占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器和脈沖寬度調(diào)制調(diào)光電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器和脈沖寬度調(diào)制調(diào)光電路。所述占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器包括：輔助供電模塊，被配置為基于輸入的直流電壓提供穩(wěn)定的電壓輸出，其中，輔助供電模塊包括作為電壓輸出的基準(zhǔn)的穩(wěn)壓器，并且在輔助供電模塊的輸入和地之間耦接有第一電容器；波形振蕩器，被配置為基于所述電壓輸出產(chǎn)生具有預(yù)定波形的周期性電壓信號(hào)；以及比較器，被配置為將波形振蕩器產(chǎn)生的電壓信號(hào)與輸入的電壓可調(diào)節(jié)的控制信號(hào)進(jìn)行比較，以產(chǎn)生占空比可調(diào)的脈沖。
【專利說明】占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器和脈沖寬度調(diào)制調(diào)光電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體涉及脈沖發(fā)生器領(lǐng)域和調(diào)光控制領(lǐng)域，具體地，涉及一種占空比可調(diào)的脈沖發(fā)生器以及使用該脈沖發(fā)生器的脈沖寬度調(diào)制(PWM)調(diào)光電路，本發(fā)明還涉及包括該P(yáng)WM調(diào)光電路的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)器以及包括該發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)器的燈。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管(LED)作為一種采用直流驅(qū)動(dòng)的新型綠色照明光源已在眾多領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用，LED具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。而且，LED可以方便地用于需要進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)的場合，這是因?yàn)長ED的發(fā)光亮度與流過LED的正向電流的大小基本上成正比關(guān)系，因此可以通過一種PWM調(diào)光方法，即在高于人眼能夠察覺的頻率下以0%?100%的不同占空比來導(dǎo)通和關(guān)斷LED來調(diào)節(jié)其發(fā)光亮度。
[0003]但是，現(xiàn)有的PWM調(diào)光控制由于產(chǎn)生PWM脈沖的控制電路的限制具有若干缺點(diǎn)，例如，調(diào)光范圍只能限于15%-100%，在調(diào)光到下限時(shí)會(huì)產(chǎn)生閃爍，調(diào)光的曲線是非線性的，在開和關(guān)時(shí)存在過沖，不能滿足標(biāo)準(zhǔn)IEC60929等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于以上問題，作出了本發(fā)明。通過應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施例，可以克服或減輕至少一個(gè)上述缺點(diǎn)。需要說明的是，雖然本發(fā)明針對上述問題而提出，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，本發(fā)明所提出的占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器和PWM調(diào)光電路不限于與發(fā)光二極管結(jié)合使用，而是可以適當(dāng)?shù)赜糜谌魏纹渌蓄愃埔蟮呢?fù)載或場合。
[0005]具體地，本發(fā)明意在提供一種調(diào)節(jié)下限低以及調(diào)節(jié)線性度高的占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器、PWM調(diào)光電路、包括該P(yáng)WM調(diào)光電路的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)器以及包括該發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)器的燈。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器，包括:輔助供電模塊，被配置為基于輸入的直流電壓提供穩(wěn)定的電壓輸出，其中，所述輔助供電模塊包括作為所述電壓輸出的基準(zhǔn)的穩(wěn)壓器，并且在所述輔助供電模塊的輸入和地之間耦接有第一電容器；波形振蕩器，被配置為基于所述電壓輸出產(chǎn)生具有預(yù)定波形的周期性電壓信號(hào)；以及比較器，被配置為將所述波形振蕩器產(chǎn)生的所述電壓信號(hào)與輸入的電壓可調(diào)節(jié)的控制信號(hào)進(jìn)行比較，以產(chǎn)生占空比可調(diào)的脈沖。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種脈沖寬度調(diào)制調(diào)光電路，包括所述占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器，用其產(chǎn)生的脈沖作為脈沖寬度調(diào)制信號(hào)。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)器，包括所述脈沖寬度調(diào)制調(diào)光電路。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供了一種燈，包括所述發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)器。
