CN112135390B - 调光电路及电源芯片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种调光电路及电源芯片。本发明所述调光电路通过对基准电压放大为第一放大电压,再通过信号处理模块处理,使得第一放大电压与一接收到的脉冲宽度调制调光信号的占空比产生关联,并输出第二输出电压,经滤波衰减操作后与输出电流在采样电阻上所产生的第一输出电压进行叠加,以及传送至第二放大模块的跨导放大器的反相端,由于跨导放大器的同相端连接基准电压,以使跨导放大器的反相端电压值也为基准电压,进而使得调光电路的输出电流与调光信号的占空比相关联。本发明电源芯片可以解决当采用脉冲宽度调制进行调光且输出较小电流时,容易产生多个电源芯片间的差异以及影响用户使用的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电源芯片技术领域,具体涉及一种调光电路及电源芯片。
背景技术
通常LED(发光二极管)需要恒流驱动,当要改变亮度时,需要对输出电流进行调节。常用的电流调节技术有PWM(脉冲宽度调制)方式和模拟调制方式。
PWM调光方式电路虽然简单,控制容易,总体性能较好,备爱青睐,但存在以下问题:一、随着现代人近视、视疲劳等问题,人们对用眼卫生的要求也越来越强烈,PWM调光方式产生的频闪容易引起的眼部不适,用户的使用体验不理想;二、模拟调光可以较好的避免频闪,PWM信号可能通过一定的方式,转变为模拟调光,但该方法通常是通过调节电源芯片的反馈引脚实现的。由于存在反馈引脚基准的一致性、PWM信号及其处理网络一致等的问题,因此,这种调光方式容易造成当电流较小时电流的一致性表现较差的问题,具体体现为在当对多个设备同时调整亮度时,若电流较小,则多个设备之间的亮度会存在明显的差异,影响消费者体验。
在PWM信号的工作过程中,通过使用PWM信号控制电源芯片的开启与关断。如果PWM信号的频率过低,则会出现LED闪烁的问题。同时,如果PWM信号的频率在音频范围内,则有可能会导致电感啸叫;如果PWM信号的频率过高,对电源芯片的响应速度有较高要求,如果响应速度不够,则会出现电流与占空比之间的线性度不理想。如果通过PWM信号直接控制电源芯片的反馈引脚,则对于开关电源芯片而言,反馈引脚的响应速度受电源芯片内部的开关频率的限制,而无法接受高频率的调光信号,只能通过低频进行调光,且产生的问题如上文所述。如果PWM信号经一定的方式转换为DC信号,则可以避免闪烁及啸叫的问题。但是受到***器件的一致性问题、反馈引脚的电压一致性问题以及PWM电平信号幅值的一致性问题的影响,于是当输出较小电流时产生一致性差的问题,进而容易出现部分设备的输出电流为零,LED直接不亮;并且该控制方法达不到批量生产要求。
发明内容
本发明实施例提供了一种调光电路和电源芯片,所述调光电路将调光信号的占空比与电源芯片的基准电压相关联,进而可以解决当采用脉冲宽度调制进行调光且输出较小电流时,容易产生多个电源芯片间的差异以及影响用户使用的问题。
根据本发明的一方面提供的调光电路,包括:电流采样模块,用以采集一第一输入电流,并输出第一输出电压;第一放大模块,用以接收一基准电压,并根据所述基准电压进行放大,以输出第一放大电压;信号处理模块,与所述第一放大模块相连,用以接收所述第一放大电压,并对所述第一放大电压所对应的信号进行脉冲宽度调制,以输出第二输出电压;信号整合模块,分别与所述电流采样模块和所述信号处理模块相连,用以根据所接收的所述第一输出电压和所述第二输出电压进行叠加,并输出第三输出电压;以及第二放大模块,与所述信号整合模块相连,用以放大所述第三输出电压以及所述基准电压的误差并输出第四输出电压,所述第四输出电压用以控制电源芯片功率管的占空比。
