開關調光的led調光電路和led調光電路芯片的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及LED照明領域，尤其是一種LED調光控制電路。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)的LED調光技術主要包括可控硅調光、PWM調光等，然而這兩種調光技術需要芯片內部設計相應電路，并在方案上增加一些其他芯片或器件配合，才可以實現(xiàn)調光功能，這必然導致整個方案體積增加，成本也會相應增加。
[0003]后來出現(xiàn)的分段調光，通過控制墻壁開關的開關次數來選擇不同的電流基準，電流基準直接控制輸出電流，從而實現(xiàn)LED的調光功能。這種調光技術由墻壁開關控制，無需重新布線改造開關系統(tǒng)，使用方式簡單，且具有很好的成本優(yōu)勢。然而這種調光方式只能實現(xiàn)幾段亮度的LED調光，無法實現(xiàn)LED的無極連續(xù)調光功能。

【發(fā)明內容】

[0004]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術中存在的不足，提供一種開關調光的LED調光電路和包含此調光電路的LED調光電路芯片；能夠通過墻壁開關實現(xiàn)LED無極連續(xù)調光控制，無需改造現(xiàn)有開關系統(tǒng)，具有很好的成本優(yōu)勢和調光效果。本實用新型采用的技術方案是:
[0005]一種開關調光的LED調光電路，用于LED調光電路芯片中，包括:
[0006]電源單向器，其輸入端接LED調光電路芯片內部的供電電壓VDD，輸出端輸出電壓VDIM,電壓VDM為信號發(fā)生器和循環(huán)計數器提供電源；電源單向器禁止電壓VDD小于電壓VDIM時發(fā)生從電源單向器輸出端往輸入端的電流反向流動；電源單向器的輸出端用于連接LED調光電路芯片外部的一個外接電容C2 ；
[0007]信號發(fā)生器，其輸入端接LED調光電路芯片內部的使能信號EN，所述使能信號EN跟隨LED燈的開關的變化而變化；信號發(fā)生器的輸出端輸出時鐘信號CLK，所述時鐘信號CLK的脈沖為使能信號EN的脈沖中的第奇數個脈沖；
[0008]循環(huán)計數器，其控制端接信號發(fā)生器輸出的時鐘信號CLK，受控于時鐘信號CLK而計數，本實用新型中CLK高電平時計數，輸出端各位接數模轉換器DAC的各位數字輸入端；
[0009]數模轉換器DAC，其各位數字輸入端接收循環(huán)計數器輸出的編碼信號，最大基準輸入端接LED調光電路芯片內部的一個電壓基準最大值Vrefjnax，數模轉換器DAC的輸出端輸出與循環(huán)計數器輸出的編碼信號相應的基準電壓Vref。
[0010]上述LED調光電路，利用墻壁上的開關產生時鐘信號(開關信號_>使能信號EN->時鐘信號CLK)，時鐘信號控制循環(huán)計數器計數，從而連續(xù)地調整基準電壓Vref，從而實現(xiàn)無極連續(xù)調光。電源單向器，其實際上就是一個正向的二極管，用于產生電壓VDIM，為信號發(fā)生器、循環(huán)計數器提供電源。信號發(fā)生器，用以產生控制循環(huán)計數器的時鐘信號CLK ;數模轉換器DAC根據循環(huán)計數器的輸出編碼信號輸出相應的基準電壓Vref。
[0011]電源單向器的輸入信號為LED調光電路芯片內部的供電電壓VDD，輸出信號為電壓VDIM，在LED調光電路芯片的外接電容管腳外掛一個電容C2，電壓VDIM就可以為信號發(fā)生器和循環(huán)計數器提供電源。系統(tǒng)上電時，VDD快速獲得低壓電源，通過電源單向器得到VDIM電源；系統(tǒng)掉電后，VDD快速掉至零，而VDM由于外部電容C2的存在而能繼續(xù)維持，從而能夠繼續(xù)為信號發(fā)生器和循環(huán)計數器供電一段時間。
[0012]信號發(fā)生器主要用以產生一時鐘信號CLK，信號發(fā)生器的輸入信號為芯片的內部使能信號EN。信號發(fā)生器具備這樣的功能:在VDM—直保持電壓的情況下，第一次EN變?yōu)楦唠娖剑珻LK也輸出高電平，然后EN變?yōu)榈碗娖?，CLK也輸出低電平；第二次EN變?yōu)楦唠娖剑珻LK保持低電平，然后EN變?yōu)榈碗娖?，CLK保持低電平；第三次EN變?yōu)楦唠娖?，CLK輸出高電平，然后EN變?yōu)榈碗娖?，CLK輸出低電平；依此類推，EN第奇數次得到高電平，CLK輸出高電平，EN第偶數次高電平，CLK輸出低電平。
