解密晶豐明源LED無極調(diào)光專利

【嘉德點評】晶豐明源的該項專利技術(shù)改進了無線控制系統(tǒng)輸出的脈沖寬度調(diào)制信號PWM控制LED驅(qū)動系統(tǒng)的控制方式，突破了PWM信號最小高電平時間和最小低電平時間不能小于LED驅(qū)動系統(tǒng)一個開關(guān)周期的限制，可以實現(xiàn)PWM信號真正無極控制LED驅(qū)動。

集微網(wǎng)消息，上海晶豐明源半導(dǎo)體股份有限公司(下稱“晶豐明源”)成立于2008 年10 月，多年來，一直深耕LED照明驅(qū)動芯片領(lǐng)域。作為國際領(lǐng)先的LED照明驅(qū)動芯片設(shè)計企業(yè)之一，多次引領(lǐng)細分行業(yè)技術(shù)革新，例如于行業(yè)內(nèi)率先實現(xiàn)具有領(lǐng)先性的單芯片技術(shù)以及無VCC電容技術(shù),契合下游LED照明制造廠商成本優(yōu)化的需求。

隨著國家對節(jié)能環(huán)保的大力提倡，LED照明作為一種新技術(shù)，具有綠色，節(jié)能，環(huán)保的特點而被廣泛推廣。隨著LED照明技術(shù)的深入發(fā)展，各種智能照明控制的需求越來越多，包括墻壁開關(guān)調(diào)光，或是采用2.4G、藍牙、zigbee、wifi以及紅外等無線控制的智能照明正處于爆發(fā)式發(fā)展的前夕。

這些智能照明需求的發(fā)展同時也要求用于LED照明的LED驅(qū)動控制電路能夠兼容這些無線控制模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)各種智能調(diào)光的需求。典型的帶有無線控制器的智能LED照明系統(tǒng)包括：無線控制系統(tǒng)和LED驅(qū)動系統(tǒng)兩大模塊。

而目前現(xiàn)有的LED驅(qū)動控制電路很難能夠兼容各種無線智能控制器的控制，在調(diào)光的過程中，容易造成LED閃燈，不能實現(xiàn)真正的無極調(diào)光，對客戶造成不好的調(diào)光體驗。

因此針對以上問題，晶豐明源在16年6月22日申請了一項名為“一種脈沖寬度調(diào)制控制信號調(diào)光控制電路、控制方法及LED驅(qū)動系統(tǒng)”的發(fā)明專利（申請?zhí)枺?01610459744.9），申請人為上海晶豐明源半導(dǎo)體有限公司。

根據(jù)目前該專利公布的資料，讓我們一起來看看這項LED無極調(diào)光技術(shù)吧。

首先我們要明白為何現(xiàn)有技術(shù)容易造成LED閃燈，原因如上圖所示，上圖為現(xiàn)有技術(shù)的LED驅(qū)動系統(tǒng)的一實施例的模塊示意圖。LED驅(qū)動系統(tǒng)包括連接交流電壓的整流橋濾波模塊、儲能模塊、LED負載、功率控制開關(guān)模塊、電感峰值電流控制模塊、零電流檢測模塊、LED開路保護模塊，以及LED恒流控制模塊。

其中整流橋濾波模塊將交流電壓整形成一個近似的直流電壓；儲能模塊和功率控制開關(guān)模塊形成整個系統(tǒng)的功率管控制級；電感峰值電流控制模塊的功能是控制電感的峰值電流，通過檢測電感峰值電流控制模塊中的電流檢測電阻上的電壓信號Vcs，并反饋一個峰值電流信號CS_Peak；零電檢測模塊的功能是檢測系統(tǒng)的退磁點，當電感電流下降為零達到退磁點時，輸出退磁結(jié)束信號ZXC和退磁時間信號Tdmeg；LED開路保護模塊的功能是將零電檢測模塊輸出的退磁時間與參考基準時間比較來實現(xiàn)LED開路保護。

由于無線控制系統(tǒng)輸出的脈沖寬度調(diào)制控制信號PWM的隨機性與LED驅(qū)動系統(tǒng)中功率控制開關(guān)模塊開啟和關(guān)閉的無關(guān)性，因此在某些時刻，PWM信號為零時，功率控制開關(guān)模塊被PWM信號強制關(guān)閉，導(dǎo)致系統(tǒng)的退磁時間(Tdmeg)錯誤的小于參考基準時間(Tovp)，從而錯誤的觸發(fā)LED驅(qū)動系統(tǒng)中的LED開路保護OVP如果PWM信號低電平的時間小于Tovp的時間，即OVP信號在PWM信號產(chǎn)生的清零信號結(jié)束之后產(chǎn)生，錯誤的OVP保護信號會導(dǎo)致LED閃燈。

