[发明专利]一种数码化多通道线性控制模块、系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及LED驱动控制集成电路技术领域，特别是涉及一种数码化多通道线性控制模块、系统及方法。

背景技术

近年来，多通道线性控制电路成为LED驱动集成电路发展的一个新方向。多通道线性控制电路是在交流市电输入条件下控制LED照明的一个简单而又有效的驱动方案，利用一系列开关电路将串联的LED灯珠逐段地接通或关闭，使串联的LED灯串的正向驱动电压和输入交流市电电压相匹配，加上电路的恒流控制，从而满足LED的恒流照明的控制要求。

为了使开关能有效地控制串联的LED灯串的正向驱动电压，使其与输入电压相匹配，目前采用的控制方案如下：

如图1所示为现有的多通道线性驱动方案，包括电压输入模块11、串联的多段LED、控制各段LED导通或关断的功率管、采样电阻Rcs及驱动控制模块12。当输入电压升至大于第一段LED的正向驱动电压VF1时，开通第一通道功率管M1，并控制第一段LED实现恒流工作；当电压继续升至大于第一、第二段的LED正向驱动电压总和VF1+VF2时，打开第二段的通道功率管M2，同时关闭第一段的功率管M1，并控制两段串联的LED实现恒流工作；依此类推，直到输入电压升至接近峰值，最后的功率管接通所有串联的LED，同时关闭其他通道，从而使所有LED灯串都工作在恒流状态。当输入交流电压从正弦峰值下降时采用一个逆向的逻辑控制使通道开关管依次关闭和开启，从而使LED灯串上的正向驱动电压值始终低于输入电压，以实现直接控制的目的。

但是，现有的多通道线性驱动方案存在以下问题：

1、随着输入电压的上升，LED负载逐段开启；电压下降时再逐段关闭。因此，每段的实际工作时间不同，其中第一段LED的工作时间最长，其次是第二段LED，依此类推；由此带来了亮度不均匀和负载有效寿命不等的问题。

2、线性工作时输入和负载的关系为Vi＝Vds+Vfi，其中，Vi为输入电压、Vds为LED的漏源电压、Vfi为各段LED的正向驱动电压，则每一段的效率为Vfi/Vi，各段LED的正向驱动电压基本接近相当是一个固定值(相当于Vftotal/N，Vftotal为整个LED灯串的正向导通电压，N为串联控制通道的阶数)，而输入电压Vi是一个正弦输入的变量，随着输入电压Vi的上升，LED的漏源电压Vds将随之上升，从而效率会大幅下降。一直到输入电压Vi上升到大于2Vfi+Vds(min)，下一组开关开始工作，效率升为2Vfi/Vi，然后重复上述效率下降的过程，显然减小每段正向驱动电压Vfi，即增加串联控制的阶段数会是一个有效的解决方案。一般这类实际工作电路有3～6阶，如果上升为10～20阶，可以有效地提高工作效率，但是控制通道也随之升为10～20阶，控制电路的成本要大幅上升，所以这样的应用没有实用价值，因此现有的多通道线性驱动方案存在效率受限的问题。

因此，如何解决现有技术中多通道线性驱动方案中存在的各LED亮度不均、有效寿命不等问题，同时提高效率已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种数码化多通道线性控制模块、系统及方法，用于解决现有技术中各LED亮度不均、有效寿命不等及效率受限等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种数码化多通道线性控制方法，所述数码化多通道线性控制方法至少包括：

对输入电压进行采样，将所述输入电压的采样信号进行模数转换以得到相应的N位数字信号，将N位数字信号转换为相应的N路开关驱动信号，其中，N为不小于2的自然数；

各路开关驱动信号分别对串联的N段LED灯段进行开关控制，各LED灯段的正向导通电压分别为2ⁿVF，0≤n<N，其中，n为对应数字信号的位数，VF为设定的单元正向导通电压；随着所述输入电压的升高，点亮的LED灯的数量依次增多，各LED灯在所述输入电压的一个周期内的实际工作时间概呈相同。

优选地，所述数字信号的值与所述输入电压的幅值成正比。

优选地，所述数码化多通道线性控制方法还包括对流经各LED灯段的电流进行采样，并根据采样电流进行输出电流的恒流控制。

优选地，当各通道的数字信号的相应位信号为“0”时，对应的开关驱动信号为第一电流或第一电压，对应的开关闭合，对应的LED灯段被短路而无法点亮；当各通道的数字信号的相应位信号为“1”时，对应的开关驱动信号为第二电流或第二电压，对应的开关断开，对应的LED灯段中有电流流过并被点亮。