本實(shí)用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種兼容前沿和后沿調(diào)光器的LED驅(qū)動(dòng)芯片及電路。
背景技術(shù):
LED相比傳統(tǒng)照明燈具而言具有發(fā)光效率高、使用壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。為了加速LED在照明領(lǐng)域的普及,市場(chǎng)要求在不改變傳統(tǒng)照明系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)LED燈與傳統(tǒng)燈具的直接替換。
對(duì)于調(diào)光應(yīng)用而言,傳統(tǒng)照明所用的調(diào)光器為前沿調(diào)光器和后沿調(diào)光器,兩者切相方式和應(yīng)用所要求的條件不一樣。其中前沿調(diào)光器為可控硅調(diào)光器,當(dāng)被用于LED調(diào)光時(shí),流過(guò)可控硅調(diào)光器的輸入電流必須大于其保持電流,否則調(diào)光器將無(wú)法保持正常開(kāi)啟狀態(tài),造成LED燈閃。因此LED驅(qū)動(dòng)電路需要專(zhuān)門(mén)設(shè)置針對(duì)前沿調(diào)光器應(yīng)用的工作模式,通過(guò)檢測(cè)并調(diào)整輸入電流確保前沿調(diào)光器穩(wěn)定工作。而后沿調(diào)光器因切相的原理不同,并不需要對(duì)輸入電流進(jìn)行檢測(cè)和調(diào)整,所以需要切換成針對(duì)后沿調(diào)光器應(yīng)用的工作模式。調(diào)光器通過(guò)改變對(duì)AC切相的導(dǎo)通角來(lái)確定LED的亮度。因此LED驅(qū)動(dòng)器需要檢測(cè)調(diào)光器切相后的導(dǎo)通角并轉(zhuǎn)換為芯片內(nèi)部的調(diào)光信號(hào)調(diào)整輸出電流。
如圖1所示為現(xiàn)有的兼容前沿和后沿調(diào)光器的LED驅(qū)動(dòng)電路,包括LED驅(qū)動(dòng)芯片1以及由調(diào)光器21′、整流電路22′、分壓電阻Rdiv0′和Rdiv1′、變壓器T0′、續(xù)流二極管D0′、功率MOS管M0′和采樣電阻Rcs′構(gòu)成的外圍電路2。其中,分壓電阻Rdiv0′和Rdiv1′對(duì)母線電壓Vbus′分壓得到母線的采樣電壓Vdiv′。在LED驅(qū)動(dòng)芯片內(nèi),由電阻Rf′和電容Cf′組成的低通濾波器對(duì)Vdiv′進(jìn)行濾波采樣。固定電壓源Vio′將低通濾波器得到的采樣電壓抬高得到Vf′。比較器11′將Vdiv′與Vf′進(jìn)行比較。在后沿調(diào)光器應(yīng)用中,如圖2所示,當(dāng)母線電壓Vbus′隨AC′正弦上升時(shí),由于Vbus′頻率較小可以完全通過(guò)低通濾波器,濾波電容Cf′的上極板電壓跟隨Vdiv′。當(dāng)調(diào)光器21′后沿切相時(shí),母線電壓Vbus′快速下降,濾波電容Cf′的上極板緩慢放電,其電壓大于Vdiv′。因此在整個(gè)母線電壓周期內(nèi),經(jīng)固定電壓源Vio′抬高后的Vf′始終高于Vdiv′,比較器11′輸出低電平。RS觸發(fā)器13′在芯片上電階段被復(fù)位,此時(shí)置位端被比較器11′置為低電平,輸出leadmode′保持為低電平,標(biāo)志此時(shí)調(diào)光器21′為后沿調(diào)光器。當(dāng)檢測(cè)到后沿調(diào)光器,leadmode′=0屏蔽輸入電流調(diào)整模塊14′。
在前沿調(diào)光器應(yīng)用中,如圖3所示,當(dāng)調(diào)光器21′前沿切相結(jié)束時(shí),母線電壓Vbus′快速上升,由電阻Rf′和電容Cf′組成的低通濾波器的濾波作用使得Cf′的上極板電壓不會(huì)快速跟隨Vdiv′,只能緩慢充電上升。而此時(shí)Vdiv′已快速上升且大于Vf′,比較器11′輸出高電平,RS觸發(fā)器13′被置位輸出leadmode′為高電平標(biāo)志此時(shí)調(diào)光器21′為前沿調(diào)光器。當(dāng)檢測(cè)到調(diào)光器21′為前沿調(diào)光器時(shí),leadmode′=1使能輸入電流調(diào)整模塊14′,從而實(shí)施檢測(cè)和調(diào)整系統(tǒng)輸入電流保證其大于可控硅的保持電流。調(diào)光器21′對(duì)AC′輸入切相的導(dǎo)通角采樣也是通過(guò)如圖1所示的分壓電阻Rdiv0′和Rdiv1′實(shí)現(xiàn)。分壓采樣信號(hào)Vdiv′與內(nèi)部參考基準(zhǔn)vref′通過(guò)比較器12′比較輸出方波。當(dāng)Vdiv′大于vref′時(shí),認(rèn)為調(diào)光器21′導(dǎo)通比較器12′輸出高電平,當(dāng)Vdiv′小于vref′時(shí)認(rèn)為調(diào)光器21′關(guān)斷比較器12′輸出低電平。調(diào)光器類(lèi)型檢測(cè)信號(hào)leadmode′和反映導(dǎo)通角的方波信號(hào)triac作為恒流控制模塊15′的輸入信號(hào),參與調(diào)光和恒流控制。
