一种带有可控硅的led调光电路及调光方法
一种带有可控硅的led调光电路及调光方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及开关电源领域，更具体的说，涉及一种带有可控硅的LED调光电路及调光方法。
【背景技术】
[0002]现有技术中，通常采用可控硅的调光方案对LED灯负载进行调光控制，可控硅调光的基本原理是通过控制可控硅的导通角度来对LED灯负载的供电电压进行调节，达到调光的目的。
[0003]现有技术中的调光电路如图1所示，外部输入电源经过可控硅Triac和整流桥处理后获得一缺相的直流电压信号，分压电阻网络对缺相的直流电压信号进行采样后传输给输入电压检测电路，输入电压检测电路11检测输入电压后输出一表征所述可控硅的导通角信息的方波信号Vdini，之后，由斩波电路和滤波电路组成的均值电路12接收所述方波信号，经斩波、滤波处理后获得表征所述可控硅导通角信息的较平滑的调光信号Vct，为了获得较好的调光效果，现有技术中还通过调光曲线生成电路13对所述调光信号Vcf进行亮度细化处理，以获得更为精确的参考信号VKEF，之后，参考信号Vkef与输出电流反馈信号V IFB进行误差放大补偿后，产生PWM控制信号，PWM控制信号用以控制功率级电路的输出信号，以实现对所述LED负载进行调光。
[0004]在现有技术的方案中，在均值电路中需要一个低频的滤波器(由电阻Rl和电容Cl构成)，所以这里的电容Cl的数值会很大，一般都需要控制芯片增加一个引脚以外接这个大电容；另外，在误差放大补偿环路中，同样需要一个大电容进行补偿，因此，芯片需要外接两个大电容，这样不仅增加芯片的成本和面积，对于电路的集成也不利。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提供了一种带有可控硅的LED调光电路及调光方法，调光曲线生成电路根据表征所述可控硅的导通角信息的方波信号直接生成参考信号，调光曲线生成电路只需在芯片内部设置计数器即可完成参考信号的生成，相对于现有技术，无需单独的滤波电容，从而节约了芯片引脚和成本。
[0006]依据本发明的一种带有可控硅的LED调光电路，包括有可控硅、整流桥、功率级电路以及调光控制电路，外部输入电压经过可控硅和整流桥处理后获得一缺相的直流输入电压，所述功率级电路接收所述缺相的直流输入电压以转换为合适的输出电压供给LED负载，所述调光控制电路包括调光角度检测电路、调光曲线生成电路和反馈控制电路，
[0007]所述调光角度检测电路接收所述缺相的直流输入电压信号，以获得表征所述可控硅的相位角信息的方波信号；
[0008]所述调光曲线生成电路接收所述方波信号，通过对所述方波信号的有效宽度进行控制调整，以获得有效宽度可控的调光角度占空比信号，所述调光角度占空比信号与所述方波信号的周期相一致，所述调光曲线生成电路根据所述调光角度占空比信号和基准电压信号以生成参考信号；
[0009]所述反馈控制电路接收所述参考信号和表征LED负载电流的电压反馈信号，以产生PWM控制信号，所述PWM控制信号用以控制所述功率级电路中的功率开关管，以对LED负载进彳T调光控制。
[0010]进一步的，所述调光曲线生成电路包括第一计数器、第二计数器、比较电路和乘法电路，
[0011]所述第一计数器接收所述方波信号，在所述方波信号的上升沿时刻，所述第一计数器从初始值信号开始进行加计数运算，并且，在所述方波信号为高电平有效宽度的时段中，所述第一计数器以第一调节步长进行加计数运算，直至所述方波信号变为低电平无效状态，所述第一计数器的输出信号记为第一计数值；在所述方波信号的下降沿时刻，所述第一计数器从当前的第一计数值开始进行减计数运算，并且，在所述方波信号为低电平无效宽度的时段中，所述第一计数器以第二调节步长进行减计数运算，直至所述方波信号的一个周期结束，所述第一计数器将此刻的第一计数值传输至所述第二计数器；
[0012]所述第二计数器接收所述方波信号和上一周期结束时刻第一计数器输出的第一计数值，在所述方波信号的上升沿时刻，所述第二计数器从所述第一计数值开始进行减计数运算，并且，在所述方波信号为高电平有效宽度的时段中，所述第二计数器以第三调节步长进行减计数运算，直至将所述第一计数值减小至参考零电压，所述第二计数器的输出信号记为第二计数值；
[0013]所述比较电路与所述第二计数器的输出端连接以接收所述第二计数值，所述比较电路还接收参考零电压，经比较处理后，输出所述调光角度占空比信号；
[0014]所述乘法电路接收所述调光角度占空比信号和所述基准电压信号，以生成所述参考信号。
[0015]进一步的，所述第一计数器在所述方波信号的上升沿时刻，将上一周期的输出信号进行清零，以恢复至所述初始值信号。
[0016]优选的，所述初始值信号等于所述参考零电压。
[0017]优选的，调节所述第一调节步长、第二调节步长和第三调节步长的大小以获得不同的调光角度占空比信号。
[0018]进一步的，所述第一计数器接收第一时钟信号，在所述第一时钟信号的触发沿时亥IJ，所述第一计数器进行加/减计数运算；
[0019]所述第二计数器接收第二钟信号，在所述第二时钟信号的触发沿时刻，所述第二计数器进行减计数运算；
[0020]优选的，调节所述第一时钟信号或第二时钟信号的周期以获得不同的调光角度占空比信号。
[0021]进一步的，所述反馈控制电路包括误差补偿电路和PWM控制电路，
[0022]所述误差补偿电路接收所述电压反馈信号和参考信号，经误差放大和补偿处理后，产生补偿信号；
[0023]所述PWM控制电路接收所述补偿信号，以产生所述PWM控制信号。
[0024]依据本发明的一种带有可控硅的LED调光方法，包括可控硅、整流桥、功率级电路以及调光控制电路，外部输入电压经过可控硅和整流桥处理后获得一缺相的直流输入电压，所述功率级电路接收所述缺相的直流输入电压以转换为合适的输出电压供给LED负载，包括以下步骤:
[0025]接收所述缺相的直流输入电压信号，以获得表征所述可控硅的相位角信息的方波信号;
[0026]接收所述方波信号，通过对所述方波信号的占空比进行控制调整，以获得可控的调光角度占空比信号，根据所述调光角度占空比信号和基准电压信号以生成参考信号；
[0027]接收所述参考信号和表征LED负载电流的电压反馈信号，以产生PWM控制信号，所述PWM控制信号用以控制所述功率级电路中的功率开关管，以对LED负载进行调光控制。
[0028]进一步的，所述参考信号产生的具体步骤包括:
[0029]接收所述方波信号和初始值信号，在所述方波信号的一个周期内，在所述方波信号为高电平有效宽度的时段，将所述初始值信号以第一调节步长进行加计数运算，直至所述方波信号变为低电平无效状态，输出第一计数值，在所述方 波信号为低电平无效宽度的时段中，将当前的第一计数值以第二调节步长进行减计数运算，直至所述方波信号的一个周期结束，储存此刻的第一计数值；
[0030]同时，在所述方波信号的一个周期内，在所述方波信号为高电平有效宽度的时段中，将上一周期结束时刻输出的第一计数值以第三调节步长进行减计数运算，直至将所述第一计数值减小至参考零电压，输出第二计数值；
[0031]比较所述第二计数值和参考零电压，输出所述调光角度占空比信号；
[0032]将所述调光角度占空比信号和所述基准电压信号相乘，以生成所述参考信号。
[0033]优选的，调节所述第一调节步长、第二调节步长和第三调节步长的大小以获得不同的调光角度占空比信号。
[0034]进一步的，利用第一计数器产生所述第一计数值，所述第一计数器接收第一时钟信号，在所述第一时钟信号的触发沿时刻，所述第一计数器进行加/减计数运算；
[0035]利用第二计数器产生所述第二计数值，所述第二计数器接收第二钟信号，在所述第二时钟信号的触发沿时刻，所述第二计数器进行减计数运算。
[0036]优选的，调节所述第一时钟信号或第二时钟信号的周期以获得不同的调光角度占空比信号。
[0037]综上所述，本发明的一种带有可控硅的LED调光电路及调光方法，调光曲线生成电路根据表征所述可控硅导通角信息的方波信号获得一有效宽度可控的调光角度占空比信号，然后根据调光角度占空比信号和基准电压信号来获得参考信号，之后利用反馈补偿环路的补偿电容来对参考信号进行滤波处理，以实现对LED负载的调光过程。其中，调光曲线生成电路利用计数器来获得所述调光角度占空比信号，其无需低频的滤波器来滤波，因此，至少节约了一个芯片引脚，且降低了芯片成本和减小了面积。
【附图说明】
[0038]图1所示为现有技术的LED调光电路；
[0039]图2所示为依据本发明的一种带可控硅的LED调光电路的电路框图；
[0040]图3所示为图2中调光曲线生成电路的一种实施方式；
[0041]图4所示为依据本发明的调光曲线生成电路的工作波形图；
[0042]图5所示为依据本发明的一种带可控硅的LED调光方法的流程图。
【具体实施方式】
[0043]以下结合附图对本发明的几个优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。
[0044]参考图2所示为依据本发明的一种带可控硅的LED调光电路的电路框图，所述的LED调光电路包括有可控硅(Triac)、整流桥、功率级电路以及调光控制电路，外部输入电压经过可控硅和整流桥处理后获得一缺相的直流输入电压，所述功率级电路接收所述缺相的直流输入电压以转换为合适的输出电压Vout供给LED负载。这里，所述功率级电路以反激式开关电路为例，其包括有由原边绕组Np和副边绕组Ns构成的变压器、功率开关管Q1、续流二极管Dl和输出电容Cl。
[0045]所述调光控制电路包括调光角度检测电路21、调光曲线生成电路22和反馈控制电路23。所述调光角度检测电路21接收所述缺相的直流输入电压信号，以获得表征所述可控硅的相位角信息的方波信号，这里，调光角度检测电路21通过分压电阻网络来采样获得表征所述缺相的直流输入电压信号的信息，记采样信号为电压LINE。本领域技术人员可知，调光角度检测电路21可以为现有的或改进的技术方法，如现有技术中的计时电路方案，例如为专利号为201210249167.2中的通过比较电路和充放电电路构成的计时电路，通过对电压LINE的相位检测，可以获得表征所述可控硅的相位角信息的方波信号Vdim。
[0046]之后，所述调光曲线生成电路22接收所述方波信号Vdim，以据此获得参考信号Vkef，具体的，参考图3所示为依据本发明的调光曲线生成电路22的一种【具体实施方式】，结合图4为调光曲线生成电路的工作波形图。在本实施例中，所述调光曲线生成电路22包括第一计数器A、第二计数器B、比较电路和乘法电路。以下结合图3的电路图和图4的波形图阐述调光曲线生成电路的工作过程:
[0047]第一计数器A接收所述方波信号Vdim，在所述方波信号Vdim的上升沿时刻，如图4中的tl时刻，第一计数器A从初始值信号开始进行加计数运算，这里，所述初始值信号记为参考零电压，记为VrefO，并且，在所述方波信号Vdim为高电平有效宽度的时段中，如图4中的tl至t3时间段，第一计数器A以第一调节步长进行加计数运算，直至所述方波信号变为低电平无效状态，即在t3时刻，第一计数器A的输出信号记为第一计数值；之后，在所述方波信号的下降沿时刻(t3时刻)，所述第一计数器从当前的第一计数值开始进行减计数运算，并且，在所述方波信号为低电平无效宽度的时段中，如图4中的t3至t4时间段，第一计数器A以第二调节步长进行减计数运算，直至所述方波信号的一个周期结束，所述第一计数器A将此时的第一计数值传输至第二计数器B，记此时的第一计数值为Vn;
[0048]同时，第二计数器B接收所述方波信号Vdim和上一周期结束时刻第一计数器输出的第一计数值Vn，在所述方波信号的上升沿时刻，如tl时刻，所述第二计数器从第一计数值Vn开始进行减计数运算，并且，在所述方波信号为高电平有效宽度的时段中，如图4中的tl至t3时间段，所述第二计数器以第三调节步长进行减计数运算，直至将所述第一计数值减小至参考零电压，第二计数器的输出信号记为第二计数值VT2。这里，需要说明的是，在本实施例中，第二计数器B不一定是在所述方波信号跳变为低电平无效状态时刻减小至零，例如，在图4所示实施例中，第二计数器B在t2时刻将所述第一计数值减小至参考零电压。
[0049]在实际工作过程中，所述第一计数器和第二计数器通过时钟信号的触发进行计数动作，如所述第一计数器接收第一时钟信号Timerl，在所述第一时钟信号的触发沿时刻，所述第一计数器进行加/减计数运算；所述第二计数器接收第二钟信号Timer2，在所述第二时钟信号的触发沿时刻，所述第二计数器进行减计数运算。
[0050]之后，在所述方波信号的一个工作周期内，所述比较电路(具体为比较器Al)接收所述第二计数值Vt2和参考零电压VrefO，具体的，所述比较器的正向输入端接收所述第二计数值Vt2，负向输入端接收所述参考零电压VrefO，经比较处理后，输出所述调光角度占空比信号VD。本领域技术人员可知，在所述方波信号的上升沿时刻，所述第一计数器将输出信号传输至第二计数器，此时，第二计数值的值即是上一周期结束时刻第一计数器输出的第一计数值，参考图4，所述第二计数值从tl时刻开始递减，至t2时刻，所述第二 计数值减小至参考零电压，因此，在tl至t2之间，所述调光角度占空比信号为高电平有效状态，到t2时刻，所述调光角度占空比信号Vd跳变为低电平无效状态，直至下一个工作周期，当所述方波信号再次跳变为高电平有效状态时，第一计数值被存入至第二计数器B，第二计数值再次大于参考零电压VrefO，调光角度占空比信号Vd跳变为高电平有效状态，如此反复。从图4中可知，所述调光角度占空比信号与所述方波信号的周期相一致。