[0010]通過以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明，本發(fā)明的上述以及其他優(yōu)點(diǎn)將更加明顯?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0011]為了進(jìn)一步闡述本發(fā)明的以上和其它優(yōu)點(diǎn)與特征，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。所述附圖連同下面的詳細(xì)說明一起包含在本說明書中并且形成本說明書的一部分。其中，在所有附圖中使用了相同或相似的附圖標(biāo)記來表示相同或者相似的部件。應(yīng)當(dāng)理解，這些附圖僅描述本發(fā)明的典型示例，而不應(yīng)看作是對本發(fā)明的范圍的限定。在附圖中:
[0012]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器的結(jié)構(gòu)框圖；
[0013]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的輔助供電模塊的電路圖；
[0014]圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的鋸齒波振蕩器的電路圖；
[0015]圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的比較器的電路圖；
[0016]圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器的結(jié)構(gòu)框圖；
[0017]圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的關(guān)閉控制模塊的電路圖；
[0018]圖7是根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例的占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器的結(jié)構(gòu)框圖；
[0019]圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的輸入電流源模塊的電路圖；
[0020]圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的耦接到輸入電流源模塊的箝位電路的電路圖；
[0021]圖10是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器響應(yīng)于輸入控制信號(hào)的電壓的變化所產(chǎn)生的脈沖的占空比的變化的曲線圖；以及
[0022]圖11是列出了與圖10中所示的曲線對應(yīng)的各控制電壓和占空比的數(shù)值的表格，其中還列出了在將所產(chǎn)生的脈沖用于LED的PWM調(diào)光時(shí)，LED驅(qū)動(dòng)器的相應(yīng)的輸出電流的數(shù)值。
【具體實(shí)施方式】
[0023]在下文中將結(jié)合附圖對本發(fā)明的示例性實(shí)施例進(jìn)行描述。為了便于說明，在所描述的示例性實(shí)施例中以LED的調(diào)光電路作為應(yīng)用場合。但是應(yīng)當(dāng)明白，本發(fā)明所應(yīng)用的場合不限于此，這里所描述的實(shí)施例只是用于說明，而不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求及其等效含義來限定。
[0024]第一實(shí)施例
[0025]首先參照圖1描述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器100的結(jié)構(gòu)。如圖1所示，該占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器100被配置為產(chǎn)生占空比可調(diào)的脈沖，包括輔助供電模塊101、波形振蕩器102和比較器103。
[0026]輔助供電模塊101被配置為基于輸入的直流(DC)電壓提供穩(wěn)定的電壓輸出，其中，所述輔助供電模塊101包括作為所述電壓輸出的基準(zhǔn)的穩(wěn)壓器，并且在所述輔助供電模塊101的輸入和地之間稱接有第一電容器。
[0027]應(yīng)注意，此處所使用的“耦接”的含義包括在兩個(gè)或更多電路對象之間沒有任何插入電路對象的直接連接,也包括在兩個(gè)或更多電路對象之間通過一個(gè)或更多插入電路對象實(shí)現(xiàn)的間接連接。例如，兩個(gè)彼此直接連接的電路對象被稱為彼此“耦接”。同樣的兩個(gè)電路對象若其間連接有一個(gè)或更多插入電路對象則也被稱為彼此“耦接”。
