本發(fā)明涉及一種切相調(diào)光電路，尤其是涉及一種寬輸入電壓切相調(diào)光電路。

背景技術(shù)：

切相調(diào)光有著用戶安裝布線方便以及舊建筑內(nèi)已鋪設(shè)照明線路改造成具有調(diào)光功能的LED照明方案簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)而運(yùn)用得越來(lái)越多。然而，目前的切相調(diào)光電源輸入電壓范圍都比較窄，例如適用中國(guó)、歐洲、澳洲等地區(qū)的切相調(diào)光電源輸入電壓范圍都是在170-265V內(nèi)，適用于北美、日本等地區(qū)的切相調(diào)光電源輸入電壓范圍都是在90-130V范圍內(nèi)，缺少一種適用于全球大部分電網(wǎng)的輸入電壓范圍在90-305V的切相調(diào)光電源。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的問提是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能使適用于全球大部分電網(wǎng)、輸入電壓范圍可適應(yīng)90-305V之間，并且適用于前切相和后切相的切相調(diào)光電源電路。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種寬輸入電壓切相調(diào)光電路，它連接并工作在整體調(diào)光電路中，所述整體調(diào)光電路包括依次連接的切相調(diào)光器、調(diào)光電路、LED燈或LED燈具，所述切相調(diào)光器的輸入端連接電源相線L，所述調(diào)光電路包括寬輸入電壓切相調(diào)光電路、開關(guān)電源、場(chǎng)效應(yīng)管，所述切相調(diào)光器的輸出端連接所述寬輸入電壓切相調(diào)光電路輸入端的一端、所述開關(guān)電源輸入端的一端，所述寬輸入電壓切相調(diào)光電路輸入端的另一端、所述開關(guān)電源輸入端的另一端連接電源零線N，所述開關(guān)電源輸出正端與所述LED燈或LED燈具的正端連接，所述場(chǎng)效應(yīng)管的源極和漏極串聯(lián)在所述開關(guān)電源輸出負(fù)端與所述LED燈或LED燈具的負(fù)端間，所述寬輸入電壓切相調(diào)光電路輸出端連接所述場(chǎng)效應(yīng)管的柵極。

所述寬輸入電壓切相調(diào)光電路包括二極管Ⅰ、二極管Ⅱ、電阻Ⅰ、電阻Ⅱ、電阻Ⅲ、電阻Ⅳ、晶體管、光電耦合器、PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，所述二極管Ⅰ、二極管Ⅱ的正極分別連接電源的相線L、零線N，所述二極管Ⅰ、二極管Ⅱ的負(fù)極相連接并連接所述電阻Ⅰ的一端，所述電阻Ⅰ的另一端連接所述電阻Ⅱ的一端、所述晶體管的基極，所述電阻Ⅱ的另一端連接所述晶體管的發(fā)射極和電路共地，所述晶體管的集電極連接所述電阻Ⅲ的一端、所述光電耦合器中發(fā)光管的負(fù)極連接端，所述電阻Ⅲ的另一端連接所述光電耦合器中發(fā)光管的正極連接端、所述電阻Ⅳ的一端，所述電阻Ⅳ的另一端連接電源VCC，所述光電耦合器的控制輸出端連接所述PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換電路的輸入端，所述PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接所述場(chǎng)效應(yīng)管的柵極。

所述PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換電路可以包括PWM信號(hào)轉(zhuǎn)直流電信號(hào)電路和直流電信號(hào)轉(zhuǎn)PWM信號(hào)電路，還可以是MCU信號(hào)轉(zhuǎn)換電路。

