CN101505568B - 一种适用于调光器的led调光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适用于调光器的LED调光装置,包括:整流器,升压装置,前级电压检测电路和后级电压检测电路,主控芯片,初级变压器和次级变压器,次级整流和次级滤波电路,二级开关管。实施本发明的一种适用于调光器的LED调光装置,可以实现使用可控硅调光器和电子晶体管调光器对LED灯泡进行亮度调节,使节能环保的LED使用更加广泛。

Description

—种适用于调光器的LED调光装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种调光装置,更具体地说,涉及一种适用于调光器的LED调光装置。背景技术
[0002] 在现有技术中,可控硅调光器和电子晶体管调光器(以下简称“调光器”),可以对传统的钨丝灯泡进行亮度调节,见图1,调光器5的导通时间是由该电路的电容9的充电时间来决定的,从而改变交流电正弦波的导通角,使钨丝灯泡10的电流改变,达到亮度的调节效果,也称为前沿切相技术。如图I所示,调光器5与钨丝灯泡10串联,当接上电源的第一时刻,电流经保险丝1,电感2,可调电位器7,电阻8,电容9,钨丝灯泡10,形成充电电容9的充电回路,电容9的充电时间由可调电位器7的阻值大小决定,当电容9按一定时间充满电后,向触发二极管6触发调光器5的控制端,使调光器5导通,因钨丝灯泡10是阻性负载,所以经过调光器切相后的电压波形I与电流波形3是一致的(见图2),其导通到关断时间也是一致的。因而可实现对钨丝灯泡10的调光功能。
[0003] LED光源是节能型的新型光源,功率远比乌丝灯泡小,而且LED灯是低压直流供电的器件,需配有一个电能转换的LED驱动电源,才能驱动LED灯发光。LED驱动开关稳压电源是容性负载,没有设计调光控制电路,所以当将图I所示的钨丝灯泡10换成带开关稳压电源的LED灯泡时,调光器5电流的导通时间,比电压的导通时间短(见图3)。当没有电流流经调光器5时,图I中的电阻7到电容9之间仍然有电压,此电压又会对电容9进行充电,经一定时间充电后会再次对调光器5触发,调光器5就会出现在半个周期内重复导通两次以上的现象(见图3),所以LED灯,因驱动开关稳压电源输入电流的断续,出现频闪的现象。因此,在现有技术中,调光器对内置或外置开关电源的LED灯泡无法进行亮度调节。
发明内容
[0004] 本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述缺陷,提供一种适用于调光器的LED调光装置。
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种适用于调光器的LED调光装,包括:
[0006] 整流器,用于将输入的交流电转化成直流电;
[0007] 前级电压检测电路,用于检测上述整流器转化的直流电电压值;
[0008] 升压装置,起升压作用,包括一个能使调光器进入正常切相状态的金属氧化物半导体场效应管,对经上述整流器转化的直流电进行升压;
[0009] 后级电压检测电路,用于检测上述升压装置升压后的电路电压,并输入主控芯片;
[0010] 主控芯片,用于驱动电路及电路元件工作,包括用于比较前级电压检测电路及后级电压检测电路检测的电压值,从而调节驱动电压;
[0011] 二级开关管,是用来将升压后的电压施加在变压器的初级通过调节开关的闭合时间来调节初级和次级变压器、次级整流和次级滤波电路,从而驱动LED光源发光。
[0012] 作为上述技术的进一步改进,以上所述的一种适用于调光器的LED调光装置,所述的升压装置能够使调光器的导通电流与电压同相位,并且具有较低的峰值电流。
[0013] 作为上述技术的进一步改进,以上所述的一种适用于调光器的LED调光装置,所述的交流电整流后,前级电压检测电路和后级电压检测电路的电压同时输入主控芯片的集成比较器,由主控芯片控制升压装置的开关频率及占空比,确定升压后的电压与整流器整流后的电压差最低保持30伏。
[0014] 作为上述技术的进一步改进,以上所述的一种适用于调光器的LED调光装置,当调光器转动,前级电压检测电路的电压值随之变化,此电压值作为检测调光变化的基准电压输入到主控芯片,控制二级开关管的开关频率和占空比,从而驱动调节变压器初级和次级、次级整流和次级滤波电路,从而驱动LED光源发光。
[0015] 作为上述技术的进一步改进,以上所述的一种适用于调光器的LED调光装置,所 述的调光器包括可控硅调光器和电子晶体管的调光器。
[0016] 作为上述技术的进一步改进,以上所述的一种适用于调光器的LED调光装置,所述的LED光源为一个或多个,单色或多色LED灯。
[0017] 实施本发明的一种适用于调光器的LED调光装置,具有以下有益效果:
[0018] 可以实现使用可控硅调光器和电子晶体管调光器对LED灯泡进行亮度调节,使节能环保的LED使用范围更加广泛,本发明设计简洁精巧,具有调光效果好,使用寿命长,利于环保节约能源的优点。
附图说明
[0019] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
[0020] 图I是现有技术中使用于可控硅调光器调节钨丝灯泡亮度的电路原理图,图中:1保险丝;2电感;3电阻;4电各;5调光器;6双向触发_■极管;7可调电位器;8电阻;9电各;10钨丝灯泡。
[0021] 图2是现有技术中使用于可控硅调光器调节钨丝灯泡亮度时,可控硅调光器切相后的电压波形与电流波形的示意图,图中:1输入交流电压波形;3输入交流电流波形。
[0022] 图3是图I中的钨丝灯泡换为LED灯时电压波形与电流波形示意图,图中:1输入交流电压;3输入交流电流。
[0023] 图4是本发明一种适用于调光器的LED调光装置的第一实施例的电路原理图;图中:1.初级整流器,2.滤波电容,3. 4.组成前级电压检测,5. 6. 7.组成升压装置,8.升压滤波电容,9.启动电阻,10.主控芯片,11. 12.组成后级电压检测,13.变压器初级,14. 二级开关管,15.限流电阻,16. 17.组成吸收电路,18. 19.22.组成供电电路,20. 21.组成稳压检测电路,23.变压器次级,24.次级整流,25. 26组成次级滤波器。
[0024] 图5是本发明一种适用于调光器的LED调光装置实施例的程序流程图;
[0025] 图6是本发明一种适用于调光器的LED调光装置实施例的电压电流波形示意图;图中:1. CHl为电子晶体管调光器整流后的波形,此时可控硅调至最小导通角,其电压为:164VDC。
[0026] 2. CH4为升压后的电容二端电压波形,其电压最大值为:210VDC。[0027] 3. CH3为流经调光器后的交流电流波形,每半个周期的电流与电压同相位,同时间导通,其最大电流值为:360mA。(电流探头为20mA/DVI档位)
[0028] 4. CH2为升压开关管MOSFET的驱动波形,频率为63KHZ,占空比为32%。
[0029] 5.输出驱动三串白光LED,其LED电流为58mA。
[0030] 图7是本发明一种适用于调光器的LED调光装置实施例的电压电流波形示意图。图中:1. CHl为可控硅调光器整流后的波形,此时可控硅调至最小导通角,其电压为:184VDC。
[0031] 2. CH4为升压后的电容二端电压波形,其电压最大值为:250VDC。
[0032] 3. CH3为流经调光器后的交流电流波形,每半个周期的电流与电压同相位,同时间 导通,其最大电流值为:300mA。(电流探头为20mA/DVI档位)
[0033] 4. CH2为升压开关管MOSFET的驱动波形,频率为63KHZ,占空比为25%。
[0034] 5.输出驱动三串白光LED,其LED电流为87mA。
具体实施方式
[0035] 在本发明一种适用于调光器的LED调光装置的实施例中,如图4和图5所示,市电经调光器切相后的电压,经初整流器I和滤波电容2变成直流电压,启动电阻9首先给主控芯片10供电,从而驱动升压装置5,6和7进行升压工作。前级电压检测电路3,4与后级电压检测电路11,12所检测到的电压同时输入到主控芯片10内部的集成比较器作比较,再调整驱动升压装置的场效应管(M0SFET)7的占空比,确保升压滤波电容8的电压永远比滤波电容2的电压高出30伏。并使调光器的峰值电流较低,与电压波形具有完全相同的导通时间,同时功率因数可达0.8以上。当调光器关断的时候,升压电路的开关管一直处在高频开关工作状态,保持调光器触发电路的充电通路,因此调光器能再次被触发导通,可使调光器正常切相工作。见图6和图7的波形效果。
[0036] 此时再由主控芯片驱动二级开关管14,开关工作。当旋扭调光器的导通角,前级电压检测电路3,4,可检测到电压的变化,同时该电压也是调光信息检测电压,输入到主控芯片10,改变驱动二级开关管14的占空比,从而调节变压器初级的充电电流,在二级开关管14关断时,变压器初级充电所得的能量泄放到变压器的次级23,经次级整流24和次级电容滤波25后驱动LED光源发光。因此LED发光的亮度和驱动电流的大小,受到了调光器的控制,所以就实现了可控硅调光器和电子晶体管调光器对LED光源进行调光的效果。
[0037] 综上所述,如本技术领域中普通技术人员可以了解的,本说明书中所述的只是本发明的一个较佳实施例,凡依本发明的构思所做的改变或修饰,皆应在本发明的权利要求保护范围内。