[0028]在該模塊101中，由于采用了穩(wěn)壓器作為電壓輸出的基準(zhǔn)，因此輔助供電模塊101具有輸出穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，可以有效地減輕來自輸入的DC電壓的波動(dòng)對其他模塊的性能的影響。另外，由于在輔助供電模塊101的輸入和地之間耦接有電容器，利用電容器的儲(chǔ)能性能，使得在占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器100產(chǎn)生的脈沖的占空比很低(例如，1%)的情況下，輔助供電模塊101仍能向其他模塊提供穩(wěn)定的電壓。從而，在占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器100用于LED的PWM調(diào)光時(shí)，調(diào)光范圍的下限可以到很低，例如5%，而不會(huì)發(fā)生閃爍現(xiàn)象。
[0029]圖2示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的輔助供電模塊101的電路圖。如圖2所示，采用德州儀器公司(TI)生產(chǎn)的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源TL431作為穩(wěn)壓器。在一個(gè)實(shí)施例中，通過調(diào)節(jié)電阻器R303和R304的阻值，得到15V的電壓輸出VCC。該電壓輸出VCC提供給占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器100中的其他模塊，包括波形振蕩器102和比較器103等。
[0030]雖然這里使用了基準(zhǔn)源TL431，但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易想到也可以使用其他的穩(wěn)壓器并相應(yīng)地調(diào)整電路結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)類似的功能。
[0031]另外，在該模塊的輸入X5和地之間耦接有電容器C305，電容器C305的電容值選取為較大，例如在47微法至100微法的范圍內(nèi)，以起到存儲(chǔ)能量的作用從而避免在調(diào)光到很低時(shí)產(chǎn)生閃爍現(xiàn)象。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，其電容值優(yōu)選地為100微法。
[0032]應(yīng)該注意，圖2僅示出了輔助供電模塊101的一個(gè)示例性實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)可以想到各種修改和改變，這些修改和改變均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0033]波形振蕩器102被配置為基于所述電壓輸出產(chǎn)生具有預(yù)定波形的周期性電壓信號(hào)，該信號(hào)的波形例如可以為鋸齒形、三角形等，但是并不限于此，可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要產(chǎn)生不同形狀的波形。以下以產(chǎn)生鋸齒波為例進(jìn)行描述。
[0034]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的鋸齒波振蕩器的電路圖。如圖3所示，所述鋸齒波振蕩器包括運(yùn)算放大器U301-A、運(yùn)算放大器U301-D、三極管Q301和電容器C302，運(yùn)算放大器U301-A和運(yùn)算放大器U301-D被配置為對電容器C302進(jìn)行充放電以產(chǎn)生鋸齒波，其中，所述輔助供電模塊101的電壓輸出VCC通過分壓耦接到運(yùn)算放大器U301-A的反相輸入端和三極管Q301的集電極，運(yùn)算放大器U301-A的輸出端分別耦接到三極管Q301的基極和運(yùn)算放大器U301-D的反相輸入端，三極管Q301的發(fā)射極接地，運(yùn)算放大器U301-D的正相輸入端耦接到輔助供電模塊101的電壓輸出VCC并且經(jīng)由反向連接的二極管D302連接到地，電容器C302的一端分別耦接到運(yùn)算放大器U301-A和運(yùn)算放大器U301-D的正相輸入端以及運(yùn)算放大器U301-D的輸出端且電容器C302的另一端接地。
[0035]通過圖3所示的電路配置，提供了恒定的源電流/灌電流以對電容器C302進(jìn)行充電/放電，從而使得電容器C302上的電壓變化波形具有兩個(gè)波峰和波谷，形成鋸齒波的形狀。該鋸齒波振蕩器產(chǎn)生的鋸齒波具有線性的前沿和后沿，而且波峰和波谷都很精確。應(yīng)該注意，圖3中所示的運(yùn)算放大器U301-A和U301-D可以任意選擇，不影響該電路的性能。另外，可以通過改變電阻器R308和R309的阻值，來改變產(chǎn)生的鋸齒波的參數(shù)。
[0036]應(yīng)該注意，圖3所示的電路圖僅是鋸齒波振蕩器的一個(gè)示例。本發(fā)明的鋸齒波振蕩器不限于此，而是可以包括其各種修改和變型。這些修改和變型包括例如根據(jù)實(shí)際應(yīng)用而作出的運(yùn)算放大器型號(hào)的選擇、運(yùn)算放大器數(shù)目的增減、三極管數(shù)目的增減以及相應(yīng)的電路連接的變化等。