可选的,所述第一放大模块包括:运算放大器、第二电阻和第三电阻;其中,所述运算放大器的第一电源端连接一供电电压端,所述运算放大器的第二电源端接地,所述运算放大器的同相输入端接收所述基准电压,所述运算放大器的反相输入端分别连接所述第二电阻的第一端以及所述第三电阻的第二端,所述运算放大器的输出端连接所述第一放大模块的输出端;所述第二电阻的第二端接地;所述第三电阻的第一端连接所述运算放大器的输出端。
可选的,所述电流采样模块包括:采样电阻和发光二极管;其中所述采样电阻的第一端分别连接所述发光二极管的阴极以及所述电流采样模块的输出端,所述采样电阻的第二端接地;所述发光二极管的阳极接收第一输入电流,所述发光二极管的阴极连接所述电流采样模块的输出端。
可选的,所述信号处理模块包括:第一比较器、第一晶体管和第二晶体管;其中,所述第一比较器的第一电源端连接一供电电压端,所述第一比较器的第二电源端接地,所述第一比较器的同相输入端接收一脉冲宽度调制电压信号,所述第一比较器的反相输入端接收所述基准电压;所述第一晶体管的栅极连接所述第一比较器的输出端,所述第一晶体管的源极连接所述第一放大模块的输出端,所述第一晶体管的漏极连接所述信号处理模块的输出端;以及所述第二晶体管的栅极分别连接所述第一比较器的输出端以及所述第一晶体管的栅极,所述第二晶体管的源极接地,所述第二晶体管的漏极分别连接所述第一晶体管的漏极以及所述信号处理模块的输出端。
可选的,当所述脉冲宽度调制电压信号的电压值大于所述基准电压时,所述第二晶体管为导通,所述第一晶体管为截止;当所述脉冲宽度调制电压信号的电压值小于所述基准电压时,所述第二晶体管为截止,所述第一晶体管为导通。
可选的,所述信号整合模块包括:第一电阻、第四电阻、第五电阻和第一电容;其中,所述第一电阻的第一端连接所述电流采样模块的输出端,所述第一电阻的第二端连接所述信号整合模块的输出端;所述第一电容的第一端连接于所述第四电阻的第二端和所述第五电阻的第一端的连接点,所述第一电容的第二端接地;所述第四电阻的第一端接收所述第二输出电压;所述第五电阻的第二端连接所述信号整合模块的输出端。
可选地,所述第二放大模块包括:误差放大单元以及补偿单元;其中,所述误差放大单元用以接收所述第三输出电压以及所述基准电压,并将二者的压差放大并输出第一电流信号;所述补偿单元的第一端连接所述误差放大单元的输出端,所述补偿单元的第二端接地,所述补偿单元根用以据所述第一电流信号输出相应的第四输出电压。
可选的,所述误差放大单元包括:跨导放大器;所述跨导放大器的第一电源端连接一供电电压端,所述跨导放大器的第二电源端接地,所述跨导放大器的反相输入端接收所述第三输出电压,所述跨导放大器的同相输入端接收所述基准电压,所述跨导放大器的输出端输出所述第一电流信号。
可选地,所述补偿单元包括:第六电阻以及第二电容;所述第六电阻的第一端分别连接所述误差放大单元的输出端以及所述第二放大模块的输出端,所述第六电阻的第二端连接所述第二电容的第一端;所述第二电容的第二端接地。
本发明还提供一种电源芯片,所述电源芯片包括:第一放大模块,用以接收一基准电压,并根据所述基准电压进行放大,以输出第一放大电压;信号处理模块,与所述第一放大模块相连,用以接收所述第一放大电压并对第一放大电压所对应的信号进行脉冲宽度调制,以输出第二输出电压;信号整合模块,与所述信号处理模块相连,用以根据所接收的第一输出电压和所述第二输出电压进行叠加,以输出第三输出电压,其中所述第一输出电压为与所述电源芯片相连的外部电流采样模块的输出端所输出;第二放大模块,与所述信号整合模块相连,用以接收所述第