本發(fā)明的有益效果是：由于本發(fā)明包括二極管Ⅰ、二極管Ⅱ、電阻Ⅰ、電阻Ⅱ、電阻Ⅲ、電阻Ⅳ、晶體管、光電耦合器、PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，所述二極管Ⅰ、二極管Ⅱ的正極分別連接電源的相線L、零線N，所述二極管Ⅰ、二極管Ⅱ的負(fù)極相連接并連接所述電阻Ⅰ的一端，所述電阻Ⅰ的另一端連接所述電阻Ⅱ的一端、所述晶體管的基極，所述電阻Ⅱ的另一端連接所述晶體管的發(fā)射極和電路共地，所述晶體管的集電極連接所述電阻Ⅲ的一端、所述光電耦合器中發(fā)光管的負(fù)極連接端，所述電阻Ⅲ的另一端連接所述光電耦合器中發(fā)光管的正極連接端、所述電阻Ⅳ的一端，所述電阻Ⅳ的另一端連接電源VCC，所述光電耦合器的控制輸出端連接所述PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換電路的輸入端，所述PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接所述場(chǎng)效應(yīng)管的柵極。本發(fā)明將輸入的交流電信號(hào)通過(guò)所述二極管、二極管Ⅱ、電阻Ⅰ、電阻Ⅱ、電阻Ⅲ、電阻Ⅳ、晶體管、光電耦合器后，在所述光電耦合器的三極管端產(chǎn)生一個(gè)和整流后交流電同頻率的PWM信號(hào)，斬波后的交流電決定PWM信號(hào)的占空比即脈沖寬度，且這個(gè)PWM信號(hào)的占空比和交流電的電壓幅度沒有關(guān)系，由于這個(gè)PWM信號(hào)的頻率較低，如果直接用于調(diào)光控制，人眼會(huì)感覺到明顯的頻閃，并且不能實(shí)現(xiàn)0-100%的調(diào)光范圍，所以所述PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換電路將這個(gè)PWM信號(hào)再轉(zhuǎn)換成一個(gè)頻率高于200Hz的PWM信號(hào)，且可以實(shí)現(xiàn)0-100%的調(diào)光范圍，由于PWM信號(hào)和交流電的電壓幅度沒有關(guān)系，所以是一種能使適用于全球大部分電網(wǎng)、輸入電壓范圍可適應(yīng)90-305V之間，并且適用于前切相和后切相的切相調(diào)光電源。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方框示意圖；

圖2是本發(fā)明的電路原理示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例1的電路示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例2的電路示意圖；

圖5是本發(fā)明波形示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1至圖5所示，一種寬輸入電壓切相調(diào)光電路，它連接并工作在整體調(diào)光電路中，所述整體調(diào)光電路包括依次連接的切相調(diào)光器1、調(diào)光電路2、LED燈或LED燈具3，所述切相調(diào)光器1的輸入端連接電源相線L，所述調(diào)光電路2包括寬輸入電壓切相調(diào)光電路21、開關(guān)電源22、場(chǎng)效應(yīng)管Q2，所述切相調(diào)光器1的輸出端連接所述寬輸入電壓切相調(diào)光電路21輸入端的一端、所述開關(guān)電源22輸入端的一端，所述寬輸入電壓切相調(diào)光電路21輸入端的另一端、所述開關(guān)電源22輸入端的另一端連接電源零線N，所述開關(guān)電源22輸出正端與所述LED燈或LED燈具3的正端連接，所述場(chǎng)效應(yīng)管Q2的源極和漏極串聯(lián)在所述開關(guān)電源22輸出負(fù)端與所述LED燈或LED燈具3的負(fù)端間，所述寬輸入電壓切相調(diào)光電路21輸出端連接所述場(chǎng)效應(yīng)管Q2的柵極。

所述寬輸入電壓切相調(diào)光電路21包括二極管ⅠD1、二極管ⅡD2、電阻ⅠR1、電阻ⅡR2、電阻Ⅲ R3、電阻ⅣR4、晶體管Q1、光電耦合器U1、PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換電路201，所述二極管ⅠD1、二極管ⅡD2的正極分別連接電源的相線L、零線N，所述二極管ⅠD1、二極管ⅡD2的負(fù)極相連接并連接所述電阻ⅠR1的一端，所述電阻ⅠR1的另一端連接所述電阻ⅡR2的一端、所述晶體管Q1的基極，所述電阻ⅡR2的另一端連接所述晶體管Q1的發(fā)射極和電路共地，所述晶體管Q1的集電極連接所述電阻Ⅲ R3的一端、所述光電耦合器U1中發(fā)光管的負(fù)極連接端，所述電阻Ⅲ R3的另一端連接所述光電耦合器U1中發(fā)光管的正極連接端、所述電阻ⅣR4的一端，所述電阻ⅣR4的另一端連接電源VCC，所述光電耦合器U1的控制輸出端連接所述PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換電路201的輸入端，所述PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換電路201的輸出端連接所述場(chǎng)效應(yīng)管Q2的柵極。

所述PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換電路201可以包括PWM信號(hào)轉(zhuǎn)直流電信號(hào)電路211和直流電信號(hào)轉(zhuǎn)PWM信號(hào)電路212，還可以是MCU信號(hào)轉(zhuǎn)換電路213。

