CN101686586A - 一种应用于可控硅调光器的led调光装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种应用于可控硅调光器的LED调光装置，包括整流器、电压过零比较器、升压器及假负载集成控制器、高频变压器、主电源驱动集成电路、次级整流及滤波电路、二次电源驱动集成电路、调光信息提取电路、数字信号合成器和400Hz三角波发生器。实施本发明一种应用于可控硅调光器的LED调光装置，具有调光效果好，使用寿命长，结构简单，利于环保，节约能源的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种调光装置，更具体地说，涉及一种应用于可控硅调光器的LED调光装置。
背景技术
在现有技术中，可控硅调光器可以对传统的钨丝灯泡进行亮度调节，见图1，可控硅调光器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1所示，可控硅调光器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触发可控硅调光器5的控制端，使可控硅调光器5导通，因钨丝灯泡10是阻性负载，所以经过可控硅调光器切相后的电压波形1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。
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1所示的钨丝灯泡10换成带开关稳压电源的LED灯泡时，可控硅调光器5电流的导通时间，比电压的导通时间短(见图3)。当没有电流流经可控硅调光器5时，图1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可控硅调光器5触发，可控硅调光器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，可控硅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
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种应用于可控硅调光器的LED调光装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：设计一种应用于可控硅调光器的LED调光装置，包括：
1、整流器，用于将交流电转化为直流电；
2、电压过零比较器，用于检测可控硅调光器的导通及关断状态，并将此信息电压转换成方波信号，输入到升压器及假负载集成控制器；
3、升压器及假负载，包括一个MOSFET管，用于使可控硅调光器进入正常工作的切相状态；“MOSFET”是英文(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor)的缩写，译成中文是“金属氧化物半导体场效应管”。
4、升压器及假负载集成控制器，用于驱动升压器及假负载中的MOSFET管。
5、高频变压器，用于改变电压；
6、主电源驱动集成电路，用于启动主电源供应；
7、次级整流及滤波电路，用于整流和滤波；
8、二次电源驱动集成电路，用于驱动LED光源发光；
9、调光信息提取电路，用于将可控硅调光器导通角的大小状态的变化转换成直流电压的变化；
10、数字信号合成器，用于合成数字信号；
11、400HZ三角波发生器，用于产生400HZ三角波信号。
以上所述的一种应用于可控硅调光器的LED调光装置，所述的升压器，当可控硅调光器导通时，为升压作用；当可控硅调光器关断时，升压器充当一个假负载的作用，使可控硅调光器进入正常切相工作。
以上所述的一种应用于可控硅调光器的LED调光装置，所述的高频变压器，使电压耦合到次级，经次级整流和滤波后，输入到二次电源驱动集成电路，驱动LED光源发光。
以上所述的一种应用于可控硅调光器的LED调光装置，所述的二次电源驱动集成电路，包括驱动芯片。
以上所述的适用于可控硅调光器的LED调光装置，所述的LED光源为一个或多个，单色或多色LED灯。
实施本发明的一种应用于可控硅调光器的LED调光装置，具有以下有益效果：
可以实现使用可控硅调光器对LED灯泡进行亮度调节，使人们在使用LED灯具时，能够根据不同的环境对LED的亮度进行调节。LED具有寿命长、光效高、无辐射、抗冲击及低能耗等优点，属于绿色的节能环保照明，因此使用本发明具有调光效果好，使用寿命长，结构简单，利于环保节约能源的优点。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1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电容；5双向可控硅调光器；6双向触发二极管；7可调电位器；8电阻；9电容；10钨丝灯泡。
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。
图3是图1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。
