解密晶丰明源LED无极调光专利

【嘉德点评】晶丰明源的该项专利技术改进了无线控制系统输出的脉冲宽度调制信号PWM控制LED驱动系统的控制方式，突破了PWM信号最小高电平时间和最小低电平时间不能小于LED驱动系统一个开关周期的限制，可以实现PWM信号真正无极控制LED驱动。

集微网消息，上海晶丰明源半导体股份有限公司(下称“晶丰明源”)成立于2008 年10 月，多年来，一直深耕LED照明驱动芯片领域。作为国际领先的LED照明驱动芯片设计企业之一，多次引领细分行业技术革新，例如于行业内率先实现具有领先性的单芯片技术以及无VCC电容技术,契合下游LED照明制造厂商成本优化的需求。

随着国家对节能环保的大力提倡，LED照明作为一种新技术，具有绿色，节能，环保的特点而被广泛推广。随着LED照明技术的深入发展，各种智能照明控制的需求越来越多，包括墙壁开关调光，或是采用2.4G、蓝牙、zigbee、wifi以及红外等无线控制的智能照明正处于爆发式发展的前夕。

这些智能照明需求的发展同时也要求用于LED照明的LED驱动控制电路能够兼容这些无线控制模块，能够实现各种智能调光的需求。典型的带有无线控制器的智能LED照明系统包括：无线控制系统和LED驱动系统两大模块。

而目前现有的LED驱动控制电路很难能够兼容各种无线智能控制器的控制，在调光的过程中，容易造成LED闪灯，不能实现真正的无极调光，对客户造成不好的调光体验。

因此针对以上问题，晶丰明源在16年6月22日申请了一项名为“一种脉冲宽度调制控制信号调光控制电路、控制方法及LED驱动系统”的发明专利（申请号：201610459744.9），申请人为上海晶丰明源半导体有限公司。

根据目前该专利公布的资料，让我们一起来看看这项LED无极调光技术吧。

首先我们要明白为何现有技术容易造成LED闪灯，原因如上图所示，上图为现有技术的LED驱动系统的一实施例的模块示意图。LED驱动系统包括连接交流电压的整流桥滤波模块、储能模块、LED负载、功率控制开关模块、电感峰值电流控制模块、零电流检测模块、LED开路保护模块，以及LED恒流控制模块。

其中整流桥滤波模块将交流电压整形成一个近似的直流电压；储能模块和功率控制开关模块形成整个系统的功率管控制级；电感峰值电流控制模块的功能是控制电感的峰值电流，通过检测电感峰值电流控制模块中的电流检测电阻上的电压信号Vcs，并反馈一个峰值电流信号CS_Peak；零电检测模块的功能是检测系统的退磁点，当电感电流下降为零达到退磁点时，输出退磁结束信号ZXC和退磁时间信号Tdmeg；LED开路保护模块的功能是将零电检测模块输出的退磁时间与参考基准时间比较来实现LED开路保护。

由于无线控制系统输出的脉冲宽度调制控制信号PWM的随机性与LED驱动系统中功率控制开关模块开启和关闭的无关性，因此在某些时刻，PWM信号为零时，功率控制开关模块被PWM信号强制关闭，导致系统的退磁时间(Tdmeg)错误的小于参考基准时间(Tovp)，从而错误的触发LED驱动系统中的LED开路保护OVP如果PWM信号低电平的时间小于Tovp的时间，即OVP信号在PWM信号产生的清零信号结束之后产生，错误的OVP保护信号会导致LED闪灯。

由于有上述这样的问题，传统的PWM调光控制系统要求PWM信号的最小低电平时间和最小高电平时间必须大于LED驱动系统的一个开关周期，因此不能够实现真正的PWM无极调光控制。据此，该发明提供一种脉冲宽度调制控制信号调光控制电路。如下图所示，脉冲宽度调制控制信号调光控制电路包括功率控制开关模块11以及DIM控制模块12。

功率控制开关模块用于控制LED驱动电路的开启和关闭，DIM控制模块与功率控制开关模块相连，用于接收脉冲宽度调制控制信号，在脉冲宽度调制控制信号为低电平时，输出DIM_OFF信号以强制关闭功率控制开关模块，在脉冲宽度调制控制信号变成高电平时，输出DIM_ON信号以强制开启功率控制开关模块。

根据这个脉冲宽度调制控制信号调光控制电路，可以对于现有技术的LED驱动系统进行改进，从而避免LED闪灯的问题。

如上所示，LED驱动系统包括连接交流电压的整流桥滤波模块、储能模块、LED负载、功率控制开关模块、电感峰值电流控制模块、零电流检测模块、LED开路保护模块，LED恒流控制模块以及DIM控制模块。

其中，DIM控制模块接收无线控制系统发出的脉冲宽度调制信号(PWM)并输出DIM_ON信号以及DIM_OFF信号，DIM_OFF信号输出到功率控制开关模块以关闭功率控制开关模块，同时DIM_OFF信号输出到零电检测模块以控制关闭零电检测模块，DIM_ON信号输出到LED恒流控制模块以控制输出Ngate信号来开启功率控制开关模块。

脉冲宽度调制信号PWM的低电平时间远小于LED驱动系统的一个开关周期，在脉冲宽度调制信号PWM变成低电平时，功率控制开关模块被脉冲宽度调制信号PWM提前关闭,在该周期内不是一个完整的开关周期。

在PWM信号变成高电平以后，由PWM信号产生的DIM_ON信号会强制开启功率控制开关模块，而不会等到退磁信号ZXC产生而错误触发OVP保护。从而避开了LED驱动系统的退磁时间错误的小于参考基准时间而错误的触发了OVP保护信号，因此可以达到控制LED闪灯的效果。

最后我们再来看看该方法的流程示意图。

首先，接收脉冲宽度调制控制信号，并根据脉冲宽度调制控制信号的状态生成相应的信号以控制功率控制开关模块的开启和关闭。其次，在脉冲宽度调制控制信号为低电平时，输出DIM_OFF信号强制关闭功率控制开关模块；在脉冲宽度调制控制信号变成高电平时，输出DIM_ON信号强制开启功率控制开关模块。

脉冲宽度调制控制信号调光控制方法在PWM信号为低电平时，输出DIM_OFF信号，强制关闭功率管控制开关模块和零电流检测模块；在PWM信号为高电平时，输出DIM_ON信号，强制开启功率控制开关模块。这样做的目的既避免错误进入OVP模式，也避免不能检测到退磁信号而无法进入下一个开关周期的问题，因而可以实现PWM无极调光控制。

以上就是晶丰明源的无极调光控制技术，对于现有的LED驱动电路进行了改进，从而提升了产品质量，同时也提高了用户体验！