本實(shí)施例中，圖1所示為本發(fā)明的應(yīng)用環(huán)境，圖1中寬輸入電壓切相調(diào)光電路21為本發(fā)明。市電通過(guò)切相調(diào)光器1斬波后輸入到切相調(diào)光電源2后分別輸入到開關(guān)電源22和本發(fā)明即寬輸入電壓切相調(diào)光電路21，開關(guān)電源22轉(zhuǎn)成一個(gè)恒壓或恒流的直流電供給LED燈3，并給寬輸入電壓切相調(diào)光電路21提供供電，寬輸入電壓切相調(diào)光電路21把經(jīng)過(guò)切相調(diào)光器1斬波后輸入的交流電先轉(zhuǎn)換成和整流后交流電同頻率的PWM信號(hào)，然后再將PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)頻率大于等于200Hz的PWM信號(hào)，然后用這個(gè)PWM信號(hào)控制場(chǎng)效應(yīng)管Q2 ，從而實(shí)現(xiàn)控制切相調(diào)光電源2的輸出，來(lái)實(shí)現(xiàn)控制LED燈3的亮度。一般這個(gè)PWM信號(hào)的頻率會(huì)大于等于200Hz，因?yàn)殚_關(guān)頻率的周期大于5mS時(shí)人眼能感覺到燈光閃爍。

此處需要說(shuō)明的是切相調(diào)光電源2包含本發(fā)明即所述寬輸入電壓切相調(diào)光電路21與開關(guān)電源22以及一些其他輔助電路，為了更好的說(shuō)明本發(fā)明的原理，在圖1、圖3和圖4中只列出了開關(guān)電源22、寬輸入電壓切相調(diào)光電路21、場(chǎng)效應(yīng)管Q2，與本發(fā)明沒有太多關(guān)聯(lián)的電路就沒有一一列出。另外開關(guān)電源22可以是具有主動(dòng)PFC校正的開關(guān)電源也可以是無(wú)PFC校正的開關(guān)電源，當(dāng)然這些都不是本發(fā)明的重點(diǎn)，在此就不做過(guò)多敘述。

本實(shí)施例中，如圖2所示，所述二極管ⅠD1、二極管ⅡD2的陽(yáng)極端分別連接切相調(diào)光電源的輸入L、N端，所述二極管ⅠD1、二極管ⅡD2的陰極端連接所述電阻ⅠR1的一端，所述電阻ⅠR1的另一端連接所述電阻ⅡR2的一端和所述晶體管Q1的基極（或柵極），所述電阻ⅡR2的另一端、所述晶體管Q1的發(fā)射極（或源極）連接地，所述晶體管Q1的集電極（或漏極）連接所述電阻Ⅲ R3的一端和所述光電耦合器U1的發(fā)光二極管陰極端，所述電阻Ⅲ R3的另一端和所述光電耦合器U1的發(fā)光二極管陽(yáng)極端連接所述電阻Ⅳ R4的一端，所述電阻Ⅳ R4的另一端連接供電VCC，所述光電耦合器U1的三極管端連接所述PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換電路201，所述PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換電路201轉(zhuǎn)換并輸出頻率大于等于200Hz的PWM信號(hào)。

