本發(fā)明涉及一種LED驅(qū)動電路，尤其涉及一種調(diào)色溫控制器及驅(qū)動電路。

背景技術(shù)：

在照明產(chǎn)品的歷史舞臺上，從早期的白熾燈發(fā)展到目前的LED照明產(chǎn)品，人們對照明產(chǎn)品的要求也從簡單的照明功能逐漸向舒適型、智能型照明功能轉(zhuǎn)變。近十年，各種LED技術(shù)如雨后春筍般出現(xiàn)，LED調(diào)色溫技術(shù)也得到了快速發(fā)展，其中開關(guān)調(diào)色溫技術(shù)因其應(yīng)用成本低、操作簡單、且無需改造現(xiàn)有開關(guān)照明系統(tǒng)而越來越受到關(guān)注。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的開關(guān)調(diào)色溫LED方案的簡化示意圖，如圖所示，AC為輸入交流電；K1為墻壁開關(guān)；d1～d4組成整流橋；C0為濾波電容，與整流橋一起將交流電整流濾波成直流電；IC1為LED恒流控制芯片；NP、NS組成變壓器；MOSFET為功率管；R1為原邊電流采樣電阻；d5為單向?qū)ǘO管；C1為輸出電容； IC2為調(diào)色溫芯片；M1、M2為兩路LED燈的控制開關(guān)管。

調(diào)色溫原理：IC2能夠檢測開關(guān)是否導(dǎo)通。開關(guān)K1第一次導(dǎo)通，IC2啟動并控制SW1為高，第一路燈LED1亮，第二路燈LED2滅；開關(guān)K1關(guān)斷，IC2掉電（但內(nèi)部的寄存器可保存狀態(tài)），兩路燈滅；開關(guān)K1第二次導(dǎo)通時， SW1為低，SW2為高，第一路燈滅，第二路燈亮；依此類推，第三次開關(guān)K1導(dǎo)通，兩路燈亮；第四次開關(guān)K1導(dǎo)通，又回到第一路燈亮。

然而，調(diào)色溫LED照明方案在家用時，有可能由于某種因素，其中一路LED燈開路了，假如是第一路。在第一次導(dǎo)通開關(guān)K1時，SW1為高，SW2為低，但由于LED1開路，LED1不亮，輸出電容C1的電壓會不斷上升，直至觸發(fā)IC1的OVP（輸出過壓保護）功能，IC1進入不斷重啟的模式，但是依然沒有燈會亮。只有手動地第二次導(dǎo)通開關(guān)K1，才能切換到第二路燈，并點亮LED2。對于用戶來說，僅僅壞了某一路LED燈時，并不一定希望立馬更換燈管，而是希望能夠使用另外一路燈進行照明，但是這樣的話，每次開燈都必須按幾次開關(guān)，顯得很繁瑣，不夠智能，體驗效果差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種輸出開路時可智能切換的調(diào)色溫芯片，可以解決調(diào)色溫方案中，因某一路LED燈開路導(dǎo)致用戶體驗效果差的缺陷。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種輸出開路時可智能切換的調(diào)色溫芯片，包括：

一個電源輸入腳，一個時鐘信號輸入腳即CLK腳，兩個開關(guān)管驅(qū)動腳，一個外接電容腳；

一供電模塊，用以產(chǎn)生內(nèi)部電源VDD和復(fù)位信號RST；內(nèi)部電源VDD連接外接電容腳；

一齊納管Z1，用以鉗位CLK腳電壓；

一開關(guān)檢測模塊，其輸入端接CLK腳，輸出端輸出標志信號OK；用于檢測調(diào)色溫芯片應(yīng)用電路中的開關(guān)是否導(dǎo)通；

一環(huán)形移位寄存器，根據(jù)調(diào)色溫芯片應(yīng)用電路中開關(guān)是否導(dǎo)通的標志信號OK的輸入，來選擇輸出信號S1、S2是否置高電平；

