一种控制两列并联的LED光的电源管理系统的制作方法

本发明涉及对led电源管理系统，具体涉及一种控制两列并联的led光的电源管理系统。

背景技术

在电子产品中需要对两个不同的器件的灯光进行控制，比如对电脑的屏幕和键盘需要提供led光的照明，并且不同的时候不同的器件要求的亮度要求不同，从而需要对两列并联的led光的电源提供管理。

技术实现要素：

所要解决的技术问题：

本发明提供一种对电源管理的系统，通过该系统电路可以实现对电脑或者手机不同器件的灯光控制，比如电脑的屏幕灯光和键盘灯光。

技术方案：

一种控制两列并联的led光的电源管理系统，包括boost开关变换器、主数字控制电路和亮度控制电路；其特征在于：

所述主数字控制电路产生dpwm和psm相结合的控制信号来控制boost开关变换器中的功率开关管的通断;

亮度控制电路控制两列并联的负载白光led的电流，实现对白光led的亮度可调功能；

所述主数字控制电路中产生dpwm信号的电路包括振荡器，分频器，比较器，加/减计数器和占空比调节器；所述比较器产生比较输出电压的反馈信号和参考电压信号，根据输出电压变化情况输出控制信号，所述输出控制信号控制加/减计数器；加/减计数器根据比较器输出的控制信号产生数字信号控制占空比调节器产生dpwm信号；产生的dpwm信号与比较器输出的控制信号同时输入两输入的与门产生基于dpwm的psm信号；

所述psm信号与boost开关变换器的功率开关管相连，控制boost开关变换器的功率开关管；

所述亮度控制电路维持稳定系统输出电流；每列负载白光led电路包括一个误差放大器，所述误差放大器的正输入端与led灯的阴极电压相连，所述误差放大器的负输入端输入参考电压；所述误差放大器的输出端与加/减计数器相连。

进一步地，所述加/减计数器为十进制计数器。

进一步地，ldo稳压器中输入端的参考电压改变方式为数字方式或模拟方式或pwm方式。

在本发明中先产生dpwm信号的电路，通过将dpwm信号与控制信号同时通过与门实现产生psm信号，通过这个过程能够简化了电路，使主数字控制器可以用于产生dpwm和psm相结合的控制信号来控制功率开关管的通断从而实现对boost开关变换器的控制，从而通过改变亮度控制电路的参考电压的大小达到控制led灯的作用。

有益效果：

（1）通过采用加/减计数器实现dpwm控制器信号。通常dpwm控制器为了产生数字的pwm信号，通常需要类似adc和dsp复杂且昂贵的子模块。而本发明只需要一个简单的加/减计数

器即可实现dpwm信号，既降低了电路设计的复杂性，也降低了芯片成本。

（2）在亮度控制电路中采用的ldo稳压器将传统的ldo中的反馈电阻去掉，直接把输出电压接到误差放大器的输入端，起到了只需要调节参考电压即可以控制led的亮度。

附图说明

图1为本发明的总体构架图；

图2为本发明中亮度控制电路中的ldo稳压器；

图3为本发明的参考电压的控制示意图；

图4为本发明的整体仿真结果。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行说明：

如图1所示，本系统由三个电路组成：包括boost开关变换器、主数字控制电路和亮度控制电路。所述主数字控制电路产生dpwm和psm相结合的控制信号来控制功率开关管的通断;亮度控制电路用来控制两列并联的负载白光led的电流，从而可以实现白光led的亮度可调功能。

一般情况下，psm信号通过一个二输入与门来实现，即在一个输入端输入恒频恒宽的周期脉冲信号，在另一个输入端输入控制信号，通过与门逻辑运算可以输出一个受控制信号控制的周期信号，即psm信号。而本发明中需要产生一个基于dpwm的psm控制信号，并且可以在产生传统psm信号的基础上，把其中一个输入端的恒频恒宽周期脉冲信号换成dpwm信号即可，如图1所示。dpwm信号由振荡器、分频器、比较器、加/减计数器和占空比调节器共同作用产生。其中振荡器和分频器用于产生加/减计数器和占空比调节器工作时所需的时钟信号。比较器和通常的误差放大器所起的作用是一样的，即比较输出电压的反馈信号和参考电压信号，根据输出电压变化情况，输出控制信号。这个控制信号用于控制加/减计数器和产生psm信号的与门的另一个输入端。加/减计数器根据比较器输出的控制信号来决定工作在加计数器模式还是减计数器模式，从而输出数字信号来控制占空比调节器产生dpwm信号。

根据加/减计数器的设计原理，整个主数字控制电路的工作过程是:在芯片上电之初，输出电压vout,，很低不能达到驱动白光led的目的，即白光led的阴极电压vch1和vch2

为零。此时比较器和两个ldo的输出均为高电平，这个高电平信号使加/减计数器置位在0100状态，即vout将在25%占空比的pwm信号控制下逐步上升。直至vout足以使负载白光led导通，这时vch1和vch2均大于零，两ldo输出发生翻转，由高电平变为低电平，此时的加/减计数器不再处于0100的置位状态。但是由于此时的vout还没达到预设值，比较器的输出还没发生翻转，仍为高电平，使加/减计数器工作在加模式，即此时vout将在占空比逐步上升的dpwm信号控制下逐步增大，直至达到预设值。

一旦vout,达到白光led串的最大正向导通电压，系统进入稳定状态。此时主数字控制电路将根据输入电压或者负载电流的变化情况来调节m1栅极的信号，维持输出稳定。如:vout大于其额定值时，比较器输出会从高电平变为低电平，这个控制信号不仅使加/减计数器工作在减模式，dpwm信号的占空比减小，同时还会控制与门阻止dpwm信号传递给m1的栅极，这意味着m1将被关断几个开关周期来减小vout，直到vout降为其额定值为止。这正反映了pam调制特性。

如图2所示为亮度控制电路中的ldo稳压器。根据ldo中误差放大器ea工作在深度负反馈状态，输出电压和参考电压vref相等。此时流过负载的电流即流过白光led的电流可以表示为:

由上式可以看出，只需通过调节vref的值，就可达到控制led亮度的目的。

如图3所示为亮度控制电路中参考电压的控制示意图。芯片采用两个内部的dac分别控制带隙基准电压源的两个输出值vref1和vref2，两个dac的输入信号a1,b1,a2和b2为芯片外部的控制信号，通过控制a1,b1,a2和b2的值，可以达到控制vref值的目的。其中控制参考电压的方式可以为数字方式或模拟方式或pwm方式。

如图4为系统整体仿真图即psm特性的体现。设计参数如下:输入电压取典型值3.6v，每排白光led上的输出电流为20ma,且每排上串联3个白光led灯。其整体仿真结果如图4所示。从图中可以看出，每排白光led的电流均能稳定在预设的20ma，且两列电流匹配的很好。从图4右侧的局部放大图可以看出芯片工作在psm模式下，每正常工作4个开关周期，关断2个周期。输出电压纹波在40mv左右。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明的，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。