由于有上述這樣的問題，傳統(tǒng)的PWM調(diào)光控制系統(tǒng)要求PWM信號的最小低電平時間和最小高電平時間必須大于LED驅(qū)動系統(tǒng)的一個開關(guān)周期，因此不能夠?qū)崿F(xiàn)真正的PWM無極調(diào)光控制。據(jù)此，該發(fā)明提供一種脈沖寬度調(diào)制控制信號調(diào)光控制電路。如下圖所示，脈沖寬度調(diào)制控制信號調(diào)光控制電路包括功率控制開關(guān)模塊11以及DIM控制模塊12。

功率控制開關(guān)模塊用于控制LED驅(qū)動電路的開啟和關(guān)閉，DIM控制模塊與功率控制開關(guān)模塊相連，用于接收脈沖寬度調(diào)制控制信號，在脈沖寬度調(diào)制控制信號為低電平時，輸出DIM_OFF信號以強制關(guān)閉功率控制開關(guān)模塊，在脈沖寬度調(diào)制控制信號變成高電平時，輸出DIM_ON信號以強制開啟功率控制開關(guān)模塊。

根據(jù)這個脈沖寬度調(diào)制控制信號調(diào)光控制電路，可以對于現(xiàn)有技術(shù)的LED驅(qū)動系統(tǒng)進行改進，從而避免LED閃燈的問題。

如上所示，LED驅(qū)動系統(tǒng)包括連接交流電壓的整流橋濾波模塊、儲能模塊、LED負載、功率控制開關(guān)模塊、電感峰值電流控制模塊、零電流檢測模塊、LED開路保護模塊，LED恒流控制模塊以及DIM控制模塊。

其中，DIM控制模塊接收無線控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖寬度調(diào)制信號(PWM)并輸出DIM_ON信號以及DIM_OFF信號，DIM_OFF信號輸出到功率控制開關(guān)模塊以關(guān)閉功率控制開關(guān)模塊，同時DIM_OFF信號輸出到零電檢測模塊以控制關(guān)閉零電檢測模塊，DIM_ON信號輸出到LED恒流控制模塊以控制輸出Ngate信號來開啟功率控制開關(guān)模塊。

脈沖寬度調(diào)制信號PWM的低電平時間遠小于LED驅(qū)動系統(tǒng)的一個開關(guān)周期，在脈沖寬度調(diào)制信號PWM變成低電平時，功率控制開關(guān)模塊被脈沖寬度調(diào)制信號PWM提前關(guān)閉,在該周期內(nèi)不是一個完整的開關(guān)周期。

在PWM信號變成高電平以后，由PWM信號產(chǎn)生的DIM_ON信號會強制開啟功率控制開關(guān)模塊，而不會等到退磁信號ZXC產(chǎn)生而錯誤觸發(fā)OVP保護。從而避開了LED驅(qū)動系統(tǒng)的退磁時間錯誤的小于參考基準時間而錯誤的觸發(fā)了OVP保護信號，因此可以達到控制LED閃燈的效果。

最后我們再來看看該方法的流程示意圖。

首先，接收脈沖寬度調(diào)制控制信號，并根據(jù)脈沖寬度調(diào)制控制信號的狀態(tài)生成相應(yīng)的信號以控制功率控制開關(guān)模塊的開啟和關(guān)閉。其次，在脈沖寬度調(diào)制控制信號為低電平時，輸出DIM_OFF信號強制關(guān)閉功率控制開關(guān)模塊；在脈沖寬度調(diào)制控制信號變成高電平時，輸出DIM_ON信號強制開啟功率控制開關(guān)模塊。

脈沖寬度調(diào)制控制信號調(diào)光控制方法在PWM信號為低電平時，輸出DIM_OFF信號，強制關(guān)閉功率管控制開關(guān)模塊和零電流檢測模塊；在PWM信號為高電平時，輸出DIM_ON信號，強制開啟功率控制開關(guān)模塊。這樣做的目的既避免錯誤進入OVP模式，也避免不能檢測到退磁信號而無法進入下一個開關(guān)周期的問題，因而可以實現(xiàn)PWM無極調(diào)光控制。

以上就是晶豐明源的無極調(diào)光控制技術(shù)，對于現(xiàn)有的LED驅(qū)動電路進行了改進，從而提升了產(chǎn)品質(zhì)量，同時也提高了用戶體驗！