[0037]波形振蕩器102產(chǎn)生的電壓信號(hào)Vw耦接到比較器103。比較器103被配置為將波形振蕩器102產(chǎn)生的所述電壓信號(hào)Vw與輸入的電壓可調(diào)節(jié)的控制信號(hào)Vtol進(jìn)行比較，以產(chǎn)生占空比可調(diào)的脈沖。例如，當(dāng)電壓信號(hào)Vw高于控制信號(hào)Vtol時(shí)，比較器103輸出低電平，反之輸出高電平。
[0038]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的比較器103的電路圖。如圖4所示，比較器包括運(yùn)算放大器U301-C，其中，運(yùn)算放大器U301-C的反相輸入端耦接到波形振蕩器102的輸出Vw且正相輸入端耦接到控制信號(hào)Vtol,以輸出占空比可調(diào)的脈沖。
[0039]在波形振蕩器102為圖3所示的鋸齒波振蕩器的情況下，運(yùn)算放大器U301-C的反相輸入端輸入鋸齒波，在鋸齒波的電平高于控制信號(hào)Vetal的電平的時(shí)間段內(nèi)，運(yùn)算放大器U301-C輸出低電平,而在鋸齒波的電平低于控制信號(hào)Vctri的電平的時(shí)間段內(nèi)，運(yùn)算放大器U301-C輸出高電平。由于鋸齒波的前沿和后沿均是線性的，因此，通過調(diào)節(jié)控制信號(hào)Vtol的電平，可以實(shí)現(xiàn)輸出脈沖占空比的線性調(diào)節(jié)。
[0040]此外，在將該占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器100應(yīng)用于LED的PWM調(diào)光的情況下，可以將比較器103的輸出通過光耦合器耦接到LED的電子控制裝置(ECG)，從而實(shí)現(xiàn)到ECG次級(jí)的
基本隔離。
[0041]作為一個(gè)示例而非限制，上述控制信號(hào)Vtol的電壓可以在0-10V的范圍內(nèi)變化。此外，受到輔助供電模塊101的電壓輸出VCC (15V)的限制，比較器103輸出的PWM脈沖的幅度不會(huì)超過-20V-20V，即不會(huì)產(chǎn)生超過應(yīng)用限制的電壓，從而不會(huì)損壞ECG的電子器件。
[0042]以上參照圖1至圖4描述了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器100的結(jié)構(gòu)和功能。如上所述，該占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器100可以響應(yīng)于輸入的控制信號(hào)的電壓電平產(chǎn)生具有對應(yīng)占空比的脈沖，且在控制信號(hào)的電壓水平線性變化時(shí)，占空比也相應(yīng)地線性變化。此外，占空比的調(diào)節(jié)下限可以很低，例如，可以低至5%，遠(yuǎn)低于現(xiàn)有電路可以達(dá)到的15%的調(diào)節(jié)下限。
[0043]因此，在將上述占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器100應(yīng)用于LED的PWM調(diào)光時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)LED亮度的線性變化，例如可以在5%-100%的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無閃爍的調(diào)光。
[0044]第二實(shí)施例
[0045]圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器200的結(jié)構(gòu)框圖。圖5所示的占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器200除了包括與參照圖1描述的占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器100中相同的輔助供電模塊101、波形振蕩器102和比較器103以外，還包括關(guān)閉控制模塊201。在前面已經(jīng)具體說明了輔助供電模塊101、波形振蕩器102和比較器103的結(jié)構(gòu)和作用，在此省略其描述。
[0046]關(guān)閉控制模塊201被配置為在所述輸入的控制信號(hào)的電壓值低于預(yù)定閾值時(shí)將比較器103的輸出設(shè)置為低。通過設(shè)置該模塊201，當(dāng)輸入的控制信號(hào)Vtol低于預(yù)定預(yù)定閾值Vth時(shí)，比較器103的輸出恒為低電平，即脈沖占空比為O。
[0047]在進(jìn)行LED的PWM調(diào)光時(shí)，這使得LED的驅(qū)動(dòng)電流恒為0，即LED被關(guān)斷而不發(fā)光。這避免了在輸入很低的控制信號(hào)Vtol時(shí)產(chǎn)生閃爍現(xiàn)象。
[0048]圖6示出了關(guān)閉控制模塊201的電路圖。如圖所示，關(guān)閉控制模塊201包括運(yùn)算放大器U302-B和三極管Q302，運(yùn)算放大器U302-B的同相輸入端耦接到與所述閾值對應(yīng)的基準(zhǔn)電壓，運(yùn)算放大器U302-B的反相輸入端耦接到控制信號(hào)，運(yùn)算放大器U302-B的輸出端耦接到三極管Q302的基極，三極管Q302的集電極耦接到比較器103的輸出，且三極管Q302的發(fā)射極接地。
