[发明专利]基于电源斩波实现输出脉宽反馈的平滑调光的电路结构、方法、装置、处理器及其存储介质

说明书

本发明涉及一种基于电源斩波实现输出脉宽反馈的平滑调光的电路结构，包括驱动芯片、NMOS管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、MCU模块，NMOS管的门极通过第一电阻与驱动芯片相连，第二电阻与第三电阻相连，NMOS管的门极与第二电阻的一端相连，源极与第三电阻的一端相连，MCU模块与GPIO引脚与第二电阻和第三电阻的相连的一端相连。本发明还涉及一种基于电源斩波实现输出脉宽反馈的平滑调光的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质。采用了本发明的基于电源斩波实现输出脉宽反馈的平滑调光的电路结构、方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质，对因PWM脉宽改变而电源输出占空比未跟随的情况进行校准，达到电源输出电流平滑渐进的目的，改善用户体验。

技术领域

本发明涉及低功率LED调光开关电源电路领域，尤其涉及LED调光电源驱动领域，具体是指一种基于电源斩波实现输出脉宽反馈的平滑调光的电路结构、方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质。

背景技术

在低功率LED调光开关电源Buck电路驱动中，虽然CCM（ConTInuous ConducTIonMode，（电感电流）连续导通模式）模式相对于DCM（DisconTInuous ConducTIon Mode，（电感电流）断续导通模式）模式存在因为续流二极管反向恢复电荷需要时间来消耗，且存在有脉冲输入电流等缺陷，但依靠其有着输出没有脉冲纹波，电路简单、调光精度高等优点，在LED调光电源驱动中依旧是首选方案。

CCM开关电源Buck驱动常规原理图如图1所示。工作原理如下：

图1中Rcs为采样电阻，通常两端电压差为固定值，从而通过控制电感电流的峰峰值实现输出电流的调节。其中当A点为高电平，Q1导通（B点对地导通为低电平），电流流动方向为Vin+—Rcs—LED1—L1—Q1—GND，此过程中L1储存能量；当A点低电平，Q1关断时(Q1截止，B点是Vin+电压，为高电平)，电流流向为L1—D1—Rcs—LED1—L1，此过程中L1释放能量；两个过程中储存和释放的能量相等，其中Q1开通的时间决定了系统内储存和释放的能量大小，Q1开关的由驱动芯片U1提供，开关频率定义为Fsw（通常为100kHz ~400kHz），周期定义为Tsw，开通时间Tsw-on，关断时间Tsw-off。

同时该电路在工作时还需要PWM(Pulse width modulation，PWM)斩波信号来调节输出电流大小，其工作频率为Fpwm，周期Tpwm，开通时间Tpwm-on，关断时间Tpwm-off，通常Fpwm只有Fsw频率的1/10到1/100；所谓斩波，就是当PWM信号为1时，Q1可以正常开关工作；PWM信号为0时，Q1开关停止工作，仿佛这一段工作时间被“斩断”。理论上如果Fsw频率无限大，则PWM的占空比就是输出电流调节的比例，但实际情况Fsw不会无限大，通常只有PWM频率的10~100倍。

CCM开关电源Buck驱动电路的问题或缺陷：

PWM开通的时间Tpwm-on增加/减少过程中，如果增加/减少的时间ΔT时间里Q1刚好为关断状态，则ΔT内亮度就维持不变。这就导致LED在PWM斩波调光时会出现输出电流的上升/下降时出现阶梯的现象，此现象即为造成LED调光过程中闪烁/抖动的原因。

下图为基于现有CCM开关电源Buck电路进行调节LED亮度过程中电源输出电流在渐进过程中出现明显中断后电流向上跳跃，由此引起调光人眼视觉的灯光抖动，电源输出电流为通道3，如图2所示。

选取图2中PWM脉宽增加电流维持不变的区间△T为21Ms（由X1至X2），X1为电流维持不变的开始点，X2为电流维持不变的终点，其中通道1为斩波PWM，通道2为B点输出导通/截止电源输出信号，将示波器信号分辨率调整为20us/div，分别获取开始点与终点的PWM脉宽的波形图分别为图三和图四，由图可知开始与终点的PWM脉宽△X分别为52.8us 、54.4us，由于Q1存在一段截止不导通，导致在21Ms的时间PWM脉宽增加1.6us无效脉宽，且电流在该段△T区间维持不变。

发明内容