CN101808453B - 一种兼容可控硅调光器调光的led照明驱动电路和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种兼容可控硅调光器调光的LED照明驱动电路和方法，其为一输入信号串接一可控硅调光电路及一整流桥电路，整流桥电路的输出正极连接一信号采样及滤波电路，信号采样及滤波电路与一压控电流源及一负载LED串连接；整流桥电路的输出正极与一漏电保护电路相连；该信号采样及滤波电路为：一比较器的正相输入端接于一比较基准电压的正端，比较基准电压的负端接地，比较器的输出端接于一反相器的输入端，反相器的输出端接于一低通滤波器的输入端，低通滤波器的输出端接于压控电流源的控制端。本发明的一种兼容可控硅调光器调光的LED照明驱动电路，采用可控硅漏电吸收电路保证采样到的可控硅调光信号准确，使信号稳定，负载LED调光效果好。

Description

一种兼容可控硅调光器调光的LED照明驱动电路和方法
技术领域
本发明涉及一种可调光LED驱动电路，尤其涉及一种兼容可控硅调光器调光的LED照明驱动电路及控制方法。
背景技术
由于传统的可控硅调光电路在最初设计时，主要是为40～600W的白炽灯而设计的，且白炽灯的等效模型是一纯电阻。所以这样的可控硅调光电路直接用于3～20W的LED驱动电路时，调光器工作于非正常状态。
图1为一传统可控硅调光电路原理图。图中Lamp为一白炽灯。L1、C1为滤波电路(主要是吸收在电路开关过种中的浪涌电压和电流)。Q1为一双向可控硅。R1、Rw、C2、D1组成可控硅开通控制电路。其中Rw为可调电位器，通过改变Rw的阻值即可控制可控硅的开通时间，把输入220V/50Hz的正弦波变成一个被切相的波形(如图2，图中，Vin为输入220V/50Hz正弦波电压波形；Vo为经过可控硅调光电路后的电压波形；Iin为流过Lamp中的电流波形)，从而达到调光的目的。
由于LED驱动电源为一恒流源，所以其输出电流就不随可控硅调光电路控制。为达到调光的目的就需要把恒流源变成可控电流源如图3所示。图3中串接了可控硅调光电路及整流桥电路，使控制信号来源于可控硅调光电路。但实际上由于可控硅调光电路有漏电流存在，这样就会导致控制信号不稳，从而不能正确采样到调光信号导致无法调光，严重时会导致LED出现闪烁等不正常现象。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题，本发明提出一种兼容可控硅调光器调光的LED照明驱动电路及方法，利用可控硅调光器的调光信号去控制压控电流源的输出电流和控制当可控硅调光器切相时保证采样点的电压为低电平的回路，从而达到输出LED调光的目的。
本发明可通过以下技术方案予以解决：
本发明一种兼容可控硅调光器调光的LED照明驱动电路，其为一输入信号串接一可控硅调光电路及一整流桥电路，其特征在于，所述整流桥电路的输出正极连接一信号采样及滤波电路，所述整流桥电路的输出负极接地；所述信号采样及滤波电路与一压控电流源及一负载LED串联；所述整流桥电路的输出正极并与一漏电保护电路相连，所述漏电流保护电路包括一分压电阻与一可控硅漏电流吸收控制开关，所述整流桥电路、所述分压电阻及所述可控硅漏电流吸收控制开关并联，所述分压电阻为上下串接的两个电阻，所述上分压电阻与所述整流桥电路输出正极电连接，所述上分压电阻的另一端接下分压电阻的一端和所述比较器的反相输入端，所述下分压电阻的另一端接地，所述可控硅漏电流吸收控制开关的一端接于整流桥的输出正极，另一端接地，比较器U1的输出端接于可控硅漏电流吸收控制开关的控制端；所述信号采样及滤波电路为：一比较器的正相输入端接于一比较基准电压的正端，所述比较基准电压的负端接地，所述比较器的反相输入端接信号采样电阻网络分压中点；所述比较器的输出端接于一反相器的输入端，所述反相器的输出端接于一低通滤波器的输入端，所述低通滤波器的输出端接于所述压控电流源的控制端。
