一種led調(diào)光電路及l(fā)ed燈具的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于LED驅(qū)動【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種LED調(diào)光電路及LED燈具。本實用新型所提供的LED調(diào)光電路包括可控硅調(diào)光模塊、整流濾波模塊、輸入電壓檢測模塊、控制模塊、輸出電流采樣電阻、消磁檢測模塊以及降壓模塊；其中，可控硅調(diào)光模塊、整流濾波模塊以及LED負(fù)載依次連接，整流濾波模塊還連接輸入電壓檢測模塊和降壓模塊，控制模塊連接降壓模塊，控制模塊還連接輸入電壓檢測模塊、消磁檢測模塊以及輸出電流采樣電阻，并根據(jù)所接收的信號實現(xiàn)通斷，控制降壓模塊為LED負(fù)載供電。由于對可控硅調(diào)光模塊所輸出的電流做整流、濾波、降壓以及恒流處理，不僅使得LED負(fù)載工作時不會產(chǎn)生閃爍，還降低了LED燈具的制造成本。
【專利說明】—種LED調(diào)光電路及LED燈具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于LED驅(qū)動【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種LED調(diào)光電路及LED燈具。
【背景技術(shù)】
[0002]可控硅調(diào)光是目前舞臺照明、環(huán)境照明領(lǐng)域的主流方式。與變壓器、電阻器相比，可控硅調(diào)光器有著完全不同的調(diào)光機理。
[0003]對于普通反向阻斷型可控硅，其閘流特性表現(xiàn)為當(dāng)可控硅加上正向陽極電壓的同時又加上適當(dāng)?shù)恼蚩刂齐妷簳r，可控硅就導(dǎo)通；這一導(dǎo)通即使在撤去門極控制電壓后仍將維持，一直到加上反向陽極電壓或陽極電流小于可控硅自身的維持電流后才關(guān)斷。普通的可控硅調(diào)光器就是利用可控硅的這一特性實現(xiàn)前沿觸發(fā)相控調(diào)壓的。在正弦波交流電過零后的某一時刻或某一相位角，在可控硅控制極上加一觸發(fā)脈沖，使可控硅導(dǎo)通，并維持到正弦波正半周結(jié)束。因此在正弦波的正半周中，會有一定范圍可控硅不導(dǎo)通，這一范圍稱為控制角，而可控硅導(dǎo)通的范圍則稱為導(dǎo)通角。在正弦波交流電的負(fù)半周，其工作原理與正弦波交流電的正半周相同。導(dǎo)通角越大調(diào)光器輸出的電壓越高，燈就越亮。
[0004]然而，可控硅調(diào)光與LED燈難以匹配。對于可控硅來說，維持導(dǎo)通所需的維持電流通常介于8mA到40mA之間。白熾燈比較容易維持該電流，但對于功耗僅為等效白熾燈10%的LED燈來說，難以為維持該電流，從而導(dǎo)致可控硅過早關(guān)斷。這樣就會造成LED燈的閃爍，進(jìn)而限制可調(diào)光范圍。
[0005]綜上所述，現(xiàn)有的可控硅調(diào)光電路存在會導(dǎo)致LED燈發(fā)生閃爍的問題。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型的目的在于提供一種LED調(diào)光電路，旨在解決現(xiàn)有的可控硅調(diào)光電路存在會導(dǎo)致LED燈發(fā)生閃爍的問題。
[0007]本實用新型是這樣實現(xiàn)的，一種LED調(diào)光電路，與LED負(fù)載連接，包括可控硅調(diào)光模塊和整流濾波模塊，所述整流濾波模塊的交流輸入端連接所述可控硅調(diào)光模塊的輸出端，所述整流濾波模塊的輸出端連接所述LED負(fù)載的輸入端；所述可控硅調(diào)光模塊的輸入端接入交流市電；
[0008]所述LED調(diào)光電路還包括:輸入電壓檢測模塊、控制模塊、輸出電流采樣電阻、消磁檢測模塊以及降壓模塊；
[0009]所述輸入電壓檢測模塊的輸入端和輸出端分別連接所述整流濾波模塊的輸出端和所述控制模塊的輸入電壓檢測端；
[0010]所述降壓模塊的控制端、輸入端以及輸出端分別連接所述整流濾波模塊的輸出端、所述LED負(fù)載的輸出端以及所述控制模塊的電流輸入端；
