專利名稱：間歇工作調(diào)光led燈驅(qū)動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LED燈驅(qū)動電路，更具體地說，是涉及一種可兼容電子變壓器的可調(diào)光的間歇工作模式的LED燈驅(qū)動電路。
背景技術(shù)：
目前，很多LED燈都要求兼容傳統(tǒng)的供電裝置，例如傳統(tǒng)的鹵素燈通常采用電子變壓器作為供電裝置，而替換鹵素燈的MR16型LED燈通常也被要求兼容鹵素燈的電子變壓器，由于MR16射燈的光束集中，很難被熒光燈所取代，所以采用LED光源的MR16燈有極為廣泛的需求。但是，現(xiàn)有技術(shù)中LED燈和傳統(tǒng)鹵素燈的特征阻抗差異極大，用LED燈取代鹵素燈的過程中會造成很多問題，尤其難以解決的問題是LED燈的消耗功率大大小于傳統(tǒng)的鹵素燈，而電子變壓器要求有一定的負載電流才能維持正常的工作，而LED燈本身的消耗功率就遠低于鹵素燈，加之調(diào)光后消耗功率更低，這個特性很容易導致當把LED燈調(diào)光到亮度較小時，很多LED燈出現(xiàn)閃爍的問題。為了解決這個問題，有的方案是給現(xiàn)有的LED燈增加一個并聯(lián)的阻性負載用以增大總體消耗電流，但這樣做會浪費電能，使得換LED燈的節(jié)能優(yōu)勢失去意義。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的可調(diào)光LED燈連接電子變壓器出現(xiàn)的工作不穩(wěn)定尤其是閃爍的問題，本發(fā)明的目的是提供一種間歇工作調(diào)光LED燈驅(qū)動電路，能夠使電子變壓器輸出電流保持一定數(shù)值從而穩(wěn)定工作，而不增加額外的功率消耗電路導致降低效率。為達到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:一種間歇工作調(diào)光LED燈驅(qū)動電路，設(shè)于電子變壓器以及LED燈之間，包括:
單片機；整流橋電路，與電子變壓器的輸出端相連，所述高速整流橋電路由第一肖特基二極管、第二肖特基二極管、第三肖特基二極管以及第四肖特基二極管組成；boost升壓電路，其輸入端與所述整流橋電路的輸出端相連，所述boost升壓電路包括第二電感、第五肖特基二極管以及第一MOS場效應管；所述第一MOS場效應管與單片機相連；輸入信號檢測電路，其輸入端與所述整流橋電路的輸出端相連，所述輸入信號檢測電路包括由第一電阻以及第一電容組成的低通濾波器，所述低通濾波器與單片機相連；電源電路，其輸入端與所述boost升壓電路的輸出端相連，由線性穩(wěn)壓電源以及第六電阻組成；主電解電容電壓檢測電路和LED電壓檢測電路，其輸入端與所述boost升壓電路的輸出端相連，包括主電解電容、用于單片機測量主電解電容電壓的分壓電路以及用于單片機測量主電解電容和LED的電壓差的分壓電路；所述用于單片機測量主電解電容電壓的分壓電路由第二電阻以及第三電阻組成；所述用于單片機測量主電解電容和LED的電壓差的分壓電路由第四電阻以及第五電阻組成；buck降壓驅(qū)動電路，其輸入端與所述boost升壓電路的輸出端相連，所述buck降壓驅(qū)動電路包括第三電感、第六肖特基二極管以及第二 MOS場效應管，所述第二 MOS場效應管與單片機相連；調(diào)光信號接收電路，包括光電三極管，所述光電三極管與單片機的外部中斷引腳相連；其中，所述間歇工作調(diào)光LED燈驅(qū)動電路的前級采用固定占空比的boost升壓電路，采用間歇工作方式穩(wěn)定主電解電容電壓，開啟和關(guān)閉boost升壓電路在輸入電壓的低頻包絡(luò)谷底進行。所述低通濾波器的截止頻率位于電子變壓器輸出的高頻和低頻信號成分之間，在保留低頻同時濾除高頻信號成分，低頻信號的相位和頻率不變。所述低通濾波器的截止頻率為800Hz。所述單片機對低通濾波器輸出的模擬信號進行AD轉(zhuǎn)換獲取輸入電源電壓的低頻信號相位和頻率信息，用于確保boost升壓電路的開通和關(guān)閉在低頻信號的谷底進行。所述boost升壓電路的間歇工作占空比由主電解電壓控制，在主電解電容電壓達到設(shè)定上限時允許關(guān)閉boost升壓電路，而在主電解電容電壓達到設(shè)定下限時允許開通boost升壓電路。