圖3所示為本發(fā)明典型實(shí)施例1，典型實(shí)施例1中所述PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換電路201由PWM信號(hào)轉(zhuǎn)直流電信號(hào)電路211和直流電信號(hào)轉(zhuǎn)PWM信號(hào)電路212組成。斬波后的交流電一部分輸入到開關(guān)電源22，另一部分輸入到本發(fā)明即所述寬輸入電壓切相調(diào)光電路21。開關(guān)電源22通過(guò)能量轉(zhuǎn)換輸出一個(gè)恒壓或者恒流的直流電，為L(zhǎng)ED燈3提供工作電壓，并且為所述寬輸入電壓切相調(diào)光電路21提供工作電壓。斬波后的交流電輸入到所述寬輸入電壓切相調(diào)光電路21的所述二極管ⅠD1、二極管ⅡD2的陰極端，所述二極管ⅠD1、二極管ⅡD2進(jìn)行整流，再經(jīng)過(guò)所述電阻ⅠR1、電阻Ⅱ R2分壓，并輸入到晶體管Q1的基極（或柵極）。一旦所述晶體管Q1基極（或柵極）的電壓達(dá)到導(dǎo)通電壓，所述晶體管Q1就導(dǎo)通，供電VCC通過(guò)所述電阻Ⅳ R4、所述光電耦合器U1，再通過(guò)所述晶體管的集電極（或漏極）到發(fā)射極（或源極），再到地，形成一個(gè)電流回路，所述光電耦合器U1的發(fā)光二極管端發(fā)光，所述光電耦合器U1的三極管端導(dǎo)通，在所述光電耦合器U1的三極管端形成一個(gè)低電平；當(dāng)所述晶體管Q1基極（或柵極）的電壓低于導(dǎo)通電壓，所述晶體管Q1截止，所述光電耦合器U1發(fā)光二極管端無(wú)電流通過(guò)，所述光電耦合器U1的三極管端也截止，在所述光電耦合器U1的三極管端形成一個(gè)高電平；當(dāng)輸入到晶體管Q1基極（或柵極）的電壓又達(dá)到導(dǎo)通電壓時(shí)，所述晶體管Q1再次導(dǎo)通，所述光電耦合器發(fā)光二極管端發(fā)光，所述光電耦合器三極管端再次導(dǎo)通，在所述光電耦合器U1的三極管端又形成一個(gè)低電平，如此反復(fù)，在所述光電耦合器U1的三極管端產(chǎn)生一個(gè)頻率和整流后交流電的頻率相同的PWM信號(hào)，PWM信號(hào)的反相脈沖寬度略等于斬波后的交流電正電壓波形寬度，由此也可以看出PWM信號(hào)和交流電的電壓幅度沒有直接關(guān)系，因此本發(fā)明可以用在寬輸入電壓的切相調(diào)光電源中，90-305V輸入電壓范圍內(nèi)均可適用。所述電阻Ⅲ R3并聯(lián)在所述光電耦合器U1的發(fā)光二極管兩端起到分流作用。由于一般使用的交流電的頻率都在47-63Hz內(nèi)，這個(gè)頻率較低，所以所述光電耦合器U1的三極管端產(chǎn)生的PWM信號(hào)頻率也比較低，如果直接用于控制燈光人眼容易發(fā)現(xiàn)閃爍，所以需要將PWM信號(hào)再轉(zhuǎn)換成頻率更高的PWM信號(hào)。所述光電耦合器U1三極管端產(chǎn)生的PWM信號(hào)，輸入到所述PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換電路201的所述PWM信號(hào)轉(zhuǎn)直流電信號(hào)電路211，所述PWM信號(hào)轉(zhuǎn)直流電信號(hào)電路211一般情況下會(huì)先將PWM信號(hào)反相，然后通過(guò)積分電路等方式將PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電信號(hào)，然后再將直流電信號(hào)進(jìn)行電壓調(diào)整，所述PWM信號(hào)轉(zhuǎn)直流電信號(hào)電路211輸出一個(gè)經(jīng)過(guò)調(diào)整的直流電信號(hào)提供給所述直流電信號(hào)轉(zhuǎn)PWM信號(hào)電路212，所述直流電信號(hào)轉(zhuǎn)PWM信號(hào)電路212再將直流電信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)頻率大于等于200Hz的PWM信號(hào)，并用這個(gè)PWM信號(hào)去控制場(chǎng)效應(yīng)管Q2的開和關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)控制切相調(diào)光電源的輸出，并實(shí)現(xiàn)控制LED燈3的亮度。所述直流電信號(hào)轉(zhuǎn)PWM信號(hào)電路212可以是由運(yùn)放等分離元件組成，也可以是由單片機(jī)和一些外圍元件組成。

圖4所示為本發(fā)明典型實(shí)施例2，和典型實(shí)施例1的不同點(diǎn)在于，所述PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換電路201是由MCU信號(hào)轉(zhuǎn)換電路213組成，所述MCU信號(hào)轉(zhuǎn)換電路213是由一個(gè)單片機(jī)和一些外圍器件組成。在所述光電耦合器U1的三極管端產(chǎn)生的PWM信號(hào)輸入到所述MCU信號(hào)轉(zhuǎn)換電路213的單片機(jī)后，經(jīng)過(guò)內(nèi)部程序處理，直接可以利用PWM信號(hào)的占空比轉(zhuǎn)換出一個(gè)相應(yīng)占空比的PWM信號(hào)，且轉(zhuǎn)換出的PWM信號(hào)同典型實(shí)施例1一樣頻率一般會(huì)大于等于200Hz。典型實(shí)施例2不用像典型實(shí)施例1那樣，需要先將所述光電耦合器U1三極管端產(chǎn)生的PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電信號(hào)，再轉(zhuǎn)換成頻率大于等于200Hz的PWM信號(hào)，而是直接將PWM信號(hào)經(jīng)過(guò)所述MCU信號(hào)轉(zhuǎn)換電路213的單片機(jī)程序處理后就輸出頻率大于等于200Hz的PWM信號(hào)。