上述兼容前沿和后沿調(diào)光器的LED驅(qū)動(dòng)電路的主要缺點(diǎn)在于:對(duì)調(diào)光器切相類(lèi)型和導(dǎo)通角的檢測(cè)需要通過(guò)外圍分壓電阻Rdiv0′和Rdiv1′實(shí)現(xiàn)。這不僅增加了系統(tǒng)成本,而且由于分壓電阻值較大容易受干擾導(dǎo)致LED燈閃。另外,針對(duì)不同的電壓應(yīng)用和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),需要重新設(shè)計(jì)分壓電阻阻值,從而增加了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足,本實(shí)用新型提供一種改進(jìn)的兼容前沿和后沿調(diào)光器的LED驅(qū)動(dòng)芯片及電路,其無(wú)需采用外圍分壓電阻,從而避免了電阻干擾導(dǎo)致的LED燈閃問(wèn)題且同時(shí)降低了系統(tǒng)成本,而且對(duì)調(diào)光器類(lèi)型和導(dǎo)通角的檢測(cè)適用于各種電路拓?fù)浜蛻?yīng)用,無(wú)須為此重新設(shè)計(jì)系統(tǒng)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型一方面提供一種兼容前沿和后沿調(diào)光器的LED驅(qū)動(dòng)芯片,其特征在于,包括:
一用于根據(jù)一輸出采樣電壓、一內(nèi)部基準(zhǔn)電壓和一開(kāi)關(guān)最大導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)檢測(cè)調(diào)光器的導(dǎo)通角的導(dǎo)通角檢測(cè)電路,其第一輸入端連接一輸出電壓采樣端,第二輸入端連接一內(nèi)部基準(zhǔn)電壓端,第三輸入端連接一開(kāi)關(guān)最大導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)端;
一用于采樣并保持所述輸出采樣電壓的峰值的電壓峰值采樣保持電路,其輸入端連接所述輸出電壓采樣端;
一用于檢測(cè)調(diào)光器的切相類(lèi)型的調(diào)光器類(lèi)型檢測(cè)電路,其第一輸入端連接所述導(dǎo)通角檢測(cè)電路的第一輸出端,其第二輸入端連接所述電壓峰值采樣保持電路的輸出端;
一用于確認(rèn)所述調(diào)光器的切相類(lèi)型的調(diào)光器類(lèi)型確認(rèn)電路,其輸入端連接所述調(diào)光器類(lèi)型檢測(cè)電路的輸出端,其時(shí)鐘觸發(fā)端連接所述導(dǎo)通角檢測(cè)電路的第二輸出端;
一用于輸出一恒流開(kāi)關(guān)時(shí)序信號(hào)的恒流控制電路,其第一輸入端連接所述調(diào)光器類(lèi)型確認(rèn)電路的輸出端,其時(shí)鐘觸發(fā)端連接所述導(dǎo)通角檢測(cè)電路的第二輸出端;
一用于輸出一開(kāi)關(guān)信號(hào)的開(kāi)關(guān)邏輯電路,其第一輸入端連接所述導(dǎo)通角檢測(cè)電路的第三輸出端,第二輸入端連接所述開(kāi)關(guān)最大導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)端,第三輸入端連接所述恒流控制電路的輸出端,輸出端連接所述電壓峰值采樣保持電路的第一控制端;
一第三反相器,其輸入端連接所述開(kāi)關(guān)邏輯電路的輸出端,輸出端連接所述電壓峰值采樣保持電路的第二控制端;以及
一用于驅(qū)動(dòng)外圍電路的驅(qū)動(dòng)模塊,其輸入端連接所述開(kāi)關(guān)邏輯電路的輸出端,輸出端連接外圍電路。
進(jìn)一步地,所述導(dǎo)通角檢測(cè)電路包括:
一檢測(cè)電阻,其一端連接所述導(dǎo)通角檢測(cè)電路的第一輸入端,另一端連接所述導(dǎo)通角檢測(cè)電路的第一輸出端;
一比較器,其正輸入端連接所述檢測(cè)電阻的另一端,負(fù)輸入端連接所述導(dǎo)通角檢測(cè)電路的第二輸入端,輸出端連接所述導(dǎo)通角檢測(cè)電路的第三輸出端;以及