[0013]循環(huán)計數器的輸入端接信號發(fā)生器的時鐘信號CLK，電源為VDM電壓。當時鐘信號CLK為高電平后，輸出編碼V1V2…V8 (假設計數周期為256)從00000000開始計數，直到11111111后，又從00000000開始計數，即循環(huán)計數。若某時刻CLK變?yōu)榈碗娖剑嫈低Ｖ?，等CLK再次變?yōu)楦唠娖?，計數器繼續(xù)進行計數。
[0014]數模轉換器DAC的各位數字輸入端接循環(huán)計數器的輸出編碼信號，另一最大基準輸入端接Vref_max，輸出為電流基準Vref。編碼00000000對應的Vref為0V，編碼11111111對應的Vref為Vref_max，以此類推。
[0015]本實用新型提出的一種開關調光的LED調光電路芯片，除了包括上述的LED調光電路外，還包括:
[0016]電源部分，電源部分的輸入端接LED調光電路芯片的供電管腳，電源部分提供LED調光電路芯片內部的供電電壓VDD，電壓基準最大值Vrefjnax，以及跟隨LED燈的開關變化而產生使能信號EN ；
[0017]運算放大器EA，其同相輸入端接數模轉換器DAC輸出的基準電壓Vref，反相輸入端接LED調光電路芯片的反饋管腳，運算放大器EA的輸出端接輸出控制邏輯電路LOGIC的一個輸入端；
[0018]輸出控制邏輯電路LOGIC，其功能與一個與門相同，一個輸入端接LED調光電路芯片內部的使能信號EN，另一個輸入端接運算放大器EA的輸出端；輸出控制邏輯電路LOGIC的輸出端接LED調光電路芯片的驅動管腳；
[0019]電源單向器的輸出端接LED調光電路芯片的外接電容管腳。
[0020]本實用新型的優(yōu)點在于:本實用新型提出的開關調光的LED調光電路和LED調光電路芯片，應用于LED驅動電路中，一方面，外圍方案上僅需增加一個小電容，大大降低了成本，且使用時無需改造現(xiàn)有的墻壁開關系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)LED的無極連續(xù)調光；另一方面，該調光電路模塊可用于各種LED驅動電路的架構中，具有很好的通用性。
【附圖說明】
[0021]圖1a為本實用新型的核心原理示意圖。
[0022]圖1b為本實用新型的使能信號EN與時鐘信號CLK波形示意圖。
[0023]圖2為本實用新型的LED調光電路原理圖。
[0024]圖3為本實用新型的LED調光電路各主要信號波形示意圖。
[0025]圖4為本實用新型的第一個LED驅動電路示意圖。
[0026]圖5為本實用新型的第二個LED驅動電路示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結合具體附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
[0028]為了解決現(xiàn)有技術存在的問題，本實用新型提出了一種墻壁開關控制的LED無極連續(xù)調光電路，一方面在外圍只需一個電容，大大降低了成本；另一方面，該調光電路模塊可用于各種LED驅動電路的架構中，使得該調光電路更具實用性。本實用新型僅僅以示例的方式被應用于AC/DC開關電源變換器中，但是應當認識到本實用新型具有更加廣闊的應用范圍。
[0029]為了便于理解本實用新型，圖1a和圖1b給出了本實用新型調光電路的核心思想。圖中Vrefjnax為電壓基準最大值，EN為LED調光電路芯片(以下簡稱芯片)內部的使能信號，同時可以檢測墻壁開關是否接通，CLK信號與EN信號的關系如圖1b所示。工作原理:墻壁開關第一次接通，芯片啟動，內部產生Vrefjnax和EN，根據CLK與EN的關系，CLK也產生，開關管Ml、M2導通，Ml對電容Cl充電，Cl的電壓慢慢上升并傳送至Vref，也就是說，墻壁開關接通，Vref連續(xù)地增加，輸出LED的亮度也在連續(xù)地增加。當LED到達滿意亮度時，斷開開關，然后再接通開關，這時EN為高電平，CLK為低電平，M2斷開，電容C2保持電壓，也就相當于LED燈保持當前的亮度。
[0030]然而在實際工作時，即便M2斷開，電容C2也不可能一直維持某一固定電壓的，LED燈最終會緩慢地變暗。
[0031]為了解決這個問題，圖2示出了本實用新型的LED調光電路，此LED調光電路是整塊LED調光電路芯片最重要的一部分，包括:
[0032]電源單向器，本例中為一個正向二極管，用來為信號發(fā)生器和循環(huán)計數器提供電源；防止墻壁開關斷開時(VDD掉電)，電壓VDIM快速跌落。電源單向器的輸出端用于連接LED調光電路芯片外部的一個外接電容C2。
[0033]信號發(fā)生器，用來產生時鐘信號CLK，信