以下結(jié)合圖5所示波形示意圖，對(duì)本發(fā)明原理做進(jìn)一步說(shuō)明，圖5中所示波形a為經(jīng)前沿切相調(diào)光器斬波后的交流電再經(jīng)過(guò)所述二極管ⅠD1、二極管ⅡD2整流后的波形，波形a的電壓經(jīng)過(guò)所述電阻ⅠR1、電阻Ⅱ R2分壓后輸入到所述晶體管Q1的基極（或柵極），控制所述晶體管Q1的開關(guān)，一般所述晶體管Q1的基極（或柵極）導(dǎo)通電壓只有零點(diǎn)幾伏到幾伏，所以使得所述晶體管Q1的導(dǎo)通時(shí)間幾乎等于波形a正電壓波形寬度。當(dāng)波形a的正電壓波形分壓后輸入到所述晶體管Q1的基極（或柵極）時(shí)，所述晶體管Q1導(dǎo)通，所述光電耦合器U1發(fā)光二極管端發(fā)光，所述光電耦合器U1三極管端導(dǎo)通，所述光電耦合器U1三極管端產(chǎn)生一個(gè)低電平;當(dāng)處于波形a零電壓時(shí)，所述晶體管Q1截止，所述光電耦合器U1發(fā)光二極管不發(fā)光，所述光電耦合器U1三極管端截止，所述光電耦合器U1三極管端產(chǎn)生一個(gè)高電平；當(dāng)波形a的下一個(gè)正電壓波形到來(lái)時(shí)，所述晶體管Q1又導(dǎo)通，所述光電耦合器U1三極管端也因此導(dǎo)通，所述光電耦合器U1三極管端又產(chǎn)生一個(gè)低電平，如此反復(fù)，在所述光電耦合器U1三極管端將產(chǎn)生一個(gè)如圖5中所示波形b的PWM信號(hào)，其頻率和波形a的頻率相同，由圖5中所示波形a和波形b可以看出，這個(gè)PWM信號(hào)和交流電的電壓幅度沒有直接關(guān)系，因此能實(shí)現(xiàn)90-305V寬范圍的輸入電壓。在典型實(shí)施例1 中所述PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換電路201的所述PWM信號(hào)轉(zhuǎn)直流電信號(hào)電路211將波形b的PWM信號(hào)先反相后得到圖5中所示波形c的PWM信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)積分電路或其他電路處理后轉(zhuǎn)換成一個(gè)如圖5中所示波形d的直流電信號(hào)，直流電信號(hào)的幅度和波形c所示的PWM信號(hào)的占空比成一定比例關(guān)系，所述PWM信號(hào)轉(zhuǎn)直流電信號(hào)電路211并對(duì)直流電信號(hào)進(jìn)行電壓調(diào)整后輸入到所述PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換電路201的所述直流電信號(hào)轉(zhuǎn)PWM信號(hào)電路212，所述直流電信號(hào)轉(zhuǎn)PWM信號(hào)電路212再將直流電信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻率大于等于200Hz如圖5中所示波形e的PWM信號(hào)，而這個(gè)PWM信號(hào)的占空比和直流電信號(hào)的幅值成一定比例關(guān)系，所述直流電信號(hào)轉(zhuǎn)PWM信號(hào)電路212產(chǎn)生的如波形e所示的PWM信號(hào)將控制場(chǎng)效應(yīng)管Q2的開和關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)控制切相調(diào)光電源的輸出，并實(shí)現(xiàn)控制LED燈3的亮度。而在典型實(shí)施例2中所述PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換電路201的所述MCU信號(hào)轉(zhuǎn)換電路213，無(wú)需將波形b的PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電信號(hào)，而是通過(guò)單片機(jī)內(nèi)部程序直接將波形b所示的PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)頻率大于等于200Hz如波形e所示的PWM信號(hào)。

綜上所述，本發(fā)明可廣泛運(yùn)用于寬輸入電壓的切相調(diào)光電源中，任何在本發(fā)明的思路、內(nèi)容中做修改、改進(jìn)或等同替換都落入本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍內(nèi)。