(diǎn)和所述電壓PWM控制信號同步，以所述交流電源的電壓值為O的點(diǎn)為中心，在規(guī)定范圍內(nèi)的低電位狀態(tài)和所述電壓PWM控制信號的靜止時間內(nèi)執(zhí)行通信。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED照明用整合電源集成電路，其特征在于，所述零相位檢測部檢測向所述DC/DC轉(zhuǎn)換器輸入的電源的電壓值為O的零相位時刻，向所述PWM控制部輸出，所述DC/DC轉(zhuǎn)換器將從整流器輸入的輸入電壓值為O至規(guī)定電壓的低電壓期間的電壓升至能夠使LED組工作的電壓期間`，提供能夠使LED組工作的電源。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種LED照明用整合電源集成電路。本發(fā)明提供的LED照明用整合電源集成電路一旦輸入交流電源，整流器對交流電源進(jìn)行整流，輸出沒有被平滑化的直流電源，通過DC/DC轉(zhuǎn)換器對沒有被平滑化的直流或被平滑的電源執(zhí)行PWM控制，并降壓至適合于整體LED組的Vf值后，與各LED Vf值相當(dāng)?shù)碾妷合辔煌?，選擇具有與DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出的電壓對應(yīng)的Vf值的LED組進(jìn)行照明。因此，即使不使用現(xiàn)有技術(shù)中的電解電容器及變壓器，也能夠驅(qū)動照明用LED，具有顯著提高LED照明用電源集成電路的壽命的效果。此外，本發(fā)明通過測定照明設(shè)備的溫度，當(dāng)測定的溫度上升到預(yù)先設(shè)定的溫度以上時，自動地阻斷流向LED組中的電流，從而可防止因過度的溫度升高而導(dǎo)致的LED照明用整合電源集成電路整體劣化。
文檔編號H05B37/02GK103155708SQ201180044660
公開日2013年6月12日 申請日期2011年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月15日
發(fā)明者鄭然文, 鄭康和 申請人:綠色照明概念公司