[0049]基準(zhǔn)電壓通過使用電阻器R328和R329對電壓輸出VCC進(jìn)行分壓獲得。當(dāng)控制信號(hào)低于該基準(zhǔn)電壓時(shí)，運(yùn)算放大器U302-B輸出正電平，使得三極管Q302導(dǎo)通，將三極管Q302的集電極電壓拉低，從而使得比較器103輸出恒為低電平。
[0050]作為一個(gè)示例，在使用占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器200產(chǎn)生PWM信號(hào)以進(jìn)行LED的1-10V的PWM調(diào)光控制時(shí)，上述基準(zhǔn)電壓可以設(shè)置為例如1.5V，對應(yīng)于5%的占空比。
[0051]此外，如圖6所示，關(guān)閉控制模塊201還包括跨接在運(yùn)算放大器U302-B的同相輸入端和輸出端之間的電阻器R330，以提供所述閾值的遲滯。該遲滯電路設(shè)置了閾值的范圍，以避免在控制信號(hào)由于某種擾動(dòng)而略微變化時(shí)運(yùn)算放大器U302-B輸出電平的不期望的改變。例如，當(dāng)基準(zhǔn)電壓設(shè)置為1.5V時(shí)，如果控制信號(hào)為1.4V且隨后變?yōu)?.6V，該遲滯電路使得運(yùn)算放大器U302-B的輸出電平保持為正。
[0052]雖然圖6示出了關(guān)閉控制模塊201的一種具體實(shí)現(xiàn)方式，但是關(guān)閉控制模塊201不限于此。通過包括該關(guān)閉控制模塊201，可以進(jìn)一步避免閃爍現(xiàn)象的發(fā)生。
[0053]第三實(shí)施例
[0054]圖7是根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例的占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器300的結(jié)構(gòu)框圖。圖7所示的占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器300除了包括與參照圖1描述的占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器100中相同的輔助供電模塊101、波形振蕩器102和比較器103和與參照圖5描述的占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器200中相同的關(guān)閉控制模塊201以外，還包括輸入電流源模塊301。在前面已經(jīng)具體說明了輔助供電模塊101、波形振蕩器102、比較器103和關(guān)閉控制模塊201的結(jié)構(gòu)和作用，在此省略其描述。
[0055]輸入電流源模塊301被配置為產(chǎn)生恒定電流，且輸入電流源模塊301的輸出通過電位器耦接到比較器103作為所述輸入的電壓可調(diào)節(jié)的控制信號(hào)。模塊301使得通過僅調(diào)節(jié)電位器即可調(diào)節(jié)控制信號(hào)的電壓，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)PWM調(diào)光。
[0056]另外，輸入電流源模塊301被配置為產(chǎn)生恒定電流，且輸入電流源模塊301的輸出耦接有齊納二極管，以使得在未耦接有電位器的情況下由所述齊納二極管將所述控制信號(hào)的電壓水平箝位在固定值。
[0057]下面參照圖8描述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的輸入電流源模塊301的電路。
[0058]如圖8所示，輸入電流源模塊301包括運(yùn)算放大器U301-B和三極管Q304，其中，運(yùn)算放大器U301-B的同相輸入端耦接到輔助供電模塊101的電壓輸出，運(yùn)算放大器U301-B的反相輸出端經(jīng)由電阻器R317和R318耦接到輔助供電模塊101的電壓輸出，三極管Q304的基極耦接到運(yùn)算放大器U301-B的輸出端，三極管Q304的發(fā)射極耦接到運(yùn)算放大器U301-B的反相輸入端，且三極管Q304的集電極經(jīng)由正向連接的二極管D304連接到輸出端。
[0059]由于運(yùn)算放大器的特性，電阻器R317和R318的兩端的電壓差為固定值，從而使得輸出恒定的電流。同時(shí)，通過調(diào)節(jié)這兩個(gè)電阻器的阻值，可以改變輸出電流的大小。
[0060]在一個(gè)實(shí)施例中，該輸入電流源模塊301輸出大小為275微安、波動(dòng)范圍為±5%的電流。
[0061]通過在輸入電流源模塊301的輸出端X2與地之間耦接電位器，可以通過改變電位器的阻值來改變輸入到比較器103的控制信號(hào)的電壓，從而實(shí)現(xiàn)脈沖占空比的調(diào)節(jié)。
[0062]此外，如圖8所示，輸入電流源模塊301的輸出端分別經(jīng)由正向連接的二極管D303和反向連接的二極管D305耦接到輔助供電模塊101的電壓輸出VCC和地。二極管D303和二極管D305分別起到輸入過壓保護(hù)和反向極性保護(hù)的作用。同時(shí)，這兩個(gè)二極管還可以起到靜電放電保護(hù)的作用。
