專利名稱：一種led控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子領(lǐng)域,尤其涉及控制發(fā)光二極管(Light emitting diodes,簡稱LED)的方法和電路。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的LED控制器通常采用直流電供電。由于這種限制，其應(yīng)用也限制在電池供電或需要將其他形式產(chǎn)生的電能轉(zhuǎn)換為直流電的領(lǐng)域。當(dāng)和交流電源一起工作時，傳統(tǒng)LED控制器將需要一個電源適配器作為變壓器，這樣不僅增加了成本，而且還限制了 LED控制器的應(yīng)用。因此，需要改進(jìn)LED控制器，解決傳統(tǒng)的LED控制器的應(yīng)用局限性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種改進(jìn)的控制LED的方法和電路。在一個實施例中，本發(fā)明提供一種LED集成電路控制器，其包括與交流電源配合工作的電壓調(diào)節(jié)電路和電流設(shè)定電路。所述電壓調(diào)節(jié)電路包括耗盡器件和帶隙電壓基準(zhǔn)電路，所述耗盡器件接收交流電壓并產(chǎn)生未調(diào)節(jié)電壓，所述帶隙電壓基準(zhǔn)電路接收所述未調(diào)節(jié)電壓并產(chǎn)生基本恒定的直流電壓。所述電流設(shè)定電路接收所述基本恒定的直流電壓，并提供基本恒定的直流電流以驅(qū)動一串LED或多串并聯(lián)的LED。在另一個實施例中，本發(fā)明提供一種的在集成電路中控制LED的方法，其包括LED集成電路控制器接收交流電源，其中，該LED集成電路控制器包括電壓調(diào)節(jié)電路和電流設(shè)置電路，其中所述電壓調(diào)節(jié)電路包括耗盡器件和帶隙電壓基準(zhǔn)電路；所述耗盡器件基于交流電壓產(chǎn)生未調(diào)節(jié)電壓；所述帶隙電壓基準(zhǔn)電路基于所述未調(diào)節(jié)電壓產(chǎn)生帶隙基準(zhǔn)電壓；所述電流設(shè)定電路基于所述帶隙基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生基本恒定的直流電流；利用所述基本恒定的直流電流驅(qū)動一個或多個LED。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中的LED集成電路控制器可以與交流電配合工作，這樣所述LED集成電路控制器就可以直接應(yīng)用于交流的環(huán)境中。關(guān)于本發(fā)明的其他目的，特征以及優(yōu)點，下面將結(jié)合附圖在具體實施方式
中詳細(xì)描述。

為更透徹地理解本發(fā)明及其另外的特征和優(yōu)點，現(xiàn)在結(jié)合附圖進(jìn)行下面的說明，其中圖I是LED控制器在本發(fā)明的實施例中的框圖。圖2是圖I示出的LED控制器在本發(fā)明的一個實施例中的一個應(yīng)用示例圖。圖3是圖I示出的LED控制器在本發(fā)明的一個實施例中的另一個應(yīng)用示例圖。圖4是圖I示出的LED控制器在本發(fā)明的一個實施例中的再一個應(yīng)用示例圖。圖5是LED控制器在本發(fā)明的實施例中的一個示范性示例。
圖6是圖5中的帶隙電壓基準(zhǔn)電路在本發(fā)明的實施例中的一個示范性示例。圖7是圖5中的電流設(shè)定電路在本發(fā)明的實施例中的一個示范性示例。為便于描述，各附圖中相同的部件標(biāo)以相同的數(shù)字。
具體實施方式本發(fā)明提供一種控制發(fā)光二極管(Light emitting diodes,簡稱LED)的方法和電路。下面描述的目的是使任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并使用本發(fā)明。具體實施例和應(yīng)用僅僅作為一個實施例被描述，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明。在這里描述的不同調(diào)整或合并的例子對于熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說都是顯而易見的，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，這里定義的一般原則可以應(yīng)用到其他例子和應(yīng)用中。因此，本發(fā)明不應(yīng)限于描述的例子和圖示，而應(yīng)給予與這里描述的原理和特征一致的最廣泛的范圍。