Claims (6)

1. 一种适用于调光器的LED调光装置,其特征在于,包括: 整流器,用于将输入的交流电转化成直流电; 前级电压检测电路,用于检测上述整流器转化的直流电电压值; 升压装置,起升压作用,包括一个能使调光器进入正常切相状态的金属氧化物半导体场效应管,对经上述整流器转化的直流电进行升压; 后级电压检测电路,用于检测上述升压装置升压后的电路电压,并输入主控芯片; 主控芯片,用于驱动电路及电路元件工作,包括用于比较前级电压检测电路及后级电压检测电路检测的电压值,从而调节驱动电压; 二级开关管,是用来将升压后的电压施加在变压器的初级通过调节开关的闭合时间来调节变压器初级和次级、次级整流和次级滤波电路,从而驱动LED光源发光。
2.根据权利要求I所述的一种适用于调光器的LED调光装置,其特征在于,所述的升压装置能够使调光器的导通电流与电压同相位,并且具有较低的峰值电流。
3.根据权利要求2所述的一种适用于调光器的LED调光装置,其特征在于,所述的交流电整流后,前级电压检测电路和后级电压检测电路的电压同时输入主控芯片的集成比较器,由主控芯片控制升压装置的开关频率及占空比,确定升压后的电压与整流器整流后的电压差最低保持30伏。
4.根据权利要求3所述的一种适用于调光器的LED调光装置,其特征在于,当调光器转动,前级电压检测电路的电压值随之变化,此电压值作为检测调光变化的基准电压输入到主控芯片,控制二级开关管的开关频率和占空比,从而驱动调节变压器初级和次级、次级整流和次级滤波电路,从而驱动LED光源发光。
5.根据权利要求I所述的一种适用于调光器的LED调光装置,其特征在于,所述的调光器包括可控硅调光器和电子晶体管的调光器。
6.根据权利要求I所述的一种适用于调光器的LED调光装置,其特征在于,所述的LED光源为一个或多个,单色或多色LED灯。
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