一驅(qū)動模塊，用以驅(qū)動S1、S2信號，在兩個開關(guān)管驅(qū)動腳上相應(yīng)產(chǎn)生SW1、SW2信號，用于驅(qū)動外接的開關(guān)管。

具體地，

供電模塊包括電阻R100、R101，二極管D101、齊納管Z101、電容C100，反相器INV101和INV102；

電阻R101的一端接調(diào)色溫芯片的電源輸入腳，另一端接二極管D101的陽極，二極管D101的陰極接電阻R100的一端、齊納管Z101的陰極，以及調(diào)色溫芯片的外接電容腳；電阻R100的另一端接電容C100的正極和反相器INV101的輸入端；齊納管Z101的陽極和電容C100的負極接地；反相器INV101的輸出端接反相器INV102的輸入端，反相器INV102的輸出端輸出復(fù)位信號RST。

具體地，

開關(guān)檢測模塊包括與門AND201、AND202，開關(guān)管M200、反相器INV201、電阻R201、電容C201,D觸發(fā)器DFF1和DFF2；

與門AND201的一個輸入端接調(diào)色溫芯片的CLK腳，另一個輸入端接復(fù)位信號RST，輸出端輸出CLK1信號并接開關(guān)管M200的柵極；電阻R201的一端接內(nèi)部電源VDD，另一端接開關(guān)管M200的漏極、電容C201的正極以及反相器INV201的輸入端；開關(guān)管M200的源極接地，電容C201的負極接地；反相器INV201的輸出端接與門AND202的一個輸入端，與門AND202的另一個輸入端接復(fù)位信號RST，輸出端輸出信號R；

D觸發(fā)器DFF1的復(fù)位端接信號R，輸出端QN接輸入D端，D觸發(fā)器DFF1的時鐘輸入端接CLK1信號；

D觸發(fā)器DFF2的復(fù)位端接信號R，D觸發(fā)器DFF2的時鐘輸入端接接D觸發(fā)器DFF1的輸出端QN；D觸發(fā)器DFF2的輸入D端接內(nèi)部電源VDD，D觸發(fā)器DFF2的輸出端Q輸出標志信號OK；

DFF1和DFF2的供電端均接內(nèi)部電源VDD。

具體地，

所述環(huán)形移位寄存器，當(dāng)內(nèi)部電源VDD和復(fù)位信號RST產(chǎn)生后，輸入信號OK第一次由低變高，輸出S1為高電平；輸入信號OK第二次由低變高，輸出S2為高電平；輸入信號OK第三次由低變高，輸出S1、S2均為高電平；輸入信號OK第四次由低變高，輸出S1為高電平；依此類推；環(huán)形移位寄存器的復(fù)位端接復(fù)位信號RST，電源端接內(nèi)部電源VDD。

本發(fā)明的優(yōu)點：本發(fā)明提供的調(diào)色溫芯片針對某一路LED燈開路可以實現(xiàn)智能地切換到另外一路LED燈點亮，無需多次按開關(guān)進行切換。

附圖說明

圖1 是現(xiàn)有技術(shù)的LED調(diào)色溫應(yīng)用方案簡化示意圖。

圖2 是本發(fā)明的LED調(diào)色溫芯片內(nèi)部框架示意圖。

圖3 是本發(fā)明的LED調(diào)色溫芯片應(yīng)用方案簡化示意圖。

圖4 是本發(fā)明的LED調(diào)色溫芯片相關(guān)信號波形示意圖。

圖5 是用以說明開關(guān)切換和輸出OVP兩種方式對CLK腳產(chǎn)生波形示意圖。

圖6 是本發(fā)明的LED調(diào)色溫芯片內(nèi)部供電模塊示意圖。

圖7 是本發(fā)明的LED調(diào)色溫芯片內(nèi)部開關(guān)檢測模塊示意圖。

圖8 是本發(fā)明的LED調(diào)色溫芯片應(yīng)用方案相關(guān)波形示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。