下面詳細(xì)描述的某些部分以流程圖、邏輯塊和其他在計算機(jī)系統(tǒng)上執(zhí)行的操作信息的符號表征的方式來呈現(xiàn)。在這里，一個程序、計算機(jī)執(zhí)行步驟、邏輯塊、過程等等，可設(shè)想為一個或多個導(dǎo)致理想結(jié)果的步驟或指令的自洽序列(self-consistent sequence)。這些步驟是利用了物理量的物理操作，這些量可以采取的形式是電、磁、或無線電信號，可以被儲存、轉(zhuǎn)讓、合并、比較和以其他方式在計算機(jī)系統(tǒng)里操作。這些信號可以稱為位值、屬性、組件、符號、字符、術(shù)語、數(shù)字或類似物。并且每個步驟都可以由硬件、軟件、固件或其組合執(zhí)行。此處所稱的“一個實施例”或“實施例”是指針對實施例所描述的可包含于本發(fā)明至少一個實現(xiàn)例中的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。在本說明書中不同地方出現(xiàn)的“在一個實施例中”并非均指同一個實施例，也不是單獨的或選擇性的與其他實施例互相排斥的實施例。此外，表示一個或多個實施例的方法、流程圖或功能框圖中的模塊順序并非固定的指代任何特定順序，也不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。本文中提到的“連接”、“相連”等與電性相連有關(guān)的詞匯的含義是直接或間接的電性相連。本文中的多個指兩個或兩個以上。圖I顯示的是LED控制器在本發(fā)明的一個實施例中的框圖。如圖I所示，該LED控制器100包括過沖電壓保護(hù)(Overshoot Voltage Protection,簡稱0VP)單兀102、LED電流選擇單元104、脈寬調(diào)制(Pulse Width Modulation,簡稱PWM)調(diào)光單元106和熱控制單元108。所述過沖電壓保護(hù)單元102連接至模式引腳(MODE) 103，所述LED電流選擇單元104連接至電流選擇引腳(ISEL) 105，所述脈寬調(diào)制調(diào)光單元106連接至調(diào)光控制引腳(DIM)107。所述LED控制器100還包括電壓調(diào)節(jié)單元110、電流調(diào)節(jié)單元112、頂部LED驅(qū)動單元114、中部LED驅(qū)動單元116和底部LED驅(qū)動單元118。其中，所述頂部LED驅(qū)動單元連接至頂部引腳(TOP) 115，所述中部LED驅(qū)動單元116連接至中部引腳(CNTR)117，所述底部LED驅(qū)動單元118連接至底部引腳(BOTM) 119。所述電壓調(diào)節(jié)單元110連接至所述過沖電壓保護(hù)單元102、所述電流調(diào)節(jié)單元112和所述頂部引腳115。所述電流調(diào)節(jié)單元112連接至所述過沖電壓保護(hù)單元102、所述LED電流選擇單元104、所述脈寬調(diào)制調(diào)光單元106、熱控制單元108、所述頂部LED驅(qū)動單元114、所述中部LED驅(qū)動單元116和所述底部LED驅(qū)動單元118。所述電流調(diào)節(jié)器112還連接至一個模擬地引腳(AGND) 109。所述頂部LED驅(qū)動單元114、所述中部LED驅(qū)動單元116和所述底部LED驅(qū)動單元118都連接至一個數(shù)字地引腳(GND) 121。該LED控制器100支持傳統(tǒng)的三極管交流電(Triode Alternating Current,簡稱TRIAC)調(diào)光和脈寬調(diào)制(PWM)調(diào)光。當(dāng)所述LED控制器的結(jié)溫(Junction Temperature)超過一預(yù)設(shè)溫度，比如100°C時，內(nèi)置熱調(diào)節(jié)裝置(比如所述熱控制單元108)可以用來線性降低LED電流；當(dāng)所述結(jié)溫達(dá)到另一預(yù)設(shè)溫度，如150°C時，所述內(nèi)置熱調(diào)節(jié)裝置也可用來控制LED控制器100關(guān)閉從而防止系統(tǒng)溫度失控。所述模式引腳103可以設(shè)置所述LED控制器的工作電壓為IlOV的交流電或220V的交流電，這樣當(dāng)電源應(yīng)用錯誤時，其可以保護(hù)系統(tǒng)免遭破壞。該LED控制器能承受所述頂部引腳TOP和所述數(shù)字地引腳GND之間高達(dá)400伏特的電壓。該LED控制器消耗150微安的靜態(tài)電流。圖2是圖I的LED控制器在本發(fā)明一個實施例中的一個應(yīng)用示例。在該實施例中，所述LED控制器100控制一串LED (也可以稱為一系列的LED)，該串LED (或稱LED串)是由多個LED串聯(lián)而成。