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1、(10)申请公布号 CN 101998745 A (43)申请公布日 2011.03.30 CN 101998745 A *CN101998745A* (21)申请号 200910056635.2 (22)申请日 2009.08.19 H05B 41/38(2006.01) (71)申请人 上海星调光电照明科技有限公司 地址 200443 上海市闸北区长临路380 弄 145 号甲603 室 (72)发明人 汪宗纯 (54)发明名称 PWM/PFM 同步控制调光电路 (57)摘要 本发明公开了一种 PWM/PFM 同步控制调光 电路，包括电源电路、PWM 产生电路、PWM 控 制 电 路、 O。
2、SC 电 路、 PFM 控 制 电 路 以 及 PWM/ PFM 同 步 控 制 电 路、 功 能 控 制 电 路 和 驱 动 电 路。 根 据 控 制 信 号 的 变 化 要 求 而 产 生 脉 冲 宽 度 和 脉 冲 频 率 同 步 按 比 例 线 性 变 化 的 可 调 节 电 路， 通 过 驱 动 电 路 控 制 负 载 达 到 调 节 功 率 的 一 种 调 光 控 制 电 路， 可 应 用 于 日 光 灯、 高 压 钠 灯、 金 卤 灯 等 气 体 放 电 灯 的 调 光， 适 用 电 子 领 域 和 微 电 子 领 域。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权。
3、局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 1 页CN 101998751 A 1/1 页 2 1. 一 种 PWM 和 PFM 同 步 控 制 调 光 电 路， 用 脉 冲 宽 度 和 脉 冲 频 率 变 化 调 节 负 载， 在 占 空 比 1 100 的 脉 冲 宽 度 和 设 定 的 脉 冲 频 率， 同 步 线 性 方 法 调 节 的 一 种 气 体 放 电 灯 调 光 电路。电路内部包括电源电路、 PWM 产生电路、 PWM 控制电路、 OSC 电路、 PFM 控制电路、 PWM/ PFM 同步控制电路、 功能控制电路和驱动电路。 2. 根 据 权 利 要 。
4、求 1 所 述 的 PWM 控 制 电 路， 其 特 征 在 于 ： 该 电 路 通 过 对 光 源 亮 度 的 设 定 要 求 调 节 所 对 应 的 脉 冲 宽 度， 达 到 相 应 的 光 源 亮 度， 脉 冲 宽 度 的 变 化 与 亮 度 变 化 呈 函 数 关 系。 3. 根 据 权 利 要 求 1 所 述 的 PFM 控 制 电 路， 其 特 征 在 于 ： 该 电 路 根 据 对 光 源 亮 度 的 设 定 要 求 调 节 所 对 应 的 脉 冲 频 率 达 到 相 应 的 光 源 亮 度， 脉 冲 频 率 的 变 化 与 亮 度 变 化 也 呈 函 数 关 系。 4. 根 据。
5、 权 利 要 求 1 所 述 的 同 步 控 制 电 路， 其 特 征 在 于 ： 该 电 路 PWM 控 制 电 路 和 PFM 控 制电路根据光源亮度的设定要求， 使PWM 和PFM 同步线性变化， 使 输到该电路的电平信号为 一 个 PWM、PFM 分 别 反 向 变 化 后 合 成 的 一 种 动 态 脉 冲 信 号， 按 设 定 要 求 的 变 化 规 律， 线 性 变 化和同步控制。 5. 根 据 权 利 要 求 书 1 所 述 的 功 能 控 制 电 路， 其 特 征 在 于 ： 该 电 路 根 据 负 载 光 源 对 专 业 技术要求， 对电路的稳定健康工作设置了静止区时间。 。