[0011]所述輸出電流采樣電阻的第一端和第二端分別連接所述控制模塊的電流輸出端和整流濾波模塊的直流輸入端；
[0012]所述消磁檢測模塊的輸出端連接所述控制模塊的消磁檢測端。[0013]本實用新型的另一目的還在于提供一種LED燈具，包括殼體，還包括上述的LED調(diào)光電路。
[0014]本實用新型所提供的LED調(diào)光電路包括可控硅調(diào)光模塊、整流濾波模塊、輸入電壓檢測模塊、控制模塊、輸出電流采樣電阻、消磁檢測模塊以及降壓模塊；其中可控硅調(diào)光模塊的輸入端接入交流市電并連接整流濾波模塊，輸入電壓檢測模塊分別連接整流濾波模塊和控制模塊，降壓模塊分別連接整流濾波模塊、LED負(fù)載以及控制模塊、輸出電流采樣電阻連接控制模塊和整流濾波模塊、消磁檢測模塊的輸出端連接控制模塊的消磁檢測端。其中，輸入電壓檢測模塊根據(jù)直流電大小輸出輸入電壓信號，消磁檢測模塊根據(jù)流過降壓模塊的電流大小輸出消磁檢測信號，控制模塊檢測輸出電流采樣電阻第一端的電流采樣信號，控制模塊還根據(jù)輸入電壓信號、消磁檢測信號以及電流采樣信號實現(xiàn)通斷，降壓模塊根據(jù)控制模塊的通斷狀態(tài)進(jìn)行充放電以對直流電進(jìn)行降壓和恒流處理并為LED負(fù)載供電。由于對可控硅調(diào)光模塊所輸出的電流做濾波、降壓以及恒流的處理，不僅使得LED負(fù)載工作時不會產(chǎn)生閃爍，還降低了 LED燈具的制造成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型一實施例所提供的LED調(diào)光電路的模塊結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖2是本實用新型一實施例所提供的LED調(diào)光電路的示例電路結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖3是本實用新型一實施例所提供的控制模塊的示例電路結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖4是本實用新型一實施例所提供的LED調(diào)光電路的LED負(fù)載的電流波形圖。
【具體實施方式】
[0019]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0020]本實用新型所提供的LED調(diào)光電路包括可控硅調(diào)光模塊、整流濾波模塊、輸入電壓檢測模塊、控制模塊、輸出電流采樣電阻、消磁檢測模塊以及降壓模塊；通過對可控硅調(diào)光模塊所輸出的電流做濾波、降壓以及恒流的處理，解決了現(xiàn)有的可控硅調(diào)光電路存在會導(dǎo)致LED燈發(fā)生閃爍的問題。
[0021]圖1示出了本實用新型實施例所提供的LED調(diào)光電路的模塊結(jié)構(gòu)，為了便于說明，僅示出了與本實用新型實施例相關(guān)的部分，詳述如下:
[0022]本實用新型實施例所提供的LED調(diào)光電路與LED負(fù)載80連接，具體可以包括可控硅調(diào)光模塊10和整流濾波模塊20。
[0023]具體的，可控硅調(diào)光模塊10的輸入端接入交流市電，整流濾波模塊20的交流輸入端連接可控硅調(diào)光模塊10的輸出端，整流濾波模塊20的輸出端連接LED負(fù)載80的輸入端；可控硅調(diào)光模塊10斷續(xù)導(dǎo)通，輸出斷續(xù)的交流電至整流濾波模塊20進(jìn)行整流濾波處理，整流濾波模塊20輸出斷續(xù)的直流電。
[0024]進(jìn)一步的，LED調(diào)光電路還可以包括:輸入電壓檢測模塊30、控制模塊40、輸出電流采樣電阻70、消磁檢測模塊60以及降壓模塊50。
[0025]其中，輸入電壓檢測模塊30的輸入端和輸出端分別連接整流濾波模塊20的輸出端和控制模塊40的輸入電壓檢測端；
[0026]降壓模塊50的控制端、輸入端以及輸出端分別連接整流濾波模塊20的輸出端、LED負(fù)載80的輸出端以及控制模塊40的電流輸入端；
[0027]輸出電流采樣電阻70的第一端和第二端分別連接控制模塊40的電流輸出端和整流濾波模塊20的直流輸入端；
[0028]消磁檢測模塊60的輸出端連接控制模塊40的消磁檢測端。