如圖2所示，本發(fā)明提供的輸出開路時可智能切換的調(diào)色溫芯片，包括：

一個電源輸入腳（圖2中的VCC腳），一個時鐘信號輸入腳即CLK腳，兩個開關(guān)管驅(qū)動腳（圖2中的SW1和SW2信號連接的管腳），一個外接電容腳（圖2中的VDD腳）；

一供電模塊，用以產(chǎn)生內(nèi)部電源VDD和復(fù)位信號RST；內(nèi)部電源VDD連接外接電容腳；

一齊納管Z1，用以鉗位CLK腳電壓；

一開關(guān)檢測模塊，其輸入端接CLK腳，輸出端輸出標志信號OK；用于檢測調(diào)色溫芯片應(yīng)用電路中的開關(guān)是否導(dǎo)通；

一環(huán)形移位寄存器，根據(jù)開關(guān)是否導(dǎo)通的標志信號OK的輸入，來選擇輸出信號S1、S2是否置高電平；當(dāng)內(nèi)部電源VDD和復(fù)位信號RST產(chǎn)生后，輸入信號OK第一次由低變高，輸出S1為高電平；輸入信號OK第二次由低變高，輸出S2為高電平；輸入信號OK第三次由低變高，輸出S1、S2均為高電平；輸入信號OK第四次由低變高，輸出S1為高電平；依此類推；環(huán)形移位寄存器的復(fù)位端（低電平有效）接復(fù)位信號RST，電源端接內(nèi)部電源VDD；

一驅(qū)動模塊，用以驅(qū)動S1、S2信號，在兩個開關(guān)管驅(qū)動腳上相應(yīng)產(chǎn)生SW1、SW2信號，用于驅(qū)動外接的開關(guān)管。

本發(fā)明提供的調(diào)色溫芯片的應(yīng)用架構(gòu)如圖3。AC為輸入交流電；K1為墻壁開關(guān)；d1～d4組成整流橋；C0為濾波電容，與整流橋一起將交流電整流濾波成直流電；IC1為LED恒流控制芯片；初級繞組NP、次級繞組NS組成變壓器；MOSFET為功率管；R1為原邊電流采樣電阻；IC2為本發(fā)明提出的調(diào)色溫芯片；R2為IC2的供電電阻；R3為IC2的CLK腳的檢測電阻，該電阻主要用于限流，電阻R3一端接次級繞組NS，另一端接調(diào)色溫芯片的CLK腳；d5單向?qū)ǘO管；C1為輸出電容；C2為IC2內(nèi)部電源VDD的外掛電容； M1、M2為兩路LED燈的控制功率管即開關(guān)管。

工作原理：第一次導(dǎo)通開關(guān)K1，輸出電容C1的電壓不斷上升，并通過R2為IC2供電，供電模塊產(chǎn)生內(nèi)部電源VDD和復(fù)位信號RST；同時次級繞組NS不斷通過R3為CLK引腳提供脈沖波，該脈沖波通過CLK腳內(nèi)置的齊納管Z1進行鉗位，鉗位電壓與內(nèi)部電源VDD電壓相當(dāng)；開關(guān)檢測模塊通過CLK腳檢測到連續(xù)的脈沖波后，輸出OK信號由低變高，環(huán)形移位寄存器的輸出S1變高，控制第一路LED點亮。開關(guān)K1關(guān)斷后，IC2的內(nèi)部電源VDD由于外掛電容C2的存在而能保持電壓一段時間（保持電壓的時間受C2控制），環(huán)形移位寄存器可繼續(xù)工作一段時間，并保存狀態(tài)，但CLK腳檢測不到連續(xù)脈沖信號，因而開關(guān)檢測模塊的輸出信號OK變低，環(huán)形移位寄存器的兩個輸出信號都為低，兩路LED燈都不亮。第二次導(dǎo)通開關(guān)K1，開關(guān)檢測模塊再次檢測到連續(xù)脈沖信號，輸出信號OK由低變高，環(huán)形移位寄存器輸出S2變高，第二路LED燈點亮；依此類推，第三次導(dǎo)通開關(guān)K1，點亮兩路LED燈，第四次導(dǎo)通開關(guān)K1，點亮第一路LED燈。