6、温度保护、 软启动、 极低功率启动、 最 大功率最小功率限制等功能。 权 利 要 求 书 CN 101998745 ACN 101998751 A 1/2 页 3 PWM/PFM同步控制调光电路 技术领域 0001 本 发 明 属 于 高 频 脉 冲 电 子 与 集 成 微 电 子 技 术 领 域， 涉 及 一 种 气 体 放 电 灯 调 光 电 路， 具体涉及一种PWM/PFM 同步控制调光电路。 技术背景 0002 绿 色 照 明 是 二 十 一 世 界 最 具 发 展 前 景 的 高 新 技 术 领 域 之 一， 绿 色 照 明 不 仅 仅 是 传 统 的 节 能 和 提 高 经 济 效。
7、 益， 更 重 要 的 是 着 眼 资 源 合 理 利 用 和 环 境 保 护， 在 满 足 照 明 质 量 和 视觉环境条件下的更高要求。 0003 调 光 技 术 在 白 炽 灯 中 有 较 广 泛 的 应 用， 可 采 用 调 压 的 方 案。 白 炽 灯 是 一 种 电 阻 性 负 载， 当 灯 电 压 变 化 时， 灯 功 率 和 亮 度 也 发 生 变 化， 但 这 种 调 光 方 法 并 不 节 能。 以 25W 的 白 炽灯泡为例， 在电压下降到60时， 灯的亮度只有原来的30。 气体放电灯( 包括日光灯、 高压钠灯、 金卤灯等) 具有负阻特性。 当施加于灯管两端电压低于触发电。
8、压时， 灯呈现高阻 关 断 状 态， 没 有 电 流 流 过， 一 旦 外 加 电 压 达 到 灯 触 发 电 压， 灯 管 导 通， 其 两 端 的 电 压 迅 速 降 低， 电 流 增 大 呈 现 负 阻 特 性， 因 而 不 能 用 调 节 电 压 的 方 法 来 实 现 调 光，PWM/PFM 同 步 控 制 这 种调光方法比较节能， 在功率下降到60时， 灯的亮度还有原来的70。 0004 本 发 明 是 遵 循 气 体 放 电 灯 的 规 律 来 实 现 调 光 的 一 种 方 法， 通 过 调 光 控 制 使 灯 发 光 效率高、 光色好、 寿命长、 性能稳定、 美观节能， 符合。
9、绿色环保节能的要求。 发明内容 0005 本 发 明 提 供 一 种 PWM/PFM 同 步 控 制 调 光 电 路， 用 脉 冲 宽 度 和 脉 冲 频 率 变 化， 调 节 负 载 在 占 空 比 1 100 的 脉 冲 宽 度 和 设 定 的 脉 冲 频 率 变 化 范 围， 按 照 调 光 负 载 的 亮 度 要求同步线性调节方法调节气体放电灯亮度的一种调光电路。 0006 脉冲宽度调节法(PWM) 是利用改变供电脉冲电压占空比的方法来实现调光。 当脉 冲宽度增加时， 则脉冲占空比上升， 灯的负载电压不变， 灯的功率加大， 从而实现调光。 0007 脉冲频率调节法(PFM) 是利用调节。
10、供电脉冲频率的方法来实现调光。 当脉冲 频率 增加时， 则电感的阻抗增加， 导致流过灯负载的电流下降从而是实现调光。 0008 本 发 明 的 实 质 是 通 过 脉 冲 宽 度 和 脉 冲 频 率 的 变 化 调 节 气 体 放 电 灯 的 功 率， 为 了 使 灯正常工作， 在稳定条件下灯电压不可低于灯管导通电压阀值。 因此改变灯功率(P IV) 的 可 行 方 案 是 改 变 灯 的 电 流， 在 灯 的 工 作 负 载 网 络 串 联 回 路 中， 由 于 谐 振 电 压 的 阻 抗 是 频 率的函数(ZL 2fL)。 当频率增加时， 电感感抗增加， 灯电流减小， 灯功率降低， 灯光则。