[0029]在本實施例中，電流由整流濾波模塊20輸出，經(jīng)過LED負(fù)載80、降壓模塊50、控制模塊40以及輸出電流采樣電阻70后，流回整流濾波模塊20。其中，輸入電壓檢測模塊30對直流電進(jìn)行電壓檢測并輸出相應(yīng)的輸入電壓信號，消磁檢測模塊60根據(jù)流過降壓模塊50的電流的變化速度輸出消磁檢測信號，控制模塊40檢測輸出電流采樣電阻70第一端的電流米樣信號。
[0030]控制模塊40還根據(jù)輸入電壓信號、消磁檢測信號以及電流采樣信號執(zhí)行相應(yīng)的通斷操作；
[0031]降壓模塊50根據(jù)所述控制模塊40的通斷狀態(tài)進(jìn)行充放電以對直流電進(jìn)行降壓和恒流處理。
[0032]作為本實用新型一實施例，如圖2所示，控制模塊40可以包括:
[0033]第一運算放大器U1、第二運算放大器U2、第一反相器U3、第二反相器U4、觸發(fā)器U5、NMOS管Ql以及基準(zhǔn)電壓模塊41 ；
[0034]第一運算放大器Ul的反相端是控制模塊40的消磁檢測端，第一運算放大器Ul的同相端連接基準(zhǔn)電壓模塊41的輸出端，第一運算放大器Ul的輸出端連接第一反相器U3的輸入端,第一反相器U3的輸出端連接觸發(fā)器U5的第一輸入端,第二運算放大器U2的同相端是控制模塊40的輸入電壓檢測端，第二運算放大器U2的輸出端連接觸發(fā)器U5的第二輸入端，觸發(fā)器U5的輸出端連接第二反相器U4的輸入端，第二反相器U4的輸出端連接NMOS管Ql的柵極，NMOS管Ql的漏極是控制模塊40的電流輸入端，第二運算放大器U2的反相端與NMOS管Ql的源極共接形成控制模塊40的電流輸出端。
[0035]在本實施例中，基準(zhǔn)電壓模塊可以是任意基準(zhǔn)源，如穩(wěn)壓管等。第一運算放大器Ul與第二運算放大器U2均為比較電路，其通過對同相端與反相端的電壓值之進(jìn)行比較，改變輸出端的電壓，進(jìn)而控制觸發(fā)器U5的輸出電壓，最終控制開關(guān)管Ql的通斷。其中，觸發(fā)器U5可以是由兩個與非門組成的RS觸發(fā)器。
[0036]進(jìn)一步的，第一運算放大器U1、第二運算放大器U2、第一反相器U3、第二反相器U4、觸發(fā)器U5、NM0S管Ql以及基準(zhǔn)電壓模塊41集成于一芯片內(nèi)。
[0037]在本實施例中，通過將上述期間集成在一芯片內(nèi)，可以有效減小該電路的體積，并方便電路的安裝以及電路的大規(guī)模生產(chǎn)。
[0038]作為本實用新型一實施例，如圖3所示，降壓模塊50可以包括:
[0039]二極管Dl、第一電感LI以及第二電容C2 ；
[0040]二極管Dl的陰極與第二電容C2的第一端共接形成降壓模塊50的控制端，二極管Dl的陽極與第一電感LI的第一端共接形成降壓模塊50的輸出端,第二電容C2的第二端與第一電感LI的第二端共接形成降壓模塊50的輸入端。
[0041]在本實施例中，降壓模塊50為常見的開關(guān)型降壓電路。其通過交替地充放電實現(xiàn)對電壓的控制，具體工作原理在此不再贅述。
[0042]作為本實用新型一實施例，如圖3所示，消磁檢測模塊60可以包括:
[0043]第二電感L2、第四電阻R4以及第五電阻R5 ;
[0044]第二電感L2的第一端連接第四電阻R4的第一端，第四電阻R4的第二端與第五電阻R5的第一端共接形成消磁檢測模塊60的輸出端,第二電感L2的第二端與第五電阻R5的第二端共接于地。
[0045]其中，第二電感L2與第一電感LI相鄰設(shè)置，第二電感L2根據(jù)流經(jīng)第一電感LI的電流的變化率產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。
[0046]在本實施例中，由于米用了包含第一電感LI的降壓模塊50,可以在第一電感LI的相鄰位置設(shè)置第二電感L2。在第一電感LI上的電流發(fā)生變化時，其周圍的磁場也發(fā)生變化，并在第二電感L2中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。利用該感應(yīng)電動勢的值進(jìn)行計算，就可以了解第一電感LI上的電流大小。同時，通過調(diào)節(jié)第四電阻R4、第五電阻R5的阻值，還可以進(jìn)一步調(diào)節(jié)所輸出的消磁檢測信號的電壓值，進(jìn)而改變控制模塊40的通斷時間。