次級繞組NS及調(diào)色溫芯片IC2內(nèi)部相關(guān)信號的波形示意圖如圖4。次級繞組NS的電壓波形有正有負，且具體值較大，但經(jīng)過限流電阻R3和齊納管Z1鉗位后，CLK腳的電壓波形的高電平為齊納管擊穿電壓（約5.8V左右），最低值約為-0.5V左右，對IC2來說是安全的。經(jīng)過若干個CLK脈沖延遲之后，OK信號產(chǎn)生，SW1信號產(chǎn)生，第二次開關(guān)的情況類推。

這種架構(gòu)的調(diào)色溫芯片IC2可以實現(xiàn)色溫切換功能，但要實現(xiàn)輸出開路的色溫智能切換功能，電路還需進行專門的設(shè)計。先來看開關(guān)K1切換和發(fā)生輸出OVP（IC1的輸出過壓保護）兩種情況時，CLK引腳波形的相應(yīng)變化，示意波形如圖5所示。每一次開關(guān)K1導(dǎo)通時，CLK腳都能接收到無數(shù)個脈沖波形(由于IC1的PWM開關(guān)頻率很高，此處用語“無數(shù)個”表示非常多個)，開關(guān)檢測模塊可以在CLK腳經(jīng)過一定延遲之后進行判斷開關(guān)K1是否導(dǎo)通；而假如兩路LED都開路的情況下，每次發(fā)生OVP時，恒流控制芯片IC1處于不斷重啟狀態(tài)，重啟時間約幾十至幾百毫秒，重啟后IC1的CLK腳只能接收到很少個數(shù)的脈沖波形，便又會觸發(fā)OVP，IC1進行重啟。如果僅第一路LED燈開路，開關(guān)K1導(dǎo)通后，IC2控制SW1為高，導(dǎo)通M1，但是由于LED1開路，燈不亮，輸出電壓升高，直至觸發(fā)OVP，恒流控制芯片IC1重啟，經(jīng)過一百毫秒量級的時間，CLK腳再次接收到脈沖波形，如果IC2的開關(guān)檢測模塊能夠在CLK腳僅接收到幾個脈沖的條件下就使得輸出標志信號OK變高，則SW2變高，第二路LED燈點亮，并穩(wěn)住輸出電壓，不會再次因為第一路LED開路引起OVP；這樣電源方案就實現(xiàn)了輸出開路的色溫智能切換，且無需多次按墻壁開關(guān)K1，用戶能得到較好的體驗效果。第一次導(dǎo)通開關(guān)K1，若第一路LED燈開路，可以智能地切換到另外一路LED燈點亮。

本發(fā)明提供的調(diào)色溫芯片能夠很好地實現(xiàn)輸出開路色溫智能切換。

圖6示出了本發(fā)明調(diào)色溫芯片的供電模塊結(jié)構(gòu)示意圖；包括電阻R100、R101，二極管D101、齊納管Z101、電容C100，反相器INV101和INV102；

電阻R101的一端接調(diào)色溫芯片的電源輸入腳（VCC腳），另一端接二極管D101的陽極，二極管D101的陰極接電阻R100的一端、齊納管Z101的陰極，以及調(diào)色溫芯片的外接電容腳（圖2中的VDD腳）；電阻R100的另一端接電容C100的正極和反相器INV101的輸入端；齊納管Z101的陽極和電容C100的負極接地；反相器INV101的輸出端接反相器INV102的輸入端，反相器INV102的輸出端輸出環(huán)形移位寄存器的復(fù)位信號RST；電源VCC通過電阻R1101和二極管D101為內(nèi)部電源VDD的外掛電容(圖3中的C2)充電，內(nèi)部電源VDD又通過齊納管Z101進行鉗位，VDD經(jīng)過R100、C100延遲后得到復(fù)位信號RST，RST為環(huán)形移位寄存器的復(fù)位信號，內(nèi)部電源VDD與RST關(guān)系如圖6中示意波形，RST經(jīng)過一段延遲之后跟隨內(nèi)部電源VDD。