[0051]最后，所述乘法电路接收所述调光角度占空比信号Vd和基准电压信号Vref，以获得所述参考信号￥_。这里，乘法电路可以为乘法器或由开关管构成的斩波电路。所述基准电压信号Vref由用户根据电路的调光要求预先设置好。
[0052]从上述过程可以看出，结合图4所示，第一计数器A在tl至t3时间段进行加计数运算，如从A点增加到B点，这里，记第一计数值增加的斜率近似为a，在第一计数器A在t3至t4时间段进行减计数运算，如从B点减小到C点，这里，记第一计数值减小的斜率近似为b，第二计数器在tl至t2时间段进行减计数运算，如从C点减小到D点，记第二计数值减小的斜率近似为C。这里，第一计数器A增加的斜率、第一计数器A减小的斜率、第二计数器B减小的斜率比例为a:b: C，这样，根据上述的电路工作过程，可得到上述调光角度占空比信号Vd的占空比为:
[0053]D’ = ((a+b) X D~b) /c
[0054]这里，可以将c化为单位1，D为所述方波信号的占空比，这里的占空比指的是有效宽度，这样，调光角度占空比信号Vd只与a、b的值和方波信号Vdim的占空比相关，换句话说，控制a、b的值可以得到不同的调光角度占空比信号VD。
[0055]而根据参考信号Vkef和调光角度占空比信号VD、基准电压信号Vref的关系，基准电压信号Vref为固定值，因此，参考信号Vkef与调光角度占空比信号V D为线性变化关系，根据上述的调光角度占空比信号Vd计算公式可以得知，参考信号Vkef表征了可控硅的相位角信息，并且，由于a、b参数是可以根据电路的要求调节的，从上述容易推知，所述参考信号Vkef大小箝位在O至Vref之间，但斜率的变化时可控的。上述因此，通过上述的参考信号Vkef可以很好的进行LED负载的亮度调节。
[0056]在本发明实施例中，所述第一计数器A增加的斜率a、第一计数器A减小的斜率b、第二计数器B减小的斜率c可以根据时钟信号的周期控制来调节，例如，控制时钟信号在不同的脉冲内进行加或减的操作计算，可使得计数器的加减斜率发生改变；或者是，通过直接控制第一调节步长、第二调节步长和第三调节步长的大小，来使得计数器的加减斜率发生改变，从而获得不同的调光角度占空比信号VD。
[0057]最后，反馈控制电路包括误差补偿电路和PWM控制电路，所述误差补偿电路包括误差放大器EA和补偿电容C。，所述误差放大器EA接收所述参考信号Vkef和表征LED负载电流的电压反馈信号VIFB，经误差放大和补偿处理后，产生补偿信号Vcomp ;所述PWM控制电路23-1接收所述补偿信号Vcomp，以产生所述PWM控制信号，所述PWM控制信号用以控制所述功率级电路中的功率开关管，以对LED负载进行调光控制。这里，所述PWM控制电路可由比较器和触发器等器件构成的电路，比较器接收所述补偿信号和功率级电路中的电感电流采样信号，以产生控制功率开关管的关断信号，触发器接收所述关断信号和控制功率开关管导通的时钟信号，以产生所述PWM控制信号。此外，所述PWM控制电路还可以为其他由补偿信号控制的计时电路构成，具体结构不限于此。
[0058]在上述电路工作过程中，反馈补偿环路的补偿电容可以复用来对参考信号进行滤波处理，以获得较平滑的电流参考值，如图4中的Vkef avg，因此不再需要增加滤波电容或进行数字滤波。
[0059]上述的调光曲线生成电路利用计数器将方波信号转换为表征相位角信号的参考信号，并可进行精确可控的亮度调节，而无需现有技术中的滤波电容。采用本发明的技术方案方法简单、并节省了电路成本和引脚资源，利于芯片的封装。
[0060]本发明还公开了一种带有可控硅的LED调光方法，参考图5所示为依据本发明的一种带可控硅的LED调光方法的流程图，所述LED调光方法应用于LED调光电路中，所述LED调光电路包括可控硅、整流桥、功率级电路以及调光控制电路，外部输入电压经过可控硅和整流桥处理后获得一缺相的直流输入电压，所述功率级电路接收所述缺相的直流输入电压以转换为合适的输出电压供给LED负载，包括以下步骤:
[0061]S501:接收所述缺相的直流输入电压信号，以获得表征所述可控硅的相位角信息的方波信号；
[0062]S502:接收所述方波信号，通过对所述方波信号的占空比进行控制调整，以获得可控的调光角度占空比信号，根据所述调光角度占空比信号和基准电压信号以生成参考信号;
[0063]S503:接收所述参考信号和表征LED负载电流的电压反馈信号，以产生PWM控制信号，所述PWM控制信号用以控制所述功率级电路中的功率开关管，以对LED负载进行调光控制。
[0064]所述参考信号产生的具体步骤包括:
[0065]接收所述方波信号和初始值信号，在所述方波信号的一个周期内，在所述方波信号为高电平有效宽度的时段，将所述初始值信号以第一调节步长进行加计数运算，直至所述方波信号变为低电平无效状态，输出第一计数值，在所述方波信号为低电平无效宽度的时段中，将当前的第一计数值以第二调节步长进行减计数运算，直至所述方波信号的一个周期结束，储存此刻的第一计数值；
[0066]同时，在所述方波信号的一个周期内，在所述方波信号为高电平有效宽度的时段中，将上一周期结束时刻输出的第一计数值以第三调节步长进行减计数运算，直至将所述第一计数值减小至参考零电压，输出第二计数值；
[0067]比较所述第二计数值和参考零电压，输出所述调光角度占空比信号；
[0068]将所述调光角度占空比信号和所述基准电压信号相乘，以生成所述参考信号。
[0069]进一步的，调节所述第一调节步长、第二调节步长和第三调节步长的大小以获得不同的调光角度占空比信号。
[0070]以上对依据本发明的优选实施例的带可控硅的LED调光电路及调光方法进行了详尽描述，本领域普通技术人员据此可以推知其他技术或者结构以及电路布局、元件等均可应用于所述实施例。
[0071]依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。【主权项】