所述單片機在低端檢測主電解電容電壓，單片機在低端檢測主電解電容電壓與LED電壓之差，單片機通過計算獲得LED電壓，所有電壓檢測均為低端檢測。所述單片機以及所述間歇工作調(diào)光LED燈驅(qū)動電路的供電由線性穩(wěn)壓電源經(jīng)過第六電阻的降壓從主電解電容獲得，開通時有啟動電容給單片機和驅(qū)動電路提供足夠的開啟電流。所述間歇工作調(diào)光LED燈驅(qū)動電路還包括增強驅(qū)動電流電路，所述增強驅(qū)動電流電路位于所述boost升壓電路與單片機之間或/和所述buck降壓驅(qū)動電路與單片機之間；所述增強驅(qū)動電流電路由PNP型三極管和NPN型三極管組成。以buck降壓驅(qū)動電路為例，buck降壓驅(qū)動電路工作在電壓模式，使用單片機CCP模塊作為驅(qū)動控制，驅(qū)動信號經(jīng)過由PNP型三極管和NPN型三極管組成的緩沖電路給第二 MOS場效應管的柵極作為控制信號。與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明的一種間歇工作調(diào)光LED燈驅(qū)動電路，電子變壓器每次工作時都可以提供同樣的電流給負載，即可以保證自身穩(wěn)定正常的工作，又不會增加額外的電路損耗。同時，本電路只需要采用相對較大一些的電解電容而不需要增加額外的昂貴器件，幾乎不需增加成本即可達到需要的目的。


圖1是本發(fā)明的一種間歇工作調(diào)光LED燈驅(qū)動電路的原理圖；圖2是本發(fā)明的一種間歇工作調(diào)光LED燈驅(qū)動電路的電路圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖以及實施例進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。請參閱圖1、圖2所示，其中單片機Ul為STC12C5208AD，線性穩(wěn)壓電源U2為78L05，第一肖特基二極管D1、第二肖特基二極管D2、第三肖特基二極管D3、第四肖特基二極管D4、第五肖特基二極管D5、第六肖特基二極管D6的型號為SSl 10，第一電感LI為2.2uH，第二電感L2為10uH，第三電感L3為47uH，第一電容Cl為10nF，第二電容C2、第三電容C3、第五電容C5為luF，主電解電容C4為220uF，第六電容C6為6.8uF，第一電阻R1、第三電阻R3、第五電阻R5為IkQ，第二電阻R2為IOkQ，第四電阻R4為8.2kQ，第六電阻R6為2kQ，NPN型三極管Q2、Q5為NPN型晶體管2N5551，PNP型三極管Q3、Q6為PNP型晶體管BC817，第一MOS場效應管Q4、第二 MOS場效應管Q7為場效應管FDC5661，光電三極管Ql為3DU5C，保險絲Fl為2A。在圖2中，第一肖特基二極管D1、第二肖特基二極管D2、第三肖特基二極管D3、第四肖特基二極管D4組成高速整流橋，電子變壓器的工作頻率一般處于40kHZ到IOOkHZ之間，由肖特基二極管組成的整流橋具有很高的開關(guān)速度，性能足以配合電子變壓器正常工作。第一電感LI和第一電容Cl為EMI濾波元件，保險絲Fl為保護元件。第一電阻Rl和第一電容Cl組成低通濾波電路，電路的截止頻率設(shè)置在800HZ，這個特性可以保證濾除電子變壓器的高頻信號頻率成分同時保留其低頻信號頻率成分。低頻信號頻率成分輸入單片機進行AD轉(zhuǎn)換作為時間信息。光電三極管Ql連接于單片機外部中斷INTO引腳，可以使用中斷方式給單片機發(fā)送調(diào)光信號。第二電感L2、第五肖特基二極管D5、第一 MOS場效應管Q4組成boost電路，NPN型三極管Q2、PNP型三極管Q3為增強驅(qū)動電流電路，采用boost電路可以保證輸入電流的連續(xù)性，從而使得電子變壓器振蕩回路維持一定的電流不會停振。本級電路的驅(qū)動來自于單片機的CCP模塊，其占空比為固定的，這樣每次工作周期可以向儲能電容C4輸出固定的能量。更重要的是，擁有固定的占空比的boost電路吸收穩(wěn)定的電流，這個特性可以保證電子變壓器的每低頻工作周期輸出電流保持一致大小，不會因為電流過小而停振。Boost模塊的工作受主電解電容C4的電壓大小控制，當C4電容電壓下降到設(shè)定下限時，boost電路在電子變壓器的下一個開通周期開始前開始工作。