特別地，該LED控制器100上的頂部引腳115、中部引腳117和底部引腳119可以分別連接至所述LED串的LED202、204和206的輸出端(即LED的陰極)。 該LED控制器100的數(shù)字地引腳121連接至配置有四個二極管的整流器208，該整流器208可配置為接收IlOV或220V的交流電，該整流器208還連接至被控制的LED串的頂端(即LED串的最頂部的LED的陽極)。該LED控制器100支持工作電流為30毫安的一串的LED，其可吸收30mA的恒定電流，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的輸入電壓開啟/閉合所述LED串。當(dāng)所述LED串由與交流電配合工作的全波整流器直接供電時，則所述LED串按著頂部、中部、底部的順序依次點亮，并且按著反順序依次關(guān)閉。可編程的LED電流使得用戶可以在±10%范圍內(nèi)靈活的調(diào)整LED電流。圖3是圖I的LED控制器在本發(fā)明的一個實施例中的另一個應(yīng)用示例圖。如圖3所示，在該實施例中，該LED控制器100用于控制三串并聯(lián)的LED，每串LED由多個LED串聯(lián)而成。特別地，所述頂部引腳115連接至三個并聯(lián)的LED串的LED302a、302b和302c的輸出端(即LED的陰極)，所述中部引腳117連接至三個并聯(lián)的LED串的LED304a、304b和304c的輸出端，所述底部引腳119連接至三個并聯(lián)的LED串的LED306a、306b和306c的輸出端。該LED控制器100的數(shù)字地引腳121連接至配置有四個二極管的整流器308，其中整流器308可配置為接收IlOV或220V的交流電，該整流器308還連接至被控制的每個LED串的頂部LED的輸入端(即LED的陽極)。該應(yīng)用可以支持三串LED，且每串LED的工作電流都約為30mA，這樣就提供了一個大約90mA的組合工作電流。值得注意的是，該LED控制器100可提供高至約IOOmA的LED電流，可用在高功率應(yīng)用中。圖4是圖I的LED控制器在本發(fā)明一個實施例中的再一個應(yīng)用示例圖。該實施例的設(shè)置類似于圖2，除了一個脈寬調(diào)制(PWM)信號連接至所述LED控制器100的調(diào)光控制引腳107。該LED控制器100通過輸入的脈寬調(diào)制信號來控制一串LED的調(diào)光。特別地，所述頂部引腳115連接至LED402的輸出端，所述中部引腳117連接至LED404的輸出端，所述底部引腳119連接至LED406的輸出端。如圖4中所示，該LED控制器100的數(shù)字地引腳121連接至配置有四個二極管的整流器408上，該整流器408可配置為接收120V或240V的交流電，該整流器408還連接至所述LED串的頂部LED402的輸入端。
下表中列出了所述LED控制器在本發(fā)明的一個實施例中的引腳定義。
權(quán)利要求
1.一種LED集成電路控制器，包括 與交流電源配合工作的電壓調(diào)節(jié)電路，其包括耗盡器件和帶隙電壓基準(zhǔn)電路，所述耗盡器件接收交流電壓并產(chǎn)生未調(diào)節(jié)電壓，所述帶隙電壓基準(zhǔn)電路接收所述未調(diào)節(jié)電壓并產(chǎn)生基本恒定的直流電壓； 電流設(shè)定電路，其接收所述基本恒定的直流電壓，并提供基本恒定的直流電流以驅(qū)動一串LED或多串并聯(lián)的LED。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED集成電路控制器，其特征在于其還包括保護(hù)所述LED集成電路控制器免受外部高電壓損害的第二耗盡器件。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED集成電路控制器，其特征在于所述帶隙電壓基準(zhǔn)電路包括多個金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管、多個雙極場效應(yīng)晶體管、多個電阻、多個電容、多個反相器和電平移位電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED集成電路控制器，其特征在于所述電流設(shè)定電路包括多個金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管、一個或多個電容、多個反相器和多個放大器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED集成電路控制器，其特征在于所述電流設(shè)定電路與一個外部電阻相連，其中所述電流設(shè)定電路用來檢測所述LED集成電路控制器的運行模式，以及調(diào)整所述LED集成電路支持的一個或多個電流級別。