11、变 暗。 电路内部设置一个同步线性变化的电压控制振荡器， 改变VCO 的电压， 则可以改变振荡 频率， 从而实现调光。 0009 PWM/PFM 同 步 控 制 是 一 种 比 较 复 杂 的 控 制 方 法， 表 现 在 输 出 脉 冲 波 形 中 是 一 种 PWM 和PFM 分别反向变化后合成的一种动态脉冲波形。 对功率而言， 脉冲占空比大， 频率低， 输出功率大 ； 脉冲占空比小， 频率高， 输出功率小， 同步控制通过反相合成来实现。 在灯工作 频率最低点， 设置最高占空比的脉冲宽度。 灯 在最高频率上输出功率则最小， 当频率升高脉 说 明 书 CN 101998745 ACN 101。
12、998751 A 2/2 页 4 冲宽度变狭， 灯功率减小， 灯光变暗， 达到同步线性调光。 0010 单纯的PWM、 PFM 也能实现调光， 但存在着各自实施方案的不足之处。 采用PWM、 PFM 同步控制调光方法， 能发挥两者的优点， 克服不足之处， 达到最佳的调光效果。 附图说明 0011 下面结合附图和实施例对本发明专利作详细说明 0012 附图1 为本发明PWM/PFM 同步控制调光电路功能框图 0013 附图2 为调光功率在52亮度的波形图 具体实施方式 0014 PWM/PFM 同步控制调光电路， 包括电源电路、 信号电路、 PWM 产生电路、 PWM 控制电 路、 OSC 电路。
13、、 PFM 控制电路、 同步控制电路、 功能控制电路和驱动电路 0015 结合附图1 为对发明PWM/PFM 同步控制调光电路功能做进一步说明 ： 0016 电源电路内部经稳压后产生精密基准电压， 为内部所有单元电路供电。 0017 振 荡 电 路 外 接 最 低 频 率 设 定 电 路， 并 从 基 准 源 通 过 PFM 电 路 对 电 容 器 充 电， 在 电 容器设定后， 其振荡频率由PFM 控制电路对电容器充电电流大小决定， 通过V/F 变换使频率 发生变化。 0018 PWM 产生电路， 基准电压和采样反馈信号通过误差放大器比较放大后， 输出的差值 信号和锯齿波信号叠加， 通过设定。
14、电平进行放大从而改变输出脉冲的宽度。 0019 PWM 和PFM 控制电路， 经过设定的调光控制信号作用于PWM 控制电路和PFM 控制电 路， 产生PWM 信号和PFM 信号。PWM 按照信号电平改变脉冲宽度， 若信号电平增加则脉冲宽 度 减 小，PFM 按 照 信 号 电 平 改 变 脉 冲 频 率， 若 信 号 电 平 增 加 则 脉 冲 周 期 减 小， 而 脉 冲 频 率 增 加。 0020 PWM/PFM 同 步 控 制 是 一 种 比 较 复 杂 的 控 制 方 法， 表 现 在 输 出 脉 冲 波 形 中 是 一 种 PWM 和PFM 分别反向变化后合成的一种动态脉冲波形。 对。
15、功率而言， 脉冲占空比大， 频率低， 输出功率大 ； 脉冲占空比小， 频率高， 输出功率小， 同步控制 通过反相合成来实现。 0021 驱 动 电 路 含 有 双 端 相 位 相 反 的 输 出， 驱 动 NPN 晶 体 管， 上 部 NPN 晶 体 管 导 通 下 部 NPN 晶体管关闭， 驱动功率的大小决定后级负载功率的大小。 0022 功 能 保 护 电 路 根 据 负 载 光 源 的 专 业 技 术 要 求 对 电 路 的 稳 定 健 康 工 作 设 置 了 静 止 区时间、 温度保护、 软启动、 极低功率启动。最大功率和最小功率限制等电路。 0023 上 述 仅 为 本 发 明 的 一 个 具 体 实 施 案 例， 但 本 发 明 的 设 计 构 思 并 不 局 限 于 此， 在 上 述 实 施 案 例 的 基 础 上 能 够 作 多 种 变 化。 凡 利 用 此 构 思 对 本 发 明 进 行 非 实 质 性 改 动， 均 属 于 侵犯本发明保护范围的行为。 说 明 书 CN 101998745 ACN 101998751 A 1/1 页 5 图1 图2 说 明 书 附 图 CN 101998745 A。