當主電解電容C4的電容電壓上升到設(shè)定上限時，boost電路停止工作。這個boost電路工作在固定占空比，間歇工作模式，用以適應電子變壓器工作。第三電感L3、第六肖特基二極管D6、第二 MOS場效應管Q7組成buck降壓電路給LED供電。NPN型三極管Q5、PNP型三極管Q6為增強驅(qū)動電流電路。采用buck電路可以降低流過LED的紋波電流。本級電路的驅(qū)動同樣來自單片機的CCP模塊，其工作方式為占空比可變的連續(xù)工作方式。本級buck電路工作的占空比由用戶設(shè)定的調(diào)光程度、主電解電容C4的電壓和LED電壓共同決定。第二電阻R2和第三電阻R3組成分壓電路用以給單片機測量主電解電容電壓，第四R4和第五電阻R5組成分壓電路給單片機測量主電解電容和LED的電壓差，兩個測量得到的電壓之差為LED電壓。第六電阻R6和線性穩(wěn)壓電源U2組成的降壓穩(wěn)壓電路給整個工作電路提供穩(wěn)定的電源供應。第六電容C6作用為啟動時給單片機提供電流。電路的總體運行原理電路為，上電時，電流通過第二電感L2和第五肖特基二極管D5給主電解電容C4充電。由于第六電容C6的存在，在主電解電容C4電壓上升時，單片機可通過78L05獲得足夠的電壓來啟動程序。程序在單片機上電后開始工作，由于測量得到的主電解電容C4電壓比較低，低于最低設(shè)定值25V,單片機將使第一 MOS場效應管Q4工作。程序為了應對初始階段，當主電解電容C4低于25V時，無論有無達到電子變壓器輸出電壓谷底，均開啟boost電路。Boost級向后輸出能量大于buck電路即LED部分消耗的最大能量。Boost級在主電解電容C4電壓超過45V時停止工作，直到主電解電容C4電壓小于25V時再重新開通，開通時刻在輸入電壓的谷底進行，輸入電壓波形可通過低通濾波器電路的AD轉(zhuǎn)換結(jié)果來獲得，以此為依據(jù)來設(shè)定boost的開通時刻。當主電解電容C4電壓超過25V時，buck電路開始工作。單片機將讀取EEPROM來獲取上次斷電時燈的設(shè)定亮度和LED的電壓值。Buck電路將根據(jù)上次設(shè)定的亮度值，和主電解電容C4電壓以及LED的端電壓綜合設(shè)定相應的第二 MOS場效應管Q7占空比。正常運行2秒后，通過單片機讀取新的LED電壓并定期更新，并以新的LED電壓設(shè)定占空比。Buck電路一直連續(xù)工作。正常工作時，主電解電容C4電壓在25V到45V之間，可以保證78L05的正常工作，第六電阻R6的存在可以保護78L05的安全。用戶可通過光電三極管Ql接收光信號遙控更新燈的亮度值，也可實現(xiàn)待機。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明的目的，而并非用作對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種間歇工作調(diào)光LED燈驅(qū)動電路，設(shè)于電子變壓器以及LED燈之間，其特征在于，包括: 單片機； 整流橋電路，與電子變壓器的輸出端相連； boost升壓電路，其輸入端與所述整流橋電路的輸出端相連，所述boost升壓電路包括第二電感、第五肖特基二極管以及第一 MOS場效應管；所述第一 MOS場效應管與單片機相連； 輸入信號檢測電路，其輸入端與所述整流橋電路的輸出端相連，所述輸入信號檢測電路包括由第一電阻以及第一電容組成的低通濾波器，所述低通濾波器與單片機相連； 電源電路，其輸入端與所述boost升壓電路的輸出端相連，由線性穩(wěn)壓電源以及第六電阻組成； 主電解電容電壓檢測電路和LED電壓檢測電路，其輸入端與所述boost升壓電路的輸出端相連，包括主電解電容、用于單片機測量主電解電容電壓的分壓電路以及用于單片機測量主電解電容和LED的電壓差的分壓電路；所述用于單片機測量主電解電容電壓的分壓電路由第二電阻以及第三電阻組成；所述用于單片機測量主電解電容和LED的電壓差的分壓電路由第四電阻以及第五電阻組成； buck降壓驅(qū)動 電路，其輸入端與所述boost升壓電路的輸出端相連，所述buck降壓驅(qū)動電路包括第三電感、第六肖特基二極管以及第二 MOS場效應管，所述第二 MOS場效應管與單片機相連； 