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED集成電路控制器，其特征在于所述交流電源包括110V、120V.220V或240V的交流電源。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED集成電路控制器，其特征在于其還包括過沖電壓保護(hù)電路，該過沖電壓保護(hù)電路支持高達(dá)400V的輸入電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED集成電路控制器，其特征在于其還包括用于防止所述LED集成電路控制器過熱的熱控制電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED集成電路控制器，其特征在于其還包括用于控制所述LED系列的調(diào)光的脈寬調(diào)制電路。
10.一種在集成電路中控制LED的方法，包括 LED集成電路控制器接收交流電源，其中，該LED集成電路控制器包括電壓調(diào)節(jié)電路和電流設(shè)置電路，其中所述電壓調(diào)節(jié)電路包括耗盡器件和帶隙電壓基準(zhǔn)電路； 所述耗盡器件基于交流電壓產(chǎn)生未調(diào)節(jié)電壓； 所述帶隙電壓基準(zhǔn)電路基于所述未調(diào)節(jié)電壓產(chǎn)生帶隙基準(zhǔn)電壓； 所述電流設(shè)定電路基于所述帶隙基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生基本恒定的直流電流； 利用所述基本恒定的直流電流驅(qū)動一個或多個LED。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的在集成電路中控制LED的方法，其特征在于所述方法還包括使用第二耗盡器件保護(hù)所述LED集成電路控制器免受外部高壓損害。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的在集成電路中控制LED的方法，其特征在于所述電流設(shè)定電路與一個外部電阻相連，其中所述電流設(shè)定電路用來檢測LED集成電路控制器的運行模式，以及調(diào)整所述LED集成電路支持的一個或多個電流級別。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的在集成電路中控制LED的方法，其特征在于所述交流電源包括110￥、120￥、220￥或240￥的交流電源。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的在集成電路中控制LED的方法，其特征在于所述該方法還包括提供過沖電壓保護(hù)電路，該過沖電壓保護(hù)電路支持高達(dá)400V的輸入電壓。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的在集成電路中控制LED的方法，其特征在于所述該方法還包括提供防止所述LED集成電路控制器過熱的熱控制電路。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的在集成電路中控制LED的方法，其特征在于所述該方法還包括提供控制所述LED的調(diào)光的脈寬調(diào)制電路。
全文摘要
本發(fā)明提供一種控制發(fā)光二級管(Light emitting diodes，簡稱LED)的方法和電路。在一個實施例中，本發(fā)明提供的LED集成電路控制器包括與交流電源配合工作的電壓調(diào)節(jié)電路和電流設(shè)定電路。所述電壓調(diào)節(jié)電路包括接收交流電壓并產(chǎn)生未調(diào)節(jié)電壓的耗盡器件和接收所述未調(diào)節(jié)電壓并產(chǎn)生基本恒定的直流電壓的帶隙電壓基準(zhǔn)電路。所述電流設(shè)定電路接收所述基本恒定的直流電壓，并提供基本恒定的直流電流以驅(qū)動一串LED或多串并聯(lián)的LED。進(jìn)一步的，該LED集成電路控制器還包括保護(hù)所述LED集成電路控制器免受外部高電壓損害的另一個耗盡器件。這樣，所述LED集成電路控制器就可以直接與交流電源配合工作。
文檔編號H05B37/02GK102821515SQ20121023655
公開日2012年12月12日 申請日期2012年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月7日
發(fā)明者趙士城, 黃淳堅 申請人:明通電源科技有限公司