圖7為開關(guān)檢測模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意圖，包括與門AND201、AND202，開關(guān)管M200、反相器INV201、電阻R201、電容C201,D觸發(fā)器DFF1和DFF2；

與門AND201的一個輸入端接調(diào)色溫芯片的CLK腳，另一個輸入端接復(fù)位信號RST，輸出端輸出CLK1信號并接開關(guān)管M200的柵極；電阻R201的一端接內(nèi)部電源VDD，另一端接開關(guān)管M200的漏極、電容C201的正極以及反相器INV201的輸入端；開關(guān)管M200的源極接地，電容C201的負極接地；反相器INV201的輸出端接與門AND202的一個輸入端，與門AND202的另一個輸入端接復(fù)位信號RST，輸出端輸出信號R；

D觸發(fā)器DFF1的復(fù)位端（低電平有效）接信號R，輸出端QN接輸入D端，D觸發(fā)器DFF1的時鐘輸入端接CLK1信號；D觸發(fā)器DFF2的復(fù)位端（低電平有效）接信號R，D觸發(fā)器DFF2的時鐘輸入端接接D觸發(fā)器DFF1的輸出端QN；D觸發(fā)器DFF2的輸入D端接內(nèi)部電源VDD，D觸發(fā)器DFF2的輸出端Q輸出標志信號OK；DFF1和DFF2的供電端均接內(nèi)部電源VDD；

CLK腳無脈沖波形時，即CLK恒為低，則信號R為低，信號R為觸發(fā)器DFF1、DFF2的復(fù)位信號，R為低時，標志OK信號為低；

一旦CLK腳接受到脈沖波形，CLK1腳脈沖信號變高，開關(guān)管M200導(dǎo)通，電容C201電壓迅速拉低，信號R變?yōu)楦唠娖剑?/p>

當(dāng)CLK腳脈沖信號的電壓變低，M200關(guān)斷，VDD通過電阻R201對電容C201充電，這里R201和C201的值要足夠大，保證CLK腳在脈沖波的低電平期間，C201電壓不會升到足夠高，因此INV201不會翻轉(zhuǎn)，這時信號R仍為高電平。也就是說合理設(shè)計R201和C201，保證CLK端有脈沖信號時，信號R為高電平；CLK腳無脈沖信號時，信號R為低電平。

對于DFF1和DFF2，保證CLK腳在有脈沖信號時，在CLK的脈沖信號第二個上升沿，輸出信號OK變高電平。該結(jié)構(gòu)針對開關(guān)切換產(chǎn)生的CLK脈沖信號和輸出OVP產(chǎn)生的CLK脈沖信號都能夠進行檢測，實現(xiàn)色溫的切換。

圖8給出了本發(fā)明調(diào)色溫應(yīng)用方案的主要信號的波形示意圖。示意圖上標的是第二、三次開關(guān)導(dǎo)通控制色溫切換，根據(jù)前面的分析，其實某一路發(fā)生OVP也會控制色溫切換。第一次開關(guān)k1導(dǎo)通后，次級繞組NS立馬產(chǎn)生脈沖波形；CLK腳同時產(chǎn)生脈沖波形；內(nèi)部電源VDD緩慢上升，至5.8V后，RST信號產(chǎn)生，并跟隨VDD；此后OK信號產(chǎn)生，SW1產(chǎn)生。開關(guān)K1關(guān)斷后，次級繞組NS和CLK腳的脈沖消失，內(nèi)部電源VDD由于外掛電容C2的存在，而繼續(xù)維持一段時間，RST信號跟隨VDD。第二次開關(guān)導(dǎo)通后，OK信號在CLK腳第二個上升沿時變高電平，并控制SW2變高；依此類推。