三输出电压以及所述基准电压,并将二者的压差放大后输出第一电流信号,所述第一电流信号经流过补偿单元后输出第四输出电压;第二比较器,所述第二比较器的同相端连接振荡器,所述第二比较器的反相端接收所述第四输出电压,所述第二比较器比较所述振荡器的输出电压与所述第四输出电压,根据比较结果相应的输出第五输出电压;当所述振荡器的输出电压大于所述第四输出电压时,所述第五输出电压为高电平,当所述振荡器的输出电压小于所述第四输出电压时,所述第五输出电压为低电平;锁存模块,与所述第二比较器相连,用以接收并存储所述第五输出电压以及所述第一触发信号;以及驱动模块,与所述锁存模块相连,用以根据所述第一触发信号控制所述电源芯片的功率管的导通或截止,所述第五输出电压为高电平,所述电源芯片的功率管为截止状态,当所述第五输出电压为低电平,所述电源芯片的功率管为导通状态。
本发明的实施例中提供一种调光电路及电源芯片。本发明所述调光电路通过对基准电压放大为第一放大电压,再通过信号处理模块处理,使得第一放大电压与一接收到的脉冲宽度调制调光信号的占空比产生关联,并输出第二输出电压,经滤波衰减操作后与输出电流在采样电阻上所产生的第一输出电压进行叠加,以及传送至第二放大模块的跨导放大器的反相端,由于跨导放大器的同相端连接基准电压,以使跨导放大器的反相端电压值也为基准电压,进而使得调光电路的输入电流与调光信号的占空比相关联。本发明电源芯片可以解决当采用脉冲宽度调制进行调光且输出较小电流时,容易产生多个电源芯片间的差异以及影响用户使用的问题。
附图说明
下面结合附图,通过对本发明的具体实施方式详细描述,将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为本发明一实施例中的一种调光电路的示意图。
图2为本发明一实施例中的一种调光电路的连接图。
图3为本发明一实施例中的不同基准电压VREF偏差下,输出电流IO随占空比D的变化示意图。
图4为本发明一实施例中的一种电源芯片的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
具体的,请参阅图1所示,本发明提供一种调光电路100,包括:电流采样模块110、第一放大模块120、信号处理模块130、信号整合模块140以及第二放大模块150。
所述电流采样模块110用以采集一第一输入电流IO,并输出第一输出电压VRCS。
所述第一放大模块120用以接收一基准电压VREF,并根据所述基准电压进行放大,以输出第一放大电压VA。
所述信号处理模块130与所述第一放大模块120相连,用以接收所述第一放大电压VA,并对所述第一放大电压VA所对应的信号进行脉冲宽度调制,以输出第二输出电压VB。
所述信号整合模块140分别与所述电流采样模块110和所述信号处理模块130相连,用以根据所接收的所述第一输出电压VRCS和所述第二输出电压VB进行叠加,以输出第三输出电压VD。
所述第二放大模块150与所述信号整合模块140相连,用以放大所述第三输出电压以及所述基准电压的误差并输出第四输出电压,所述第四输出电压用以控制芯片功率管的占空比,进而可以调节电源芯片的输出电流,即灯串LED(由多个发光二极管DI串联)电流,也就是流过采样电阻RCS的电流。
参照图2所示,以下将具体说明各个模块的结构和功能。
所述电流采样模块110包括:采样电阻RCS和发光二极管DI。其中所述采样电阻RCS的第一端分别连接所述发光二极管DI的阴极以及所述电流采样模块110的输出端,所述采样电阻RCS的第二端接地。所述发光二极管DI的阳极接收第一输入电流IO并连接正向端子LED+,所述发光二极管DI的阴极连接所述电流采样模块110的输出端。