1.一种带有可控硅的LED调光电路，包括有可控硅、整流桥、功率级电路以及调光控制电路，外部输入电压经过可控硅和整流桥处理后获得一缺相的直流输入电压，所述功率级电路接收所述缺相的直流输入电压以转换为合适的输出电压供给LED负载，其特征在于，所述调光控制电路包括调光角度检测电路、调光曲线生成电路和反馈控制电路， 所述调光角度检测电路接收所述缺相的直流输入电压信号，以获得表征所述可控硅的相位角信息的方波信号； 所述调光曲线生成电路接收所述方波信号，通过对所述方波信号的有效宽度进行控制调整，以获得有效宽度可控的调光角度占空比信号，所述调光角度占空比信号与所述方波信号的周期相一致，所述调光曲线生成电路根据所述调光角度占空比信号和基准电压信号以生成参考信号； 所述反馈控制电路接收所述参考信号和表征LED负载电流的电压反馈信号，以产生PWM控制信号，所述PWM控制信号用以控制所述功率级电路中的功率开关管，以对LED负载进行调光控制。2.根据权利要求1所述的LED调光电路，其特征在于，所述调光曲线生成电路包括第一计数器、第二计数器、比较电路和乘法电路， 所述第一计数器接收所述方波信号，在所述方波信号的上升沿时刻，所述第一计数器从初始值信号开始进行加计数运算，并且，在所述方波信号为高电平有效宽度的时段中，所述第一计数器以第一调节步长进行加计数运算，直至所述方波信号变为低电平无效状态，所述第一计数器的输出信号记为第一计数值；在所述方波信号的下降沿时刻，所述第一计数器从当前的第一计数值开始进行减计数运算，并且，在所述方波信号为低电平无效宽度的时段中，所述第一计数器以第二调节步长进行减计数运算，直至所述方波信号的一个周期结束，所述第一计数器将此刻的第一计数值传输至所述第二计数器； 所述第二计数器接收所述方波信号和上一周期结束时刻第一计数器输出的第一计数值，在所述方波信号的上升沿时刻，所述第二计数器从所述第一计数值开始进行减计数运算，并且，在所述方波信号为高电平有效宽度的时段中，所述第二计数器以第三调节步长进行减计数运算，直至将所述第一计数值减小至参考零电压，所述第二计数器的输出信号记为第二计数值； 所述比较电路与所述第二计数器的输出端连接以接收所述第二计数值，所述比较电路还接收参考零电压，经比较处理后，输出所述调光角度占空比信号； 所述乘法电路接收所述调光角度占空比信号和所述基准电压信号，以生成所述参考信号。3.根据权利要求2所述的LED调光电路，其特征在于，所述第一计数器在所述方波信号的上升沿时刻，将上一周期的输出信号进行清零，以恢复至所述初始值信号。4.根据权利要求2所述的LED调光电路，其特征在于，所述初始值信号等于所述参考零电压。5.根据权利要求2所述的LED调光电路，其特征在于，调节所述第一调节步长、第二调节步长和第三调节步长的大小以获得不同的调光角度占空比信号。6.根据权利要求2所述的LED调光电路，其特征在于，所述第一计数器接收第一时钟信号，在所述第一时钟信号的触发沿时刻，所述第一计数器进行加/减计数运算； 所述第二计数器接收第二钟信号，在所述第二时钟信号的触发沿时刻，所述第二计数器进行减计数运算。7.根据权利要求6所述的LED调光电路，其特征在于，调节所述第一时钟信号或第二时钟信号的周期以获得不同的调光角度占空比信号。8.根据权利要求1所述的LED调光电路，其特征在于，所述反馈控制电路包括误差补偿电路和PWM控制电路， 所述误差补偿电路接收所述电压反馈信号和参考信号，经误差放大和补偿处理后，产生补偿信号； 所述PWM控制电路接收所述补偿信号，以产生所述PWM控制信号。9.一种带有可控硅的LED调光方法，应用于LED调光电路中，所述LED调光电路包括包括可控硅、整流桥、功率级电路以及调光控制电路，外部输入电压经过可控硅和整流桥处理后获得一缺相的直流输入电压，所述功率级电路接收所述缺相的直流输入电压以转换为合适的输出电压供给LED负载，其特征在于，包括以下步骤: 接收所述缺相的直流输入电压信号，以获得表征所述可控硅的相位角信息的方波信号; 接收所述方波信号，通过对所述方波信号的占空比进行控制调整，以获得可控的调光角度占空比信号，根据所述调光角度占空比信号和基准电压信号以生成参考信号； 接收所述参考信号和表征LED负载电流的电压反馈信号，以产生PWM控制信号，所述PWM控制信号用以控制所述功率级电路中的功率开关管，以对LED负载进行调光控制。10.根据权利要求9所述的LED调光方法，其特征在于，所述参考信号产生的具体步骤包括: 接收所述方波信号和初始值信号，在所述方波信号的一个周期内，在所述方波信号为高电平有效宽度的时段，将所述初始值信号以第一调节步长进行加计数运算，直至所述方波信号变为低电平无效状态，输出第一计数值，在所述方波信号为低电平无效宽度的时段中，将当前的第一计数值以第二调节步长进行减计数运算，直至所述方波信号的一个周期结束，储存此刻的第一计数值； 同时，在所述方波信号的一个周期内，在所述方波信号为高电平有效宽度的时段中，将上一周期结束时刻输出的第一计数值以第三调节步长进行减计数运算，直至将所述第一计数值减小至参考零电压，输出第二计数值； 比较所述第二计数值和参考零电压，输出所述调光角度占空比信号； 将所述调光角度占空比信号和所述基准电压信号相乘，以生成所述参考信号。11.根据权利要求10所述的LED调光方法，其特征在于，调节所述第一调节步长、第二调节步长和第三调节步长的大小以获得不同的调光角度占空比信号。12.根据权利要求10所述的LED调光方法，其特征在于，利用第一计数器产生所述第一计数值，所述第一计数器接收第一时钟信号，在所述第一时钟信号的触发沿时刻，所述第一计数器进行加/减计数运算； 利用第二计数器产生所述第二计数值，所述第二计数器接收第二钟信号，在所述第二时钟信号的触发沿时刻，所述第二计数器进行减计数运算。13.根据权利要求12所述的LED调光方法，其特征在于，调节所述第一时钟信号或第二时钟信号的周期以获得不同的调光角度占空比信号。
【专利摘要】本发明公开了一种带有可控硅的LED调光电路及调光方法，调光曲线生成电路根据表征所述可控硅导通角信息的方波信号获得有效宽度可控的调光角度占空比信号，然后根据调光角度占空比信号和基准电压信号来获得参考信号，之后利用反馈补偿环路的补偿电容来对参考信号进行滤波处理，以实现对LED负载的调光过程。其中，调光曲线生成电路利用计数器来获得所述调光角度占空比信号，其无需低频的滤波器来滤波，因此，节约了一个芯片引脚，且降低了芯片成本和减小了面积。
【IPC分类】H05B37/02
【公开号】CN104902648
【申请号】CN201510320369
【发明人】邓建
【申请人】矽力杰半导体技术(杭州)有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月11日