[0063]圖9示出了耦接到輸入電流源模塊301的箝位電路的電路圖，其中，端點(diǎn)X4與圖8中的端點(diǎn)X2相連接。該箝位電路的功能是通過齊納二極管D4實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)無控制信號(hào)輸入時(shí)，輸入電流源模塊301對齊納二極管D4充電以使得模塊301的輸出端的電壓被箝位在某一固定值，例如12V。此時(shí)，對于1-10V的PWM調(diào)光控制而言，LED驅(qū)動(dòng)器輸出100%的最大電流，即LED亮度最大。
[0064]雖然以上示出了輸入電流源模塊的具體示例，但是本發(fā)明的輸入電流源模塊不限于此，而是可以包括任何能夠提供恒定電流的模塊。通過包括輸入電流源模塊301，可以方便脈沖占空比的調(diào)節(jié)，還可以為占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器300設(shè)置默認(rèn)狀態(tài)。
[0065]圖10示出了占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器300響應(yīng)于輸入控制信號(hào)的電壓的變化所產(chǎn)生的脈沖的占空比的變化的曲線圖。其中，控制電壓在1-10V范圍內(nèi)變化?？梢钥闯觯诳刂齐妷旱?.5V-9.6V的變化范圍內(nèi)，占空比在5%-100%的范圍內(nèi)基本上線性地變化。
[0066]另外，圖11中所示的表格列出了與該曲線對應(yīng)的控制電壓和占空比的數(shù)值，其中還列出了在將所產(chǎn)生的脈沖用于LED的PWM調(diào)光時(shí)，LED驅(qū)動(dòng)器的相應(yīng)的輸出電流的大小，其中LED的供電電壓為230V?？梢钥闯?，實(shí)現(xiàn)了大范圍內(nèi)的基本線性的調(diào)光。
[0067]綜上所述，在采用本發(fā)明的占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖作為PWM信號(hào)的PWM調(diào)光電路中，可以獲得出色的調(diào)光性能。具體地，可以獲得線性的調(diào)光曲線，且無閃爍調(diào)光范圍的下限可以低到例如5%。并且，可以精確地設(shè)置用于關(guān)閉控制的閾值，以使得在低于調(diào)光下限如5%時(shí)關(guān)斷發(fā)光。這些特性對于多驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)是非常重要的。
[0068]雖然在以上的描述中采用了 LED的PWM調(diào)光作為示例，但是本發(fā)明的占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器可以用于任何PWM調(diào)光電路的控制。并且，應(yīng)該理解，包括該占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器的PWM調(diào)光電路、發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)器和燈均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0069]最后，還需要說明的是，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。此外，在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0070]雖然以上參照特定實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解，所描述的實(shí)施例僅是說明性的而不是限定性的。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍的情況下，可以進(jìn)行各種修改和改變。本發(fā)明的范圍僅由所附的權(quán)利要求及其等效含義來限定。
【權(quán)利要求】
1.一種占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器，包括: 輔助供電模塊，被配置為基于輸入的直流電壓提供穩(wěn)定的電壓輸出，其中，所述輔助供電模塊包括作為所述電壓輸出的基準(zhǔn)的穩(wěn)壓器，并且在所述輔助供電模塊的輸入和地之間率禹接有第一電容器； 波形振蕩器，被配置為基于所述電壓輸出產(chǎn)生具有預(yù)定波形的周期性電壓信號(hào)；以及 比較器，被配置為將所述波形振蕩器產(chǎn)生的所述電壓信號(hào)與輸入的電壓可調(diào)節(jié)的控制信號(hào)進(jìn)行比較，以產(chǎn)生占空比可調(diào)的脈沖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器，其中，所述第一電容器具有100微法的電容。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器，其中，所述穩(wěn)壓器為TL431。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器，還包括: 關(guān)閉控制模塊，被配置為在所述輸入的控制信號(hào)的電壓值低于預(yù)定閾值時(shí)將所述比較器的輸出設(shè)置為低。