在所述电流采样模块110中,灯串LED与采样电阻RCS串连,所以灯串LED的电流ILED等于流过采样电阻RCS上的电流IRCS,也等于第一输入电流IO。因此,流过采样电阻RCS的第一输入电流IO所产生的电压压降记为VRCS,即为第一输出电压VRCS。
所述第一放大模块120包括:运算放大器OP、第二电阻R2和第三电阻R3。
所述运算放大器OP的第一电源端连接一供电电压端,所述运算放大器OP的第二电源端接地,所述运算放大器OP的同相输入端接收所述基准电压VREF,所述运算放大器OP的反相输入端分别连接所述第二电阻R2的第一端以及所述第三电阻R3的第二端,所述运算放大器OP的输出端连接所述第一放大模块120的输出端;所述第二电阻R2的第二端接地;所述第三电阻R3的第一端连接所述运算放大器OP的输出端。
在第一放大模块120中,运算放大器OP与第二电阻R2、第三电阻R3组成同相运放大器,对所述基准电压VREF进行放大。第一放大电压VA的计算公式如下:VA=VREF*(R3/R2+1)。
所述信号处理模块130包括:第一比较器COMP1、第一晶体管Q1和第二晶体管Q2。
所述第一比较器COMP1的第一电源端连接一供电电压端VDD,所述第一比较器COMP1的第二电源端接地,所述第一比较器COMP1的同相输入端接收一脉冲宽度调制电压信号VPWM,所述第一比较器COMP1的反相输入端接收所述基准电压VREF。
所述第一晶体管Q1的栅极连接所述第一比较器COMP1的输出端,所述第一晶体管Q1的源极连接所述第一放大模块120的输出端,所述第一晶体管Q1的漏极连接所述信号处理模块130的输出端;所述第二晶体管Q2的栅极分别连接所述第一比较器COMP1的输出端以及所述第一晶体管Q1的栅极,所述第二晶体管Q2的源极接地,所述第二晶体管Q2的漏极分别连接所述第一晶体管的漏极以及所述信号处理模块的输出端。
当所述脉冲宽度调制电压信号VPWM的电压值大于所述基准电压时,所述第二晶体管Q2为导通,所述第一晶体管Q1为截止。当所述脉冲宽度调制电压信号VPWM的电压值小于所述基准电压VREF时,所述第二晶体管Q2为截止,所述第一晶体管Q1为导通。
需说明的是,脉冲宽度调制电压信号VPWM为PWM调光信号的幅值信号,当脉冲宽度调制电压信号VPWM的电压值大于基准电压VREF时,第二晶体管Q2导通,第一晶体管Q1截止;当脉冲宽度调制电压信号VPWM的电压值小于基准电压VREF时,第二晶体管Q2截止,第一晶体管Q1导通。所述信号处理模块130相于产生了一个高电平幅值为VA,低电平幅值为0,占空比为1-D的方波信号,于是,第二输出电压VB的平均电压为:VB=(1-D)*VA。
所述信号整合模块140包括:第一电阻R1、第四电阻R4、第五电阻R5和第一电容C1。
所述第一电阻R1的第一端连接所述电流采样模块110的输出端,所述第一电阻R1的第二端连接所述信号整合模块140的输出端。所述第一电容C1的第一端连接于所述第四电阻R4的第二端和所述第五电阻R5的第一端的连接点,所述第一电容C1的第二端接地。所述第四电阻R4的第一端接收所述第二输出电压VB;所述第五电阻R5的第二端连接所述信号整合模块140的输出端。
由于第四电阻R4、第一电容C1的时间常数设置为远大于调光频率,因此,第二输出电压VB的电压信号经过第四电阻R4、第一电容C1后可滤波为直流电压VC的电压信号。
需说明的是,第三输出电压VD电压可以认为是两部分电压叠加而形成的,一部分来自第二输出电压VB,另一部分来自第一输出电压VRCS。通过利用叠加原理,可以计算获得第三输出电压VD。