其中，所述电路还包括一隔离电路。所述隔离电路为一隔离二极管，所述隔离二极管的阳极与所述整流桥的输出正极相连；所述隔离二极管的阴极接于一滤波电容的正级和所述负载LED的正极。所述可控硅漏电流吸收控制开关的另一端、所述滤波电容的负极及所述压控电流源的另一端分别接地。所述输入信号为正弦波。
采用本发明兼容可控硅调光器调光的LED照明驱动电路的控制方法，其中所述输入信号经过所述可控硅调光器切相，再经过所述整流桥电路、所述分压电阻后送至所述比较器，产生与切相角相关的脉冲宽度调制PWM信号；PWM信号一路去控制漏电吸收电路保证可控硅调光电路切相时采样点的电压为低电平，另一路经过反相器和低通滤波器滤波后去控制压控电流源，从而实现LED调光。
由于采用以上技术方案，本发明的一种LED可控硅调光信号采样及控制电路及方法，通过该电路及方法实现了对LED灯进行调光的目的。
附图说明
图1是一种传统白炽灯可控硅调光电路原理图；
图2是图1电路工作时输入\输出的相关波形；
图3是一种LED恒流源的可控调光电路；
图4是本发明一种LED可控硅调光信号采样及控制电路结构框图；
图5是本发明一种LED可控硅调光信号采样及控制电路；
图6是LED可控硅调光信号采样及控制电路中各关键点的波形图；
其中：1.可控硅调光电路；2.整流桥电路；3.信号采样及滤波电路；4.压控电流源；5.负载LED；6.漏电吸收电路；7.隔离电路。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。
如图4及5所示，本发明一种LED可控硅调光电路，其为一输入信号串接一可控硅调光电路1及一整流桥电路2，整流桥电路2的输出正极连接一信号采样及滤波电路3，信号采样及滤波电路3与一压控电流源4及一负载LED5串连接；整流桥电路2并与漏电吸收电路6串接。信号采样及滤波电路为：一比较器U1的正相输入端接于一比较基准电压Vr的正端，比较基准电压Vr的负端接地，比较器U1的输出端接于一反相器U2的输入端，反相器U2的输出端接于一低通滤波器LPF的输入端，低通滤波器LPF的输出端接于压控电流源VCCS的控制端。
如图5所示，本发明的整流桥后面的具体连接电路为：正弦波输入电压Vin与可控硅调光器SSCR Dimmer串接后接在整流器DB1的输入两端，整流桥DB1的输出负极接地，整流桥DB1的输出正极接于上分压电阻R1的一端和可控硅漏电流吸收控制开关S1的一端H以及隔离二极管D1的阳极。该上分压电阻R1、下分压电阻R2及可控硅漏电流吸收控制开关S1构成漏电吸收电路。可控硅漏电流吸收控制开关S1另一端L接地。该隔离二极管D1构成隔离电路7，隔离二极管D1的阴极接于滤波电容C1的正级和负载LED的正极，C1的负极接地。负载LED的负极接于压控电流源4的一端，压控电流源4的另一端接地。上分压电阻R1的另一端接于下分压电阻R2的一端和比较器U1的反相输入端，下分压电阻R2的另一端接地，比较器U1的正相输入端接于比较基准Vr的正端，比较基准Vr的负端接地，比较器U1的输出端接于反相器U2的输入端和可控硅漏电流吸收控制开关S1的控制端G。反相器U2的输出端接于低通滤波器LPF的输入端，低通滤波器的输出端接于压控电流源VCCS的控制端Dim。