一第二RS觸發(fā)器,其復(fù)位端連接所述比較器的輸出端,置位端連接所述導(dǎo)通角檢測(cè)電路的第三輸入端,輸出端連接所述導(dǎo)通角檢測(cè)電路的第二輸出端。
進(jìn)一步地,所述電壓峰值采樣保持電路包括:
一第一開(kāi)關(guān),其輸入端連接所述電壓峰值采樣保持電路的輸入端,控制端連接所述電壓峰值采樣保持電路的第一控制端;
一第一采樣電容,其上極板連接所述第一開(kāi)關(guān)的輸出端,下極板接地;
一第二開(kāi)關(guān),其輸入端連接所述第一開(kāi)關(guān)的輸出端,控制端連接所述電壓峰值采樣保持電路的第二控制端,輸出端連接所述電壓峰值采樣保持電路的輸出端;以及
一第二采樣電容,其上極板連接所述第二開(kāi)關(guān)的輸出端,下極板接地;
進(jìn)一步地,所述調(diào)光器類(lèi)型檢測(cè)電路包括一遲滯比較器,其正輸入端連接所述調(diào)光器類(lèi)型檢測(cè)電路的第一輸入端,負(fù)輸入端連接所述調(diào)光器類(lèi)型檢測(cè)電路的第一輸入端,輸出端連接所述調(diào)光器類(lèi)型檢測(cè)電路的輸出端。
進(jìn)一步地,所述調(diào)光器類(lèi)型確認(rèn)電路包括:
一第一RS觸發(fā)器,其置位端連接所述調(diào)光器類(lèi)型確認(rèn)電路的輸入端;
一第一D觸發(fā)器,其置位端連接所述第一RS觸發(fā)器的輸出端,時(shí)鐘觸發(fā)端連接所述調(diào)光器類(lèi)型確認(rèn)電路的時(shí)鐘觸發(fā)端;
一第二D觸發(fā)器,其置位端連接所述第一D觸發(fā)器的輸出端,時(shí)鐘觸發(fā)端連接所述調(diào)光器類(lèi)型確認(rèn)電路的時(shí)鐘觸發(fā)端;
一第一上升沿脈沖產(chǎn)生電路,其輸入端連接所述第一D觸發(fā)器的輸出端;
一第二上升沿脈沖產(chǎn)生電路,其輸入端連接所述第二D觸發(fā)器的輸出端;
一第一或非門(mén),其第一輸入端連接所述第一上升沿脈沖產(chǎn)生電路的輸出端,第二輸入端連接所述第二上升沿脈沖產(chǎn)生電路的輸出端;
一第二反相器,其輸入端連接所述第一或非門(mén)的輸出端,輸出端連接所述第一RS觸發(fā)器的復(fù)位端;
一第一與非門(mén),其第一輸入端連接所述第一RS觸發(fā)器的輸出端,第二輸入端連接所述第一D觸發(fā)器的輸出端,第三輸入端連接所述第二D觸發(fā)器的輸出端;以及
一第一反相器,其輸入端連接所述第一與非門(mén)的輸出端,輸出端連接所述調(diào)光器類(lèi)型確認(rèn)電路的輸出端。
進(jìn)一步地,所述開(kāi)關(guān)邏輯電路包括:
一第二或非門(mén),其第一輸入端連接所述開(kāi)關(guān)邏輯電路的第一輸入端,第二輸入端連接所述開(kāi)關(guān)邏輯電路的第二輸入端;
一第四反相器,其輸入端連接所述第二或非門(mén)的輸出端;以及
一第二與非門(mén),其第一輸入端連接所述開(kāi)關(guān)邏輯電路的第三輸入端,第二輸入端連接所述第四反相器的輸出端,輸出端連接所述開(kāi)關(guān)邏輯電路的輸出端。
進(jìn)一步地,所述第一上升沿脈沖產(chǎn)生電路包括:
一第五反相器,其輸入端連接所述第一上升沿脈沖產(chǎn)生電路的輸入端;
一第一延遲模塊,其輸入端連接所述第五反相器的輸出端;
一第三與非門(mén),其第一輸入端連接所述第一延遲模塊的輸出端,第二輸入端連接所述第五反相器的輸入端;以及
一第六反相器,其輸入端連接所述第三與非門(mén)的輸出端,輸出端連接所述第一上升沿脈沖產(chǎn)生電路的輸出端。
進(jìn)一步地,所述第二上升沿脈沖產(chǎn)生電路包括:
一第七反相器,其輸入端連接所述第二上升沿脈沖產(chǎn)生電路的輸入端;
一第二延遲模塊,其輸入端連接所述第七反相器的輸出端;
一第四與非門(mén),其第一輸入端連接所述第二延遲模塊的輸出端,第二輸入端連接所述第七反相器的輸入端;以及
一第八反相器,其輸入端連接所述第四與非門(mén)的輸出端,輸出端連接所述第二上升沿脈沖產(chǎn)生電路的輸出端。
本實(shí)用新型另一方面提供一種兼容前沿和后沿調(diào)光器的LED驅(qū)動(dòng)電路,其包括一LED驅(qū)動(dòng)芯片和一外圍電路,其特征在于,所述LED驅(qū)動(dòng)芯片為前述權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的兼容前沿和后沿調(diào)光器的LED驅(qū)動(dòng)芯片。
進(jìn)一步地,所述外圍電路包括:
一交流電源;
一調(diào)光器,其輸入端連接所述交流電源的正輸出端;
一整流電路,其正輸入端連接所述調(diào)光器的輸出端,負(fù)輸入端連接所述交流電源的負(fù)輸出端,負(fù)輸出端接地;