【技术领域】
[0001]本发明涉及开关电源领域，更具体的说，涉及一种带有可控硅的LED调光电路及调光方法。
【背景技术】
[0002]现有技术中，通常采用可控硅的调光方案对LED灯负载进行调光控制，可控硅调光的基本原理是通过控制可控硅的导通角度来对LED灯负载的供电电压进行调节，达到调光的目的。
[0003]现有技术中的调光电路如图1所示，外部输入电源经过可控硅Triac和整流桥处理后获得一缺相的直流电压信号，分压电阻网络对缺相的直流电压信号进行采样后传输给输入电压检测电路，输入电压检测电路11检测输入电压后输出一表征所述可控硅的导通角信息的方波信号Vdini，之后，由斩波电路和滤波电路组成的均值电路12接收所述方波信号，经斩波、滤波处理后获得表征所述可控硅导通角信息的较平滑的调光信号Vct，为了获得较好的调光效果，现有技术中还通过调光曲线生成电路13对所述调光信号Vcf进行亮度细化处理，以获得更为精确的参考信号VKEF，之后，参考信号Vkef与输出电流反馈信号V IFB进行误差放大补偿后，产生PWM控制信号，PWM控制信号用以控制功率级电路的输出信号，以实现对所述LED负载进行调光。
[0004]在现有技术的方案中，在均值电路中需要一个低频的滤波器(由电阻Rl和电容Cl构成)，所以这里的电容Cl的数值会很大，一般都需要控制芯片增加一个引脚以外接这个大电容；另外，在误差放大补偿环路中，同样需要一个大电容进行补偿，因此，芯片需要外接两个大电容，这样不仅增加芯片的成本和面积，对于电路的集成也不利。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提供了一种带有可控硅的LED调光电路及调光方法，调光曲线生成电路根据表征所述可控硅的导通角信息的方波信号直接生成参考信号，调光曲线生成电路只需在芯片内部设置计数器即可完成参考信号的生成，相对于现有技术，无需单独的滤波电容，从而节约了芯片引脚和成本。
[0006]依据本发明的一种带有可控硅的LED调光电路，包括有可控硅、整流桥、功率级电路以及调光控制电路，外部输入电压经过可控硅和整流桥处理后获得一缺相的直流输入电压，所述功率级电路接收所述缺相的直流输入电压以转换为合适的输出电压供给LED负载，所述调光控制电路包括调光角度检测电路、调光曲线生成电路和反馈控制电路，
[0007]所述调光角度检测电路接收所述缺相的直流输入电压信号，以获得表征所述可控硅的相位角信息的方波信号；
[0008]所述调光曲线生成电路接收所述方波信号，通过对所述方波信号的有效宽度进行控制调整，以获得有效宽度可控的调光角度占空比信号，所述调光角度占空比信号与所述方波信号的周期相一致，所述调光曲线生成电路根据所述调光角度占空比信号和基准电压信号以生成参考信号；
[0009]所述反馈控制电路接收所述参考信号和表征LED负载电流的电压反馈信号，以产生PWM控制信号，所述PWM控制信号用以控制所述功率级电路中的功率开关管，以对LED负载进彳T调光控制。
[0010]进一步的，所述调光曲线生成电路包括第一计数器、第二计数器、比较电路和乘法电路，
[0011]所述第一计数器接收所述方波信号，在所述方波信号的上升沿时刻，所述第一计数器从初始值信号开始进行加计数运算，并且，在所述方波信号为高电平有效宽度的时段中，所述第一计数器以第一调节步长进行加计数运算，直至所述方波信号变为低电平无效状态，所述第一计数器的输出信号记为第一计数值；在所述方波信号的下降沿时刻，所述第一计数器从当前的第一计数值开始进行减计数运算，并且，在所述方波信号为低电平无效宽度的时段中，所述第一计数器以第二调节步长进行减计数运算，直至所述方波信号的一个周期结束，所述第一计数器将此刻的第一计数值传输至所述第二计数器；
[0012]所述第二计数器接收所述方波信号和上一周期结束时刻第一计数器输出的第一计数值，在所述方波信号的上升沿时刻，所述第二计数器从所述第一计数值开始进行减计数运算，并且，在所述方波信号为高电平有效宽度的时段中，所述第二计数器以第三调节步长进行减计数运算，直至将所述第一计数值减小至参考零电压，所述第二计数器的输出信号记为第二计数值；
[0013]所述比较电路与所述第二计数器的输出端连接以接收所述第二计数值，所述比较电路还接收参考零电压，经比较处理后，输出所述调光角度占空比信号；
[0014]所述乘法电路接收所述调光角度占空比信号和所述基准电压信号，以生成所述参考信号。
[0015]进一步的，所述第一计数器在所述方波信号的上升沿时刻，将上一周期的输出信号进行清零，以恢复至所述初始值信号。
[0016]优选的，所述初始值信号等于所述参考零电压。
[0017]优选的，调节所述第一调节步长、第二调节步长和第三调节步长的大小以获得不同的调光角度占空比信号。
[0018]进一步的，所述第一计数器接收第一时钟信号，在所述第一时钟信号的触发沿时亥IJ，所述第一计数器进行加/减计数运算；
[0019]所述第二计数器接收第二钟信号，在所述第二时钟信号的触发沿时刻，所述第二计数器进行减计数运算；
[0020]优选的，调节所述第一时钟信号或第二时钟信号的周期以获得不同的调光角度占空比信号。
[0021]进一步的，所述反馈控制电路包括误差补偿电路和PWM控制电路，
[0022]所述误差补偿电路接收所述电压反馈信号和参考信号，经误差放大和补偿处理后，产生补偿信号；
[0023]所述PWM控制电路接收所述补偿信号，以产生所述PWM控制信号。
[0024]依据本发明的一种带有可控硅的LED调光方法，包括可控硅、整流桥、功率级电路以及调光控制电路，外部输入电压经过可控硅和整流桥处理后获得一缺相的直流输入电压，所述功率级电路接收所述缺相的直流输入电压以转换为合适的输出电压供给LED负载，包括以下步骤:
[0025]接收所述缺相的直流输入电压信号，以获得表征所述可控硅的相位角信息的方波信号;
[0026]接收所述方波信号，通过对所述方波信号的占空比进行控制调整，以获得可控的调光角度占空比信号，根据所述调光角度占空比信号和基准电压信号以生成参考信号；
[0027]接收所述参考信号和表征LED负载电流的电压反馈信号，以产生PWM控制信号，所述PWM控制信号用以控制所述功率级电路中的功率开关管，以对LED负载进行调光控制。
[0028]进一步的，所述参考信号产生的具体步骤包括:
[0029]接收所述方波信号和初始值信号，在所述方波信号的一个周期内，在所述方波信号为高电平有效宽度的时段，将所述初始值信号以第一调节步长进行加计数运算，直至所述方波信号变为低电平无效状态，输出第一计数值，在所述方 波信号为低电平无效宽度的时段中，将当前的第一计数值以第二调节步长进行减计数运算，直至所述方波信号的一个周期结束，储存此刻的第一计数值；