图4是本发明一种应用于可控硅调光器的LED调光装置实施例的电路原理图，图中：1、2、4、5、6、7、8组成滤波器；3保险丝；9整流桥。10、11放电电阻；12滤波电容；13、14、15、16组成调光信息提取电路；17、18、19、20、22、23、24、25、26、27组成电压过零比较器；21、38、39、40、41组成升压器及假负载；28三端稳压器；29、30、31、32、33、34、35、36、37组成升压器及假负载集成控制器；42滤波电容；43、44、45组成吸收回路；47、48、49、50、51、52、53组成主电源驱动集成电路；70、71、72组成高频变压器；54、55组成次级整流及滤波电路；46、56、57、58组成二次电源驱动集成电路；59、60、61组成数字信号合成器；62、63、64、65、66、67、68、69组成400HZ三角波发生器。
图5是本发明一种应用于可控硅调光器的LED调光装置的程序流程图；
图6是本发明一种应用于可控硅调光器的LED调光装置实施例中，可控硅调光器进入正常切相工作状态的波形图，图中：1输入交流电压；3输入交流电流。
图7是本发明一种应用于可控硅调光器的LED调光装置实施例中，整流后直流电压与升压电路及假负载集成控制器输出驱动的波形图，图中：2升压电路及假负载集成控制器输出驱动；4整流后直流电压。
具体实施方式
在本发明一种应用于可控硅调光器的LED调光装置实施例中，如图4所示市电经可控硅切相后的电压，经滤波器(由1、2、4、5、6、7和8组成)和保险丝3，输入到整流器9，整流成直流后的电压，通过升压器及假负载中的电感21，给滤波电容42充电。当充满电后的电压加到高频变压器(由70、71和72组成)和主电源驱动集成电路(由47、48、49、50、51、52和53组成)，启动主电源供应。经过高频变压器耦合到次级部分，次级整流及滤波(由54和55组成)后的电压，使二次电源驱动集成电路(由46、56、57和58组成)启动，从而驱动LED光源发光。同时高频变压器的反馈绕组72，通过二极管52，整流滤波51后，给三端稳压器28供电，经三端稳压器28降压后，提供电能给各个控制电路供电。
通过电压过零比较器(由17、18、19、20、22、23、24、25、26和27组成)，检测到可控硅调光器的导通及关断状态，并将此信息电压转换成方波信号，输入到升压器及假负载集成控制器(由29、30、31、32、33、34、35、36和37组成)，利用该升压器及假负载集成控制器，驱动升压器及假负载(由21、38、39、40和41组成)中的MOSFET开关管41。当可控硅调光器导通后，并且导通角大于50度时升压器工作在高频开关状态，电感21在高频关开的作用下两端形成400V直流的电压，经整流管40及滤波电容42滤波后加到高频变压器(由70、71和72组成)和主电源驱动集成电路(由47、48、49、50、51、52和53组成)上，为其供应升压后的电能，使电源达到0.85以上的功率因数。而关断时升压器充当一个假负载的作用(见图7)，MOSFET开关管41完全导通，给可控硅调光器(见图1)内部电路的电容9的充电提供一个低内阻的通路，为可控硅下周期导通而准备。这种控制方式既可使可控硅调光器正常切相工作(见图6)，又可提高电源的功率因数，减小谐波干扰。
此时调光信息提取电路(由13、14、15和16组成)，将可控硅调光器的导通角大小的状态，转换成直流电压，此直流电压的高低会随调光器的导通角的变化而变化。将变化的直流电压加入到数字信号合成器，与400HZ三角波发生器(由62、63、64、65、66、67、68和69组成)的信号合成后，输出频率为400HZ的PWM(脉宽调制)信号，送到二次电源驱动集成电路(由46、56、57和58组成)中的驱动芯片58的调光输入接口，改变二次电源驱动芯片58的开关占空比，从而改变LED光源的电流。所以LED光源的亮度就随可控硅调光器的调节而产生线性变化，从而实现了可控硅调光器对LED灯泡亮度的调节。
本发明所述的LED光源可以为一个或多个，单色或多色的LED灯。
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 (5)
1、一种应用于可控硅调光器的LED调光装置，其特征在于，包括：
整流器，用于将交流电转化为直流电；
电压过零比较器，用于检测可控硅调光器的导通及关断状态，并将此信息电压转换成方波信号，输入到升压器及假负载集成控制器；
升压器及假负载，包括一个MOSFET管，用于使可控硅调光器进入正常工作的切相状态；
升压器及假负载集成控制器，用于驱动升压器及假负载中的MOSFET管。高频变压器，用于改变电压；
主电源驱动集成电路，用于启动主电源供应；
次级整流及滤波电路，用于整流和滤波；
二次电源驱动集成电路，用于驱动LED光源发光；
调光信息提取电路，用于将可控硅调光器导通角的大小状态的变化转换成直流电压的变化；
数字信号合成器，用于合成数字信号；
400HZ三角波发生器，用于产生400HZ三角波信号。
2、根据权利要求1所述的一种应用于可控硅调光器的LED调光装置，其特征在于，所述的升压器，当可控硅调光器导通时，为升压作用；当可控硅调光器关断时，升压器充当一个假负载的作用，使可控硅调光器进入正常切相工作。
3、根据权利要求2所述的一种应用于可控硅调光器的LED调光装置，其特征在于，所述的高频变压器，使电压耦合到次级，经次级整流和滤波后，输入到二次电源驱动集成电路，驱动LED光源发光。
4、根据权利要求3所述的一种应用于可控硅调光器的LED调光装置，其特征在于，所述的二次电源驱动集成电路，包括驱动芯片。
5、根据权利要求4所述的适用于可控硅调光器的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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