一變壓器,其原邊異名端連接所述整流電路的正輸出端,副邊異名端連接一LED負(fù)載的負(fù)極;
一功率MOS管,其漏極連接所述變壓器的原邊同名端,源極連接所述輸出采樣電壓端,柵極連接所述驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端;
一采樣電阻,其一端連接所述功率MOS管的源極,另一端接地;以及
一續(xù)流二極管,其正極連接所述變壓器的副邊同名端,負(fù)極連接所述LED負(fù)載的陽(yáng)極。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案,本實(shí)用新型具有如下有益效果:
本實(shí)用新型的LED驅(qū)動(dòng)芯片和電路在應(yīng)用時(shí),無(wú)需采用外圍分壓電阻,從而避免了分壓電阻干擾導(dǎo)致的LED燈閃問(wèn)題,且同時(shí)降低了系統(tǒng)成本。另外,針對(duì)不同的電壓應(yīng)用和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),也無(wú)需重新設(shè)計(jì)分壓電阻的阻值,因此本實(shí)用新型對(duì)調(diào)光器類(lèi)型和導(dǎo)通角的檢測(cè)適用于各種電路拓?fù)浜蛻?yīng)用,無(wú)須為此重新設(shè)計(jì)系統(tǒng)。
附圖說(shuō)明
圖1為現(xiàn)有的兼容前沿和后沿調(diào)光器的LED驅(qū)動(dòng)電路的電路原理圖;
圖2為現(xiàn)有的LED驅(qū)動(dòng)電路在前沿調(diào)光器應(yīng)用中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)波形;
圖3為現(xiàn)有的LED驅(qū)動(dòng)電路在后沿調(diào)光器應(yīng)用中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)波形;
圖4為本實(shí)用新型的兼容前沿和后沿調(diào)光器的LED驅(qū)動(dòng)電路的電路原理圖;
圖5A為本實(shí)用新型中的第一上升沿脈沖產(chǎn)生電路的電路原理圖;
圖5B為本實(shí)用新型中的第二上升沿脈沖產(chǎn)生電路的電路原理圖;
圖6為本實(shí)用新型在應(yīng)用中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)波形。
具體實(shí)施方式
下面根據(jù)附圖4‐6,給出本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例,并予以詳細(xì)描述,使能更好地理解本實(shí)用新型的功能、特點(diǎn)。
圖4示出了本實(shí)用新型兼容前沿和后沿調(diào)光器的LED驅(qū)動(dòng)電路,其由本實(shí)用新型的兼容前沿和后沿調(diào)光器的LED驅(qū)動(dòng)芯片1和外圍電路2構(gòu)成。如圖4所示,本實(shí)用新型的LED驅(qū)動(dòng)芯片1包括恒流控制電路19、驅(qū)動(dòng)模塊DRV、遲滯比較器13、比較器11、RS觸發(fā)器14、RS觸發(fā)器12、D觸發(fā)器15、D觸發(fā)器16、第一與非門(mén)NAND1、第二與非門(mén)NAND2、第一或非門(mén)NOR1、第二或非門(mén)NOR2、第一反相器INV1、第二反相器INV2、第三反相器INV3、第四反相器INV4、第一上升沿脈沖產(chǎn)生電路17、第二上升沿脈沖產(chǎn)生電路18、第一開(kāi)關(guān)S1、第二開(kāi)關(guān)S2、檢測(cè)電阻Rcsin、第一采樣電容C0和第二采樣電容C1。外圍電路2包括交流電源AC、調(diào)光器21(例如可控硅調(diào)光器)、整流電路22、變壓器T0、續(xù)流二極管D0、采樣電阻Rcs和功率MOS管M0。其中,比較器11、Rcsin和RS觸發(fā)器12構(gòu)成導(dǎo)通角檢測(cè)電路,該電路通過(guò)檢測(cè)輸出采樣電壓CS以判斷母線Vbus是否為高,從而確定調(diào)光器21的導(dǎo)通角。C0、C1、S1和S2構(gòu)成電壓峰值采樣保持電路,該電路用于在M0導(dǎo)通時(shí)采樣并保持CS峰值。遲滯比較器13構(gòu)成調(diào)光器類(lèi)型檢測(cè)電路,該電路用于將當(dāng)前M0導(dǎo)通期間的CS峰值與M0前一次導(dǎo)通期間采樣保持住的CS峰值比較,判斷母線Vbus是否存在上升沿突變,從而判定調(diào)光器21的切相類(lèi)型。