[0030]同时，在所述方波信号的一个周期内，在所述方波信号为高电平有效宽度的时段中，将上一周期结束时刻输出的第一计数值以第三调节步长进行减计数运算，直至将所述第一计数值减小至参考零电压，输出第二计数值；
[0031]比较所述第二计数值和参考零电压，输出所述调光角度占空比信号；
[0032]将所述调光角度占空比信号和所述基准电压信号相乘，以生成所述参考信号。
[0033]优选的，调节所述第一调节步长、第二调节步长和第三调节步长的大小以获得不同的调光角度占空比信号。
[0034]进一步的，利用第一计数器产生所述第一计数值，所述第一计数器接收第一时钟信号，在所述第一时钟信号的触发沿时刻，所述第一计数器进行加/减计数运算；
[0035]利用第二计数器产生所述第二计数值，所述第二计数器接收第二钟信号，在所述第二时钟信号的触发沿时刻，所述第二计数器进行减计数运算。
[0036]优选的，调节所述第一时钟信号或第二时钟信号的周期以获得不同的调光角度占空比信号。
[0037]综上所述，本发明的一种带有可控硅的LED调光电路及调光方法，调光曲线生成电路根据表征所述可控硅导通角信息的方波信号获得一有效宽度可控的调光角度占空比信号，然后根据调光角度占空比信号和基准电压信号来获得参考信号，之后利用反馈补偿环路的补偿电容来对参考信号进行滤波处理，以实现对LED负载的调光过程。其中，调光曲线生成电路利用计数器来获得所述调光角度占空比信号，其无需低频的滤波器来滤波，因此，至少节约了一个芯片引脚，且降低了芯片成本和减小了面积。
【附图说明】
[0038]图1所示为现有技术的LED调光电路；
[0039]图2所示为依据本发明的一种带可控硅的LED调光电路的电路框图；
[0040]图3所示为图2中调光曲线生成电路的一种实施方式；
[0041]图4所示为依据本发明的调光曲线生成电路的工作波形图；
[0042]图5所示为依据本发明的一种带可控硅的LED调光方法的流程图。
【具体实施方式】
[0043]以下结合附图对本发明的几个优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。
[0044]参考图2所示为依据本发明的一种带可控硅的LED调光电路的电路框图，所述的LED调光电路包括有可控硅(Triac)、整流桥、功率级电路以及调光控制电路，外部输入电压经过可控硅和整流桥处理后获得一缺相的直流输入电压，所述功率级电路接收所述缺相的直流输入电压以转换为合适的输出电压Vout供给LED负载。这里，所述功率级电路以反激式开关电路为例，其包括有由原边绕组Np和副边绕组Ns构成的变压器、功率开关管Q1、续流二极管Dl和输出电容Cl。
[0045]所述调光控制电路包括调光角度检测电路21、调光曲线生成电路22和反馈控制电路23。所述调光角度检测电路21接收所述缺相的直流输入电压信号，以获得表征所述可控硅的相位角信息的方波信号，这里，调光角度检测电路21通过分压电阻网络来采样获得表征所述缺相的直流输入电压信号的信息，记采样信号为电压LINE。本领域技术人员可知，调光角度检测电路21可以为现有的或改进的技术方法，如现有技术中的计时电路方案，例如为专利号为201210249167.2中的通过比较电路和充放电电路构成的计时电路，通过对电压LINE的相位检测，可以获得表征所述可控硅的相位角信息的方波信号Vdim。
[0046]之后，所述调光曲线生成电路22接收所述方波信号Vdim，以据此获得参考信号Vkef，具体的，参考图3所示为依据本发明的调光曲线生成电路22的一种【具体实施方式】，结合图4为调光曲线生成电路的工作波形图。在本实施例中，所述调光曲线生成电路22包括第一计数器A、第二计数器B、比较电路和乘法电路。以下结合图3的电路图和图4的波形图阐述调光曲线生成电路的工作过程:
[0047]第一计数器A接收所述方波信号Vdim，在所述方波信号Vdim的上升沿时刻，如图4中的tl时刻，第一计数器A从初始值信号开始进行加计数运算，这里，所述初始值信号记为参考零电压，记为VrefO，并且，在所述方波信号Vdim为高电平有效宽度的时段中，如图4中的tl至t3时间段，第一计数器A以第一调节步长进行加计数运算，直至所述方波信号变为低电平无效状态，即在t3时刻，第一计数器A的输出信号记为第一计数值；之后，在所述方波信号的下降沿时刻(t3时刻)，所述第一计数器从当前的第一计数值开始进行减计数运算，并且，在所述方波信号为低电平无效宽度的时段中，如图4中的t3至t4时间段，第一计数器A以第二调节步长进行减计数运算，直至所述方波信号的一个周期结束，所述第一计数器A将此时的第一计数值传输至第二计数器B，记此时的第一计数值为Vn;
[0048]同时，第二计数器B接收所述方波信号Vdim和上一周期结束时刻第一计数器输出的第一计数值Vn，在所述方波信号的上升沿时刻，如tl时刻，所述第二计数器从第一计数值Vn开始进行减计数运算，并且，在所述方波信号为高电平有效宽度的时段中，如图4中的tl至t3时间段，所述第二计数器以第三调节步长进行减计数运算，直至将所述第一计数值减小至参考零电压，第二计数器的输出信号记为第二计数值VT2。这里，需要说明的是，在本实施例中，第二计数器B不一定是在所述方波信号跳变为低电平无效状态时刻减小至零，例如，在图4所示实施例中，第二计数器B在t2时刻将所述第一计数值减小至参考零电压。
[0049]在实际工作过程中，所述第一计数器和第二计数器通过时钟信号的触发进行计数动作，如所述第一计数器接收第一时钟信号Timerl，在所述第一时钟信号的触发沿时刻，所述第一计数器进行加/减计数运算；所述第二计数器接收第二钟信号Timer2，在所述第二时钟信号的触发沿时刻，所述第二计数器进行减计数运算。
[0050]之后，在所述方波信号的一个工作周期内，所述比较电路(具体为比较器Al)接收所述第二计数值Vt2和参考零电压VrefO，具体的，所述比较器的正向输入端接收所述第二计数值Vt2，负向输入端接收所述参考零电压VrefO，经比较处理后，输出所述调光角度占空比信号VD。本领域技术人员可知，在所述方波信号的上升沿时刻，所述第一计数器将输出信号传输至第二计数器，此时，第二计数值的值即是上一周期结束时刻第一计数器输出的第一计数值，参考图4，所述第二计数值从tl时刻开始递减，至t2时刻，所述第二 计数值减小至参考零电压，因此，在tl至t2之间，所述调光角度占空比信号为高电平有效状态，到t2时刻，所述调光角度占空比信号Vd跳变为低电平无效状态，直至下一个工作周期，当所述方波信号再次跳变为高电平有效状态时，第一计数值被存入至第二计数器B，第二计数值再次大于参考零电压VrefO，调光角度占空比信号Vd跳变为高电平有效状态，如此反复。从图4中可知，所述调光角度占空比信号与所述方波信号的周期相一致。