[0047]作為本實用新型一實施例，如圖3所示，輸入電壓檢測模塊30可以包括第一電阻Rl和第二電阻R2 ； [0048]第一電阻Rl的第一端是輸入電壓檢測模塊30的輸入端,第一電阻Rl的第二端與第二電阻R2的第一端共接形成電壓檢測模塊的輸出端，第二電阻R2的第二端接地。
[0049]在本實施例中，輸入電壓檢測模塊30通過兩個串聯(lián)連接的電阻對輸入電壓進(jìn)行分壓，并將分壓所得的輸入電壓信號輸出至控制模塊40。技術(shù)人員可以根據(jù)通過調(diào)節(jié)第一電阻Rl和第二電阻R2的阻值比例調(diào)節(jié)輸入電壓信號的大小，進(jìn)而改變控制模塊40的通斷時間。由于輸入電壓并不是恒定電壓，而是波動的，因此所輸出的輸入電壓信號同樣也是波動的。
[0050]作為本實用新型一實施例，如圖3所示，輸出電流采樣電阻70可以是第三電阻R3 ；
[0051]第三電阻R3的第一端和第二端分別是輸出電流采樣電阻70的第一端和第二端。
[0052]作為本實用新型一實施例，如圖3所示，整流濾波模塊20可以包括整流橋BRl和第一電容Cl ；
[0053]整流橋BRl的第一交流輸入端和第二交流輸入端組成整流濾波模塊20的交流輸入端，整流橋BRl的直流輸出端與第一電容Cl的第一端共接形成整流濾波模塊20的輸出端，整流橋BRl的接地端與第一電容Cl的第二端共接形成整流濾波模塊20的直流輸入端并接地。
[0054]以下結(jié)合圖2、圖3對本實用新型實施例所提供的LED調(diào)光電路的工作原理做進(jìn)一步說明:
[0055]在NMOS管Ql導(dǎo)通期間，整流橋BRl所輸出的直流電，設(shè)為電流II，順次流過LED負(fù)載80、第一電感L1、開關(guān)管Ql以及第三電阻R3，再流回到整流橋BR1。此時，第一電感LI上的電流、NMOS管Ql上的電流、第三電阻R3上的電流相同，都是電流II。
[0056]當(dāng)電流Il流過第三電阻R3時，由電感方程可知，第三電阻R3上電壓，SP

L ?
電流采樣信號，以固定的斜率增加。此時第二運算放大器U2的反相端電壓也以固定的斜率增加。第二運算放大器U2的同相端接收到由第一電阻Rl和第二電阻R2根據(jù)輸入電壓大小輸出的輸入電壓信號Vrefl。
[0057]當(dāng)?shù)谌娮鑂3上的電壓達(dá)到輸入電壓信號Vrefl時，電流Il達(dá)到設(shè)定的峰值。第二運算放大器U2輸出低電平信號，并在經(jīng)過觸發(fā)器U5后，控制NMOS管Ql截止。
[0058]NMOS管Ql截止后，第一電感LI釋放能量，降壓模塊50為LED負(fù)載80供電。此時，有電流12順次流過第一電感L1、二極管Dl以及LED負(fù)載80。另外，第二電感L2上產(chǎn)生感應(yīng)電壓，該電壓由第四電阻R4和R5分壓得到消磁檢測信號，輸入第一運算放大器Ul的反相端，并與基準(zhǔn)電壓模塊41輸出的基準(zhǔn)電壓Vref2進(jìn)行比較。當(dāng)?shù)谝浑姼蠰I釋放完全部能量時，第二電感L2也釋放完全部能量，第二電感L2的感應(yīng)電壓降到0，第一運算放大器Ul的反相端的電壓也降到O。由于同相端的電壓高于反相端的電壓，第一運算放大器Ul輸出高電平信號。此時，觸發(fā)器U5控制NMOS管Ql導(dǎo)通，系統(tǒng)工作于臨界導(dǎo)通模式。[0059]如圖4所示，該圖示出了流過LED負(fù)載的電流波形。曲線LI為LED負(fù)載80的電流峰值的包絡(luò)線，曲線L2為LED負(fù)載80的有效電流的包絡(luò)線，曲線L3為第一電感LI儲存能量的電流曲線，曲線L4為第一電感LI釋放能量的電流曲線，曲線L5為控制模塊40的通斷狀態(tài)曲線，區(qū)間A為可控硅調(diào)光模塊10關(guān)斷的區(qū)間。
[0060]定義NMOS管Ql導(dǎo)通時間為Ton，截止時間為Toff，第一電感LI釋放能量的時間為tD，開關(guān)周期為T，則有:
[0061]
【權(quán)利要求】