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器，其中，所述關(guān)閉控制模塊包括第一運(yùn)算放大器和第一三極管，所述第一運(yùn)算放大器的同相輸入端耦接到與所述閾值對應(yīng)的基準(zhǔn)電壓，所述第一運(yùn)算放大器的反相輸入端耦接到所述控制信號(hào)，所述第一運(yùn)算放大器的輸出端耦接到所述第一三極管的基極，所述第一三極管的集電極耦接到所述比較器的輸出，且所述第一三極管的發(fā)射極接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求5 所述的占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器，其中，所述關(guān)閉控制模塊還包括跨接在所述第一運(yùn)算放大器的同相輸入端和輸出端之間的第一電阻器，以提供所述閾值的遲滯。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器，還包括: 輸入電流源模塊，被配置為產(chǎn)生恒定電流，且所述輸入電流源模塊的輸出通過電位器耦接到所述比較器作為所述輸入的電壓可調(diào)節(jié)的控制信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器，還包括: 輸入電流源模塊，被配置為產(chǎn)生恒定電流，且所述輸入電流源模塊的輸出耦接有齊納二極管，以使得在未耦接有電位器的情況下由所述齊納二極管將所述控制信號(hào)的電壓水平箝位在固定值。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器，其中，所述輸入電流源模塊包括第二運(yùn)算放大器和第二三極管，其中，所述第二運(yùn)算放大器的同相輸入端耦接到所述輔助供電模塊的電壓輸出，所述第二運(yùn)算放大器的反相輸出端經(jīng)由第二電阻器耦接到所述輔助供電模塊的電壓輸出，所述第二三極管的基極耦接到所述第二運(yùn)算放大器的輸出端，所述第二三極管的發(fā)射極耦接到所述第二運(yùn)算放大器的反相輸入端，且所述第二三極管的集電極經(jīng)由正向連接的第一二極管連接到輸出端。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器，其中，所述輸入電流源模塊的輸出端分別經(jīng)由正向連接的第二二極管和反向連接的第三二極管耦接到所述輔助供電模塊的電壓輸出和地。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器，其中，所述輸入電流源模塊輸出大小為275微安、波動(dòng)范圍為±5%的電流。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器，其中，所述波形振蕩器為鋸齒波振蕩器。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器，其中，所述鋸齒波振蕩器包括第三運(yùn)算放大器、第四運(yùn)算放大器、第三三極管和第二電容器，所述第三運(yùn)算放大器和第四運(yùn)算放大器被配置為對所述第二電容器進(jìn)行充放電以產(chǎn)生鋸齒波，其中，所述輔助供電模塊的電壓輸出通過分壓耦接到所述第三運(yùn)算放大器的反相輸入端和所述第三三極管的集電極，所述第三運(yùn)算放大器的輸出端分別耦接到所述第三三極管的基極和所述第四運(yùn)算放大器的反相輸入端，所述第三三極管的發(fā)射極接地，所述第四運(yùn)算放大器的正相輸入端耦接到所述輔助供電模塊的電壓輸出并且經(jīng)由反向連接的第四二極管連接到地，所述第二電容器的一端分別耦接到所述第三運(yùn)算放大器和所述第四運(yùn)算放大器的正相輸入端以及所述第四運(yùn)算放大器的輸出端且所述第二電容器的另一端接地。
14.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器，其中，所述比較器包括第五運(yùn)算放大器，其中，所述第五運(yùn)算放大器的反相輸入端耦接到所述波形振蕩器的輸出且正相輸入端耦接到所述控制信號(hào)，以輸出所述占空比可調(diào)的脈沖。
15.一種脈沖寬度調(diào)制調(diào)光電路，包括權(quán)利要求1-14中的任意一項(xiàng)所述的占空比可調(diào)脈沖發(fā)生器，用其產(chǎn)生的脈沖作為脈沖寬度調(diào)制信號(hào)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的脈沖寬度調(diào)制調(diào)光電路，其中，所述脈沖寬度調(diào)制信號(hào)輸出到光耦合器。
17.一種發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)器，包括權(quán)利要求15或16所述的脈沖寬度調(diào)制調(diào)光電路。
18.—種燈，包括權(quán)利`要求17所述的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)器。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK103684357SQ201210322212
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月3日
【發(fā)明者】林丹, 何俊男, 劉付曄偉, 張泉 申請人:歐司朗股份有限公司