当第二输出电压VB单独作用时,第三输出电压VD可以记作为VD1。由于采样电阻RCS相比于第一电阻R1非常小,通常为几十毫欧到几百毫欧,因此,可以忽略采样电阻RCS的影响,进而VD1计算公式如下:
VD1=(VB*R1)/(R1+R4+R5)
当第一输出电压VRCS单独作用时,第三输出电压VD可以记作为VD2:
VD2=(VRCS*(R4+R5))/(R1+R4+R5)
两路信号叠加之后的第三输出电压VD为VD1与VD2之和,即得到等式1:
VD=(VB*R1)/(R1+R4+R5)+(VRCS*(R4+R5))/(R1+R4+R5)。
将第二输出电压VB和第一输出电压VRCS的值代入至等式1中,可以得到等式2:
VD=(VREF*(R3/R2+1)*(1-D)*R1)/(R1+R4+R5)+(IO*RCS*(R4+R5))/(R1+R4+R5)。
所述第二放大模块150包括:误差放大单元以及补偿单元1501。
所述误差放大单元用以接收所述第三输出电压VD以及所述基准电压VREF,并将二者的压差放大并输出第一电流信号。
所述补偿单元1501的第一端连接所述误差放大单元的输出端,所述补偿单元1501的第二端接地,所述补偿单元用以根据所述第一电流信号输出相应的第四输出电压VE。
所述误差放大单元包括跨导放大器EA。
所述跨导放大器EA的第一电源端连接一供电电压端VDD,所述跨导放大器EA的第二电源端接地,所述跨导放大器EA的反相输入端接收所述第三输出电压VD,所述跨导放大器EA的同相输入端接收所述基准电压VREF,所述跨导放大器EA的输出端输出所述第一电流信号。
所述补偿单元1501包括:第六电阻RCOMP以及第二电容CCOMP。
所述第六电阻RCOMP的第一端分别连接所述跨导放大器EA的输出端以及所述第二放大模块150的输出端,所述第六电阻RCOMP的第二端连接所述第二电容CCOMP的第一端,所述第二电容CCOMP的第二端接地。
所述补偿单元1501将所述第二放大模块150形成闭环。
在所述跨导放大器EA中,正常工作时,当第三输出电压VD与基准电压VREF值相等时,即VD=VREF,如果同时设置相应的电阻,使:R3/R2+1=(R1+R4+R5)/R1且R1<<R4+R5,则等式2以写为:
VREF=VREF*(1-D)+IO*RCS
整理求IO:
IO=D*VREF/RCS,从而实现占空比D对输出电流IO的调节。
其中占空比D可以在0~1之间变化,当占空比D为1时,输出电流最大,当占空比D为0时,电源芯片的功率管为截止。在电源芯片的生产过程中,基准电压VREF不可避免的会产生一定的误差。虽然理论上提升基准电压VREF的精度可以减小输出电流IO时一致性问题,但是基准电压VREF的精度无法无限提升。目前常见的基准电压VREF精度在1%~5%之间。
若将PWM信号与滤波网络叠加到电源芯片的反馈引脚上,假设定义设定的最大输出电流为IOMAX,并假设基准电压VREF有5%的误差范围,则在输出电流IO为最大时,实际输出电流IO范围是IOMAX±5%*IOMAX。考虑到人眼对光线的敏感度,一般来说,这些误差人眼是无法分辨;但在输出电流IO为较小时,若此时设定的最小输出电流为IOMIN,那么实际输出电流IO范围将是IOMIN±5%*IOMAX。由于IOMIN值一般较小,因此,该范围的电流误差足以让用户感觉出亮度的差异。
通过使用本发明的电路,输出电流偏差ΔIO与基准电压VREF的偏差ΔVREF的关系如下:
∆IO=(D*∆VREF)/RCS。
同样假设偏差ΔVREF=5%*VREF,则当最大电流输出时(D=1),则
ΔIO=5%*IOMAX。