[0051]最后，所述乘法电路接收所述调光角度占空比信号Vd和基准电压信号Vref，以获得所述参考信号￥_。这里，乘法电路可以为乘法器或由开关管构成的斩波电路。所述基准电压信号Vref由用户根据电路的调光要求预先设置好。
[0052]从上述过程可以看出，结合图4所示，第一计数器A在tl至t3时间段进行加计数运算，如从A点增加到B点，这里，记第一计数值增加的斜率近似为a，在第一计数器A在t3至t4时间段进行减计数运算，如从B点减小到C点，这里，记第一计数值减小的斜率近似为b，第二计数器在tl至t2时间段进行减计数运算，如从C点减小到D点，记第二计数值减小的斜率近似为C。这里，第一计数器A增加的斜率、第一计数器A减小的斜率、第二计数器B减小的斜率比例为a:b: C，这样，根据上述的电路工作过程，可得到上述调光角度占空比信号Vd的占空比为:
[0053]D’ = ((a+b) X D~b) /c
[0054]这里，可以将c化为单位1，D为所述方波信号的占空比，这里的占空比指的是有效宽度，这样，调光角度占空比信号Vd只与a、b的值和方波信号Vdim的占空比相关，换句话说，控制a、b的值可以得到不同的调光角度占空比信号VD。
[0055]而根据参考信号Vkef和调光角度占空比信号VD、基准电压信号Vref的关系，基准电压信号Vref为固定值，因此，参考信号Vkef与调光角度占空比信号V D为线性变化关系，根据上述的调光角度占空比信号Vd计算公式可以得知，参考信号Vkef表征了可控硅的相位角信息，并且，由于a、b参数是可以根据电路的要求调节的，从上述容易推知，所述参考信号Vkef大小箝位在O至Vref之间，但斜率的变化时可控的。上述因此，通过上述的参考信号Vkef可以很好的进行LED负载的亮度调节。
[0056]在本发明实施例中，所述第一计数器A增加的斜率a、第一计数器A减小的斜率b、第二计数器B减小的斜率c可以根据时钟信号的周期控制来调节，例如，控制时钟信号在不同的脉冲内进行加或减的操作计算，可使得计数器的加减斜率发生改变；或者是，通过直接控制第一调节步长、第二调节步长和第三调节步长的大小，来使得计数器的加减斜率发生改变，从而获得不同的调光角度占空比信号VD。
[0057]最后，反馈控制电路包括误差补偿电路和PWM控制电路，所述误差补偿电路包括误差放大器EA和补偿电容C。，所述误差放大器EA接收所述参考信号Vkef和表征LED负载电流的电压反馈信号VIFB，经误差放大和补偿处理后，产生补偿信号Vcomp ;所述PWM控制电路23-1接收所述补偿信号Vcomp，以产生所述PWM控制信号，所述PWM控制信号用以控制所述功率级电路中的功率开关管，以对LED负载进行调光控制。这里，所述PWM控制电路可由比较器和触发器等器件构成的电路，比较器接收所述补偿信号和功率级电路中的电感电流采样信号，以产生控制功率开关管的关断信号，触发器接收所述关断信号和控制功率开关管导通的时钟信号，以产生所述PWM控制信号。此外，所述PWM控制电路还可以为其他由补偿信号控制的计时电路构成，具体结构不限于此。
[0058]在上述电路工作过程中，反馈补偿环路的补偿电容可以复用来对参考信号进行滤波处理，以获得较平滑的电流参考值，如图4中的Vkef avg，因此不再需要增加滤波电容或进行数字滤波。
[0059]上述的调光曲线生成电路利用计数器将方波信号转换为表征相位角信号的参考信号，并可进行精确可控的亮度调节，而无需现有技术中的滤波电容。采用本发明的技术方案方法简单、并节省了电路成本和引脚资源，利于芯片的封装。
[0060]本发明还公开了一种带有可控硅的LED调光方法，参考图5所示为依据本发明的一种带可控硅的LED调光方法的流程图，所述LED调光方法应用于LED调光电路中，所述LED调光电路包括可控硅、整流桥、功率级电路以及调光控制电路，外部输入电压经过可控硅和整流桥处理后获得一缺相的直流输入电压，所述功率级电路接收所述缺相的直流输入电压以转换为合适的输出电压供给LED负载，包括以下步骤:
[0061]S501:接收所述缺相的直流输入电压信号，以获得表征所述可控硅的相位角信息的方波信号；
[0062]S502:接收所述方波信号，通过对所述方波信号的占空比进行控制调整，以获得可控的调光角度占空比信号，根据所述调光角度占空比信号和基准电压信号以生成参考信号;
[0063]S503:接收所述参考信号和表征LED负载电流的电压反馈信号，以产生PWM控制信号，所述PWM控制信号用以控制所述功率级电路中的功率开关管，以对LED负载进行调光控制。
[0064]所述参考信号产生的具体步骤包括:
[0065]接收所述方波信号和初始值信号，在所述方波信号的一个周期内，在所述方波信号为高电平有效宽度的时段，将所述初始值信号以第一调节步长进行加计数运算，直至所述方波信号变为低电平无效状态，输出第一计数值，在所述方波信号为低电平无效宽度的时段中，将当前的第一计数值以第二调节步长进行减计数运算，直至所述方波信号的一个周期结束，储存此刻的第一计数值；
[0066]同时，在所述方波信号的一个周期内，在所述方波信号为高电平有效宽度的时段中，将上一周期结束时刻输出的第一计数值以第三调节步长进行减计数运算，直至将所述第一计数值减小至参考零电压，输出第二计数值；
[0067]比较所述第二计数值和参考零电压，输出所述调光角度占空比信号；
[0068]将所述调光角度占空比信号和所述基准电压信号相乘，以生成所述参考信号。
[0069]进一步的，调节所述第一调节步长、第二调节步长和第三调节步长的大小以获得不同的调光角度占空比信号。
[0070]以上对依据本发明的优选实施例的带可控硅的LED调光电路及调光方法进行了详尽描述，本领域普通技术人员据此可以推知其他技术或者结构以及电路布局、元件等均可应用于所述实施例。
[0071]依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。【主权项】