1.一種LED調(diào)光電路，與LED負(fù)載連接，包括可控硅調(diào)光模塊和整流濾波模塊，所述整流濾波模塊的交流輸入端連接所述可控硅調(diào)光模塊的輸出端，所述整流濾波模塊的輸出端連接所述LED負(fù)載的輸入端；所述可控硅調(diào)光模塊的輸入端接入交流市電；其特征在于: 所述LED調(diào)光電路還包括:輸入電壓檢測模塊、控制模塊、輸出電流采樣電阻、消磁檢測模塊以及降壓模塊； 所述輸入電壓檢測模塊的輸入端和輸出端分別連接所述整流濾波模塊的輸出端和所述控制模塊的輸入電壓檢測端； 所述降壓模塊的控制端、輸入端以及輸出端分別連接所述整流濾波模塊的輸出端、所述LED負(fù)載的輸出端以及所述控制模塊的電流輸入端； 所述輸出電流采樣電阻的第一端和第二端分別連接所述控制模塊的電流輸出端和整流濾波模塊的直流輸入端； 所述消磁檢測模塊的輸出端連接所述控制模塊的消磁檢測端。
2.如權(quán)利要求1所述的LED調(diào)光電路，其特征在于，所述控制模塊包括: 第一運算放大器、第二運算放大器、第一反相器、第二反相器、觸發(fā)器、NMOS管以及基準(zhǔn)電壓模塊； 所述第一運算放大器的反相端是所述控制模塊的消磁檢測端，所述第一運算放大器的同相端連接所述基準(zhǔn)電壓模塊的輸出端，所述第一運算放大器的輸出端連接所述第一反相器的輸入端，所述第 一反相器的輸出端連接所述觸發(fā)器的第一輸入端，所述第二運算放大器的同相端是所述控制模塊的輸入電壓檢測端，所述第二運算放大器的輸出端連接所述觸發(fā)器的第二輸入端，所述觸發(fā)器的輸出端連接所述第二反相器的輸入端，所述第二反相器的輸出端連接所述NMOS管的柵極，所述NMOS管的漏極是所述控制模塊的電流輸入端，所述第二運算放大器的反相端與所述NMOS管的源極共接形成所述控制模塊的電流輸出端。
3.如權(quán)利要求2所述的LED調(diào)光電路，其特征在于，所述第一運算放大器、所述第二運算放大器、所述第一反相器、所述第二反相器、所述觸發(fā)器、所述NMOS管以及所述基準(zhǔn)電壓模塊集成于一芯片內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的LED調(diào)光電路，其特征在于，所述降壓模塊包括: 二極管、第一電感以及第二電容； 所述二極管的陰極與所述第二電容的第一端共接形成所述降壓模塊的控制端，所述二極管的陽極與所述第一電感的第一端共接形成所述降壓模塊的輸出端，所述第二電容的第二端與所述第一電感的第二端共接形成所述降壓模塊的輸入端。
5.如權(quán)利要求4所述的LED調(diào)光電路，其特征在于，所述消磁檢測模塊包括: 第二電感、第四電阻以及第五電阻； 所述第二電感的第一端連接所述第四電阻的第一端，所述第四電阻的第二端與所述第五電阻的第一端共接形成所述消磁檢測模塊的輸出端，所述第二電感的第二端與所述第五電阻的第二端共接于地； 所述第二電感與所述第一電感相鄰設(shè)置。
6.如權(quán)利要求1所述的LED調(diào)光電路，其特征在于，所述輸入電壓檢測模塊包括第一電阻和第二電阻； 所述第一電阻的第一端是所述輸入電壓檢測模塊的輸入端，所述第一電阻的第二端與所述第二電阻的第一端共接所述形成電壓檢測模塊的輸出端，所述第二電阻的第二端接地。
7.如權(quán)利要求1所述的LED調(diào)光電路，其特征在于，所述整流濾波模塊包括整流橋和第一電容； 所述整流橋的第一交流輸入端和第二交流輸入端組成所述整流濾波模塊的交流輸入端，所述整流橋的直流輸出端與所述第一電容的第一端共接形成所述整流濾波模塊的輸出端，所述整流橋的接地端與所述第一電容的第二端共接形成所述整流濾波模塊的直流輸入端并接地。
8.如權(quán)利要求1所述的LED調(diào)光電路，其特征在于，所述輸出電流采樣電阻是第三電阻； 所述第三電阻的第一端和第二端分別是所述輸出電流采樣電阻的第一端和第二端。
9.一種LED燈具，包括殼體，其特征在于，所述LED燈具還包括如權(quán)利要求1至8任一項所述的LED調(diào)光電路 。
【文檔編號】H05B37/02GK203761656SQ201420145334
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月27日
【發(fā)明者】謝靖, 李照華, 趙春波, 黃存華, 周鵬, 方吉桐 申請人:深圳市明微電子股份有限公司