D觸發(fā)器15、D觸發(fā)器16、RS觸發(fā)器14、NAND1、第一反相器INV1、第一上升沿脈沖產(chǎn)生電路17、第二上升沿脈沖產(chǎn)生電路18、NOR1和第二反相器INV2構(gòu)成調(diào)光器類(lèi)型確認(rèn)電路,該電路主要負(fù)責(zé)完成累計(jì)檢測(cè)3次母線Vbus上升沿突變現(xiàn)象,輸出leadmod為高電平并鎖定,其目的是增強(qiáng)調(diào)光器21的檢測(cè)可靠性,需連續(xù)檢測(cè)到3次才確認(rèn)可控硅調(diào)光器的切相類(lèi)型。NOR2、第四反相器INV4和NAND2構(gòu)成開(kāi)關(guān)邏輯電路,在M0導(dǎo)通周期內(nèi),如果CS一直小于vref,則由tonmax關(guān)斷開(kāi)關(guān)(即功率管M0)。DRV負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)外圍的功率MOS管M0。第三反相器INV3用于配合產(chǎn)生swon的反相邏輯供電壓峰值采樣保持電路。恒流控制電路19負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)輸出恒流控制。
在圖4所示的實(shí)施例中,各部件之間的具體連接關(guān)系如下:
交流電源AC的正輸出端與調(diào)光器21的輸入端相連,其負(fù)輸出端與整流電路22的負(fù)輸入端相連。
調(diào)光器21的輸入端與AC源的正輸出端相連,其輸出端與整流電路22的正輸入端相連。
整流電路22的正輸入端與調(diào)光器21的輸出端相連,其負(fù)輸入端與AC源的負(fù)輸出端相連;整流電路22的正輸出端與變壓器T0原邊的異名端相連,其負(fù)輸出端接地。
恒流控制電路19的第一輸入端與第一反相器INV1的輸出端相連,以接收調(diào)光器類(lèi)型檢測(cè)信號(hào)leadmode,其第二輸入端與RS觸發(fā)器12的輸出端相連,以接收一調(diào)光器導(dǎo)通角信號(hào)triacb,其輸出端與與非門(mén)NAND2的第一輸入端相連,以輸出一恒流開(kāi)關(guān)時(shí)序信號(hào)ton。
與非門(mén)NAND2的第一輸入端與恒流控制電路19的輸出端相連,其第二輸入端與第四反相器INV4的輸出端相連,其輸出端與驅(qū)動(dòng)模塊DRV的輸入端和第三反相器INV3的輸入端以及第一開(kāi)關(guān)S1的控制端相連,以輸出一開(kāi)關(guān)信號(hào)swon。
驅(qū)動(dòng)模塊DRV的輸入端與與非門(mén)NAND2的輸出端相連,其輸出端與功率MOS管M0的柵極相連,以輸出一驅(qū)動(dòng)信號(hào)drv。
第三反相器INV3的輸入端與與非門(mén)NAND2的輸出端相連以接收信號(hào)swon,其輸出端與第二開(kāi)關(guān)S2的控制端相關(guān),并輸出一開(kāi)關(guān)信號(hào)swonb。
第一開(kāi)關(guān)S1的輸入端與采樣電阻Rcs的一端(即輸出電壓采樣端)相連,以接收一輸出采樣電壓CS,其輸出端與第一采樣電容C0的上極板相連。第一開(kāi)關(guān)S1受與非門(mén)NAND2的輸出信號(hào)swon控制,當(dāng)swon為高電平時(shí),第一開(kāi)關(guān)S1導(dǎo)通,否則關(guān)斷。
第一采樣電容C0的上極板與第一開(kāi)關(guān)S1的輸出端相連,其下極板接地。
第二開(kāi)關(guān)S2的輸入端與第一采樣電容C0的上極板相連,輸出端與第二采樣電容C1(C1的容值遠(yuǎn)小于C0的容值)的上極板相連。第二開(kāi)關(guān)S2受第三反相器INV3的輸出信號(hào)swonb控制,當(dāng)swonb為高電平時(shí),第二開(kāi)關(guān)S2導(dǎo)通,否則關(guān)斷。
檢測(cè)電阻Rcsin的一端與采樣電阻Rcs的一端(即輸出電壓采樣端)相連,另一端與遲滯比較器13的正輸入端相連。
遲滯比較器13的正輸入端與比較器11的正輸入端相連,其負(fù)輸入端與第二采樣電容C1的上極板相連,其輸出端與RS觸發(fā)器14的置位端相連。
RS觸發(fā)器14的置位端與遲滯比較器13的輸出端相連,其復(fù)位端與第二反相器INV2的輸出端相連,其輸出端與D觸發(fā)器15的置位端相連。
D觸發(fā)器15的置位端與RS觸發(fā)器14的輸出端相連以接收信號(hào)crs1,其時(shí)鐘觸發(fā)端與RS觸發(fā)器12的輸出端相連以接收信號(hào)triacb,其輸出端與D觸發(fā)器16的置位端相連。
D觸發(fā)器16的置位端與D觸發(fā)器15的輸出端相連以接收信號(hào)crs2,其時(shí)鐘觸發(fā)端與RS觸發(fā)器12的輸出端相連以接收信號(hào)triacb,其輸出端與與非門(mén)NAND1的第三輸入端相連。