1.一种带有可控硅的LED调光电路，包括有可控硅、整流桥、功率级电路以及调光控制电路，外部输入电压经过可控硅和整流桥处理后获得一缺相的直流输入电压，所述功率级电路接收所述缺相的直流输入电压以转换为合适的输出电压供给LED负载，其特征在于，所述调光控制电路包括调光角度检测电路、调光曲线生成电路和反馈控制电路， 所述调光角度检测电路接收所述缺相的直流输入电压信号，以获得表征所述可控硅的相位角信息的方波信号； 所述调光曲线生成电路接收所述方波信号，通过对所述方波信号的有效宽度进行控制调整，以获得有效宽度可控的调光角度占空比信号，所述调光角度占空比信号与所述方波信号的周期相一致，所述调光曲线生成电路根据所述调光角度占空比信号和基准电压信号以生成参考信号； 所述反馈控制电路接收所述参考信号和表征LED负载电流的电压反馈信号，以产生PWM控制信号，所述PWM控制信号用以控制所述功率级电路中的功率开关管，以对LED负载进行调光控制。2.根据权利要求1所述的LED调光电路，其特征在于，所述调光曲线生成电路包括第一计数器、第二计数器、比较电路和乘法电路， 所述第一计数器接收所述方波信号，在所述方波信号的上升沿时刻，所述第一计数器从初始值信号开始进行加计数运算，并且，在所述方波信号为高电平有效宽度的时段中，所述第一计数器以第一调节步长进行加计数运算，直至所述方波信号变为低电平无效状态，所述第一计数器的输出信号记为第一计数值；在所述方波信号的下降沿时刻，所述第一计数器从当前的第一计数值开始进行减计数运算，并且，在所述方波信号为低电平无效宽度的时段中，所述第一计数器以第二调节步长进行减计数运算，直至所述方波信号的一个周期结束，所述第一计数器将此刻的第一计数值传输至所述第二计数器； 所述第二计数器接收所述方波信号和上一周期结束时刻第一计数器输出的第一计数值，在所述方波信号的上升沿时刻，所述第二计数器从所述第一计数值开始进行减计数运算，并且，在所述方波信号为高电平有效宽度的时段中，所述第二计数器以第三调节步长进行减计数运算，直至将所述第一计数值减小至参考零电压，所述第二计数器的输出信号记为第二计数值； 所述比较电路与所述第二计数器的输出端连接以接收所述第二计数值，所述比较电路还接收参考零电压，经比较处理后，输出所述调光角度占空比信号； 所述乘法电路接收所述调光角度占空比信号和所述基准电压信号，以生成所述参考信号。3.根据权利要求2所述的LED调光电路，其特征在于，所述第一计数器在所述方波信号的上升沿时刻，将上一周期的输出信号进行清零，以恢复至所述初始值信号。4.根据权利要求2所述的LED调光电路，其特征在于，所述初始值信号等于所述参考零电压。5.根据权利要求2所述的LED调光电路，其特征在于，调节所述第一调节步长、第二调节步长和第三调节步长的大小以获得不同的调光角度占空比信号。6.根据权利要求2所述的LED调光电路，其特征在于，所述第一计数器接收第一时钟信号，在所述第一时钟信号的触发沿时刻，所述第一计数器进行加/减计数运算； 所述第二计数器接收第二钟信号，在所述第二时钟信号的触发沿时刻，所述第二计数器进行减计数运算。7.根据权利要求6所述的LED调光电路，其特征在于，调节所述第一时钟信号或第二时钟信号的周期以获得不同的调光角度占空比信号。8.根据权利要求1所述的LED调光电路，其特征在于，所述反馈控制电路包括误差补偿电路和PWM控制电路， 所述误差补偿电路接收所述电压反馈信号和参考信号，经误差放大和补偿处理后，产生补偿信号； 所述PWM控制电路接收所述补偿信号，以产生所述PWM控制信号。9.一种带有可控硅的LED调光方法，应用于LED调光电路中，所述LED调光电路包括包括可控硅、整流桥、功率级电路以及调光控制电路，外部输入电压经过可控硅和整流桥处理后获得一缺相的直流输入电压，所述功率级电路接收所述缺相的直流输入电压以转换为合适的输出电压供给LED负载，其特征在于，包括以下步骤: 接收所述缺相的直流输入电压信号，以获得表征所述可控硅的相位角信息的方波信号; 接收所述方波信号，通过对所述方波信号的占空比进行控制调整，以获得可控的调光角度占空比信号，根据所述调光角度占空比信号和基准电压信号以生成参考信号； 接收所述参考信号和表征LED负载电流的电压反馈信号，以产生PWM控制信号，所述PWM控制信号用以控制所述功率级电路中的功率开关管，以对LED负载进行调光控制。10.根据权利要求9所述的LED调光方法，其特征在于，所述参考信号产生的具体步骤包括: 接收所述方波信号和初始值信号，在所述方波信号的一个周期内，在所述方波信号为高电平有效宽度的时段，将所述初始值信号以第一调节步长进行加计数运算，直至所述方波信号变为低电平无效状态，输出第一计数值，在所述方波信号为低电平无效宽度的时段中，将当前的第一计数值以第二调节步长进行减计数运算，直至所述方波信号的一个周期结束，储存此刻的第一计数值； 同时，在所述方波信号的一个周期内，在所述方波信号为高电平有效宽度的时段中，将上一周期结束时刻输出的第一计数值以第三调节步长进行减计数运算，直至将所述第一计数值减小至参考零电压，输出第二计数值； 比较所述第二计数值和参考零电压，输出所述调光角度占空比信号； 将所述调光角度占空比信号和所述基准电压信号相乘，以生成所述参考信号。11.根据权利要求10所述的LED调光方法，其特征在于，调节所述第一调节步长、第二调节步长和第三调节步长的大小以获得不同的调光角度占空比信号。12.根据权利要求10所述的LED调光方法，其特征在于，利用第一计数器产生所述第一计数值，所述第一计数器接收第一时钟信号，在所述第一时钟信号的触发沿时刻，所述第一计数器进行加/减计数运算； 利用第二计数器产生所述第二计数值，所述第二计数器接收第二钟信号，在所述第二时钟信号的触发沿时刻，所述第二计数器进行减计数运算。13.根据权利要求12所述的LED调光方法，其特征在于，调节所述第一时钟信号或第二时钟信号的周期以获得不同的调光角度占空比信号。
【专利摘要】本发明公开了一种带有可控硅的LED调光电路及调光方法，调光曲线生成电路根据表征所述可控硅导通角信息的方波信号获得有效宽度可控的调光角度占空比信号，然后根据调光角度占空比信号和基准电压信号来获得参考信号，之后利用反馈补偿环路的补偿电容来对参考信号进行滤波处理，以实现对LED负载的调光过程。其中，调光曲线生成电路利用计数器来获得所述调光角度占空比信号，其无需低频的滤波器来滤波，因此，节约了一个芯片引脚，且降低了芯片成本和减小了面积。
【IPC分类】H05B37/02
【公开号】CN104902648
【申请号】CN201510320369
【发明人】邓建
【申请人】矽力杰半导体技术(杭州)有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月11日
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