本发明的方法及该电路的工作原理为：正弦电压Vin经过可控硅调光器SSCR Dimmer切相及整流器DB1整流后于a点。当可控硅调光器处于切相期间(即a点电压为低电压)时，a点电压经电阻R1、R2分压后于b点，b点电压与Vr比较，此时，Vb＜Vr时U1输出高电平于c点，S1导通，为可控硅调光器提供一个维持电流，并使a点为低电平。当可控硅调光器处于导通期间(即a点电压为输入电压)时，a点电压经电阻R1、R2分压后于b点，b点电压与Vr比较，此时，当Vb＞Vr时U1输出低电平于c点，S1断开，a点电压跟随输入正弦波。整个周期内c点电压通过U2反相器换向后(主要是由压控电流源VCCS的Dim与输出电流成正比而定)经过低通滤波器LPF去控制压控电流源VCCS的输出电流，而达到调光目的。
本发明将可控硅调光器的切相信号转换为对应的脉冲宽度调制PWM信号，再经过低通滤波器转换为模拟信号去控制压控电流源的输出电流，从而实现调光的目的。同时采用相应的PWM信号去控制可控硅漏电流吸收电路，从而保证切相时信号采样点为低电平，防止采样到错误的调光信号。
本说明书中所述的只是本发明的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的范围之内。

Claims (6)

1.一种兼容可控硅调光器调光的LED照明驱动电路，其为一输入信号串接一可控硅调光电路及一整流桥电路，其特征在于，所述整流桥电路的输出正极连接一信号采样及滤波电路，所述整流桥电路的输出负极接地；所述信号采样及滤波电路与一压控电流源及一负载LED串联；所述整流桥电路的输出正极并与一漏电流保护电路相连，所述漏电流保护电路包括一分压电阻与一可控硅漏电流吸收控制开关，所述整流桥电路、所述分压电阻及所述可控硅漏电流吸收控制开关并联，所述分压电阻为上下串接的两个电阻，所述上分压电阻与所述整流桥电路输出正极电连接，所述上分压电阻的另一端接下分压电阻的一端和一比较器的反相输入端，所述下分压电阻的另一端接地，所述可控硅漏电流吸收控制开关的一端接于整流桥的输出正极，另一端接地，所述比较器的输出端接于可控硅漏电流吸收控制开关的控制端；所述信号采样及滤波电路为：所述比较器的正相输入端接于一比较基准电压的正端，所述比较基准电压的负端接地，所述比较器的输出端接于一反相器的输入端，所述反相器的输出端接于一低通滤波器的输入端，所述低通滤波器的输出端接于所述压控电流源的控制端。
2.根据权利要求1所述的一种兼容可控硅调光器调光的LED照明驱动电路，其特征在于，该电路还包括一隔离电路。
3.根据权利要求2所述的一种兼容可控硅调光器调光的LED照明驱动电路，其特征在于，所述隔离电路为一隔离二极管，所述隔离二极管的阳极与所述整流桥的输出正极相连；所述隔离二极管的阴极接于一滤波电容的正极和所述负载LED的正极。
4.根据权利要求3所述的一种兼容可控硅调光器调光的LED照明驱动电路，其特征在于，所述可控硅漏电流吸收控制开关的另一端、所述滤波电容的负极及所述压控电流源的另一端分别接地。
5.根据权利要求1所述的一种兼容可控硅调光器调光的LED照明驱动电路，其特征在于，所述输入信号为正弦波。
6.采用权利要求1-5之一所述的兼容可控硅调光器调光的LED照明驱动电路的控制方法，其特征在于，所述输入信号经过所述可控硅调光器切相，再经过所述整流桥电路、所述分压电阻后送至所述比较器，产生与切相角相关的脉冲宽度调制PWM信号；PWM信号一路去控制漏电吸收电路保证可控硅调光电路切相时采样点的电压为低电平，另一路经过反相器和低通滤波器滤波后去控制压控电流源，从而实现LED调光。
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