如图3所示,当输出电流为较小的电流值时,如D=0.01时,输出电流偏差ΔIO=0.05%*IOMAX;基准电压偏差造成的误差被衰减100倍。可见在占空比D为很小时,由基准电压VREF的偏差所引起的输出电流的误差可以极大地降低,甚至完全忽略。如图3所示,标记11为1.05*VREF偏差线,标记12为零偏差,标记13为0.95*VREF偏差线。
本发明实施例中提供一种调光电路100,可应用于电源芯片。所述电源芯片的反馈电压接入至调光电路。其中,将电源芯片的基准电压VREF进行比较放大、补偿后,传送至后级运算,用以控制功率管的导通或截止。
调光电路100还可应用于恒流型芯片,由于反馈引脚要采样输出电流IO在采样电阻RCS所产生的电压来控制输出电流,因此,为了减小采样电阻的损耗,通常将基准电压VREF设置得比较低,例如为0.1V~0.2V。
如图4所示,本发明还提供一种电源芯片200。所述电源芯片200包括:供电模块210、第一放大模块220、信号处理模块230、信号整合模块240、第二放大模块250、锁存模块260、驱动模块270、振荡器280、以及第二比较器COMP2。
所述供电模块210连接引脚VCC。
所述第一放大模块220用以接收一基准电压VREF,并根据所述基准电压进行放大,以输出第一放大电压VA。
所述信号处理模块230用以接收第一放大电压VA并对第一放大电压VA所对应的信号进行脉冲宽度调制,以输出第二输出电压VB。
信号整合模块240与所述信号处理模块230相连,用以根据所接收的第一输出电压VRCS和所述第二输出电压VB,叠加输出第三输出电压VD,所述第一输出电压VRCS为与所述电源芯片相连的外部电流采样模块的输出端输出。
所述第二放大模块250与所述信号整合模块240相连,用以接收所述第三输出电压VD以及所述基准电压VREF,并将二者的压差放大后输出第一电流信号,所述第一电流信号流过补偿单元后输出第四输出电压VE。
所述第二比较器COMP2的同相端连接振荡器280,所述第二比较器COMP2的反相端接收所述第四输出电压VE,所述第二比较器COMP2比较所述振荡器280的输出电压以及所述第四输出电压VE,根据比较结果相应的输出第五输出电压VF;当所述振荡器280的输出电压大于所述第四输出电压VE时,所述第五输出电压VF为高电平,当所述振荡器280的输出电压小于所述第四输出电压VE时,所述第五输出电压VF为低电平。
所述锁存模块260与所述第二比较器COMP2的输出端相连,用以接收并存储所述第五输出电压VF。
所述驱动模块270与所述锁存模块260相连,用以根据所述第五输出电压VF控制所述电源芯片的功率管的导通或截止。当所述第五输出电压VF为高电平,所述电源芯片的功率管为截止状态,当所述第五输出电压VF为低电平,所述电源芯片的功率管为导通状态。
本发明的电源芯片200原理如下:由于电源芯片200的基准电压VREF电压值比较小,不能直接与PWM信号产生关联,本发明需要通过第一放大模块220对基准电压VREF大A倍,运放输出的信号幅值A*VREF的第一放大电压VA;再通过信号处理模块230处理对第一放大电压VA进行处理,使第一放大电压VA与输入的PWM调光信号的占空比相关联,并且所述信号处理模块230输出的关联电压变为(1-D)*A*VREF,即为第二输出电压VB。由于第二输出电压VB幅值比较大,不能直接与采样电阻RCS上的电压信号进行整合,需要通过信号整合模块240进行衰减,将第二输出电压VB衰减为原来的1/A倍,与输出电流IO在采样电阻上RCS产生的第一输出电压VRCS叠加到一起,并传送至第二放大模块250的跨导放大器的反相端,由于跨导放大器的同相端连接基准电压源VREF,故反相端电压值也为VREF,即可得到:
VREF=VREF*(1-D)+IO*RCS
整理求IO:
IO=D*VREF/RCS。
从公式可以看出,输出电流IO与电源芯片200的占空比D,电源芯片的基准电压VREF与采样电阻阻值相关。对于批量生产的电源芯片200而言,其基准电压VREF值会存在正负偏差,因此输出电流IO也会受到基准电压VREF精度的影响。
本发明电源芯片200可以解决当采用脉冲宽度调制进行调光且输出较小电流时,容易产生多个电源芯片间的差异以及影响用户使用的问题。
本发明通过改变PWM信号的占空比D,改变输出电流IO。当占空比为100%时,输出电流IO为最大。当占空比为0时,输出电流IO为0。若需要将输出电流IO调小,只有通过降低占空比D才能实现。当占空比D降至1%时,输出电流IO=0.01*VREF/RCS。于是,多个电源芯片之间输出电流的差异ΔIO=0.01*ΔVREF/RCS。由于偏差ΔVREF本来已经很小,再加上被衰减100倍,于是,当输出电流为较小时,多个电源芯片之间的差异可以忽略,人眼肯定无法识别到,从而实现调光时输出电流较小且电源芯片的一致性较高的功能,以解决目前市面上恒流芯片调光时输出电流较小且电源芯片的一致性较差的问题。
以上对本发明实施例所提供的一种调光电路、电源芯片进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用以帮助理解本发明的技术方案及其核心思想;本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例的技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种调光电路,其特征在于,所述调光电路包括:
电流采样模块,用以采集一第一输入电流,并输出第一输出电压;
第一放大模块,用以接收一基准电压,并根据所述基准电压进行放大,以输出第一放大电压;
信号处理模块,与所述第一放大模块相连,用以接收所述第一放大电压,并对所述第一放大电压所对应的信号进行脉冲宽度调制,以输出第二输出电压;
信号整合模块,分别与所述电流采样模块和所述信号处理模块相连,用以根据所接收的所述第一输出电压和所述第二输出电压进行叠加,并输出第三输出电压;以及
第二放大模块,与所述信号整合模块相连,用以放大所述第三输出电压以及所述基准电压的误差并输出第四输出电压,所述第四输出电压用以控制电源芯片功率管的占空比。
2.根据权利要求1所述的调光电路,其特征在于,
所述第一放大模块包括:运算放大器、第二电阻和第三电阻;其中,
所述运算放大器的第一电源端连接一供电电压端,所述运算放大器的第二电源端接地,所述运算放大器的同相输入端接收所述基准电压,所述运算放大器的反相输入端分别连接所述第二电阻的第一端以及所述第三电阻的第二端,所述运算放大器的输出端作为所述第一放大模块的输出端;所述第二电阻的第二端接地;所述第三电阻的第一端连接所述运算放大器的输出端。
3.根据权利要求1所述的调光电路,其特征在于,
所述电流采样模块包括:采样电阻和发光二极管;其中所述采样电阻的第一端连接所述发光二极管的阴极,其连接点作为所述电流采样模块的输出端,所述采样电阻的第二端接地;所述发光二极管的阳极接收第一输入电流,所述发光二极管的阴极连接所述电流采样模块的输出端。
4.根据权利要求1所述的调光电路,其特征在于,
所述信号处理模块包括:第一比较器、第一晶体管和第二晶体管;其中,
所述第一比较器的第一电源端连接一供电电压端,所述第一比较器的第二电源端接地,所述第一比较器的同相输入端接收一脉冲宽度调制电压信号,所述第一比较器的反相输入端接收所述基准电压;
所述第一晶体管的栅极连接所述第一比较器的输出端,所述第一晶体管的源极连接所述第一放大模块的输出端,所述第一晶体管的漏极作为所述信号处理模块的输出端;以及
