[发明专利]可控硅、模拟、PWM调光通用电路及LED驱动芯片

说明书

技术领域

本发明属于电子电路领域，涉及一种集成电路，特别是一种可控硅、模拟、PWM调光通用电路及一种LED驱动芯片。

背景技术

LED具有发光效率较高和使用寿命较长等优点，因而得到广泛的应用。而LED的调光可以使其节能的特性得到进一步发挥，并增加其使用寿命。

目前LED主要调光方式一般有三种，分别为模拟调光、可控硅调光和PWM调光。

传统的模拟调光，通常是采用调节LED串联电阻的阻值的方式来改变LED电流的大小，利用分压原理实现调光。而随着新型的非纯电阻性LED驱动的发明，单纯改变电阻阻值无法实现调光，模拟调光机制随之改变。然而，即使调光机制发生改变，模拟调光的控制方式不会变化，都是根据输入模拟信号的大小来改变LED输出等效电流，从而实现调光功能。而模拟调光的缺点是，LED的发光光谱会随着电流的变化而发生偏移。

可控硅调光是一种较为常见的调光方式，其工作原理是将输入的正弦波的交流电源进行斩波，即将正弦波“截去”一部分波形，通过调节可控硅的导通角来改变输出电压的有效值。但是，可控硅调光的缺点也比较明显：一是经过斩波的交流电源会产生高次谐波，加载到负载上会产生干扰，其引起的电源电压波形畸变还会增加供配电系统的负荷，影响电网内其他用电设备；二是将交流电源经过斩波后，加载到负载上来改变输出电压有效值，只适用于传统的纯电阻性LED驱动电路，无法对新型的非电阻性等LED驱动进行调光。三是可控硅导通后需要维持电流来保持导通。

PWM调光，即脉宽调制调光，是一种新型、具有广大前景的调光方式。PWM调光的工作原理是，利用输入的脉冲信号，反复地开通关断LED驱动器，通过改变脉冲信号的占空比来调节LED的等效电流值，从而实现调光功能。进行PWM调光时，需要合理设置PWM信号的频率大小：一是PWM信号频率不能过低，若低于100Hz，会造成肉眼可见的闪烁现象。二是需要考虑LED驱动的响应时间，即LED驱动启动所需的时间， PWM信号频率过高，或占空比过低，都会导致器件无法响应。

三种调光方式中，模拟调光结构最简单，调光范围最广；可控硅调光应用最为广泛，在目前许多灯具中都有运用；PWM调光的调光效果好，效率高。实际运用中，各个调光方式各有优劣，目前的LED驱动方案中，无法给出最优秀的调光方式。

发明内容

为避免现有各种调光方式存在的固有缺陷，根据需要选择合适的调光方式，本发明公开了一种可控硅、模拟、PWM调光通用电路及利用该电路的LED驱动芯片。

本发明所述可控硅、模拟、PWM调光通用电路，应用于LED调光，包括LED电流设定模块，所述LED电流设定模块包括用于设定LED电流的模拟电压输入端及一个控制LED导通与否的开关控制端；

还包括第一滞回模块，可控硅电流模块，第二滞回模块；

所述第一及第二滞回模块对周期变化的输入信号进行整形，输出与输入信号频率相同，脉宽受控的方波信号，方波信号的高电平宽度由输入到该滞回模块的基准电压决定；

所述可控硅电流模块与第一滞回模块的输出端连接，根据第一滞回模块输出信号的高低电平状态，关闭或输出可控硅导通电流；

所述第二滞回模块的输入端与第一滞回模块的输出端均连接至所述模拟电压输入端，所述第二滞回模块的输出端连接至所述开关控制端。 

具体的，滞回模块由比较器、反相器、第一开关管、第二开关管、第一基准电压输入端和第二基准电压输入端组成；

所述比较器正相输入端作为滞回模块的信号输入端，第一开关管和第二开关管分别连接在第一基准电压输入端、第二基准电压输入端和比较器反相输入端之间，比较器输出端连接反相器，反相器的输入端和输出端分别连接第二开关管和第一开关管的栅极；所述比较器的输出端作为滞回模块的输出端，所述第一基准电压输入的基准电压值高于第二基准电压。

进一步的，所述可控硅电流模块包括串联在电源与地之间的分压电阻串和第三开关管，所述分压电阻串的中间节点与三极管放大级的基极电流输入端连接，所述分压电阻串中从中间节点到地的电阻部分并联有第四开关管，所述第三开关管和第四开关管的栅极分别连接第一滞回模块中反相器的输出端和输入端。

更进一步的，所述三极管放大级包括一个三极管或多个级联三极管，级联方式为前一三极管的发射极连接后一三极管的基极，集电极连接在一起作为三极管放大级的电流放大输出端。