調(diào)光信號接收電路，包括光電三極管，所述光電三極管與單片機的外部中斷引腳相連； 其中，所述間歇工作調(diào)光LED燈驅(qū)動電路的前級采用固定占空比的boost升壓電路，采用間歇工作方式穩(wěn)定主電解電容電壓，開啟和關(guān)閉boost升壓電路在輸入電壓的低頻包絡(luò)谷底進行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的間歇工作調(diào)光LED燈驅(qū)動電路，其特征在于: 所述低通濾波器的截止頻率位于電子變壓器輸出的高頻和低頻信號成分之間，在保留低頻同時濾除高頻信號成分，低頻信號的相位和頻率不變。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的間歇工作調(diào)光LED燈驅(qū)動電路，其特征在于: 所述低通濾波器的截止頻率為800Hz。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的間歇工作調(diào)光LED燈驅(qū)動電路，其特征在于: 所述單片機對低通濾波器輸出的模擬信號進行AD轉(zhuǎn)換獲取輸入電源電壓的低頻信號相位和頻率信息，用于確保b 00 s t升壓電路的開通和關(guān)閉在低頻信號的谷底進行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的間歇工作調(diào)光LED燈驅(qū)動電路，其特征在于: 所述boost升壓電路的間歇工作占空比由主電解電壓控制，在主電解電容電壓達到設(shè)定上限時允許關(guān)閉boost升壓電路，而在主電解電容電壓達到設(shè)定下限時允許開通boost升壓電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的間歇工作調(diào)光LED燈驅(qū)動電路，其特征在于: 所述單片機在低端檢測主電解電容電壓，單片機在低端檢測主電解電容電壓與LED電壓之差，單片機通過計算獲得LED電壓，所有電壓檢測均為低端檢測。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的間歇工作調(diào)光LED燈驅(qū)動電路，其特征在于:所述單片機以及所述間歇工作調(diào)光LED燈驅(qū)動電路的供電由線性穩(wěn)壓電源經(jīng)過第六電阻的降壓從主電解電容獲得，開通時有啟動電容給單片機和驅(qū)動電路提供足夠的開啟電流。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的間歇工作調(diào)光LED燈驅(qū)動電路，其特征在于:所述間歇工作調(diào)光LED燈驅(qū)動電路還包括增強驅(qū)動電流電路，所述增強驅(qū)動電流電路位于所述boost升壓電路與單片機之間或/和所述buck降壓驅(qū)動電路與單片機之間；所述增強驅(qū)動電流電路由PNP型三極管和N`PN型三極管組成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種間歇工作調(diào)光LED燈驅(qū)動電路，設(shè)于電子變壓器以及LED燈之間，包括單片機、整流橋電路、boost升壓電路、輸入信號檢測電路、電源電路、主電解電容電壓檢測電路和LED電壓檢測電路、buck降壓驅(qū)動電路以及調(diào)光信號接收電路，其中，所述間歇工作調(diào)光LED燈驅(qū)動電路的前級采用固定占空比的boost升壓電路，采用間歇工作方式穩(wěn)定主電解電容電壓，開啟和關(guān)閉boost升壓電路在輸入電壓的低頻包絡(luò)谷底進行。這樣，電子變壓器每次工作時都可以提供同樣的電流給負載，即可以保證自身穩(wěn)定正常的工作，又不會增加額外的電路損耗。同時，本電路只需要采用相對較大一些的電解電容而不需要增加額外的昂貴器件，幾乎不需增加成本即可達到需要的目的。
文檔編號H05B37/02GK103108472SQ20131005192
公開日2013年5月15日 申請日期2013年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月17日
發(fā)明者張穎, 張倩 申請人:上海師范大學