第一上升沿脈沖產(chǎn)生電路17的輸入端與D觸發(fā)器15的輸出端相連以接收信號(hào)crs2,其輸出端與或非門(mén)NOR1的第一輸入端相連。
第二上升沿脈沖產(chǎn)生電路18的輸入端與D觸發(fā)器16的輸出端相連以接收信號(hào)crs3,其輸出端與或非門(mén)NOR1的第二輸入端相連。
或非門(mén)NOR1的第一輸入端與第一上升沿脈沖產(chǎn)生電路17的輸出端相連,其第二輸入端與第二上升沿脈沖產(chǎn)生電路18的輸出端相連,其輸出端與第二反相器INV2的輸入端相連。
第二反相器INV2的輸入端與或非門(mén)NOR1的輸出端相連,其輸出端與RS觸發(fā)器14的復(fù)位端相連。
與非門(mén)NAND1的第一輸入端與RS觸發(fā)器14的輸出端相連以接收信號(hào)crs1,其第二輸入端與D觸發(fā)器15的輸出端相連以接收信號(hào)crs2,其第三輸入端與D觸發(fā)器16的輸出端相連以接收信號(hào)crs3,其輸出端與第一反相器INV1的輸入端相連。
第一反相器INV1的輸入端與與非門(mén)NAND1的輸出端相連,其輸出端與恒流控制電路19的第一輸入端相連。
比較器11的正輸入端與遲滯比較器13的正輸入端相連,其負(fù)輸入端與一內(nèi)部基準(zhǔn)電壓端相連以接收一內(nèi)部基準(zhǔn)電壓vref,其輸出端與RS觸發(fā)器12的復(fù)位端相連。
RS觸發(fā)器12的復(fù)位端與比較器11的輸出端相連以接收信號(hào)csmin,其置位端與一開(kāi)關(guān)最大導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)端相連,以接收一開(kāi)關(guān)最大導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)tonmax,其輸出端與恒流控制電路19的第二輸入端相連。
或非門(mén)NOR2的第一輸入端與比較器11的輸出端相連以接收信號(hào)csmin,其第二輸入端與開(kāi)關(guān)最大導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)端相連,以接收開(kāi)關(guān)最大導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)tonmax,其輸出端與第四反相器INV4的輸入端相連。
第四反相器INV4的輸入端與或非門(mén)NOR2的輸出端相連,其輸出端與與非門(mén)NAND2的第二輸入端相連。
變壓器T0的原邊異名端與整流電路22的正輸出端相連,其原邊同名端與功率MOS管M0的漏端相連。其副邊同名端與續(xù)流二極管D0的陽(yáng)極相連,其副邊異名端與LED負(fù)載的陰極相連。
續(xù)流二極管的陽(yáng)極與變壓器T0副邊同名端相連,其陰極與LED負(fù)載的陽(yáng)極相連。
采樣電阻Rcs的一端與功率MOS管M0的源端相連,另一端接地。
功率MOS管M0,其漏端與變壓器T0的原邊同名端相連,其柵端與驅(qū)動(dòng)模塊DRV的輸出相連以接收驅(qū)動(dòng)信號(hào)drv,其源端與采樣電阻Rcs的一端相連。
前述第一上升沿脈沖產(chǎn)生電路17和第一上升沿脈沖產(chǎn)生電路17的電路原理圖分別如圖5A和5B所示,其中,第一上升沿脈沖產(chǎn)生電路17包括:一第五反相器IV5,其輸入端連接D觸發(fā)器15的輸出端;一第一延遲模塊171,其輸入端連接第五反相器INV5的輸出端;一第三與非門(mén)NAND3,其第一輸入端連接第一延遲模塊171的輸出端,第二輸入端連接第五反相器INV5的輸入端;以及一第六反相器INV6,其輸入端連接第三與非門(mén)NAND3的輸出端,輸出端連接第一或非門(mén)NOR1的第一輸入端。第二上升沿脈沖產(chǎn)生電路18包括:一第七反相器INV7,其輸入端連接所D觸發(fā)器15的輸出端;一第二延遲模塊181,其輸入端連接第七反相器INV7的輸出端;一第四與非門(mén)NAND4,其第一輸入端連接第二延遲模塊181的輸出端,第二輸入端連接第七反相器INV7的輸入端;以及一第八反相器INV8,其輸入端連接第四與非門(mén)NAND4的輸出端,輸出端連接第一或非門(mén)NOR1的第二輸入端。
本實(shí)用新型實(shí)施例的工作原理如下:
如圖4所示,CS經(jīng)過(guò)電阻Rcsin與內(nèi)部基準(zhǔn)電壓vref比較(vref的值可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整),當(dāng)CS小于vref時(shí),比較器11輸出csmin低電平,如果在芯片1設(shè)置的最大導(dǎo)通時(shí)間內(nèi)CS依然小于vref,則RS觸發(fā)器12被最大導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)tonmax置位,輸出triacb為高電平。如果CS大于vref則比較器11輸出高電平并對(duì)RS觸發(fā)器12復(fù)位,輸出triacb為低電平。如果CS在芯片1設(shè)定的最大導(dǎo)通時(shí)間內(nèi),仍然沒(méi)有高于vref,則認(rèn)為此時(shí)母線電壓非常低,調(diào)光器21處于關(guān)斷狀態(tài)。如果CS在最大導(dǎo)通時(shí)間內(nèi)就已經(jīng)大于vref,則認(rèn)為此時(shí)母線電壓存在,調(diào)光器21處于導(dǎo)通狀態(tài)。通過(guò)以上方式來(lái)檢測(cè)調(diào)光器21的導(dǎo)通與關(guān)斷,triacb作為調(diào)光器21的導(dǎo)通角信號(hào),高電平表示調(diào)光器21關(guān)斷,低電平表示調(diào)光器21導(dǎo)通。
如果在功率MOS管M0導(dǎo)通期間,CS小于vref,M0必須保持開(kāi)通狀態(tài)直到開(kāi)關(guān)最大導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)tonmax觸發(fā)。這樣才能保證在CS始終小于vref時(shí),tonmax能夠可靠觸發(fā)對(duì)調(diào)光器21導(dǎo)通角進(jìn)行檢測(cè)。以比較器11的輸出信號(hào)csmin和開(kāi)關(guān)最大導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)tonmax通過(guò)或非門(mén)NOR2和第四反相器INV4對(duì)恒流控制電路19輸出的開(kāi)關(guān)時(shí)序信號(hào)ton進(jìn)行屏蔽。只有當(dāng)CS大于verf或tomax觸發(fā),功率MOS管才允許被關(guān)斷。
如圖4所示,當(dāng)功率MOS管M0導(dǎo)通時(shí),第一開(kāi)關(guān)S1也導(dǎo)通,第一采樣電容C0的上極板cs1跟隨采樣電阻的CS電壓線性上升。當(dāng)功率MOS管M0關(guān)斷后,第一開(kāi)關(guān)S1也關(guān)斷,此時(shí)采樣電容上極板cs1保持在當(dāng)前的CS電壓處,即第一采樣電容C0對(duì)CS的峰值采樣。同時(shí)第二開(kāi)關(guān)S2導(dǎo)通,第二采樣電容C1與第一采樣電容C0連通,由于電荷重新分布且C1的容值遠(yuǎn)小于C0的容值,所以C1的上極板CS2快速被充電至C0上極板CS1的電壓,從而使得在功率管M0關(guān)斷后直到下次功率管關(guān)斷期間,CS的峰值被C0采樣保持并作為遲滯比較器13的負(fù)輸入信號(hào)。當(dāng)功率MOS管M0再次導(dǎo)通時(shí),CS電壓經(jīng)電阻Rcsin作為遲滯比較器13的正輸入信號(hào),如果CS線性上升的電壓值比前一個(gè)周期C1采樣到的峰值電壓高一個(gè)遲滯電壓(該遲滯電壓值可根據(jù)情況調(diào)整),則遲滯比較器13翻轉(zhuǎn)輸出高電平。功率MOS管M0關(guān)斷后,如上,新的CS峰值電壓刷新到第二采樣電容C1,等待下個(gè)開(kāi)關(guān)周期的峰值比較。如上的將當(dāng)前CS與前一個(gè)開(kāi)關(guān)周期的CS峰值進(jìn)行比較目的在于檢測(cè)CS的峰值突變現(xiàn)象。由于開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間固定,電感固定,CS峰值電壓只和輸入的母線電壓有關(guān)。當(dāng)母線電壓被前沿調(diào)光器切相時(shí),會(huì)出現(xiàn)陡峭的上升過(guò)程,從而使得CS的峰值電壓發(fā)生突變,該電路也就以此來(lái)判斷調(diào)光器和切相類(lèi)型。
為了防止可能因電網(wǎng)波動(dòng)和電路干擾等原因引起CS峰值電壓突變導(dǎo)致調(diào)光器切相類(lèi)型誤判,電路必須在連續(xù)多個(gè)(例如3個(gè))AC周期母線電壓快速上升時(shí)都檢測(cè)到CS突變信號(hào)后才輸出調(diào)光器21切相類(lèi)型檢測(cè)信號(hào)leadmode=1并鎖定。當(dāng)前沿調(diào)光器導(dǎo)通母線電壓快速上升,CS峰值突變遲滯比較器13輸出crs為高時(shí),RS觸發(fā)器14被置位輸出crs1=1。在前沿調(diào)光器關(guān)斷triacb翻轉(zhuǎn)為高電平時(shí),D觸發(fā)器15輸出crs2=1。Crs2翻轉(zhuǎn)為高電平時(shí),經(jīng)第一上升沿脈沖產(chǎn)生電路17產(chǎn)生復(fù)位脈沖信號(hào)。