所述第二晶体管的栅极分别连接所述第一比较器的输出端以及所述第一晶体管的栅极,所述第二晶体管的源极接地,所述第二晶体管的漏极分别连接所述第一晶体管的漏极以及所述信号处理模块的输出端。
5.根据权利要求4所述的调光电路,其特征在于,
当所述脉冲宽度调制电压信号的电压值大于所述基准电压时,所述第二晶体管为导通,所述第一晶体管为截止;
当所述脉冲宽度调制电压信号的电压值小于所述基准电压时,所述第二晶体管为截止,所述第一晶体管为导通。
6.根据权利要求1所述的调光电路,其特征在于,
所述信号整合模块包括:第一电阻、第四电阻、第五电阻和第一电容;其中,
所述第一电阻的第一端连接所述电流采样模块的输出端,所述第一电阻的第二端连接所述信号整合模块的输出端;所述第一电容的第一端连接于所述第四电阻的第二端和所述第五电阻的第一端的连接点,所述第一电容的第二端接地;所述第四电阻的第一端接收所述第二输出电压;所述第五电阻的第二端作为所述信号整合模块的输出端。
7.根据权利要求1所述的调光电路,其特征在于,
所述第二放大模块包括:误差放大单元以及补偿单元;其中,
所述误差放大单元用以接收所述第三输出电压以及所述基准电压,并将二者的压差放大并输出第一电流信号;
所述补偿单元的第一端连接所述误差放大单元的输出端,所述补偿单元的第二端接地,所述补偿单元用以根据所述第一电流信号输出相应的第四输出电压。
8.根据权利要求7所述的调光电路,其特征在于,
所述误差放大单元包括:跨导放大器;
所述跨导放大器的第一电源端连接一供电电压端,所述跨导放大器的第二电源端接地,所述跨导放大器的反相输入端接收所述第三输出电压,所述跨导放大器的同相输入端接收所述基准电压,所述跨导放大器的输出端输出所述第一电流信号。
9.根据权利要求7所述的调光电路,其特征在于,
所述补偿单元包括:第六电阻以及第二电容;
所述第六电阻的第一端分别连接所述误差放大单元的输出端以及所述第二放大模块的输出端,所述第六电阻的第二端连接所述第二电容的第一端;
所述第二电容的第二端接地。
10.一种电源芯片,其特征在于,所述电源芯片包括:
第一放大模块,用以接收一基准电压,并根据所述基准电压进行放大,以输出第一放大电压;
信号处理模块,与所述第一放大模块相连,用以接收所述第一放大电压,并对第一放大电压所对应的信号进行脉冲宽度调制,以输出第二输出电压;
信号整合模块,与所述信号处理模块相连,用以根据所接收的第一输出电压和所述第二输出电压进行叠加,以输出第三输出电压,其中所述第一输出电压为与所述电源芯片相连的外部电流采样模块的输出端所输出;
第二放大模块,与所述信号整合模块相连,用以接收所述第三输出电压以及所述基准电压,并将二者的压差放大后输出第一电流信号,所述第一电流信号流过补偿单元后输出第四输出电压;
第二比较器,所述第二比较器的同相端连接振荡器,所述第二比较器的反相端接收所述第四输出电压,所述第二比较器比较所述振荡器的输出电压与所述第四输出电压,根据比较结果相应的输出第五输出电压;当所述振荡器的输出电压大于所述第四输出电压时,所述第五输出电压为高电平,当所述振荡器的输出电压小于所述第四输出电压时,所述第五输出电压为低电平;
锁存模块,与所述第二比较器的输出端相连,用以接收并存储所述第五输出电压;以及
驱动模块,与所述锁存模块相连,用以根据所述第五输出电压控制所述电源芯片的功率管的导通或截止,当所述第五输出电压为高电平,所述电源芯片的功率管为截止状态,当所述第五输出电压为低电平,所述电源芯片的功率管为导通状态。
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