復(fù)位脈沖信號(hào)通過(guò)或非門(mén)NOR1和第二反相器INV2對(duì)RS觸發(fā)器復(fù)位。Crs1重新翻轉(zhuǎn)為低電平。當(dāng)前沿調(diào)光器在一次導(dǎo)通時(shí),如上,遲滯比較器13的輸出crs再次翻轉(zhuǎn)為高電平,RS觸發(fā)器14被置位輸出crs1為高電平。之后前沿調(diào)光器再次關(guān)斷,triacb的上升沿使得D觸發(fā)器16的輸出crs3=crs2=1,crs2=crs1=1。Crs3翻轉(zhuǎn)同時(shí)經(jīng)第二上升沿脈沖產(chǎn)生電路18產(chǎn)生復(fù)位脈沖,復(fù)位脈沖信號(hào)通過(guò)或非門(mén)NOR1和第二反相器INV2對(duì)RS觸發(fā)器復(fù)位。Crs1重新翻轉(zhuǎn)為低電平。當(dāng)?shù)谌吻把卣{(diào)光器導(dǎo)通時(shí),遲滯比較器13輸出crs=1,RS觸發(fā)起被再次置位,crs1=1。此時(shí)crs1=crs2=crs3=1,經(jīng)與非門(mén)NAND1和第一反相器INV1輸出leadmode=1。由于第三次前沿調(diào)光器導(dǎo)通后沒(méi)有脈沖復(fù)位信號(hào)對(duì)RS觸發(fā)器14進(jìn)行復(fù)位,從而鎖定了leadmode=1。leadmode和反映導(dǎo)通角的方波信號(hào)triac作為恒流控制模塊的輸入信號(hào),輸出恒流開(kāi)關(guān)時(shí)序信號(hào)ton,觸發(fā)驅(qū)動(dòng)模塊DRV驅(qū)動(dòng)M0輸出恒定電流。
本實(shí)用新型在應(yīng)用中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)波形如圖6所示,系統(tǒng)上電后,前沿調(diào)光器關(guān)斷時(shí),開(kāi)關(guān)swon關(guān)導(dǎo)通時(shí)間工作。前沿調(diào)光器導(dǎo)通時(shí),母線電壓Vbus快速上升,此時(shí)在開(kāi)關(guān)swon高電平時(shí)間內(nèi),CS線性上升。當(dāng)CS大于verf時(shí),導(dǎo)通角信號(hào)triacb翻轉(zhuǎn)為低電平標(biāo)志調(diào)光器導(dǎo)通。在開(kāi)關(guān)導(dǎo)通期間內(nèi),cs1跟隨CS線性上升,開(kāi)關(guān)關(guān)斷后cs1保持CS的峰值電壓直到下次開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí),繼續(xù)跟隨CS。cs2在開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)被cs1更新為當(dāng)前周期的CS峰值電壓,因此cs2為CS峰值的包絡(luò)。CS與前一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)采樣到的CS峰值信號(hào)cs2比較,在CS大于cs2時(shí),crs為高電平,之后開(kāi)關(guān)關(guān)斷,CS小于cs2,crs翻轉(zhuǎn)為低電平,因此crs呈現(xiàn)高電平脈沖信號(hào)。crs的高電平脈沖觸發(fā)crs1持續(xù)高電平。triacb的上升沿對(duì)crs1、crs2、crs3進(jìn)行移位操作,crs2被置位為高電平,同時(shí)對(duì)crs1清零復(fù)位。當(dāng)下次調(diào)光器導(dǎo)通關(guān)斷周期時(shí),重復(fù)上述過(guò)程,crs3被置位同時(shí)對(duì)crs1清零復(fù)位。第三次調(diào)光器導(dǎo)通時(shí),crs1被置位為高電平,此時(shí)crs1=crs2=crs3=1,調(diào)光器類(lèi)型檢測(cè)信號(hào)leadmode=1。由于此時(shí)crs2和crs3都未出現(xiàn)上升沿,crs1不會(huì)被清零復(fù)位,leadmode保持高電平狀態(tài)鎖定。
以上記載的,僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例,并非用以限定本實(shí)用新型的范圍,本實(shí)用新型的上述實(shí)施例還可以做出各種變化。即凡是依據(jù)本實(shí)用新型申請(qǐng)的權(quán)利要求書(shū)及說(shuō)明書(shū)內(nèi)容所作的簡(jiǎn)單、等效變化與修飾,皆落入本實(shí)用新型專(zhuān)利的權(quán)利要求保護(hù)范圍。